Первую в России шкалу оценки почв разных климатических зон при загрязнении свинцом разработали ученые ЮФУ. Шкала основана на полученных исследователями данных о том, что свинец при попадании в почву блокирует работу ферментов, которые играют ключевую роль в питании растений и поддержании биоразнообразия.
Свинец - один из наиболее распространенных загрязнителей окружающей среды. Он попадает в почву из-за выбросов предприятий металлургической и горнодобывающей промышленности, а также в результате сжигания угля на тепловых электростанциях и использования этилированного топлива ("свинцового бензина"). Из-за загрязнения почв свинец накапливается в растениях, а затем попадает в организмы животных и человека через "отравленные" продукты питания.
Ученые Южного федерального университета и Азово-Черноморского филиала Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии проанализировали влияние свинца на широкий спектр ферментов почвы – белков-катализаторов, которые участвуют в круговороте кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Это позволило получить более полную картину изменений, происходящих в почве под воздействием загрязнителей.
«Ферменты, ответственные за гидролиз (процесс разложения химического вещества под воздействием воды) и окислительно-восстановительные реакции, оказались наиболее чувствительными к загрязнению свинцом в циклах серы, фосфора и кислорода», – рассказала ведущий научный сотрудник лаборатории "Здоровье почв" ЮФУ Татьяна Минникова.
Сера, фосфор и кислород играют ключевую роль в питании растений и поддержании почвенного биоразнообразия. Снижение скорости их круговорота (за счет нарушения на одном из этапов) ограничивает доступ питательных веществ к растениям и ухудшает общее состояние почвы, объяснили в вузе.
На основе полученных данных ученые впервые ранжировали ферментативную активность (способность ферментов ускорять химические реакции) почв разных климатических зон от очень высокой до очень низкой.
Исследователи также установили, что наиболее устойчивы к свинцу почвы степей Ростовской области, Московской области и Каширского района Воронежской области, а наименее устойчивы – почвы сухих степей и полупустынь Калмыкии и Астраханской области, почвы степей Веневского района Тульской области, а также почвы широколиственных лесов и лесостепей городского округа Домодедово Московской области.
На данном этапе ученые планируют расширить спектр исследуемых ферментов, участвующих в круговороте углерода, азота, фосфора, кислорода и серы.
Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Soil Systems, выполнено при финансовой поддержке программы "Приоритет 2030", Министерства науки и высшего образования РФ, а также лаборатории "Здоровье почвы" Южного федерального университета и проекта Министерства науки и высшего образования РФ по поддержке молодежной лаборатории в рамках межрегионального НОЦ Юга России.