Наноразмерные загрязнители представляют риск для культур

Вред для культур или повышение способности растений впитывать токсичные вещества через корни

В двух исследованиях были выявлены наноразмерные загрязняющие вещества, способные проникать в корни культур, вызывая целый ряд изменений роста и здоровья растений. Эти крошечные частицы способны вызывать задержку роста растений, повышать возможность поглощения растениями загрязняющих веществ, и увеличивать потребность в удобрении культур.

Наноматериалы, которые выпускаются с выхлопными газами дизельных тракторов, способны оседать на полях с культурой. Частицы, используемые в тканях, солнцезащитных кремах и других продуктах, собираются в твердые вещества, отдельно от сточных вод и жидких отходов — богатые питательными веществами твердые вещества, которые обычно разбрасываются на полях США для улучшения почвы. Новые исследования предлагают взглянуть на токсичное воздействие, которое такие наночастицы способны оказывать на будущий урожай по мере роста подверженности их влиянию.
Сегодня новые данные «предостерегают от связанных с сельским хозяйством рисков для человека и окружающей среды от возрастающего использования промышленных наноматериалов», отмечает Патрисия Холден из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре и ее коллеги в одном из исследований, опубликованном в интернете 20 августа в журнале Труды Национальной академии наук.
В последние годы производители обращаются к использованию наночастиц, потому что они работают иначе, чем крупномасштабные версии тех же продуктов, отмечает Джейсон Уайт из Сельскохозяйственной опытной станции в Коннектикуте, Нью-Хейвен. Он интересуется, если наноразмерные материалы ведут себя по-другому, как химически, так и физически: «Почему мы предположили, что они поведут себя так же биологически?»
Чтобы изучить воздействие таких материалов на сельскохозяйственные культуры, команда Холден подвергла соевые растения, прораставшие на поле по производству бобовых, воздействию почвы, обработанной одним из двух широко представленных на рынке металло-оксидных наноматериалов, это: оксид церия, используемый в качестве катализатора в дизельном топливе и других продуктах, или частицы оксида цинка, используемого в солнцезащитных кремах и в качестве антибактериальных средств.
По сравнению с необработанными растениями, у тех, что были выращены в почве с внесением наночастиц оксида цинка, развивалось меньше листьев при внесении самых высоких доз. В отличие от этого, нано-церий замедлял рост растений при любых концентрациях, «но наиболее резко при самом низком уровне внесения», отмечает Холден. Оксид цинка, накапливался в листьях сои и бобов, выращенных в обработанной почве. Однако, внедрение оксида церия в растения, останавливалось на клубеньках корней. У растений, получивших наибольшие дозы оксида церия, эти клубеньки не содержали бактерии, которые обычно вбирают азот из воздуха и преобразуют его в химическую форму (аммиак), которую соя и другие культуры, используют в качестве удобрения.
Способность сои и других бобовых фиксировать азот «является одним из наиболее важных микробиологических процессов в сельском хозяйстве», отмечает Уайт, экологический токсиколог. Таким образом, способность нано-церия останавливать этот процесс «была самым значительным новым открытием» — и наиболее тревожным.
Это первое исследование воздействия наноматериалов на растения, подверженные ему через почву. «Это интересно, и, очевидно, имеет отношение к тому, какое влияние будет оказано на растения в их родной среде», отмечает аналитический химик Марк Шоенфиш из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.
Во втором исследовании, опубликованном в интернете 2 августа в журнале Экологическая наука и технология, команда Уайта подвергла корни томатов, кабачков и соевых растений воздействию фуллеренов, широко используемых наноматериалов, выработанных из чистого углерода. Поскольку остаточные вещества токсичных пестицидов сохраняются в почве еще долгое время после того, как они в последний раз были внесены, группа Уайта пыталась выявить, повлияли ли нетоксичные количества фуллеренов в корневой зоне на то, как растения реагируют на любые остатки распада ДДТ.
Когда фуллерены присутствовали в почве, все три типа растений удаляли больше пестицидов из материала, в котором они были выращены — в данном случае, вермикулита. Поскольку растения не выращивались до фазы плодоношения, Уайт отмечает, что нет способа узнать, накапливалось бы загрязняющее вещество также и в урожае, или нет – «но оно, безусловно, присутствовало в побегах».

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.