О чём молчит зелёный мох (№18, 2005)

В царстве растений мох занимает самое последнее место. С одной стороны, его даже трудно назвать растением. Очень сильно он отличается от остальных представителей царства. Мох не имеет корней. Вместо них – примитивные отростки (ризоиды), которыми едва можно зацепиться за ствол дерева, опавшую листву или хвою, поверхность камня, и, таким образом, обрести свое законное место под солнцем. Размножается мох спорами, как представители царства грибов. Но, как и высшие растения, зеленый мох участвует в процессе фотосинтеза и, тем самым, вносит свою скромную лепту в пополнение окружающей среды кислородом, без которого немыслима жизнь на планете. Все необходимые питательные вещества для нормального роста и развития мох получает из атмосферы вместе с осадками (сухими и мокрыми выпадениями). Мхи очень неприхотливы к условиям обитания. Их можно встретить практически везде. Некоторые виды мхов одинаково хорошо себя чувствуют как на севере Норвегии, Финляндии, России, так и на юге Италии, Испании и Португалии.

Если рассматиривать «веточку» мха под микроскопом, то на ней можно увидеть крошечные листики. При использовании самых мощных увеличительных приборов (электронный микроскоп), взору ученых открылась удивительная картина. На поверхности листиков было обнаружено множество микроскопических объектов, и среди них объекты сферической формы разных, но строго определенных размеров. Ими оказались аэрозольные частицы, которые присутсвуют в воздухе из-за загрязнения атмосферы выбросами от промышленных предприятий. Они легко могут переноситься вместе с воздушными массами от источника загрязнения на значительные расстояния и осаждаться на поверхность земли. Плотный покров наземных мхов является барьером на пути аэрозольных частиц, содержащихся в атмосферных выпадениях. Таким образом, мох «принимает» все микропримеси из атмосферы, удерживая и накапливая их в течение всего времени жизни. Несмотря на то, что за 3-5 лет зеленый покров мха полностью обновляется, сам мох живет намного дольше.

Впервые, на такие уникальные свойства мхов обратили внимание скандинавские ученые в 70-х годах ХХ века. В научной лаборатории в руках специалистов мох «заговорил». Повергая собранный мох самым современным и точным методам анализа, можно узнать элементный состав атмосферных выпадений в месте сбора и количественно определить концентрацию того или иного химического элемента (всего до 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева), накопленного мхом за определенный период времени. Ряд проведенных научных экспериментов показал, что мхи являются неперевзойденным биологическим аналогом воздушных фильтров и могут успешно использоваться в экологических исследованиях по контролю качества атмосферного воздуха, наряду с традиционными методами, такими как химический анализ осадков (дождь, снег) и воздушных фильтров.

Вместе с тем использование мхов имеет даже некоторые преимущества перед традиционными методами. Во-первых, не требуется дорогостоящая и сложная апаратура для пробоотбора воздуха и осадков. Процесс сбора, транспортировка и хранение мха менее трудоемок. Во-вторых, элементный анализ образцов мха намного проще, так как концентрация загрязняющих веществ в «теле» мха оказывается выше, чем на фильтре или в осадках. В-третьих, произрастание некоторых видов мха в разных климатических и географических условиях дает возможность охватывать исследованиями очень большие территории.

Так с 1985 года каждые 5 лет в большистве стран Западной, а в последнее время и Восточной Европы проводятся плановые мероприятия по оценке и изучению воздушных загрязнений тяжелыми металлами на основе данных элементного анализа мхов. Итогом каждого такого исследования является создание атласа «Атмосферные выпадения тяжелых металлов в Европе». В атлас входят карты распределения 10 приоритетных элементов, наиболее опасных, с точки зрения воздействия на окружающую среду и здоровье человека. К ним относятся следующие элементы-загрязнители: мышьяк, кадмий, хром, медь, ртуть, железо, никель, свинец, ванадий и цинк.

Число стран, участвующих проекте и количество проанализированных проб мха постоянно растет. Если в 1985 г. только территория скандинавских стран (Норвегия, Швеция, Финляндия) и прилегающие к ним северо-западные регионы России (Кольский п-ов, Карелия, Ленинградская и Псковская области) были охвачены исследованиями, то в 2000 г. уже 28 стран предоставили свои результаты для нового атласа. В атлас впервые включены территории центральной части России (Тульская, Тверская и Ярославская области). Украина также представлена в этом атласе некоторыми западными (Закарпатская, Львовская и Черновицкая) областями.

Подобные проекты не только способствуют объединению ученых из разных стран, но и дают возможность сотрудничества специалистов из различных областей науки (биология, химия, физика, экология, математика и информационные технологии) для достижения общей цели.

В 2005 году стартует очередной проект «Атмосферные выпадения тяжелых металлов в Европе на основе анализа мхов». По окончании полевых работ, экспериментов по определению элементного состава собранных мхов и обработки полученной информации будет известно, какие изменения произошли в загрязнении воздуха тяжелыми металлами за истекшие 5 лет.

Елена Ермакова.

(№18, 2005)