Источники, эффекты и современные перспективы загрязнения тяжёлыми металлами: почва, растения и цепь питания человека

Отравление сельскохозяйственных почв тяжёлыми металлами представляет серьёзную угрозу для растений, здоровья человека и глобального продовольственного обеспечения. При достижении опасных уровней тяжёлых металлов в сельскохозяйственных почвах страдают состояние и урожайность культур. К основным тяжёлым металлам относятся хром (Cr), мышьяк (As), никель (Ni), кадмий (Cd), свинец (Pb), ртуть (Hg), цинк (Zn) и медь (Cu). Эти металлы в разной степени присутствуют в окружающей среде, в том числе в почве, пищевых продуктах, воде и даже воздухе. Они повреждают растения и изменяют свойства почвы, что снижает урожайность. Степень токсического действия тяжёлых металлов на сельскохозяйственные культуры зависит от типа культуры, условий выращивания, токсичности элемента, стадии развития, физических и химических свойств почвы, а также наличия и биодоступности тяжёлых металлов в почвенном растворе. Нарушая нормальную структуру и функцию клеточных компонентов, тяжёлые металлы могут тормозить различные метаболические и онтогенетические процессы. Употребление таких растительных продуктов подвергает человека риску многих тяжёлых заболеваний. Воздействие некоторых металлов может повреждать почки, головной мозг, кишечник, лёгкие, печень и другие органы. В этом обзоре оценены: (1) загрязнение почв тяжёлыми металлами из различных источников, как антропогенных, так и природных; (2) влияние на микроорганизмы, а также химические и физические свойства почвы; (3) воздействие на растения и сельскохозяйственное производство; и (4) поступление в пищевую цепь и связанные с этим риски для здоровья человека. Наконец, выявлены отдельные пробелы в исследованиях и предложены направления дальнейшей работы. Для обеспечения безопасности людей в окружающей среде необходим жёсткий контроль поступления тяжёлых металлов в окружающую среду.