Исследователи предупреждают об опасностях, связанных с вызывающими растущую обеспокоенность загрязняющими веществами, обнаруженными в сельскохозяйственных культурах и почве.
Новое международное исследование дает представление о рисках для здоровья, связанных с поглощением растениями «загрязняющих веществ, вызывающих опасения» (contaminants of emerging concern" (CECs)) и указывает на пробелы в знаниях, которые, по мнению авторов, необходимо восполнить. К таким веществам относятся фармацевтические препараты, микропластик, искусственно созданные наноматериалы и ПФАС (широко известные как «вечные химикаты»).
Исследователи предупреждают, что даже при очень низких концентрациях эти химические вещества могут незаметно изменять физиологию растений, нарушать здоровье почвы и представлять более широкие экологические риски и риски для здоровья человека.
«Новинка здесь — целостный подход: мы объединяем данные по различным классам химических веществ, экологическим механизмам, механизмам поглощения растениями и социальному воздействию. Этот обзор выявляет существенные пробелы в знаниях, включая воздействие химических смесей, долгосрочное накопление и сублетальные последствия, не выявляемые стандартными токсикологическими тестами. Что особенно важно, мы показываем, что снижение загрязнения в источнике за счет более продуманного химического состава и устойчивого производства имеет важное значение, наряду с улучшением регулирования и мониторинга», — сказала Одри Мурс, соавтор метаанализа и профессор химии в Университете Макгилла.
Статья " Загрязняющие вещества, вызывающие растущую обеспокоенность в сельскохозяйственных почвах: современное понимание, упущенные из виду проблемы и будущие приоритеты " Лауры Дж. Картер, Одри Мурс и др. была опубликована в журнале PLANTS, PEOPLE, PLANET.
Исследование возглавила Лаура Дж. Картер из Университета Лидса, а провела его международная исследовательская группа, в состав которой вошли специалисты из Великобритании, Израиля, Китая, США и Канады.
В рамках метаанализа были обобщены данные сотен лабораторных, тепличных и полевых экспериментов для сравнения того, как различные категории емкости катионного обмена перемещаются в почве и тканях растений, как условия окружающей среды влияют на воздействие и как загрязняющие вещества накапливаются в съедобных культурах на уровнях, соответствующих реальным условиям окружающей среды.
Исследование показывает, что загрязняющие вещества, вызывающие изменение климата, попадают в почву и сельскохозяйственные культуры через множество, часто игнорируемых путей. Это включает в себя сельскохозяйственные технологии, такие как орошение сточными водами, биоотходы, навоз и агропластик, многие из которых, парадоксально, проистекают из стремления к разработке более устойчивых методов ведения сельского хозяйства.
Поглощенные вещества, участвующие в образовании катионных связей, могут перемещаться по сосудистой системе растений и достигать листьев, плодов и корней.
Авторы сообщают, что многие вещества, вызывающие нарушение экосистемного обмена, остаются биологически активными даже в следовых количествах, влияя на пути метаболизма растительных гормонов, микробные сообщества и круговорот питательных веществ.
Исследователи также обнаружили, что загрязняющие вещества, вызывающие нарушение экосистемных процессов, могут способствовать развитию антимикробной резистентности, вмешиваться в биохимические процессы растений и влиять на структуру почвы, что имеет последствия для сельскохозяйственной продуктивности и качества продуктов питания. По словам исследователей, стойкие загрязняющие вещества, такие как ПФАС, особенно склонны к биоаккумуляции в тканях листьев.
В обзоре выявлен ряд проблем, которые ранее оставались без внимания, таких как взаимодействие сопутствующих загрязняющих веществ, которое может усиливать или подавлять токсичность, малоизученные пути, например, поглощение через листья растений («внекорневое воздействие»), а также неравномерный глобальный дефицит данных для понимания рисков, специфичных для отдельных сельскохозяйственных культур.
Авторы призывают к разработке новых нормативных рамок, учитывающих последствия смешивания химических веществ, реалистичные сценарии воздействия и роль загрязняющих веществ, вызывающих инфекционную активность, в развитии устойчивости к противомикробным препаратам. Они рекомендуют долгосрочный полевой мониторинг, большее географическое разнообразие исследований сельскохозяйственных культур и разработку биоразлагаемых, нестойких альтернатив для сельскохозяйственного и промышленного использования.
Мурс отметила, что в обзоре четко прослеживается связь между экологическими выводами и принципами «зеленой химии», подчеркивая, что наиболее безопасным и эффективным долгосрочным решением является разработка химических веществ и материалов, которые разлагаются на безвредные продукты и не сохраняются и не накапливаются.
«Более безопасные химические вещества можно производить только при таком подходе к проектированию, при котором мы с самого начала учитываем вопрос утилизации после окончания срока службы. Предотвращение загрязнения гораздо эффективнее, чем попытки очистить окружающую среду позже. Участие в этом исследовании было для меня важным, поскольку оно на реальных примерах показало необходимость того, чтобы разработка и открытия в области химических веществ и материалов лучше соответствовали реалиям их применения и срока службы», — сказала она.
Источник: McGill University.