/Поглед.инфо/ Преглед на десетки хиляди почвени проби разкрива високи концентрации на арсен, кадмий и олово в педосферата

Първите 30 сантиметра почва са основата на живота. Тази част от педосферата (повърхностният слой на Земята, който се състои от почва и е обект на процесите на почвообразуване, бел. пр.), дълбока до метър, е жизненоважното пространство за корените на повечето растения. Когато корените навлизат по-надълбоко, това е, за да закрепят растението, а не за да го подхранват. В тази тясна ивица бактериите, гъбите, нематодите (червеи от групата Phylum Nematoda са едни от най-разпространените форми на живот на Земята; срещат се като паразити по животните и растенията или като свободно живеещи форми в почвата, сладката вода, морската среда и дори на такива необичайни места като пълни с вода пукнатини дълбоко в земната кора.Повечето от тяхимат медицинско, ветеринарно или икономическо значение, бел. пр.) и безброй други микроскопични организми образуват т.нар. биологична кора, която от своя страна поддържа по-големите форми на живот горе. Прегледът на хиляди изследвания и много повече почвени проби разкрива, че същият този 30-сантиметров слой съдържа токсични концентрации на метали в земеделската почва, използвана за отглеждане на храни, които хората ядат. Мащабно проучване, публикувано в списание Science, изчислява, че до 17% от земеделските земи в света съдържат прекомерни нива на един или повече метали и металоиди.

Извършени са хиляди проучвания – над 82 000 доклада, за наличието на метали в почвата от изследователски екип на САЩ, Европа и Китай. След като прилагат редица филтри – като фокусират изследвания от ХХІ век, ограничават обхвата до най-горния почвен слой и включват само измервания на концентрацията на метали в почвени проби, изследваниятасе стесняват до около 1500. Предоставените данни са от близо 800 000 места в населени региони по света.С помощта на система, която използва изкуствен интелект, те моделират и оценяват глобалната степен на прекомерно замърсяване от седем специфични метала: арсен (технически металоид и известен канцероген), кадмий (свързван с различни видове рак и склонен да се натрупва в зърнените храни и плодовете, особено в ориза), хром (в силно токсичната му шествалентна форма, която често се отделя от кожарската и пигментната промишленост), кобалт (необходим за литиевите батерии и поради това е двигател на експлоатацията и конфликтите в Централна Африка), мед (естествен хранителен компонент, който в излишък, може да наруши функциите на ендокринната система), никел (важен за растежа на растенията, но го забавя, когато е в излишък) и олово (вредно за неврологичното развитие и когнитивните способности на децата).

Изследванията установяват, че между 14% и 17% от обработваемата земя в света съдържа опасно високи концентрации на поне един от тези метали. По отношение на площта, оценка е за около 242 милиона хектара. „Установява се, че между 900 милиона и 1,4 милиарда души [приблизително 11% до 18% от световното население] живеят в райони със замърсени почви“, казва Джером Нриагу, почетен професор по химия на околната среда в Мичиганския университет и старши ръководител на изследването.

Важно е да се прави разлика между замърсяване и висока концентрация. Под „замърсяване“ обикновено се разбира когато е причинено от човека; например промишлени катастрофи или от миннодобивната промишленост, като разливътна токсични отпадъци от мината в испанския град Азнаколар. Докато „високата концентрация“може да се дължи на природни процеси – сили на околната среда (дъжд, слънце, лед, слънчева радиация...), действащи върху педосферата.

Картата показва зоните (в червеникави тонове), в които концентрацията

на един или повече метали превишава токсичните прагове.

На регионално ниво ще видим, че 19% от земеделските земи в Китай са с повишена концентрация на тежки метали, като голяма част от тях са следствие от замърсяване, причинено от човека. Още по-високи проценти се наблюдават в големи части от Северна и Централна Индия. В Европа авторите използват данни от програмата LUCAS – инициатива, ръководена от Съвместния изследователски център на Европейската комисияза наблюдение състоянието и развитието на земеползването в ЕС. Въз основа на хиляди периодично събирани почвени проби се установява, че до 28% от почвите в държавите-членки, съдържат прекомерни количества от поне един метал. Тези данни обаче отразяват цялата земна площ, не само земята, използвана за земеделие.

Сред най-широко разпространените метали (вж. картата) е кадмият, който присъства в токсични концентрации в 9% от почвите. Следват никелът и хромът със значителни концентрации в Близкия изток и Северна Русия. След това се нарежда арсенът, чието разпространение се припокрива със замърсените зони на подпочвените води в големи райони на Китай, а също и в няколко части на Южна Америка. Списъкът завършва с високи нива на кобалт, открит в страни като Замбия и Демократична република Конго – замърсяване, тясно свързано с минната дейност, което, заедно с медта и оловото –са най-токсични от всички, които могат да причинят вреда дори в малки количества.

„Широкото разпространение на замърсяването с кадмий идва както от природни, така и от антропогенни източници“, обяснява в имейл Дейи Хоу, водещ автор на изследването от Училището по околна среда към Университета Цинхуа в Пекин. „От геохимична гледна точка някои изходни скални материали [субстрат под земята], като черните шисти, съдържат високи нива на кадмий, което води до повишени концентрации в почвата вследствие на изветрянето.“

Антропогенните дейности допълнително изострят този проблем, „особено използването на фосфатни торове, съдържащи кадмий, напояването с отпадъчни води, промишлените емисии от минното дело, топенето и преработката на електронни отпадъци, както и атмосферните отлагания от изгарянето на въглища“, добавя Хоу. Тази комбинация от замърсяване, причинено от човека и естествените фонови нива е това, което дълбоко тревожи учените.

Картографирането на наличието на метали разкрива ивица от повишени концентрации, която изследователите наричат „коридор, богат на метали“. Този пояс се простира от Северна Италия до Югоизточен Китай, като пресича Гърция, Анадола, Близкия изток, Иран, Пакистан и северните и централните райони на Индийския субконтинент. Това са гъсто населени райони с дълбоки исторически корени и изследователите свързват днешното замърсяване с човешката дейност, датираща от древни времена.

„Тези региони до голяма степен се припокриват с основните райони на ранните човешки цивилизации, включително древногръцката и римската цивилизация, персийската култура, древните индийски общества и цивилизацията на река Яндзъ в Китай“, припомня Хоу.

Предишни изследвания на ледени ядра, извлечени от Гренландия и Сибир, откриват аномални концентрации на олово, датиращи отпреди повече от 2000 години. Този метал е ключов в металургията на среброто.

"Докато природните фактори, като изветрянето на изходния скален материал и фитоекстракцията [абсорбция от корените] са от значение, хилядолетията на интензивна човешка дейност, особено минното дело и топенето, са ключови“, казва Хоу. „Този коридор отразява трайното наследство на човешкото въздействие върху земната повърхност и предоставя убедителни доказателства за антропоцена като нова геоложка ера.“

Въпреки това в проучването не се приписва вина нито на природните, нито на човешките дейности. Това не е била неговата цел. Определяне произходът на тези метали в глобален мащаб не е лесна задача. Въпросите се усложняват и от различните времеви рамки. Разлив като този в Азнаколлар, например, е станал само за няколко часа на 25 април 1998 г., докато естественото навлизане на метали в педосферата е много по-бавен процес. Образуването на нова почва става със скорост от едва три милиметра на век. Този контраст се илюстрира от събития, които стават толкова постепенно, колкото края на последната ледникова епоха, когато отдръпването на леда протича около 10 000 години. Ако погледнем отново картата, ще видим, че в районите на север от 50-ия паралел (който пресича Германия от запад на изток) почти няма високи концентрации на метали.

Както обяснява изследователят Мануел Делгадо Бакерисо от испанския Институт по природни ресурси и агробиология в Севиля (IRNAS), „периодите на заледяване оказват много силно въздействие върху биохимията на почвата; когато ледът изчезне, и почвата напълно изчезва, оставяйки родителската скала напълно открита“. А с почвата си отива и металното натоварване.

Делгадо Бакеризо – експерт по въздействие замърсяването на почвата върху околната среда, който не е участвал в проучването, посочва, че „тежките метали като цяло са доста токсични, но трябва да достигнат високи нива. Изследователите са гледали почвата, а не действителната храна, която консумираме“, уточнава той.

За него истинското предизвикателство е определянето на праговете – да се знае точно каква концентрация на даден метал на килограм почва става вредна за почвената екосистема, нейните обитатели и човешкото здраве. „Няма установени стандарти. Авторите на изследването използват максималните граници, определени от 10 различни държави и изчисляват средна стойност; но това не отразява пълния обхват на проблема“, казва той. И заключава: „Проблемът е, че много тежки метали имат кумулативен ефект. Може да сте изложени на малко количество, но ако сте изложени на това малко количество в продължение на дълъг период от време, това може да окаже влияние върху здравето ви.“

Най-очевидният пример е оловото. Още от времето, когато римляните са започнали да го използват във водопроводните тръби, то продължава да се използва повече от 2000 години за разпределяне на течаща вода.

Превод: д-р Радко Ханджиев