Какая еда без овощей! Мы знаем: они не только вкусные, но и полезные. В них содержится много жизненно важных веществ, выяснили ученые. Но они же предупреждают: в последнее время съедобные растения нередко накапливают и нежелательные соединения. Это обратная сторона технического прогресса: в почву и воздух проникает все больше вредной “химии”. Как предотвратить процесс загрязнения продуктов, которые выращивают огородники и сельхозпредприятия? Ответ на этот вопрос вместе с коллегами ищет руководитель лаборатории “Экологический мониторинг почв” Ботанического сада Академии биологии и биотехнологии им. Д.И.Ивановского Южного федерального университета Светлана СУШКОВА. Ее проект, посвященный исследованию полициклических ароматических углеводородов в системе “почва — растения” техногенных территорий Северного Приазовья, поддержан грантом Президента РФ.
Что представляют собой вещества, которые изучает молодой ученый, и какое отношение они имеют к проблеме безопасности продуктов?
— Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — это соединения, которые образуются, например, при сгорании органического сырья, угля или древесины, — поясняет Светлана Николаевна. — Скажем, во время лесных пожаров, работы электростанций на угле, в других случаях. Попадая в почву, они аккумулируются в ней. Что неприятно, многие ПАУ обладают канцерогенными и мутагенными свойствами. Правда, некоторая их часть подвергается разложению микробами, солнечным светом, но оставшаяся мигрирует, попадая в растения, водоемы. Так как наш регион считается одним из основных производителей зерна, овощей, фруктов, важно выяснить, какая доля изучаемых нами соединений в итоге может попасть в плоды растений.
Оценка экологического состояния почв как центрального звена экосистем имеет большое значение при мониторинге окружающей среды. Регулярное наблюдение за накоплением и распределением антропогенных загрязнителей поможет принять меры по улучшению состояния окружающей среды при загрязнении.
Известно, что почва — мощный геохимический барьер, препятствующий поступлению ПАУ в другие среды. Узнать это более подробно можно только после проведения многолетних мониторинговых исследований, позволяющих выявить характер и природу загрязнения, состав загрязняющих соединений, их многообразие, механизмы накопления и трансформации в исследуемом биогеоценозе.
— Какие конкретно загрязнители вы изучаете?
— Мы исследуем самое канцерогенное и мутагенное вещество из группы ПАУ — бензапирен. Работаем большой группой молодых ученых вместе с аспирантами и студентами. По сути, продолжаем многолетний мониторинг, который почвоведы ЮФУ с 2000 года ведут в зоне аэротехногенного воздействия Новочеркасской ГРЭС — основного загрязнителя окружающей среды в регионе. Ключевая цель — изучение особенностей аккумуляции, миграции и трансформации бензапирена в системе “почва — растения”. Для этого используем оригинальные методы анализа в условиях естественного аэротехногенного загрязнения.
Мониторинговые площадки расположены на расстоянии 1-20 километров от электростанции. Так как она работает на угле, причем часто достаточно низкого качества, выбросы ГРЭС содержат довольно большое количество вредных ПАУ, которые рассеиваются на поверхностях близлежащих участков, а ветром разносятся по отдаленным окрестностям, где оседают на территориях населенных пунктов, попадают в почвы сельскохозяйственных угодий.
С помощью программистов мы составили ГИС-проект (ГИС — географическая информационная система) обследуемой территории и почвенную карту, это позволяет нам делать оценку и прогноз состояния загрязнения окружающей среды. Сейчас разрабатываются рекомендации для экологических и природоохранных служб по использованию территории и уточнению границ санитарно-защитной зоны.
Также мы проводим исследования в условиях уникального модельного эксперимента с черноземом обыкновенным, который специально загрязнили бензапиреном. В течение вот уже четырех лет наблюдаем за поведением этого вещества: изучаем соединения, в которые он превращается. Ежегодно высаживаем ячмень, одну из самых распространенных сельскохозяйственных культур в нашем регионе, и исследуем, в каком количестве бензапирен и его производные попадают в каждую из частей ячменя: корни, стебель, зерно. Это делаем для того, чтобы понять, какое количество бензапирена попадет в зерно из почвы, то есть изучаем механизм поступления загрязнителя в растения, а затем и в пищевую продукцию.
— Каковы перспективы ваших исследований?
— Результаты работ помогут создать модель трансформации важнейшего представителя ПАУ — бензапирена — в черноземных почвах степной зоны. Это позволит прогнозировать ситуацию в регионах, подверженных загрязнению веществами, высокие концентрации которых могут вызывать ухудшение здоровья человека и животных. Кроме того, появятся предпосылки для изучения возможности “освоения” растениями наиболее канцерогенных форм ПАУ и вовлечения их в пищевую цепь. А одна из основных целей исследований — разработка способов восстановления почв и растений, подверженных техногенному загрязнению.
Не могу не рассказать о коллегах, с которыми постоянно контактируем. С 2000 года мы ведем мониторинговые исследования территории воздействия Новочеркасской ГРЭС совместно с учеными Государственного центра агрохимической службы “Ростовский” во главе с профессором Ольгой Назаренко. То, чем мы с ними занимаемся, — составная часть комплекса работ по изучению экологического состояния почв техногенных территорий, которыми руководит профессор Татьяна Минкина. Поддерживаем тесное сотрудничество с кандидатом биологических наук Сагларой Манджиевой, возглавляющей лабораторию “Мониторинг биосферы”, и с группой ученых под руководством кандидата биологических наук Олега Голозубова с кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов, где проводим исследования.
Работаем и с другими группами ученых университета (с экологами, микробиологами, специалистами в области физиологии растений, радиоэкологами), которыми соответственно руководят профессор Сергей Колесников, Марина и Иван Сазыкины, Элеонора Луценко, Елена Бураева. Для нас очень важно, что мы наладили контакт и с генетиками во главе с профессором Татьяной Шкурат и директором Ботанического сада профессором Татьяной Вардуни.
Большое значение для наших исследований имеет плодотворное сотрудничество с группой химиков под руководством Николая Борисенко, в лаборатории которого много лет проводился анализ бензапирена в почвенных образцах. Нельзя не упомянуть и о научной школе академика Владимира Минкина. Исследовательский подход, предложенный учеными этой школы в лаборатории суб- и сверхкритических флюидных технологий НИИ физической и органической химии ЮФУ, мы успешно используем в своей работе. Он позволяет нам извлекать бензапирен из почв без применения токсичных растворителей, с помощью такой универсальной среды, как субкритическая вода.
Взаимодействуем мы и с коллегами из академических институтов. Исследуемую модель разложения бензапирена планируем изучать не только на почвах нашего региона, но и в Подмосковье с сотрудниками Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН Галиной Васильевой и Владимиром Креславским.
Недавно я возглавила совместный проект с коллегами из Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, поддержанный в 2015 году грантом РФФИ. На лето запланирована экспедиция по тундровым почвам Республики Коми, в которой примут участие сотрудники этого института — профессор Василий Безносиков и Дмитрий Габов. Это известные ученые в области изучения полициклических ароматических углеводородов на территории европейского северо-востока России.
Результаты этой уникальной работы позволят получить картину поведения целого класса особо опасных ПАУ на большой части нашей страны, что поможет еще больше приблизиться к решению проблемы очистки и восстановления загрязненных почв, улучшения экологического состояния регионов.
— Как я понимаю, это не первая ваша экспедиция. Наверное, приходится работать в непростых условиях?
— Ежегодно в середине июня мы ездим большой группой в полевые экспедиции для отбора почвенных и растительных образцов. В состав группы входят микробиологи, экологи, физиологи растений, радиоэкологи. Все, включая студентов и аспирантов, трудятся целый день не покладая рук. Объем работ достаточно большой, потому что на каждой мониторинговой площадке мы делаем пять разрезов, чтобы взять образцы почвы. Растения отбирать еще сложнее: приходится заботиться о том, чтобы сохранить их корневую систему. В конце дня, естественно, все очень устают, кажется, что сил больше ни на что не хватит. Было бы неудивительным, если бы всего одна такая экспедиция отбила у молодых охоту вновь испытать это. Поэтому, когда объявляешь о следующем выезде в поле, думаешь, что мало кто согласится принять в нем участие. Но каждый раз приходится решать совсем другие вопросы: как взять всех желающих поехать в экспедицию и где найти транспорт, чтобы перевезти такую уйму людей?
Фирюза ЯНЧИЛИНА
Фото предоставлено С.Сушковой
Нет комментариев