Ученые изучают арктический воздух на загрязнение тяжелыми металлами при помощи мхов

Специалисты Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна) совместно со специалистами САФУ впервые изучат воздух арктического региона на загрязнение тяжелыми металлами при помощи мхов. В ходе рейса Арктического плавучего университета были отобраны пробы на острове Северном Новой Земли, на острове Вайгач, а до конца полевого сезона образцы возьмут вокруг Архангельска. Все из воздуха Загрязнение воздуха в высокоширотной Арктике исследователи будут оценивать при помощи мхов, которые в данном проекте являются биомониторами. Особенность мхов в том, что они, как губка, поглощают разнообразные загрязнители. При этом у них нет корней, и в основном все, что в них накапливается, попадает в растения из воздуха. Мхи – растения многолетние, и на них четко видны границы между участками разных лет. Ученые смотрят фрагменты за последние 3–4 года. Методика оценки загрязнения воздуха при помощи нескольких видов мхов, которые растут почти везде, была разработана в Скандинавских странах в конце ХХ века. Она основана на том, что у мхов нет корней и практически все питательные вещества и воду они получают из воздуха. А вместе с ними накапливают и загрязнители, которые есть в атмосфере, в том числе и тяжелые металлы. – По этим данным можно судить о карте распределения поллютантов, в данном случае тяжелых металлов, и влиянии на здоровье населения атмосферных воздушных загрязнителей, - пояснил проректор по научно-инновационному развитию САФУ Марат Есеев. И по итогам работ можно давать практические рекомендации, например по улучшению систем очистки производств. – Изучение загрязнения тяжелыми металлами чрезвычайно важно, есть территории, которые малоизучены с точки зрения выбросов, скажем Кавказ. Или, например, Азербайджан, где нефтяные выбросы, а в нефти содержится масса тяжелых металлов, - рассказала советник директора лаборатории нейтронной физики им. И. М. Франка ОИЯИ Марина Фронтасьева. – Например, Румынию и Польшу долго не принимали в Евросоюз именно по требованию улучшения ситуации с проблемой выброса их предприятий. Мы, кстати, в Румынии работали и дали результаты, показывающие загрязненный север Румынии. На Новой Земле раньше проводили исследования на загрязнение тяжелыми металлами, но в ряде точек в ходе экспедиции АПУ-2022 пробы были отобраны впервые. Кроме того, впервые будет сделан анализ на очень широкий спектр элементов. Нейтронный активационный анализ, который можно сделать в Дубне, позволяет определить до 45 элементов, в том числе редкоземельные элементы. К редкоземельным элементам относятся, например, лантан, индий, церий, европий и ряд других. В периодической таблице Менделеева они даже вынесены отдельно. По словам Фронтасьевой, исследовать функцию редкоземельных металлов в организме начали совсем недавно. – А «редкие земли» принимают участие, например, и в работе мозга, – сказала она. - В этом плане мы проводим пионерские работы по изучению влияния и роли редкоземельных элементов и других. Вокруг Архангельска Пробы мхов впервые будут отобраны и вблизи Архангельска и изучены на реакторе в Дубне и в лабораториях в Архангельске. Для анализа нужно собрать как минимум 35 образцов мхов на участках, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга. Планируется, что будет отобрано около 50 проб. В данном проекте ученые объединят несколько методов исследований. В Центре коллективного пользования научным оборудованием (ЦКП НО) «Арктика» САФУ исследователи используют методы масс-спектрометрии и другие методы аналитической химии, которые позволяют определять загрязнители с большой степенью точности. На реакторе в ОИЯИ можно точно определять изотопный состав тяжелых металлов. - Соединяя две этих методики, мы получаем уникальную научную работу, которая имеет большое значение для понимания того, что происходит в Арктике, каким образом распространяются и распределяются загрязнители от различных производств, от деятельности человека в Арктике, - добавил проректор САФУ. Исследования также будут проводить специалисты лаборатории биомониторинга САФУ, которые изучают, как загрязнители в Арктике распространяются по пищевым цепочкам и как в итоге влияют на здоровье человека. Активный биомониторинг В ходе рейса АПУ исследователи из Дубны проводили и активный биомониторинг. Для него также используются мхи. Образцы были собраны на территории в Тверской области, которая признана свободной от загрязнений. Их высушили и поместили в проницаемые пакетики. На судне такие мешочки со мхом развесили на капитанском мостике, на борту судна и в машинном отделении. Такой метод исследования в настоящее время начали применять в основном городах. С его помощью можно оценить выбросы промышленных предприятий или, например, выбросы котельных в зимнее время, которые работают на угле и мазуте. Мхи работают как сорбенты, поглощая загрязнения из воздуха. Это дешевый материал, а развешивание и сбор образцов не требует особых затрат. - У нас недавно работа была, мы развешивали мох в Монголии, там все топится на угле. И есть долина, где застой, она не продувается ветрами, поэтому образуется смог, - рассказал младший научный сотрудник ОИЯИ Никита Юшин. Подобную работу проводили и в московских парках. Почвы и красный снег На севере Новой Земли также отобрали пробы грунта, которые будут исследовать на радионуклиды и тяжелые металлы. Почвы – это аккумулирующая среда. - Новая Земля – это полигон, и очень интересно, что мы там увидим, какие радионуклиды и тяжелые металлы, - отметила Марина Фронтасьева. - Ведь тяжелые металлы из оболочки тех же снарядов и ядерных и неядерных тоже отражаются. Подобные работы мы в свое время проводили, когда анализировали колонки снега из Заполярной Арктики. И действительно, в 1960-х годах, когда были испытания в Сахаре, перемещение металлов шло по магнитным линиям к полюсу, даже мы видели последствия взрывов в Сахаре. Содержание тяжелых металлов – вольфрама, ванадия, тяжелых металлов, которые входили в оболочку. Сравнивать результаты будут с данными фоновых территорий. В данном случае это территория Центральной Норвегии, которая считается одной из самых экологически чистых. Мария Березина