В результате развития нашей промышленности экосистемы многих регионов мира оказались на грани уничтожения. В результате мы не только потеряли ценнейшее биоразнообразие и ареалы обитания исчезающих видов, но и вызвали масштабное загрязнение окружающей среды, включая отравление почвы опасными, токсичными тяжелыми металлами и металлоидами. Нанесенный ущерб не является необратимым, но его ликвидация может оказаться чрезвычайно дорогостоящей. Впрочем, несмотря на нашу безалаберность, природа иногда протягивает человечеству руку помощи.

Исследования, проведенные в Наньянгском технологическом университете (NTU) в Сингапуре, показали, что некоторые тропические растения отлично справляются с извлечением и хранением загрязняющих почву тяжелых металлов. Такую способность ученые называют фиторемедиацией.

"В такой маленькой стране, как Сингапур, земля может быть повторно использована для реализации новых планов развития, поэтому важно, чтобы у нас был экологичный и устойчивый способ восстановления загрязненной земли. Мы задались целью выяснить, как лучше использовать тропические растения для фиторемедиации. Используя передовые методы определения параметров, мы выяснили, что некоторые виды тропических растений могут быть экологически безопасным и в буквальном смысле "зеленым" способом удаления загрязняющих веществ в почве", - сказал в своем заявлении профессор Лам Ен Минг, заведующий кафедрой материаловедения и инженерии NTU.

Минг и его коллеги проанализировали потенциал фиторемедиации 46 растений, произрастающих в Сингапуре, и обнаружили, что 12 из них отлично справляются с этой задачей. К ним относятся Аксонопус сжатый (Axonopus compressus), гипераккумуляторы, такие как папоротник Птерис (Pteris vittata), и пенник индийский (Centella asiatica).

Эти растения поглощают тяжелые металлы и металлоиды своими стеблями, которые, как известно, очень токсичны для людей и животных. К таким токсичным металлам относятся кадмий, мышьяк, свинец и хром.

Несмотря на то, что эти металлы естественным образом содержатся в почве практически повсеместно, их концентрация ничтожно мала.Но как сказа Парацельс, - "Всё есть яд и всё есть лекарство. Только доза делает лекарство ядом и яд лекарством". Так что само по себе присутствие потенциально опасного вещества не является поводом для беспокойства, пока оно не превысит порог токсичности. Однако вблизи предприятий тяжелой промышленности, строительных работ и транспортных магистралей эти металлы могут накапливаться в верхнем слое почвы и со временем достигать опасных концентраций. Почти в каждой стране мира есть участки сильно загрязненной почвы, и маленький остров Сингапур не является исключением.

"Наши результаты показали, что есть регионы, где уровни тяжелых металлов и металлоидов относительно высоки и могут повлиять на окружающую среду и здоровье флоры и фауны в Сингапуре. Это требует принятия превентивных мер, подобных нашему методу использования растений для удаления этих токсичных продуктов, с целью минимизации уровня содержания тяжелых металлов", - сказал доцент Тан Сви Нгин, сотрудник академической группы естественных наук и естественно-научного образования Национального института образования NTU.

 Очистка территорий от тяжелых металлов традиционными методами является невероятно энергоемкой и дорогостоящей процедурой. Некоторые промышленные способы удаления токсичных металлов используют промывку почвы и кислотное выщелачивание, в результате чего земля может остаться непригодной для сельского хозяйства на долгие годы. Другим вариантом является выемка загрязненной почвы с помощью массивной техники и транспортировка ее на специально отведенные полигоны. Однако это может принести больше вреда, чем пользы, поскольку перемешанная почва может способствовать выбросу токсичных частиц в атмосферу, подвергая загрязнению людей и животных, находящихся поблизости.

В отличие от этого, фиторемедиация выглядит как более разумный план действий, пусть более медленный и долгосрочный. Но при достаточном количестве циклов роста и при правильной комбинации растений можно в конечном итоге снизить уровень тяжелых металлов в почве до безопасных значений, считают авторы нового исследования.

В настоящий момент исследователи планируют провести полевые испытания с использованием выбранных растений на земельных участках Сингапура, отличающихся высокой концентрацией тяжелых металлов. Кроме того, они изучают возможность использования неорганических частиц, которые помогут растениям быстрее поглощать тяжелые металлы, ускоряя тем самым процесс рекультивации.

Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Pollution. Источники: Environmental Pollution (http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118681) (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749121022636?via%3Dihub)