Ученые ЮФУ исследовали экологическую токсичность относительно редких поллютантов и показали, что такие металлы, как серебро, висмут, теллур и таллий, представляют угрозу как минимум не меньшую, чем широко распространенные и опасные ртуть, свинец, кадмий, медь или цинк. Результаты работы могут способствовать переходу к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству.
Существенный вклад в деградацию почвенного покрова, снижение урожайности и качества сельскохозяйственных культур во всем мире вносит загрязнение тяжелыми металлами и металлоидами. Они относятся к приоритетным поллютантам. Однако не все тяжелые металлы и металлоиды исследованы одинаково хорошо. Загрязнение окружающей среды ртутью, свинцом, кадмием, медью, цинком, хромом, никелем, молибденом, кобальтом, фтором, бором, селеном, мышьяком, марганцем, барием, ванадием, сурьмой, стронцием, оловом и вольфрамом встречается чаще и исследовано лучше.
А вот экологические последствия загрязнения почв такими металлами и металлоидами, как серебро, висмут, теллур, таллий и другими «редкими» тяжелыми металлами исследованы очень мало. При этом масштабы и степень загрязнения ими почв с каждым годом увеличиваются.
В связи с этим ученые Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского ЮФУ Татьяна Минникова, Наталья Евстегнеева, Наталья Цепина и Алена Тимошенко под руководством Сергея Колесникова в рамках выполнения гранта Российского научного фонда исследовали экологическую токсичность относительно редких поллютантов: серебра, висмута, теллура и таллия.
«Было проведено сравнение экотоксичности этих элементов с экотоксичностью широко распространенных поллютантов, таких как Hg, Pb, Cd, Cu, Zn, Cr, Ni, As и других. Проведенные исследования показали высокую экотоксичность серебра, висмута, теллура и таллия даже в сравнении с такими опасными металлами, как ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром и других.
Таким образом, было установлено, что экотоксичность серебра, висмута, теллура и таллия в настоящее время существенно недооценена. Это связано с тем, что загрязнение этими элементами окружающей среды встречается значительно реже, чем другими», – рассказал руководитель проекта РНФ, заведующий кафедрой экологии и природопользования, главный научный сотрудник лаборатории «Здоровье почв» АБиБ ЮФУ Сергей Колесников.
По словам ученого, в рамках проекта было проведено ранжирование тридцати химических элементов по степени экотоксичности. Так, если содержание элемента в почве выразить в молях на килограмм, что позволяет сравнить экотоксичность отдельных атомов элементов между собой, то первые пять наиболее экотоксичных элементов — это теллур, селен, серебро, висмут, таллий.
Кроме того, при загрязнении почвы Ag, Bi, Te, Tl эффект гормезиса (стимулирующего действия токсиканта) наблюдался крайне редко, в отличие от подавляющего большинства тяжелых металлов и металлоидов, считающихся очень опасными, таких как Hg, Cd, Pb, Cr, Cu, Zn и др., что также свидетельствует о высокой экотоксичности Ag, Bi, Te, Tl. И наконец, экотоксичность серебра, висмута, теллура и таллия (Ag, Bi, Te, Tl) проявляется при содержании в почве уже 1,5 фона (фоновой концентрации), то есть значительно раньше, чем для большинства других тяжелых металлов и металлоидов. Ранее считалось, что при концентрации тяжелого металла или металлоида в почве менее четырех фонов, его токсичность не проявляется.
Также в результате исследования были установлены экологически безопасные концентрации Ag, Bi, Te, Tl в почве. В настоящее время экологические нормативы содержания Ag, Bi, Te, Tl в почве (ПДК, ОДК) отсутствуют как в России, так и в мире. «Полученные результаты смогут быть использованы научными, природоохранными и сельскохозяйственными организациями при оценке экологического состояния почв и наземных экосистем, загрязненных Ag, Bi, Te, Tl, разработке методов мониторинга, диагностики и нормирования загрязнения почв, оценке устойчивости разных почв к загрязнению, прогнозировании экологических рисков в результате загрязнения, разработке предельно допустимых концентраций, определении путей и способов реабилитации почв», – отметил Сергей Колесников.
Использование результатов исследования, изложенных в «Горном информационно-аналитическом бюллетене», будет способствовать переходу к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству, получению конкурентоспособной экологически чистой сельскохозяйственной продукции, обеспечению продовольственной и экологической безопасности России.