В Томске «стандартизировали» отслеживание загрязнений с помощью мхов

Физики из Томского политехнического университета показали возможность довольно точного отслеживания состояния воздуха в городе с помощью мхов. Разработанная ими методика заметно точнее и надежнее существовавших ранее. Соответствующая статья опубликована в Environmental Monitoring and Assessment. Различные мхи — дешевый, простой и эффективный способ отследить загрязнение воздуха. Все потому, что они легко захватывают и удерживают микрочастицы, включая те, что слишком мелки для стандартных искусственных уловителей. Поместив образец мха из леса в город, можно затем замерить сколько тяжелых металлов и иных загрязнителей присутствует в местном воздухе и на этой основе начать искать и блокировать источники антропогенных загрязнений. Но, как отмечают авторы новой работы, есть у мхов в этой ипостаси и свои недостатки. Методика их применения не менялась с 1970 года — для активного экологического мониторинга образец мха переносят из природной среды в городскую, и через какое-то время или спектрометрией, или еще каким-то методом анализируют на количество уловленных частиц. При этом мхи для сбора частиц закрепляют в разных условиях и на разной высоте, из-за чего даже близко расположенные образцы мха иногда показывают совершенно разный химический состав загрязнений, уловленных из воздуха. Такая противоречивость данных делает ее однозначную интерпретацию и практическое использование весьма затруднительными. Исследователи из Томска смогли убедительно показать, что метод этот нуждается в корректировке и стандартизации. В ходе экспериментов они продемонстрировали, что высота размещения образца мха, снятого с дерева в естественной среде и помещенного на дерево в среде городской, прямо влияет на то, какие частицы он накапливает. На высоте в 0,5 метров и менее он часто улавливает частицы почвы, выбитые из поверхности земли дождевыми каплями или принесенные в виде частиц крупной пыли ветром. Зато при высоте размещения в 3-4 метра мох накапливает именно атмосферные загрязнения. В ходе экспериментов в Томске на городских деревьях (березах и тополях) разной высоте были закреплены образцы эпифитных (растущих на растениях) мхов. Они пробыли там с конца мая по начало октября. После этого мхи сняли, измельчили, с помощью нейтронно-активационного анализа нашли в порошках повышенную концентрацию хрома, цезия, гафния, калия, лютеция (весьма редкий в земных условиях элемент), молибдена, рубидия, самария, сурьмы, урана, тербия, иттербия, тория и европия. Источниками этих элементов были промпредприятия и расположенные поблизости дороги. Для проведения нейтронно-активационного анализа образец подвергается бомбардировке нейтронами, превращающими накопленные в нем ядра атомов тяжелых элементов в радиоактивные изотопы с коротким периодом полураспада. Распад таких изотопов хорошо известен ученым, а кроме того он оставляет излучение с очень характерным спектром. Это позволяет надежно и точно установить количество того или иного тяжелого элемента (а равно и его удельную долю) в анализируемом материале. На накопление мхом большинства химических элементов не оказали никакого влияния ни вид дерева, на котором их расположили, ни положение образца относительно источников загрязнения (дорог и предприятий). Это значит, что результаты «мхового» мониторинга загрязнения воздуха в городах достаточно надежны и не зависят от случайных факторов. Что особенно важно, такой «пылеуловитель» является чрезвычайно «всеядным» и накапливает даже такие загрязнения, которые в норме и не ищут в воздухе городов. Дополнительное преимущество обновленного метода состоит в том, что он позволит избежать ситуации, когда размещение образцов на разной высоте вело к накоплению в них частиц почвы и иным «шумам», затрудняющим поиск загрязнений именно воздушного происхождения.