19.12.2013

Родом из джунглей. Сибирские ученые вырастили цветок, поглощающий радиацию

Сибирские ученые вырастили цветок, поглощающий радиацию. Это растение может очистить водоемы, с которыми ни природа, ни человек справиться уже не в состоянии. Первый эксперимент провели в радиационном заповеднике в окрестностях города Озёрска.

Ученые из новосибирского Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН разработали новую технологию биологической очистки водоемов от бытовых, промышленных и радиоактивных отходов. С ее помощью им удалось очистить воды реки Власихи, в которую попадали стоки с расположенного на ее берегах свинокомплекса, городская канализация города Оби, отходы авиамоторного завода и химикаты из аэропорта Толмачево. Но главное — им удалось успешно применить новую технологию для ликвидации последствий радиационного заражения водоемов города Озёрска (бывший Челябинск-40). Там создавалась первая в СССР плутониевая бомба и в 1957 году прогремел знаменитый Кыштымский взрыв — взорвалась одна из емкостей с радиоактивным отходами. Теперь вся эта территория объявлена радиационным заповедником.

Технология биоочистки, созданная в Новосибирске, проста, экологична, не требует затрат энергии и обходится очень дешево. При этом она позволяет очистить водоемы, с которыми ни природа, ни человек справиться уже не в состоянии. Ученым удалось найти растение, способное быстро размножаться в загрязненных водах и с фантастической скоростью поглощать самые разные биогенные загрязнители, нефтепродукты, пестициды, фенолы, тяжелые металлы и радионуклиды. Палочкой-выручалочкой оказался водяной гиацинт, или эйхорния отличная (Eichhornia crassipes), — красивый плавающий цветок родом из Амазонии.

В жарком климате он моментально заселяет все водоемы, вытесняя другие виды растений. Единственная слабость амазонского цветка — он совершенно не выносит соленой воды, поэтому без помощи человека никогда не смог бы выбраться за пределы Америки.

После того как это растение привезли на другие континенты, водяной гиацинт стали называть не иначе как «зеленой чумой». Многие страны с тропическим климатом стали бы намного богаче, если бы им не пришлось тратить огромные средства на борьбу с этим опасным сорняком.

Ольга Родникова, ботаник, кандидат биологических наук:

- Когда в конце XIX века на цветочных выставках впервые появилось экзотическое растение из Венесуэлы, с крупными сиреневыми цветами, напоминающими гиацинт, никто и не предполагал, какую угрозу оно несет. На других континентах у него не оказалось естественных врагов, и поэтому эйхорния смогла распространяться беспрепятственно. Чтобы понять масштаб проблемы, достаточно представить, что одно растение, размножаясь вегетативно, за два месяца дает около 1000 отпрысков. Они тоже быстро начинают размножаться. За полгода из одного растения появляется около триллиона экземпляров. Эйхорния моментально заполонила водоемы Австралии, Африки, Азии. В 1954 году всего одна эйхорния была завезена в Конго. Сейчас ее там столько, что лодки не могут пробраться по реке Конго через ее заросли. Особенно страдают от этого сорняка Уганда и Кения: из-за его зарослей исчезла почти вся рыба.

В странах с умеренным климатом водный гиацинт никому не придет в голову называть «зеленой чумой». Прежде всего потому, что цветок размножается там не настолько быстро, чтобы стать угрозой. А при минусовых температурах он быстро погибает — уже при плюс 10 корни начинают отмирать.

В Евразии эйхорнию, наоборот, очень ценят — за декоративность, за способность быстро наращивать зеленую массу. Но особенно — за умение очищать загрязненную воду. Цветоводы-любители давно заметили, что чем грязнее вода в пруду, тем лучше чувствует себя тропический цветок и тем чище постепенно становится вода.

Иван Уросов, специалист по технологиям биоочистки:

- В России первым способность эйхорнии поглощать загрязнения исследовал ученый из Ставрополя Борис Рыженко. Как и многие серьезные открытия, это было сделано случайно. На даче селекционера стоял таз с грязной мыльной водой, оставшейся после стирки. Селекционер, уезжая, выплеснул туда воду с остатками листьев из аквариума, где рос водный гиацинт. Когда он через неделю вернулся, то увидел, что растение не только не погибло, а напротив, сильно разрослось. И что самое главное, вода в тазу стала абсолютно чистой, без малейшего запаха, пригодной для питья. Начав эксперименты, Рыженко выяснил, что с помощью эйхорнии даже зловонный отстойник можно превратить в водоем с кристально чистой водой.

Ученые из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН детально изучили способность тропического растения поглощать вредные вещества. Результаты оказались поразительными. Так, при использовании эйхорнии для очистки сточных вод Павлодарского нефтеперерабатывающего завода ее эффективность составила 97,9% по нефтепродуктам, 75,5% по аммонию, 98,3% по фенолам. Растению удалось справиться и с нервно-паралитическим ядом диэтиленгликолем.

Сергей Вепрев, заместитель директора Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, кандидат биологических наук:

- Диэтиленгликоль содержится в противообледенительной жидкости, которая используется в аэропортах. За зиму она скапливается на стоянках самолетов в новосибирском аэропорту Толмачево. Когда весной снег начинает таять, по ливневой канализации остатки жидкости, содержащие диэтиленгликоль, попадают в реку Власиху, оттуда — в Кривое озеро. А поскольку диэтиленгликоль является ядом, то рыба в этих водоемах погибает. Выяснилось, что эйхорния прекрасно поглощает этот ядовитый спирт и при этом отлично себя чувствует.

Если со стоками животноводческих и промышленных предприятий могут справиться обычные очистные сооружения, то профильтровать тяжелые металлы и радионуклиды стронция и цезия с их помощью слишком трудоемко и дорого. Эйхорния же справляется с этой задачей легко. К примеру, в лабораторных условиях нерадиоактивного изотопа стронция может накапливаться до 4,6–4,8 грамма на килограмм сухого веса растений. Способность водного гиацинта накапливать вредные вещества в гигантских количествах обусловлена способностью всей флоры усваивать калий и кальций. Цезий находится в одной химической группе с первым, а стронций — со вторым. Поэтому и происходит «подмена». Растения, вобравшие в себя радионуклиды и тяжелые металлы, сжигают. При этом от одной тонны гиацинта остается 15–20 килограммов радиоактивной золы, которую затем утилизуют.

Ученые научились культивировать водный гиацинт в оранжереях. При этом он сохраняется зимой, размножается и даже дает семена. Добиться этого в сибирских условиях — задача нетривиальная. По сути, исследователям удалось создать настоящую фабрику по производству растения, которое может спасти десятки и сотни водоемов.

Полина Виноградова

Источники:

1. smartnews.ru