Длительное употребление питьевой воды с повышенным содержанием стронция может спровоцировать заболевания костной ткани животных и человека. В частности, избыток ионов металла вызывает «уровскую болезнь», или стронциевый рахит. При этом заболевании деформируются суставы и возникают проблемы с ростом. По пищевой цепочке или при употреблении воды избыточное содержание стронция может оказаться в организме человека. Ученые Пермского Политеха предложили способ очистки воды от ионов металла. Для этого они использовали макрофиты – высшие водные растения, которые эффективно поглощают ионы металлов.
Результаты исследования биотехнологи представили в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» (2022).
– Здоровье животных и людей напрямую зависит от качества питьевой воды. Повышенное содержание стронция в природных и сточных водах может вызывать «уровскую болезнь» у рыб и человека, поэтому необходимо уделять особое внимание очищению водоемов. Сегодня для этого применяют химические, электрохимические, сорбционные и биологические методы. Мы предложили проводить фиторемедиацию – очищение воды с помощью высших водных растений, которые поглощают и накапливают в себе ионы металлов, – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха, кандидат химических наук Ольга Бахирева.
По словам исследователей, водные растения стоят недорого и достаточно быстро размножаются при правильном уходе. Они накапливают ионы металлов в различных частях: листьях, стеблях и корнях, не проявляя признаков токсичности. Способность поглощать стронций обусловлена их минеральным составом, анатомией, морфологией, а также ионными транспортными системами корней и побегов.
Для очистки воды от ионов стронция можно использовать различные водные растения: водный гиацинт, элодею, рогоз, ряску, пистию и рдест. Биотехнологи Пермского Политеха провели эксперимент по очистке воды с ряской малой (Lemna minor) и пистией (Pistia stratiotes). Они быстро растут, обладают достаточно простым морфологическим строением и способны накапливать большие количества ионов металлов.
– Мы поместили растения в образцы воды с содержанием стронция около 10,5 мг/л, имитирующие состав природной воды вблизи стронциевых месторождений. Далее наблюдали за тем, как изменяется их рост и состав жидкости. Для этого мы регулярно отбирали пробы воды и анализировали их на атомно-абсорбционном спектрометре. Уже на третьи сутки количество стронция во всех растворах снизилось. В результате содержание ионов стронция оказалось ниже значения ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения. Максимальное снижение произошло на 23-и сутки в растворе с применением ряски. Растения при поглощении ионов стронция дали побеги и листья, но изменили цвет, – поясняет биотехнолог.
Ученые определили, что растения семейства Ароидных – ряска и пистия –примерно одинаково эффективно очищают воду от стронция. Это позволит улучшить состояние здоровья животных и людей, которые употребляют ее для питья, считают исследователи.