Древесный биореактор помогает снизить сток пестицидов из теплиц
Вымывание пестицидов из интенсивного растениеводства в водные пути давно беспокоит сообщества северного побережья Нового Южного Уэльса. Новое исследование Университета Южного Креста предоставляет доказательства, что биореакторы могут значительно ограничить этот токсичный сток.
Это первое доказательство, что микробные сообщества в древесных биореакторах могут эффективно снижать количество пестицидов, используемых в интенсивном растениеводстве в NSW. Однако некоторые высокорастворимые в воде пестициды могут всё же просачиваться.
В исследовании, опубликованном в журнале Environmental Pollution, учёные протестировали древесный биореактор, изначально построенный для снижения стока питательных веществ из удобрений в Морской парк Солнечных островов у побережья Коффс.
Ведущий исследователь профессор Кирстен Бенкендорф и её команда из Национального морского научного центра университета обнаружили, что этот же биореактор успешно снижает количество и концентрацию пестицидов, попадающих в окружающую среду.
В почвенных образцах ниже теплиц присутствовали два инсектицида и девять фунгицидов. Однако концентрация по крайней мере шести из этих пестицидов снижалась по градиенту — внутрь, через и ниже биореактора.
Микроорганизмы, обитающие в почве, могут способствовать разложению некоторых типов пестицидов.
"Когда эти токсичные химикаты попадают в наши водные пути, они могут нанести вред нецелевым организмам, включая морепродукты, такие как креветки, крабы и устрицы. Воздействие остатков пестицидов также имеет потенциальные последствия для здоровья человека", — сказала профессор Бенкендорф.
"Однако мы обнаружили сокращение разнообразия почвенных микроорганизмов непосредственно под теплицами, где концентрации пестицидов были высокими. Это позволяет предположить, что пестициды могут влиять на продуктивность почвы".
Биореактор — это сосуд, в котором происходят биологические реакции. Он создаёт подходящую среду для типов микробов, способных разлагать пестициды.
"В биореакторе доминировали микробы, которые, как известно, устойчивы к пестицидам и ранее ассоциировались с деградацией загрязняющих веществ", — отметила профессор Бенкендорф.
В предыдущем исследовании водосбора озера Хернс, опубликованном в Marine Pollution Bulletin, было обнаружено девять пестицидов, включая значительно высокие концентрации инсектицида имидаклоприда. Этот водорастворимый пестицид запрещён к использованию в Европе и Канаде.
"В этом последнем исследовании мы обнаружили имидаклоприд в почве непосредственно под теплицами, но затем он исчез, что позволяет предположить, что он может просто вымываться прямо через биореактор.
Мы также обнаружили два пестицида, азоксистробин и карбендазим, в высоких концентрациях в почве под биореактором".
Оба этих соединения — азоксистробин и карбендазим — являются системными фунгицидами, известными как вредные для водной жизни. Карбендазим также считается вредным для здоровья человека, и, следовательно, использование этого фунгицида в Австралии ограничено.
"Это открытие вызывает обеспокоенность относительно источника карбендазима в данном исследовании, поскольку его использование на культурах, выращиваемых на исследуемом участке, запрещено", — сказала профессор Бенкендорф.
"Тем не менее, результаты этого исследования обнадёживают и могут быть использованы для лучшего понимания того, какие пестициды могут быть безопаснее для использования вблизи водных путей".
*Древесный биореактор был разработан Северным побережным местным управлением земельных услуг. Биореакторы изначально были построены городом Кофс-Харбор и этим управлением в попытке улучшить качество воды там, где сток с расширяющихся сельскохозяйственных угодий попадал в ручьи без какой-либо обработки.