Устойчивость микромира Арктики: учёные РУДН исследуют, как спасти почвы от нефти и тяжелых металлов
Арктика — регион стратегического значения, обладающий уникальной и уязвимой природой. Интенсивное освоение его ресурсов обнажило серьёзную проблему: низкую устойчивость экосистем к воздействию человека. Хроническое загрязнение нефтепродуктами и тяжёлыми металлами наносит долгосрочный ущерб, а механизмы естественного восстановления почв в суровых климатических условиях изучены недостаточно.
Именно эту проблему решает проект под руководством кандидата биологических наук, доцента института экологии РУДН Вячеслава Ивановича Васенева. Его цель — изучение биоразнообразия и метаболического потенциала микроорганизмов в загрязнённых арктических почвах для разработки эффективных стратегий их очистки.
«Проблема в том, что мы до сих пор плохо понимаем, как именно сочетанное загрязнение нефтью и тяжёлыми металлами влияет на жизнедеятельность почвенной микробиоты — главного «двигателя» самоочищения экосистемы в Арктике. Без этих знаний любые попытки ремедиации (восстановления почв) могут быть малоэффективны», — поясняет Вячеслав Васенев.
От отбора проб до практических экспериментов
Работа над проектом началась с отбора образцов загрязнённых почв в Мурманской области. Учёные провели комплексный анализ численности и состава микробных сообществ, оценив исходный уровень техногенной нагрузки.
Затем в лабораторных условиях, имитирующих температуру арктического вегетационного периода (+10 °C), был проведён шестимесячный эксперимент. Исследователи моделировали различные сценарии восстановления, изучая изменения в структуре микробных сообществ и концентрации загрязнителей.
Обработка данных ещё продолжается, но уже есть промежуточные результаты. Установлено, что высокое содержание тяжёлых металлов подавляет способность микробов разлагать углеводороды, что критически замедляет естественное самоочищение. Однако учёные выяснили, что внесение активных штаммов бактерий Rhodococcus и Pseudomonas повысило эффективность очистки от нефтепродуктов за полгода с 14,5% до
«Наш эксперимент чётко показал, что в условиях холодного климата и комплексного загрязнения надеяться только на силы природы нельзя. Но грамотная стимуляция природных процессов, основанная на понимании физиологии местных микробных сообществ, даёт очень хороший эффект», — отмечает Вячеслав Васенев.
Область практического применения
На основе полученных данных сформулированы научно обоснованные рекомендации по восстановлению арктических территорий:
- Базовый подход — оптимизация свойств почвы (внесение питательных веществ, регулирование pH и влажности). Это обязательный этап как для ремедиации, так и для создания устойчивых почвенных конструкций при озеленении.
- Использование сорбентов — эффективно при высоком уровне загрязнения для оперативного снижения токсичности и защиты биоты.
- Применение активных микроорганизмов — целесообразно на начальных этапах при сильном угнетении нативной (местной) микробиоты.
- Комбинированная стратегия, адаптированная под конкретный тип почвы, уровень загрязнения и планируемое землепользование, является наиболее эффективной.
Исследование носит прикладной характер. Его результаты будут полезны для организаций, занимающихся ликвидацией экологического ущерба в Арктике, проектных и природоохранных организаций, органов местного самоуправления и региональных комитетов по экологии, а также предприятий, ведущих деятельность в Арктической зоне РФ.
Область практического применения охватывает как очистку нарушенных территорий, так и создание устойчивых почвенно-растительных систем в условиях Севера. Это позволит проводить восстановительные работы более эффективно и с меньшим ущербом для экосистем, а в городах Арктики — создавать полноценную, жизнестойкую зелёную инфраструктуру.
Работа по проекту продолжается. Учёные сосредоточены на выделении чистых культур психротолерантных аэробных углеводородокисляющих, железоокисляющих и анаэробных железоредуцирующих бактерий, способных работать в условиях комплексного загрязнения, чтобы пополнить арсенал средств для биоремедиации Арктики.
Кандидат биологических наук, доцент института экологии РУДН Всеволод Павшинцев разрабатывает инновационную методику, которая позволяет оценивать состояние пресных водоёмов с помощью рыбок данио-рерио и искусственного интеллекта. Проект, поддержанный грантом университета, призван перейти от простого химического анализа воды к пониманию того, как загрязнители воздействуют на живые организмы.
Доцент кафедры наноэлектроники и микросистемной техники РУДН Екатерина Гостева возглавляет междисциплинарный проект по разработке технологии наноструктурирования поверхности имплантатов. Её цель — сделать приживление имплантатов быстрым, надёжным и доступным для самых разных групп пациентов.
В институте экологии РУДН реализуется масштабный междисциплинарный проект в области экологической химии и материаловедения. Учёные работают над созданием высокоэффективных сорбентов на основе природных материалов для обезвреживания опасных загрязнителей окружающей среды.
Проект объединяет фундаментальные исследования на стыке химии, материаловедения и экологии и соответствует стратегическим целям развития науки и технологий Российской Федерации.