Учёные Южного федерального университета создали первую в России шкалу для оценки состояния почв в разных климатических зонах при загрязнении свинцом. Эта шкала основана на результатах исследований, которые показали, что свинец, попадая в почву, подавляет активность ферментов, играющих важнейшую роль в обеспечении питания растений и сохранении биоразнообразия.
Итоги работы опубликованы в журнале Soil Systems. По словам исследователей ЮФУ, свинец является одним из самых распространённых загрязнителей окружающей среды.
Этот тяжелый металл попадает в почву с выбросами металлургических и горнодобывающих предприятий, а также вследствие сжигания угля на тепловых электростанциях и использования топлива с добавлением свинца (так называемый «свинцовый бензин»). Учёные пояснили, что из-за загрязнения свинцом почвы, этот элемент накапливается в растениях, а затем через загрязнённые продукты питания поступает в организмы животных и человека.
Совместно с сотрудниками Азово-Черноморского филиала Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии учёные ЮФУ изучили влияние свинца на широкий ряд почвенных ферментов — белков-катализаторов, участвующих в биогеохимических циклах кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Это позволило получить более детальную картину изменений, происходящих в почвенной среде под воздействием загрязнителей.
«Ферменты, ответственные за процессы гидролиза (химического распада под воздействием воды) и окислительно-восстановительные реакции, оказались наиболее уязвимы к свинцовому загрязнению в циклах серы, фосфора и кислорода», — рассказала ведущий научный сотрудник лаборатории «Здоровье почв» ЮФУ Татьяна Минникова. Эти элементы играют ключевую роль в обеспечении питания растений и поддержании биоразнообразия почв.
Снижение скорости биогеохимических циклов (из-за нарушения на одном из этапов) ограничивает доступ растений к необходимым питательным веществам и ухудшает общее качество почвы, пояснили в университете. Исходя из собранных данных, исследователи впервые провели ранжирование ферментативной активности почв в различных климатических зонах — от очень высокой до очень низкой.
Также учёные выявили, что наибольшую устойчивость к свинцу проявляют почвы степей Ростовской и Московской областей, а также Каширского района Воронежской области. Меньшую устойчивость показали почвы сухих степей и полупустынь Калмыкии и Астраханской области, почвы степных районов Веневского района Тульской области, а также почвы широколиственных лесов и лесостепей в городском округе Домодедово Московской области. В дальнейшем исследователи планируют расширить спектр изучаемых ферментов, вовлечённых в циклы углерода, азота, фосфора, кислорода и серы.
Данное исследование было выполнено при финансовой поддержке национальной программы «Приоритет 2030».