Влияние свойств лесной почвы на подвижность и токсичность мышьяка для почвенных организмов

от

Загрязнение почвы — это глобальная экологическая проблема, при которой токсичные металлы и металлоиды, образующиеся в результате промышленной деятельности, сохраняются в окружающей среде в качестве долгосрочных загрязнителей. Мышьяк (As), хотя и встречается в природе, становится широко распространённым при мобилизации в результате добычи полезных ископаемых. Закрытые золотые рудники являются основными источниками, выбрасывающими мышьяксодержащие минералы в окружающую среду в результате эрозии и выщелачивания.

Лесные почвы, необходимые для здоровья экосистем и биоразнообразия, особенно уязвимы. Несмотря на то что подвижность мышьяка в определённых почвенных условиях и его токсичность известны, его поведение в лесных почвах и влияние на почвенные организмы остаются недостаточно изученными.

В недавнем исследовании группа учёных под руководством профессора Юн-Сик Ли из Пусанского национального университета (Южная Корея) изучила, как мышьяк взаимодействует с различными лесными почвами и как эти взаимодействия влияют на его токсичность для почвенных организмов.

Профессор Ли объясняет: «Наша цель состояла в том, чтобы определить, как свойства почвы влияют на связывание мышьяка, его подвижность и биодоступность, и как эти факторы, в свою очередь, влияют на выживание и размножение коллемболы Allonychiurus kimi (A. kimi), важного индикаторного вида для оценки здоровья почвы».

Результаты исследования были опубликованы в Journal of Hazardous Materials 5 октября 2025 года.

Методы исследования

В ходе исследования были собраны четыре незагрязнённых образца лесных почв и охарактеризованы их физико-химические свойства, включая pH, ёмкость катионного обмена (CEC), содержание фосфора, органическое вещество, оксиды металлов, содержание глины и общий мышьяк. Образцы почвы были обогащены мышьяком в концентрации 20–100 мг/кг и выдержаны в условиях влажно-сухого цикла для имитации загрязнения окружающей среды.

Используя метод последовательной экстракции Венцеля, мышьяк был разделён на фракции F1 и F2 (слабо связанные, высокоподвижные), F3 (связанные с аморфными оксидами Fe/Al, потенциально биодоступные), F4 (связанные с кристаллическими оксидами Fe/Al) и F5 (остаточные, прочно связанные). Взрослые и молодые особи A. kimi подвергались воздействию этих почв в течение 28 дней для оценки накопления мышьяка, выживаемости и размножения.

Результаты

Результаты показали, что вновь введённый мышьяк в основном накапливался в подвижных фракциях (F1–F3), делая его биодоступным для почвенных организмов. Профессор Ли отмечает: «Даже при одинаковой общей концентрации мышьяка уровни загрязнения и биотоксичность заметно различались в зависимости от свойств почвы. CEC, фосфор и оксиды алюминия сильно влияли на связывание мышьяка и его подвижность».

Стадия жизни сильно влияла на токсичность: взрослые особи накапливали мышьяк без значительного влияния на выживаемость, причём содержание мышьяка в организме коррелировало больше с F3 и общим уровнем мышьяка. Молодь была высокочувствительна, с сильным снижением репродуктивной способности из-за подвижных фракций мышьяка, что подчёркивает уязвимость в период раннего развития.

Это исследование улучшает понимание биодоступности и токсичности мышьяка в лесных почвах. «Результаты поддерживают разработку более точных экотоксикологических оценок, учитывающих дифференциальную чувствительность между молодыми и взрослыми особями», — объясняет профессор Ли.

«Более того, исследование подчёркивает необходимость оценки риска для конкретных почв на основе биодоступных фракций мышьяка, а не общих концентраций, обеспечивая более прочную основу для целевых стратегий управления экосистемами и их восстановления».

В заключение, исследование демонстрирует, что поведение мышьяка в лесных почвах контролируется свойствами почвы, а токсичность варьируется в зависимости от химической фракции и стадии жизни. Эти выводы обеспечивают основу для управления почвами и стратегий восстановления для защиты экосистем от загрязнения мышьяком.

Предоставлено Пусанским национальным университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте