Зелёный "детектор лжи" для атмосферы: мхи показали, где воздух вокруг заводов опаснее, чем кажется

Пересаженный мох выявил повышенные металлы возле шахт — учёные ТПУ

Растения, способные накапливать вещества из воздуха, помогают более точно оценивать экологическую обстановку вокруг промышленных зон. Среди таких природных индикаторов особенно выделяются мхи, реагирующие на качество атмосферы чувствительнее многих традиционных методов. Новые исследования показывают, что пересадка мха может стать эффективным способом мониторинга токсичных элементов. Об этом сообщает Наука Mail.

Почему мох остаётся одним из самых надёжных методов биоиндикации

Мох издавна рассматривается как удобный природный материал для отслеживания состояния атмосферы, поскольку у него отсутствует корневая система, а питательные вещества он поглощает исключительно из воздуха. Это означает, что любое изменение состава атмосферных примесей практически сразу отражается на химическом составе растений. Такой подход особенно актуален для регионов, где находятся металлургические, угольные и химические предприятия: именно эти отрасли часто становятся источниками тяжёлых металлов, которые могут оседать на зелёных насаждениях.

Ученые Томского политехнического университета решили протестировать простой и доступный метод пересадки эпифитных мхов, растущих на коре деревьев. Этот подход позволяет контролируемо размещать растительный материал в разных точках исследуемой территории, создавая равномерную систему наблюдений. Для эксперимента был выбран вид Pylaisia polyantha, хорошо переносивший снятие с дерева и закрепление на новой поверхности, а также известный своей способностью быстро накапливать различные элементы.

Сбор первоначальных образцов проводился в относительно чистых районах Томской области, вдали от дорог и жилых зон. Это было необходимо, чтобы получить "нулевой" материал, свободный от загрязнений. Мох снимали на высоте около одного метра, что помогало минимизировать влияние почвенных факторов. Затем образцы закрепили на тканевой основе и разместили на деревьях в 33 точках вблизи промышленных предприятий Кемерово — одного из крупнейших индустриальных центров Кузбасса.

Каким образом исследователи анализировали собранные образцы

После четырёх месяцев экспозиции все планшеты были собраны и подготовлены к лабораторному анализу. Всего получилось 102 образца, которые обработали с использованием двух методов: нейтронно-активационного анализа и атомно-эмиссионной спектрометрии. Оба метода широко применяются в экологических исследованиях, когда необходимо выявить содержание микроэлементов, металлов и других частиц в растениях, почве или воздухе.

Результаты оказались показательными: в образцах обнаружили около сорока элементов, среди которых свинец, кадмий, мышьяк, цинк, никель, селен, молибден, кобальт, уран и другие вещества. Многие из них относятся к токсичным металлам, которые могут воздействовать на здоровье человека при превышении допустимого уровня концентрации. Большинство точек наблюдений продемонстрировало содержание химических элементов, соответствующее нормам или слегка превышающее их. Это указывает на относительно стабильную экологическую обстановку на части территории.

Однако значения, полученные рядом с угольными предприятиями, резко отличались от общей картины. Там концентрации тяжёлых металлов оказались значительно выше, что свидетельствует о серьёзной техногенной нагрузке. Подобные результаты подчёркивают важность регулярного мониторинга воздуха, особенно в регионах с развитой угольной промышленностью. Полученные данные дают основания говорить о необходимости профилактических мер, направленных на снижение выбросов.

Каким выводам привело исследование и почему метод важен

Одним из значимых итогов работы стало подтверждение того, что пересаженные мхи сохраняют жизнеспособность от трёх до восьми месяцев, включая зимний период. Это делает метод универсальным для разных климатических условий, где традиционные индикаторы могут показывать меньшую устойчивость. Исследователи также установили, что тип дерева, на которое закрепляли планшеты, не влиял на способность мха накапливать элементы. Такой результат облегчает организацию наблюдений в регионах с разнородной растительностью.

Полученные данные показывают, что предложенная технология способна дать объективную и детальную картину загрязнения воздуха, расширяя инструментарий экологических служб. В особенности метод полезен в районах, где сложно установить дорогостоящие автоматические станции мониторинга. Мох выступает в роли естественного фильтра, и его способность накапливать металлы делает его удобным инструментом для оценки качества атмосферного воздуха на протяжении длительного времени.

Сравнение биоиндикации мхами и инструментальных методов мониторинга

При анализе экологической обстановки специалисты используют два основных подхода: природный и инструментальный. Каждый обладает своими преимуществами, и их сочетание позволяет получить наиболее точные результаты.

Биоиндикация с помощью мха:

отражает фактическое накопление веществ за длительный период;
фиксирует даже низкие концентрации тяжёлых металлов;
отличается низкой стоимостью и простотой размещения;
подходит для труднодоступных территорий.

Инструментальные методы:
• дают мгновенные количественные показатели загрязнений;
• позволяют определить содержание газов и аэрозолей в режиме реального времени;
• требуют регулярного обслуживания и затрат на оборудование;
• обеспечивают высокую точность, но не всегда отражают долгосрочные тенденции.

По сути, оба подхода не конкурируют, а дополняют друг друга, формируя более полную картину состояния атмосферы.

Плюсы и минусы метода пересадки мха

Метод пересадки эпифитного мха имеет ряд особенностей, делающих его востребованным в экологическом мониторинге. Ниже представлены основные преимущества и ограничения этого подхода.

Преимущества: