Почти 17% пахотных земель в мире загрязнены «тяжелыми металлами», согласно новому исследованию в Science . Загрязнителями выступают мышьяк, кадмий, свинец и другие металлы, которые могут быть невидимы глазу, но они угрожают безопасности пищевых продуктов и здоровью человека.
Тяжелые металлы не распадаются. Они остаются в почве десятилетиями, где сельскохозяйственные культуры могут поглощать их, что позволяет металлам попадать в пищевую цепь. Со временем они накапливаются в организме, вызывая хронические заболевания, которые могут проявиться через годы. Некоторые тяжелые металлы, такие как цинк и медь, являются необходимыми микроэлементами для организма в небольших количествах. Другие, такие как мышьяк, кадмий, ртуть и свинец, токсичны даже при низких концентрациях.
Одни из металлов остаются в почве после естественных геологических процессов, другие – в результате многолетней промышленной и сельскохозяйственной деятельности. Третьи оседают в почве из-за добычи полезных ископаемых, выбросов заводов или загрязненной воды.
Иногда сельхозкультуры могут поглощать эти загрязнители. Например, рис известен тем, что впитывает мышьяк из затопленных полей. Листовая зелень может накапливать кадмий. Эти металлы не меняют вкус или цвет пищи. Но они меняют то, что она делает внутри организма.
Исследование Science, проведенное китайским ученым Дэйи Хоу и его коллегами, является одним из наиболее всеобъемлющих усилий по картированию. Объединив последние достижения в области машинного обучения с обширным набором данных из 796 084 концентраций почв из 1493 исследований, авторы систематически оценили глобальное загрязнение почв семью токсичными металлами:
- мышьяком,
- кадмием,
- кобальтом,
- хромом,
- медью,
- никелем,
- свинцом.
Исследование показало, что уровень кадмия в сельскохозяйственных почвах часто превышал пороговое значение, особенно в областях, отмеченных красным цветом на этой карте:
Загрязнение пахотных земель тяжелыми металлами различается в зависимости от региона, часто формируется геологией, историей землепользования и управлением водными ресурсами. По всей Центральной и Юго-Восточной Азии рисовые поля орошаются грунтовыми водами, которые естественным образом содержат мышьяк. Эта вода откладывает мышьяк в почве, где он поглощается рисом.
К счастью, природа часто выстраивает самозащиту. Недавние исследования показали, что некоторые типы железных минералов в почве могут преобразовывать арсенит – токсичную, подвижную форму мышьяка – в арсенат, менее вредный вид, который более прочно связывается с железными минералами. Эта невидимая почвенная химия представляет собой защитную сетку.
В некоторых частях Западной Африки загрязнение мышьяком питьевой и оросительной воды также повлияло на пахотные земли. Чтобы решить эту проблему, мы с коллегами разработали простую систему фильтрации с использованием нульвалентного железа – по сути, железных гвоздей. Эти недорогие фильтры местного производства показали многообещающие результаты в удалении мышьяка из грунтовых вод,
- сказал один из исследователей.
В некоторых частях Южной Америки пахотные земли вблизи небольших шахт также сталкиваются с дополнительными рисками. В бассейне Амазонки вырубка лесов и неформальная добыча золота способствуют выбросам ртути. Леса действуют как естественные поглотители ртути, сохраняя атмосферную ртуть в биомассе и почве. При расчистке эта накопленная ртуть выбрасывается в окружающую среду, повышая уровень в атмосфере и потенциально влияя на близлежащие водоемы и пахотные земли.
Пахотные земли вблизи старых горнодобывающих участков часто подвергаются долгосрочному загрязнению, но при использовании соответствующих технологий эти участки можно восстановить.
Единого решения по очищению пахотных земель от тяжелых металлов не существует. На сегодня необходимо получить надежную оценку загрязненных почв и грунтовых вод. Для снижения воздействия требуются более чистые сельскохозяйственные ресурсы, улучшенное орошение и повышенный контроль устаревших промышленных объектов. Не менее важно предоставить фермерским хозяйствам доступ к информации и инструментам, которые позволят им безопасно заниматься фермерством.
Исследование Science служит своевременным напоминанием о том, что безопасность продуктов питания начинается не на кухне или рынке, а в земле под нашими ногами.
Новость подготовлена по материалам зарубежных источников. Список находится в редакции.
Ольга ШУЛЬГА, «ГлавАгроном»