С каждым годом количество полигонов твердых коммунальных отходов (ТКО) увеличивается, что делает актуальным вопрос их влияния на окружающую среду. Исследователи ЮФУ изучили состояние почв в черте Ростов-на-Дону, включая территории полигонов ТКО, заброшенные поля и пахотные земли. Результаты исследования помогут разработать эффективные методы мониторинга и восстановления почв.
В ходе работы ученые Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ оценили ключевые физические, химические и биологические показатели почв, такие как pH, содержание гумуса, концентрация тяжелых металлов (хром, никель, медь, цинк, мышьяк, свинец), а активность ферментов, фитотоксичность почв и численность микроорганизмов. Было установлено высокое содержание меди, цинка и свинца.
Особое внимание исследователи уделили биологическим показателям, которые являются важными индикаторами здоровья почвы, а также играют ключевую роль в метаболизме живых организмов, включая растения, микроорганизмы и животных. Среди них выделяются каталаза и инвертаза.
Активность каталазы участвует в защите клеток от окислительного стресса, вызванного накоплением перекиси водорода. Снижение активности каталазы может свидетельствовать о нарушении окислительно-восстановительного баланса в почве, что часто связано с загрязнением или другими стрессовыми факторами. Активность инвертазы в почве является индикатором интенсивности разложения органического вещества в почве. Снижение активности инвертазы при антропогенном воздействии свидетельствует о нарушении биогеохимического цикла углерода в почве, и как следствие, снижении плодородия почв.
Активность каталазы и инвертазы, а также общая численность микроорганизмов были снижены на 10–82% в зависимости от степени загрязнения почвы. Наиболее чувствительным маркером загрязнения оказалась активность каталазы, что делает ее перспективным инструментом для экологического мониторинга.
«Результаты нашего исследования необходимо использовать при экологической экспертизе полигонов твердых коммунальных отходов, а также при разработке рекомендаций по предотвращению и снижению воздействия отходов на состояние почвы», – отметила к.б.н., заведующая молодежной лабораторией «Экобиотехнологии диагностики и охраны здоровья почв», ведущий научный сотрудник лаборатории «Агробиотехнологии для повышения плодородия почв и качества сельскохозяйственной продукции» АБиБ ЮФУ Татьяна Минникова.
Ученые ЮФУ подчеркивают, что такие показатели, как активность каталазы, длина корней редиса и численность микроорганизмов, могут быть эффективно использованы для диагностики и мониторинга состояния почв в зонах, подверженных техногенному воздействию.
Результаты работы, опубликованные в авторитетном журнале Journal of Hazardous Materials Advances, могут быть использованы для разработки стратегий восстановлении загрязненных почв и улучшения экологической ситуации в регионах с высокой антропогенной нагрузкой.
Исследование выполнено при финансовой поддержке проекта Программы стратегического академического лидерства ЮФУ «Приоритет 2030» (СП-12-23-01), Лаборатории здоровья почв ЮФУ и проекта Минобрнауки России (FENW-2024–0001).