Мох поможет оценить качество воздуха в городах

Физики Томского политехнического университета разработали метод экологического мониторинга с помощью мхов. Новый подход может использоваться для оценки качества воздуха в городах, сообщает пресс-служба Российского научного фонда.

Мхи часто используются в экологических исследованиях как объект мониторинга: они растут повсюду, неприхотливы и постоянно накапливают загрязняющие вещества из окружающей среды.

Почти полвека назад мхи впервые начали использовать для активного биомониторинга, когда исследуют не выросший естественным образом мох, а специально размещённый в нужной зоне.

Впрочем, не существует каких-либо точных рекомендаций для подобных исследований. По этой причине специалисты точно не знают, какие факторы необходимо учитывать, планируя мониторинг. К примеру, неясно, сказываются ли условия размещения мха на эффективности исследования.

Чтобы выяснить, какие факторы влияют на качество мониторинга, группа физиков из Томского политеха вместе с биологами из Томского госуниверситета предложила собственный метод.

В отличие от большинства предыдущих исследований учёные выбрали для мониторинга мох, растущий не на земле, а на стволах деревьев (такие мхи называют эпифитными).

В ходе эксперимента исследователи закрепили тонкие слои мха на нейлоновой сетке с мелкой ячейкой и поместили на стволы деревьев в двух разных местах в городской черте Томска.

Исследователи выбирали растущие рядом деревья разных видов: тополя и берёзы. На стволе каждого дерева на высоте 0,5 и 1,5 метра крепили вертикально по три-четыре сетки. Всего было использовано 27 сеток размером примерно с лист бумаги формата А4. Они находились на деревьях больше 20 недель, с конца мая по начало октября. При этом мох на большинстве сеток сохранил жизнеспособность.

Снятый с деревьев мох обработали в лаборатории, превратив в однородные порошки. Чтобы выяснить, какие химические элементы содержатся в образцах, учёные воспользовались методом нейтронно-активационного анализа, при котором образец подвергается "бомбардировке" нейтронами. В результате образуются радиоактивные ядра, и по излучению изотопов определяют, какие химические элементы содержатся в образце.

Анализ показал, что в образцах повышена концентрация хрома, цезия, гафния, калия, лютеция, молибдена, рубидия, самария, сурьмы, урана, тербия, иттербия, тория и европия. Появление большинства этих элементов связано с близостью мест мониторинга к дорогам и промышленным предприятиям.

Исследователи сравнили концентрации химических элементов в образцах мха, находившихся в одной и той же точке, но на разных деревьях или расположенных на разной высоте.

На накопление мхом большинства химических элементов не оказали никакого влияния ни вид дерева, ни положение образца относительно источников загрязнения (дорог и предприятий), ни высота размещения образца.

Обнаружилось только два исключения: рубидий и калий лучше накапливаются на высоте 1,5 метра, чем 0,5 метра. Кроме того, уровень калия во мхе на тополях оказался выше, чем на березах. Эти отличия были заметны только в одном из двух мест, где проводился мониторинг, и нуждаются в дополнительной проверке.

"Нам удалось показать, что метод активного биомониторинга с использованием эпифитных мхов дешев и удобен для применения, — говорит руководитель проекта старший преподаватель отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Наталья Рогова. — Такие мхи не требуют специальных устройств для размещения, так что подготовить образцы и разместить их даже на большой территории очень просто. При этом, как доказало наше исследование, неважно, на каких деревьях и как именно вы размещаете образцы".

Новый метод может значительно упростить экологические исследования, так как может быть адаптирован для любой территории.

Проект поддержан грантом президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.

Результаты исследования представлены в научном издании Environmental Monitoring and Assessment.

К слову, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о пустынном мхе, который научился получать воду из воздуха.

Ранее учёные выяснили, что витамины группы В могут защитить людей от загрязнённого воздуха. Отметим, что загрязнённый воздух засоряет мозг человека магнитными частицами (об их вреде вы узнаете из нашей статьи). Кроме того, выяснилось, что езда на велосипеде полезна даже в самых загрязнённых городах.