Исследовательница из СПбГУ показала, что пшеница и пырей могут поглощать из зараженной почвы токсичные химические элементы. Такое свойство этих культур найдет применения в методах фитоэкстракции для очистки почв от тяжелых металлов. Ее статья опубликована в журнале Environmental Geochemistry and Health.

Сегодня для очистки загрязненных почв и сточных вод экологи иногда применяют фиторемедиацию — комплекс мероприятий, главную роль в котором играют растения. Одно из таких мероприятий — фитоэкстракция — связано с использованием растений-гипераккумуляторов для удаления из загрязненной почвы токсичных элементов. Это довольно недорогой неразрушающий почву метод. Он ограничивается только тем, что растение, как правило, накапливает в себе один конкретный элемент.

Научный сотрудник кафедры почвоведения и экологии почв СПбГУ Ирина Штангеева решила найти такие растения, которые могли улавливать сразу несколько токсичных элементов. Она провела эксперименты и показала, что перспективными кандидатами на роль таких растений могут стать пшеница и пырей. Первая способна выживать в самых неблагоприятных условиях и эффективно накапливает различные металлы и их соединения в себе. Пырей — один самых распространенных сорняков на огородах. Его можно увидеть рядом с оживленными дорогами, но даже при такой высокой концентрации металлов эти растения чувствуют себя прекрасно.

В своей работе автор исследовала накопление не «популярных» элементов, таких как кадмий, никель, селен, которые исследует множество групп ученых, а других тяжелых элементов — брома, европия, скандия, тория и урана. Оказалось, что пшеница и пырей способны достаточно эффективно поглощать одновременно все эти вещества.

Чтобы выделить из таких растений накопленные металлы, их обычно собирают, сжигают, а затем методами растворной химии выделяют чистый элемент. Для этого, однако, важно учитывать конкретное время срезания растений. Как показывают другие исследования, на эти организмы сильно влияет циркадный ритм: например, концентрация металлов в растениях может меняться в зависимости от времени суток. Поэтому, например, в пшенице, собранной в полдень, может оказаться больше вредных веществ, чем если бы ее собирали утром или вечером.

Другой важный фактор, который помогает сделать процесс фитоэкстракции более эффективным, — это использование бактерий. Предыдущие исследования показали, что, если семена пшеницы и пырея обработать бактериями рода Cellulomonas, они смогут накапливать больше металлов из загрязненной почвы. Скорее всего, это обусловлено тем, что бактерии могут обрабатывать тяжелые металлы, чтобы растение лучше усвоило их.