Токсичность тяжёлых металлов и современные достижения в их удалении: обзор

Природные и антропогенные источники поступления металлов в экосистему непрерывно увеличиваются, поэтому накопление тяжёлых металлов (ТМ) стало серьёзной экологической проблемой. Воздействие ТМ на человека резко возросло вследствие промышленной деятельности в XX веке. Наиболее распространёнными ТМ, вызывающими токсическое воздействие на человека, являются ртуть, мышьяк, свинец, хром и кадмий. Отравления могут быть острыми или хроническими при поступлении этих веществ с водой, воздухом или пищей. Биоаккумуляция ТМ приводит к разнообразным токсическим эффектам в различных тканях и органах. Сопоставление механизмов действия показывает, что эти металлы вызывают токсичность сходными путями, включая образование активных форм кислорода, инактивацию ферментов и развитие окислительного стресса. Традиционные методы удаления ТМ считаются недостаточно эффективными при их концентрации менее 100 мг/л. Кроме того, они имеют ряд ограничений: приводят к образованию вторичных загрязнителей, требуют значительных затрат энергии и химических реагентов и обладают низкой экономической эффективностью. Поэтому микробная биоремедиация для детоксикации ТМ стала перспективным решением, поскольку микроорганизмы, включая грибы и бактерии, обладают высокой способностью к биосорбции и биоаккумуляции. В настоящем обзоре рассматриваются поглощение ТМ и механизмы их токсического действия, что позволит расширить представления о влиянии этих веществ на органы организма и улучшить ведение отравлений металлами. Цель обзора — углубить понимание проблемы и представить источники для обоснованного выбора технологий микробной ремедиации при детоксикации ТМ. Устойчивые решения на основе микроорганизмов потенциально могут стать важными и экономичными методами снижения токсичности ТМ.