Светящиеся бактерии помогут измерить загрязнение почвы в городах Сибири

Красноярские ученые предложили использовать тесты из светящихся бактерий для оценки химического загрязнения почвы. Чтобы получать более точные результаты, исследователи разработали программу, которая учитывает особенности состава почв. Новая система будет полезна в экологическом мониторинге.

Загрязнение почвы — одна из глобальных экологических проблем. Как писала Тайга.инфо, в Сибири лидерами по загрязнению почвы свинцом, цинком, никелем и медью стали Свирск в Иркутской области и Норильск в Красноярском крае. А в Новокузнецке предельно допустимые концентрации нитратов и фторидов превышены в десятки раз.

Для оперативного мониторинга нужны простые и информативные методы оценки экологического состояния почвы, которые и разработали ученые Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета.

Исследователи создали биотест на основе ферментов из светящихся бактерий для прогнозирования токсичности почвы. В основе биотеста — комбинированная система из двух ферментов оксидоредуктазы и люциферазы, выделенных из светящихся микроорганизмов.

Биотест фиксирует изменения интенсивности свечения ферментов под действием токсичных примесей. Подавление свечения пропорционально количеству токсичных веществ в пробах.

Ученые проверили эффективность нового биотеста на почвах, загрязненных фтором, мышьяком и свинцом. Оказалось, что чувствительность биосенсора зависела не только от концентрации токсиканта в почве, но и от свойств образцов грунта. Для получения более точных результатов нужно было учесть химические характеристики почвы. Тогда исследователи разработали программное обеспечение для ферментного биосенсора, чтобы упростить интерпретацию результатов.

Программа содержит данные о нескольких десятках эталонных образцов почвы и их воздействии на ферментные системы различной сложности. Такой подход позволяет выявить фоновое влияние почвы на ферментные биосенсоры.

«Приложение содержит информацию о характеристиках стандартных образцов грунта и влиянии водных вытяжек из этих почв на ферментные системы, — отметил директор Красноярского научного центра СО РАН Александр Шпедт. — Речь идет о фоновом ингибирующем эффекте на компоненты биосенсора. Зная эти значения и исключив их из результатов измерений, мы получаем оценку степени загрязнения образца почвы. Разработанное программное обеспечение и биотест могут найти широкое применение в экологическом мониторинге».

Ранее красноярские ученые с помощью репчатого лука исследовали техногенные загрязнения донных отложений Енисея, составили тепловую карту города и доказали, что пожары в сибирской тайге повышают концентрацию угарного газа в воздухе в 30 раз.

Илья Кабанов, научный обозреватель Тайги.инфо (@metkere)