Чем более мелкие частицы меди попадают в почву, тем проще меди перейти из этих частиц в растения.

Тяжёлые металлы относят к числу наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Они не разлагаются и могут только перераспределяться между водоёмами и почвами. Чтобы оценить влияние металлов на почву и донные отложения, нужно не столько определить их концентрацию, сколько изучить их подвижность. А подвижность зависит от размера частиц.

Сотрудники Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета вместе с коллегами из Университета Ондокуз–Майис изучают поведение токсичных частиц металлов, в том числе частиц меди. В статье в Environmental Geochemistry and Health исследователи описывают, как меняется содержание меди в черноземе обыкновенном в зависимости от размера частиц, и как она влияет на растения ярового ячменя. В образцы почвы добавляли оксид меди разной степени дисперсности (3–5 миллиметров и 30–50 нанометров). В эти загрязненные образцы высаживали семена ячменя и наблюдали, как он будет расти. Содержание меди определяли в порошке из уже высушенных частей растений.

В загрязнённой почве становилось больше подвижных соединений меди, которые способны проникать в растения и перемещаться по пищевой цепи, а также мигрировать в грунтовые воды, в реки, озера и т. д. Если в почву добавляли крупные, миллиметровые частицы, то концентрация меди в растении увеличивалась в 8 раз. Если добавляли мелкие, нанометровые частицы – то в 10 раз. Чем больше меди попадало в ячмень, тем хуже он рос, и тем меньше была его урожайность. Соответственно, чем меньше частицы, тем они вреднее.

Нанодисперсная медь широко используется в производстве биоцидов для сельского хозяйства и для защиты древесины. В свете новых данных применение химических препаратов и вообще любых материалов с наночастицами меди требует особого контроля – иначе концентрация соединений меди в почвах и водах может стать такой, что она начнёт угрожать не только урожаям, но и здоровью людей.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ).