В связи с актуальностью проблемы неуклонного роста степени загрязненности окружающей человека среды и возрастания числа заболеваний, связанных с состоянием среды обитания, остро стоят вопросы очищения атмосферного воздуха и почв в жилых и агропромышленных зонах.

Гиссарская долина с расположенной в ней столицей Таджикистана и районов республиканского подчинения, является территорией активного освоения земель в связи с наличием благоприятных природных условий для развития сельского хозяйства и промышленного производства и находится в котловине, окруженной с трёх сторон высокими горами. Ветряные потоки здесь наблюдаются достаточно редко, в связи с чем, многочисленные вредные токсиканты не рассеиваются, а скапливаются в атмосферном воздухе с последующим оседанием на поверхность земли. Таким образом, географическое положение данной территории способствует концентрации загрязнений в атмосферном воздухе и их дальнейшему загрязнению почв, что в последние годы всё чаще привлекает внимание специалистов.

Известно, что неочищенная почва, ничем не проявляя внешне своих токсических свойств, может длительное время быть источником заражения, медленно накапливаясь в организме человека и, со временем, приводя к серьёзным проблемам со здоровьем. Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду, является предельно допустимая концентрация (ПДК). Известна также некоторая способность загрязнённой почвы к нейтрализации чужеродных для неё веществ и соединений по истечении времени. Однако, данный процесс может быть весьма длительным, в зависимости от концентрации поллютантов.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединённых Наций (ФАО) (англ. Food and Agriculture Organization, FAO) считает, что «загрязнение почв ­­­– это загрязнение будущего человечества». Как отмечается в опубликованных материалах ФАО: «Почва – это невозобновляемый ресурс, т.е. в случае утраты или деградации её невозможно восстановить в срок, сопоставимый с продолжительностью человеческой жизни. Состояние почв оказывает влияние на пищу, которую мы едим, воду, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, на наше здоровье и на здоровье всего живого на Земле… К числу наиболее распространенных загрязнителей почвы относятся тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители и новые загрязнители, такие как фармацевтические препараты и средства личной гигиены» [2]. 

 По данным многочисленных исследователей именно загрязнения почв тяжелыми металлами (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк и др.), как вид техногенных загрязнений, представляют наибольшую опасность [3-6].

На сегодняшний день разработаны и такие методы очистки загрязнённых почв, как, например механические методы ( удаление почв с их последующей заменой чистым грунтомхимические (метод промывки специальными растворами из поверхностно-активных веществ или растворами, содержащими сильные окислители — активный кислород, хлорсодержащие соединения, а также щелочные растворы), физические (электрокинетическая очистка, электрокоагуляция, электроосмос), физико-химические (электрохимическая очистка, электрохимическое окисление) и др. Возможность ликвидации загрязнений почв вышеописанными методами с использованием инженерной техники достаточно сложна и требует очень больших экономических затрат [7]. 

Одним из биологических методов очистки почв является использование естественного микробиоценоза. Метод включает активацию аборигенной почвенной микрофлоры или внесения в грунт определенных культур микроорганизмов и комплексных препаратов, с целью создания оптимальных условий для развития определенных групп микроорганизмов, разлагающих загрязнитель [8]. Микроорганизмы, таким образом, активно поглощают загрязнители, вызывая их деструкцию. Однако, этот процесс малоэффективен для больших объёмов загрязнений. Кроме того, микроорганизмы не способны удалять из почвы и воды вредные для здоровья тяжёлые металлы.

С учётом вышеизложенного, использование фитомелиорации в целях очищения загрязненных территорий при помощи посадки растений, обладающих аккумулирующими свойствами, представляется наиболее доступным, перспективным и экономически выгодным способом очищения окружающей среды [9-11].

Поиск и исследование растений, обладающих высокой толерантностью и биодоступностью к тяжёлым металлам, способностью накапливать и удерживать их, являются весьма актуальными задачами в условиях Республики Таджикистан. Использование толерантных к тяжёлым металлам и радионуклидам устойчивых растений, обладающих сорбционными свойствами, поможет в практическом решении экологически естественной очистки почв и воздуха, с целью снижения степени загрязнения окружающей среды.

Наиболее перспективным, экологически чистым и недорогим методом очистки почвы представляется метод фиторемедиации, который вызывает неослабевающий интерес. Практически во всем мире сформировалась тенденция к широкому использованию зелёных насаждений, способных извлекать из почвы и атмосферного воздуха вредные для здоровья человека вещества, концентрация которых в отдельных регионах проживания людей превышает предельно допустимую концентрацию. Для очистки почвы наиболее часто используется метод фитоэкстракции, с выращиванием растений-гипераккумуляторов, способных извлекать из почвы большее количество поллютантов [12-14].

Обнаружилось, что для повышения эффективности фитоэкстракции тяжёлых металлов могут быть использованы химические вещества ­­– стимуляторы (например ЭДТА - этилендиаминтетрауксусную кислоту), которые способны существенно увеличивать поступление тяжёлых металлов в части растений. Однако, есть исследования, которые показали, что стимуляторы, со временем, сами становятся загрязнителями почв [13,14].

Исследователи отмечают, что множество растений-гипераккумуляторов относятся к семействам крестоцветных (различные виды капустных, индийская (сарептская) горчица, ярутка), сложноцветных (одуванчик, подсолнечник, тысячелистник), злаковых (кукуруза, ячмень, овес), бобовых (клевер, люцерна, горох), амарантовых и др. [11,15].

Сбор растительной массы технических сложностей не представляет. Для утилизации адсорбированных тяжёлых металлов собранную растительную массу сжигают и пепел подвергают захоронению. В странах, где производятся цветные металлы, имеются технологии использования полученного при сжигании пепла как вторичного сырья в производственном процессе.

Механизмы накопления растениями тяжёлых металлов всё ещё остаются малоизученными, а биологическое значение этого феномена остаётся нераскрытым полностью. Однако не вызывает сомнений тот факт, что именно развитию биоремедиации и, в частности, практическому внедрению технологий фиторемедиации, принадлежит приоритетное будущее в вопросах борьбы с антропогенными загрязнениями окружающей среды.

Сагдиева Ш.С. ^1,2,

Шарофова М.У. ^1,2,

Самиева Ш.Ш.¹,

Миршохи М.^1,2

¹Государственное учреждение «Центр по исследованию инновационных технологий  Национальной академии наук Таджикистана». Лаборатория фармацевтики и экспериментальной медицины.

²  ООО "Институт медицины Авиценны и фармакологии", Таджикистан

Литература

1. Ступин Д.Ю. Загрязнение почв и технологии их восстановления. Санкт-Петербург – 2009; 2021.
2. https://www.fao.org/fao-stories/article/ru/c/1126980/
3. Смирнова П.С., Тихомирова В.В. Проблема загрязнения почвы пестицидами и пути её решения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2023. – № 3. – С. 37-41;
4. Казакова Н.А. Загрязнение почвы тяжёлыми металлами //Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2009. – №. 1 (8). – С. 29-31.
5. Сердюкова А.Ф., Барабанщиков Д.А. Последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами //Молодой ученый. – 2017. – №. 51. – С. 131-135.
6. Акименко Ю.В. и др. Экологические последствия загрязнения почв антибиотиками //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2013. – Т. 15. – №. 3-4. – С. 1196-1199.
7. Соловян А.В., Родзевич А.П. Очистка почвы от тяжёлых металлов //Экология и безопасность в техносфере: современные проблемы и пути решения: сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Юрга, 23-25 ноября 2017 г.—Томск, 2017. – 2017. – С. 47-49.
8. Назаров А.В., Иларионов С.А. Потенциал использования микробно-растительного взаимодействия для биоремедиации //Биотехнология. – 2005. – №. 5. – С. 54.
9. Янкевич М.И., Хадеева В.В., Мурыгина В.П. Биоремедиация почв: вчера, сегодня, завтра //Биосфера. – 2015. – Т. 7. – №. 2. – С. 199-208.
10. Юнусова Д.М., Курамшина Н. Г., Андреа С.П. Основные направления по использованию растений-гипераккумуляторов тяжелых металлов в фиторемедиации почв //Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2019). – 2019. – С. 93-100.
11. Андреева И. В., Байбеков Р. Ф., Злобина М. В. Фиторемедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами //Природообустройство. – 2009. – №. 5. – С. 5-10.
12. Sun Y. et al. The influence of different growth stages and dosage of EDTA on Cd uptake and accumulation in Cd-hyperaccumulator (Solanum nigrum L.) //Bulletin of environmental contamination and toxicology. – 2009. – Т. 82. – С. 348-353.
13. Li F. et al. Chemical reagent-assisted phytoextraction of heavy metals by Bryophyllum laetivirens from garden soil made of sludge //Chemosphere. – 2020. – Т. 253. – С. 126574.
14. Guarino C., Sciarrillo R. The effectiveness and efficiency of phytoremediation of a multicontaminated industrial site: Porto Marghera (Venice Lagoon, Italy) //Chemosphere. – 2017. – Т. 183. – С. 371-379.
15. Makarova A. et al. The improved phytoextraction of heavy metals and the growth of Trifolium repens L.: The role of K2HEDP and plant growth regulators alone and in combination //Sustainability. – 2021. – Т. 13. – №. 5. – С. 2432