КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 25-77-00010
НазваниеМиграция и аккумуляция тяжелых металлов и нефтяных углеводородов в модельной системе "почва-растение"
Руководитель Петухов Александр Сергеевич, канд. хим. наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" , Тюменская обл
Конкурс №110 - Конкурс 2025 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка молодых ученых»
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-209 - Биогеохимия и органическая геохимия
Ключевые слова Тяжелые металлы, нефтяные углеводороды, растения, почва, аккумуляция, транслокация, загрязнение, пигменты фотосинтеза, перекисное окисление липидов, антиоксиданты
Код ГРНТИ34.35.51
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы биогеохимии – исследование закономерностей поведения тяжелых металлов и нефтяных углеводородов в системе «почва-растение», их влияния на биохимические показатели растений. Совместное присутствие в загрязненных почвах нефтяных углеводородов и тяжелых металлов может приводить к эффектам синергизма или антагонизма и влиять на миграцию токсикантов из почв в растения. Исследование влияния совместного присутствия в почве тяжелых металлов и нефтяных углеводородов на основные показатели растений (содержание пигментов фотосинтеза, продуктов перекисного окисления липидов в клетках и активность некоторых антиоксидантов растений) необходимо для формирования научного подхода к оценке качества экосистемы, к нормированию антропогенной нагрузки. В работе планируется изучение поведения токсикантов в модельных условиях (искусственно загрязненные почвы, проращивание овса посевного). Изучение биохимического отклика растений на внесение различных доз токсикантов, отдельно и совместно, позволит сформировать представление о допустимых нагрузках на экосистему, что важно для определения предельно допустимых содержаний токсикантов, особенно нефтепродуктов, в почве. Выявление наиболее значимых изменений в биохимических показателях вносит вклад в представление о механизмах биогеохимической миграции токсикантов в системе «почва-растение», является фундаментальным результатом. Влияние природы металла (размеров ионов, степени окисления, сродства к органическим веществам) важно для формирования представлений о механизме токсичности тяжелых металлов в природных системах. Результаты работы вносят вклад в понимание процессов биогеохимической миграции тяжелых металлов и трансформации нефтяных углеводородов в природе и могут быть использованы для проведения рекультивации загрязненных почв (при разливе нефти, нефтепродуктов, на месте бывших свалок). Фиторемедиация – наиболее бережный способ извлечения тяжелых металлов и трансформации нефтепродуктов антропогенно загрязненных почв. Результаты расчетов по степени извлечения различных форм металлов (подвижных в первую очередь) позволяют оценивать время проведения рекультивационных мероприятий и их эффективность. Это обуславливает практическую значимость результатов.
Ожидаемые результаты
Основным результатом реализации проекта является установление эффектов синергетического или антагонистического действия нефтяных углеводородов и тяжелых металлов в процессах их транслокации из почв в растения. Фактически, это исследование поведения весьма распространенных в природе токсикантов в пищевых цепочках, т.к. попадая в растения из почв, далее они могут попадать в пищу животных и человека. Нефтяные углеводороды могут способствовать связыванию тяжелых металлов в комплексные соединения и препятствовать их миграции в растения, или, напротив, усиливать этот процесс. Это зависит от природы металла и свойств органических компонентов почв, наличия молекул-комплексообразователей. Совместное присутствие тяжелых металлов и нефтяного загрязнения – ситуация нередкая, учитывая масштабы добычи и переработки нефти в России. Использование жидкостей на основе нефти и нефтепродуктов для проведения гидроразрыва пласта, других способов повышения нефтеотдачи, разливы нефти при авариях, при транспортировке, повсеместное распространение тяжелых металлов – все это позволяет считать экологические исследования поведения токсикантов значимыми. Практически значимым результатом должно стать установление закономерностей транслокации тяжелых металлов, особенно наиболее токсичных (свинца, кадмия), в растения в присутствии нефтяных углеводородов, оценка возможности использования растений для рекультивации загрязненных территорий. Фиторемедиация является экономически эффективным способом очистки почв с территории нефтеразливов, позволяющая смягчить негативные последствия загрязнения окружающей среды. Исследования биохимического отклика растений на присутствие тяжёлых металлов и нефтяных углеводородов в почве позволит оценить эффекты взаимного влияния токсикантов, выявить наиболее значимые факторы, а также сформировать представление о предельно допустимых нагрузках на экосистему. Выявление взаимосвязей между природой токсикантов и изменениями биохимических показателей растений (содержание пигментов фотосинтеза, продуктов перекисного окисления липидов в клетках и активность некоторых антиоксидантов растений) вносит вклад в фундаментальные исследования, в понимание биогеохимических процессов в системе почва-растение.