Тяжелые металлы загрязняют почти 1 из 6 сельхозугодий мира

Почти 17% мировых пахотных земель загрязнены «тяжелыми металлами», согласно новому исследованию в Science. Эти загрязнители — мышьяк, кадмий, свинец и другие — могут быть невидимы глазу, но угрожают безопасности продуктов питания и здоровью человека.

Тяжелые металлы и металлоиды — это элементы природного или антропогенного происхождения. Они не разлагаются и остаются в почвах десятилетиями, где их могут поглощать сельскохозяйственные культуры, попадая в пищевую цепь. Со временем они накапливаются в организме, вызывая хронические заболевания.

Некоторые тяжелые металлы, такие как цинк и медь, в следовых количествах являются необходимыми микроэлементами. Другие — включая мышьяк, кадмий, ртуть и свинец — токсичны даже при низких концентрациях.

Тихая кризисная ситуация под нашими полями

Длительное воздействие мышьяка, кадмия или свинца связано с раком, повреждением почек, остеопорозом и нарушениями развития у детей. В регионах, где местный рацион сильно зависит от одной культуры (риса или пшеницы), риски возрастают.

Исследование в Science, проведенное ученым Дейи Хоу и его коллегами, представляет собой одну из самых комплексных работ по картированию. Авторы систематически оценили глобальное загрязнение почвы семью токсичными металлами: мышьяком, кадмием, кобальтом, хромом, медью, никелем и свинцом, объединив машинное обучение с обширным набором данных из 796 084 измерений концентраций в почве из 1493 исследований.

Исследование выявило, что содержание кадмия в сельскохозяйственных почвах часто превышает пороговые значения. Авторы также описывают «металлообогащенный коридор», протянувшийся от Южной Европы через Ближний Восток до Южной Азии — регионы, где сельскохозяйственное производство пересекается с историей добычи полезных ископаемых, промышленной деятельностью и слабым регулированием.

Как наука читает историю почвы

Загрязнение тяжелыми металлами варьируется в зависимости от региона, формируясь под влиянием геологии, истории землепользования и управления водными ресурсами.

• В Центральной и Юго-Восточной Азии рисовые поля орошаются грунтовыми водами, естественно содержащими мышьяк, который затем поглощается рисом.
• В Западной Африке (например, в Буркина-Фасо) загрязнение мышьяком питьевой и поливной воды также затрагивает сельхозугодья. Для решения этой проблемы были разработаны простые фильтры на основе железа нулевой валентности (железных гвоздей), показавшие многообещающие результаты.
• В Южной Америке угрозу несут небольшие шахты. В бассейне Амазонки вырубка лесов и неформальная добыча золота способствуют выбросам ртути. Леса, выступающие естественными поглотителями ртути, при вырубке высвобождают накопленный металл в окружающую среду.

Решения, основанные на доказательствах

Загрязнение почвы — это не только научная, но и проблема экологической справедливости. Наиболее пострадавшие сообщества часто меньше всего ответственны за загрязнение.

Универсального решения не существует. Необходимы:

• Достоверная оценка загрязненных почв и грунтовых вод.
• Более чистые сельскохозяйственные ресурсы, улучшенное орошение и лучшее регулирование старых промышленных объектов.
• Предоставление сообществам доступа к информации и инструментам для безопасного земледелия.

Почвы несут память о каждом загрязнителе, но также обладают потенциалом к восстановлению. Исследование в Science — это своевременное напоминание, что безопасность продуктов питания начинается не на кухне или рынке, а в земле под нашими ногами.