ЭКОСИСТЕМЫ

Возрастающий уровень техногенной нагрузки на окружающую среду оказывает негативное влияние на экологические системы различного уровня организации. Значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят тяжелые металлы, так как наряду с выраженным биологическим действием они обладают кумулятивным эффектом. Поиск новых методических подходов устранения последствий техногенного загрязнения тяжелыми металлами является актуальной задачей для создания экологического благополучия территорий. Физические и химические методы используемые для ремедиации имеют ряд недостатков, таких как высокая стоимость и неполное удаление, что может привести к вторичному загрязнению. Бактериальная ремедиация является высокоэффективным методом обеспечивающим снижение уровня техногенной нагрузки на экологическую систему бактерия - вода - почва - растение - животное - человек. В статье проведен анализ метааналитических литературных данных механизмов взаимодействия бактериальной клетки и металлов, методы биоремедиации почв и оценка сорбционных характеристик микроорганизмов рода Bacillus sp. Представленные в обзоре результаты эмпирических исследований свидетельствуют о высоком биоремедиационном потенциале представителей данной группы в отношении как эссенциальных так и ксенобиотических элементов из группы тяжелых металлов. Так уровень сорбции ртути из субстртатов может достигать 96,4 % от внесенной концентрации, свинца до 99,5 %, кадмия - 98,3 %, мышьяка - 98,3 %, никеля - 99,2 %, хрома - 95,0 %, меди - 91,8 % и цинка - 87,0 %, соответственно. Поиск альтернативных методов ремедиации территорий подвергшихся техногенной нагрузки с использованием популяций бактериальных клеток является не только высокоэффективным, но и экологически безопасным. В большинстве анализируемых работ используются аборигенные штаммы уровень металтолерантности и сорбционной емкости которых обусловлен их селекционными характеристиками в условиях избыточной катионной нагрузки металлов на среду их обитания.

На основе результатов, полученных с использованием методам рентгенофлуоресцентного анализа, произведена оценка уровней загрязнения тяжёлыми металлами и мышьяка территории Северного Таджикистана в период с 2020 по 2022 год. Были рассчитаны коэффициенты загрязнения и комплексных показателей загрязнения для изучаемых тяжёлых металлов и мышьяка, а также суммарные показатели загрязнения в административных центрах или других селениях на территориях, учитывающих элементы, которые относятся к 1, 2 и 4 классам опасности. Результаты расчётов показали, что наблюдается слабое загрязнение территории элементов 2 и 4 классов в опасности. Под влиянием техногенной нагрузки в верхних горизонтах почв исследуемых территорий в наибольшей степени накапливаются элементы 1 класса опасности (цинк, мышьяк и свинец). Содержание элементов 2 класса опасности (хром, никель и кобальт) сравнимо с кларком или ниже его, за исключением меди, среднее содержание которой в 2,6 раза превышает значения кларка. Полученные данные сравнивали с установленным нормативом ПДК тяжёлых металлов и мышьяка, а также результатами оценки техногенного загрязнения, полученными по традиционной методике. Превышение ПДК по свинцу по средним значениям наблюдалось вблизи Дигмайского хвостохранилища - 2,9 раза и Аштском районе - 1,2 раза, наибольшая средняя по области концентрация цинка в Канибадамскы районе превышает его ПДК в почве в 11,4 раза. Выявлено, что превышение ПДК для элементов I класса опасности (Zn, Pb и As), в основном, отмечено в поверхностном горизонте, то есть загрязнение наблюдается только в верхнем слое почв. Сравнение концентраций изучаемых элементов с их Кларками показало, что среднее содержание Zn в верхних горизонтах почвах в 2,8 раза выше Кларка, As - в 10 раз, Pb - в 1,8 раза, Cu - в 2,5 раза. Содержание остальных исследуемых тяжелых металлов в пробах почв лежит в пределах кларка или ниже.