Учёные Южного федерального университета (ЮФУ) создали первую в России шкалу для оценки состояния почв в различных климатических зонах под влиянием свинцового загрязнения. Данная шкала базируется на данных, полученных в ходе исследований, которые показали, что свинец, попадая в почву, нарушает работу ферментов, жизненно важных для питания растений и поддержания биоразнообразия почвенной среды.
Итоги исследования опубликованы в журнале Soil Systems. По словам специалистов ЮФУ, свинец является одним из наиболее распространённых загрязнителей окружающей среды.
Тяжёлый металл попадает в почву через выбросы предприятий металлургической и горнодобывающей отраслей, а также вследствие сжигания угля на ТЭС и использования этилированного бензина. Учёные отмечают, что из-за накопления свинца в почве он проникает в растения, а затем через продукты питания попадает в организмы животных и человека, оказывая токсическое воздействие.
Исследователи из ЮФУ совместно с Азово-Черноморским филиалом Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии проанализировали влияние свинца на широкий спектр почвенных ферментов — белков, выполняющих роль катализаторов в циклах кислорода, углерода, азота, серы и фосфора. Такой подход позволил получить детализированное понимание изменений, происходящих в почве под воздействием загрязнения.
«Ферменты, ответственные за процессы гидролиза и окислительно-восстановительных реакций, проявили наибольшую чувствительность к свинцовому загрязнению в циклах серы, фосфора и кислорода», — сообщила ведущий научный сотрудник лаборатории "Здоровье почв" ЮФУ Татьяна Минникова. При этом сера, фосфор и кислород являются ключевыми элементами для питания растений и обеспечения биоразнообразия почв.
Ограничение скорости круговорота этих элементов из-за нарушения на одном из этапов приводит к снижению доступности питательных веществ для растений и ухудшению общего состояния почвы, пояснили в университете. На базе полученных данных впервые была создана классификация ферментативной активности почв разных климатических зон — от очень высокой до очень низкой.
Кроме того, учёные выявили, что наиболее устойчивыми к свинцовому загрязнению оказались почвы степных районов Ростовской области, Московской области и Каширского района Воронежской области. Наименее устойчивые почвы наблюдаются в сухих степях и полупустынях Калмыкии и Астраханской области, почвах степей Веневского района Тульской области, а также в широколиственных лесах и лесостепях городского округа Домодедово Московской области. В дальнейшем планируется расширить список изучаемых ферментов, участвующих в круговороте углерода, азота, фосфора, кислорода и серы.
Данное исследование выполнено при поддержке национальной программы "Приоритет 2030".