В Кемеровской области расположен один из крупнейших в мире угольных бассейнов. Применение угля при всей своей полезности приводит также к сильному загрязнению воздуха твердыми частицами, метаном, диоксидами серы и азота, оксидом углерода, полиароматическими углеводородами и потенциально токсичными элементами (ПТЭ). Поэтому качество воздуха на Кузбассе требует постоянного контроля.
Ученые из Томска, Дубны и Кемерова взяли на себя труд установить содержание различных металлов, в том числе тяжелых и потенциально токсичных, в разных уголках Кемеровской области, рассказали Науке Mail в пресс-службе Томского государственного университета.
Как проходило исследование
Для оценки загрязнения был применен метод активного биомониторинга — качество воздуха показал обычный мох. Это самый дешевый и простой способ проверки атмосферы на вредные примеси, который, к тому же, не имеет таких ограничений, как традиционные методы анализа воздуха на специальных станциях.
Метод активного биомониторинга считается признанным во многих странах, но в России пока не включен Роспотребнадзором в стандартные методы исследований. Ранее он использовался только для конкретных объектов, к примеру, чтобы оценить определенные выбросы от того или иного завода. А для установления усредненных значений содержания ПТЭ в отдельных городах этот метод ранее применяли только в Москве.
Материалом для проведения эксперимента стал сфагнум гиргенсохна руссова — хорошо изученный вид мха для биомониторинговых исследований. Мох собрали в Тверской области, очистили, высушили, упаковали в нейлоновые мешочки и развесили в пяти городах: Кемерове, Новокузнецке, Междуреченске, Березовском и Юрге. Были выбраны места с разной степенью антропогенной нагрузки — как парковые зоны, так и территории вблизи шахт и металлургических предприятий.
Каковы результаты
Через два месяца мешки со мхом отправили на исследование в Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна). Во мхах, побывавших на Кузбассе, было определено содержание 16 элементов: Al, Ba, Co, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, P, Pb, Sr, S, V, Zn и Hg.
Метод активного биомониторинга хорошо подходит для городских территорий либо промышленных зон, где очень сложно найти мох, растущий в естественной среде. Еще один плюс активного биомониторинга в том, что практически в режиме реального времени можно определить не только какие элементы попадают в окружающую среду, но и откуда они поступают.
Наибольшее накопление элементов отмечено в Юрге, за ней следуют Березовский, Новокузнецк, Междуреченск и Кемерово. Повышенный уровень алюминия, кадмия, хрома, кобальта, железа и ванадия в исследованных городских районах может представлять определенный риск для здоровья, однако критически высокими эти показатели назвать нельзя, отмечают ученые.
Чем еще уникально исследование
К исследованию были привлечены не только студенты, но и школьники. Проект был одобрен образовательным центром «Сириус» и стартовал в сентябре 2022 года. В команду ученых вошли представители ТГУ, «Сириуса» и сотрудники ОИЯИ. К ним присоединились пятеро школьников — каждый в своем городе Кузбасса.
По результатам исследований опубликованы научные статьи в высокорейтинговых журналах Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry и Environmental Monitoring and Assessment (включены в Scopus и Web of Science). Таким образом был создан прецедент, когда соавторами в публикациях международного уровня стали школьники. Сейчас двое из них уже являются студентами — Института медицинского образования им. Алмазова и Университета ИТМО (Санкт-Петербург).
«Это уже больше, чем просто популяризация науки, когда ученые приходят к школьникам и рассказывают о своих исследованиях. Здесь у ребят есть возможность поучаствовать в реальных значимых экспериментах, получить уникальные данные», — отметила Зиньковская.
Важность исследования
В целом исследование показало, что биомониторинг с помощью мхов может быть рекомендован как недорогой и эффективный метод оценки уровня ПТЭ в горнодобывающих и промышленных регионах, где государственный мониторинг воздуха не осуществляется или ограничивается измерением нескольких загрязняющих веществ.
В дальнейшем коллектив проекта планирует расширить территорию исследования и увеличить сроки экспонирования мха до полугода, чтобы оценить, насколько далеко переносятся загрязняющие вещества и как долго они сохраняют свой след. Выводы будут использованы для усиления экологического мониторинга в регионе и могут помочь экологам и представителям организаций здравоохранения в разработке новых мер по защите окружающей среды и здоровья людей.
Мониторинг экологической ситуации в Кемеровской области будет продолжен: ученые занимаются проведением комплексных биоэкологических исследований различных экологических ниш на предмет загрязнения тяжелыми металлами, потенциально токсичными элементами и радионуклидами. В частности, в качестве биоиндикатора экологической ситуации выбраны клещи.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в прудах Москвы найдены токсичные штаммы цианобактерий.
