Ученые Пермского Политеха нашли способ восстановить почву от свинца и ртути. Они выявили состав микроорганизмов, который наиболее эффективно очищает ее от тяжелых металлов. Это метод не требует больших затрат и прост в применении, считают биотехнологи.
– Наиболее опасны для живых организмов среди техногенных загрязнений тяжелые металлы. Соединения свинца и ртути можно назвать «супертоксичными» веществами. Ртуть скапливается в почве и поступает в природные воды и растения, а дальше распространяется по «пищевым цепочкам». Свинец занимает первое место среди причин промышленных отравлений. Когда он попадает в почву, то включается в цикл физико-химических превращений и легко попадает в подземные воды, – рассказывает кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ Ольга Бахирева.
По сравнению с другими методами восстановления почв, биологические менее затратны и просты в применении, считают ученые. Один из перспективных способов – фитоэкстракция: растения и бактерии помогают «извлекать» тяжелые металлы из почвы.
Группа пермских ученых, в которую входят молодые исследователи и опытные эксперты Пермского Политеха, предложила использовать для восстановления почвы растения и специально выделенные микроорганизмы. Они получили две культуры кокковидных бактерий из загрязненной почвы и размножили их на жидкой питательной среде из пептона, дрожжевого экстракта и глюкозы. Далее биотехнологи определили максимальное содержание свинца и ртути, при которых эти микроорганизмы могут «выживать».
Затем ученые провели фитотестирование, которое позволяет определить наличие тяжелых металлов в почве. Оно показывает, переходят ли токсичные вещества в растения и можно ли восстановить с их помощью почву. Для дальнейшего использования этих растений важно понимать, где именно накапливаются ионы тяжелых металлов – в листьях или корнях. Помимо них, биотехнологи применяли для обработки почвы жидкости, которые содержали микроорганизмы.
В 20 образцов земли, которую специально загрязнили ионами свинца и ртути, поместили по 25 семян овса. Из-за токсичного воздействия всхожесть злаков снизилась до 70 %, а биомасса растений – до 69,8 %, по сравнению с исходной почвой. Затем растения собрали, высушили и определили в них содержание свинца и ртути с помощью атомно-эмиссионного спектрометра ThermoiCAP 6500 Duo. Ученые обнаружили, что свинец накапливается в ростках и корнях почти одинаково, а ртуть чаще оказывается в верхней части растений.
– Лучшие результаты по «извлечению» тяжелых металлов из загрязненной почвы показало совместное использование растений и микроорганизмов. Одна культура бактерий снизила содержание свинца на 8 %, а ртути – на 22,6 %; вторая культура – на 7,8 и 26,7 %. Когда мы объединили эти сообщества бактерий, то содержание тяжелых металлов уменьшилось на 9,5 и 40 %, дополнительно к тому, что «вынес» овес. Поэтому микроорганизмы можно применять для очищения и восстановления почв от тяжелых металлов. Питаться плодами и корнями растений, выращенных на загрязненных почвах, очень вредно для организма, – поясняет ученый.