Сотрудники Академии биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского Южного федерального университета оценили токсичность частиц серебра разного размера по отношению к почвенным обитателям и растениям. Для этого они в лабораторных условиях смоделировали загрязнение серебряными частицами чернозёма обыкновенного. Чтобы понять, насколько токсичны для почвы серебряные нано- и микрочастицы, специалисты ЮФУ изучили, как меняются в присутствии серебра всхожесть редиса, пшеницы и гороха, а также численность бактерий, выживаемость дождевых червей и активность разных ферментов (каталазы, дегидрогеназ, ферриредуктазы, уреазы, пероксидазы, полифенолоксидазы, инвертазы, фосфатазы). Отметим, что ферменты играют ключевую роль в разложении органических веществ и обеспечивают доступность энергии и азота для растений в почве.
В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что, попадая в почву, частицы серебра могут навредить микроорганизмам, привести к гибели дождевых червей и даже ухудшить урожай. Например, не все посаженные семена проросли. Также с увеличением дозы серебра длина корней проросших растений уменьшалась. И чем сильнее было загрязнение почвы, тем больше снижалось её плодородие. Самой чувствительной из изученных культур к этому металлу оказалась пшеница.
Токсичность серебряных частиц зависела от их размера: в большинстве случаев частицы размером 10 нм наиболее сильно влияли на биологические показатели по сравнению с частицами размером 100 и 1000 нм (1 мкм). Токсичность частиц размером 100 и 1000 нм была одинакова. Несходство в воздействии частиц разного размера становилось более заметным с увеличением концентрации серебра (от 1 до 100 мг/кг) в почве. Исследователи считают, что более сильный токсический отклик на наночастицы размером 10 нм связан с их более выраженной способностью проникать через биологические барьеры организма, накапливаться в клетках и высвобождать ионы серебра под действием окислителей.
Сотрудники ЮФУ полагают, что выявленные в ходе исследования наиболее чувствительные к металлу живые организмы в дальнейшем могут быть использованы в качестве индикаторов при мониторинге и диагностике загрязнения наночастицами серебра наземных экосистем и почв, в том числе и сельскохозяйственных. Да и в целом на основе полученных результатов можно прогнозировать возможные экологические последствия загрязнения частицами серебра почв и других наземных экосистем.
Сейчас ростовские биологи и биотехнологи изучают динамику экотоксичности наночастиц серебра, то есть через какое время от момента загрязнения почвы она проявляется.
Результаты исследования будут опубликованы в майском номере журнала «Почвоведение» за 2024 год.
По информации пресс-службы ЮФУ.
