Растения и грибы показали эффективность в очистке воды от ПФАС

Водно-болотные угодья часто называют «почками природы» за их уникальную способность фильтровать воду. Они задерживают осадок, поглощают избыток питательных веществ и преобразуют загрязнители в менее вредные субстанции. Недавнее исследование добавило в список веществ, с которыми могут справиться болотные экосистемы, пер- и полифторалкильные соединения, также известные как ПФАС или «вечные химикаты».

Ученые из Американского химического общества в ходе тепличного эксперимента выяснили, что болотные ирисы в сочетании с грибами на их корнях представляют собой многообещающую комбинацию для удаления ПФАС. Эта пара может стать основой для создания искусственных водно-болотных угодий, предназначенных для эффективной очистки сточных вод. Результаты работы опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.

Симбиотические отношения между растениями и почвенными микробами, такими как арбускулярные микоризные грибы (AMF), играют жизненно важную роль в экосистемах. Ранее было известно, что грибы помогают растениям переносить присутствие ПФАС – стойких соединений, представляющих угрозу для здоровья людей, животных и самих растений. Новое исследование было направлено на то, чтобы выяснить, насколько эффективно ирис ложноаировый удаляет эти химикаты при наличии и отсутствии симбиотического гриба Rhizophagus irregularis.

«Наше исследование показывает, что определенный вид грибов повышает способность водно-болотных угодий удалять ПФАС и значительно снижает экологические риски от «вечных химикатов», остающихся в сточных водах, – заявил один из авторов исследования Бо Ху. – Эти результаты являются ключом к разработке более эффективных методов очистки и могут вдохновить на создание новых технологий для удаления ПФАС».

В теплицах исследователи создали миниатюрные водно-болотные системы в высоких пластиковых тубах. Ирисы были посажены в песчано-почвенную смесь, часть из которой содержала грибок, а другая, контрольная, – нет. Растения поливали раствором, имитирующим сточные воды, в некоторые из которых были добавлены четыре различных вида ПФАС в реалистичных концентрациях.

Растения, подвергшиеся воздействию ПФАС, показали ухудшение состояния здоровья, замедление роста и признаки физиологического стресса. Однако добавление гриба Rhizophagus irregularis улучшило рост растений во всех группах. Системы, где присутствовали и грибы, и ПФАС, показали лучшие результаты: они удалили на 10–13% больше «вечных химикатов», чем системы без грибов, причем особенно эффективно поглощались ПФАС с длинной цепью. Кроме того, грибы стимулировали распад опасных соединений на менее токсичные компоненты.

Анализ воды, вытекающей из экспериментальных установок, также подтвердил эффективность метода. Хотя ПФАС присутствовали во всех образцах, в воде из систем с грибами их общее количество было на 17–28% меньше. Ученые считают, что добавление микоризных грибов в конструкцию искусственных водно-болотных угодий может значительно повысить их очистительную способность. Следующим шагом станет перенос экспериментов из контролируемой тепличной среды в реальные условия с использованием настоящих сточных вод, загрязненных ПФАС.