Управление загрязнением сурьмой: динамика системы «почва—растение» и стратегии ремедиации

Всё большую обеспокоенность вызывает присутствие сурьмы (Sb) в экосистемах и окружающей среде. Сурьма поступает в окружающую среду главным образом в результате антропогенной деятельности (урбанизации, промышленного производства, добычи угля, эксплуатации автомобилей и образования отходов биологических очистных сооружений), а также геологических процессов (выветривания материнской породы, выщелачивания и влажного выпадения). Сурьма — опасный элемент, потенциально вредный для здоровья человека. Однако обобщённых данных об источниках сурьмы, её поведении в почве и биоаккумуляции недостаточно. В настоящем обзоре проанализировано более 160 рецензируемых исследований, посвящённых происхождению сурьмы, её геохимическому распределению и формам нахождения в почве, биогеохимическим механизмам, регулирующим её мобилизацию и биодоступность, а также фитотоксичности. Рассмотрено влияние сурьмы на физиологические, морфологические и биохимические показатели растений. Токсическое действие сурьмы существенно влияет на различные стороны жизнедеятельности растений: снижает всхожесть семян и препятствует росту и развитию растений из-за ограничения поглощения необходимых питательных веществ, окислительного повреждения, нарушения работы фотосинтетического аппарата и синтеза аминокислот и белков. В обзоре критически оцениваются эффективность, экономическая целесообразность и пригодность для сельскохозяйственных почв широко применяемых методов снижения содержания сурьмы: внесения органических удобрений и компоста, золы-уноса угольных электростанций и биоугля, фиторемедиации, микробной биоремедиации, применения микроэлементов, глинистых минералов и наноматериалов. Обзор показывает, как растения реагируют на стресс, вызванный сурьмой, и помогает понять, как снизить содержание сурьмы в окружающей среде и уменьшить риски для экосистем и здоровья человека, связанные с её поступлением по пищевой цепи. Для снижения токсичности сурьмы в загрязнённых сельскохозяйственных почвах рассматриваются биоаккумуляция, биосорбция, электростатическое притяжение и комплексообразование. Особое внимание уделено последним достижениям генетики и молекулярной биологии, открывающим перспективы борьбы с токсичностью сурьмы. В целом результаты этого обзора могут помочь разработать новые эффективные стратегии, направленные на снижение поглощения сурьмы растениями и загрязнения, а значит, на борьбу с загрязнением почв и растений и уменьшение рисков для окружающей среды и здоровья населения.