Исследователи из Ростова-на-Дону изучили, как на почву воздействует длительное нахождение в ней тяжелых металлов, и выяснили, что эти элементы влияют на физиологическую активность микроорганизмов. Изучив эту взаимосвязь, исследователи предложили способ мониторинга состояния почв в промышленных районах. Результаты работы опубликованы в журнале Ecotoxicology and Environmental Safety.

Поддержанные Российским научным фондом сотрудники Южного федерального университета провели исследование влияния длительного загрязнения на биологическую активность почв. Они обнаружили остаточное высокое содержание тяжелых металлов, несмотря на отсутствие в настоящее время источника загрязнения. Однако наблюдались и процессы самоочищения почвы: микроорганизмы вынуждены были адаптироваться к новым условиям окружающей среды, потому инициировали процесс биологического осаждения карбонатов металлов, вследствие чего концентрация подвижных форм загрязняющих веществ снижается.

«Микроорганизмы — важнейший участник цикла питательных веществ в почве и один из факторов функциональной устойчивости почв. Увеличение их активности может служить хорошим индикатором загрязнений тяжелыми металлами. Результаты нашей работы носят фундаментальный характер, но вместе с тем они позволят оценить возможные экологические риски и разработать новые безопасные способы очищения почв», — рассказывает одна из исследователей, заведующая кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов Академии биологии и биотехнологии ЮФУ Татьяна Минкина.

Тяжелые металлы — одни из основных загрязнителей почвы в промышленных районах по всему миру, среди них цинк, никель, медь, ртуть, свинец, олово и другие. Они широко используются в производстве, но системы очистки на многих предприятиях несовершенны, поэтому опасные элементы попадают в почву. Вместе с выращенными на таких землях плодами тяжелые металлы могут оказаться в организме человека и привести к заболеваниям. Техногенный прессинг оказывает влияние на все компоненты почв и особенно на показатели плодородия. При этом до сих пор механизмы загрязнения почвы тяжелыми металлами недостаточно изучены, поскольку не было надежных методов контроля. Изучение механизмов взаимодействия почвы с тяжелыми металлами поможет в разработке надежных методов контроля и оценки уровня загрязнений.

Ученые пришли к выводу, что тяжелые металлы связываются с определенными группами белков и блокируют синтез ферментов почвенными микроорганизмами, растениями, животными. Особенно чувствителен к таким загрязнениям фермент уреаза — важный участник превращений азота в почве. Также тяжелые металлы подавляют активность дегидрогеназ, ускоряющих окислительно-восстановительные реакции в ходе распада органических веществ. На исследуемых участках ученые обнаружили высокую концентрацию водорастворимых органических веществ, ведь процесс их разложения был нарушен.