Использование деревьев для обнаружения загрязнителей и угроз для здоровья

Исследователи из Технологического университета Миссури разработали метод обнаружения загрязнения почвы и грунтовых вод без земляных работ или прямого отбора проб воды. Вместо этого они используют деревья.

Процесс, называемый «фитофорензикой», занимает меньше времени и обходится значительно дешевле традиционных методов обнаружения, говорит доктор Джоэл Беркен. Метод включает отбор кернов из стволов деревьев для сбора небольших образцов. В последнее время команда использует менее инвазивный подход с тонким волокном для твердофазной микроэкстракции (SPME), способным обнаруживать следы химических веществ на уровне частей на триллион или квадриллион. Деревья действуют как природные насосы, поглощая воду и микропримеси из грунта через корневую систему.

Традиционный отбор проб грунтовых вод требует бурения скважин, что дороже, медленнее и инвазивнее. Например, в Седалии, штат Миссури, картирование загрязнения растворителями трихлорэтиленом (TCE) и перхлорэтиленом (PCE) с помощью скважин заняло 12 лет, а с использованием фитофорензики команда Беркена выполнила работу за один день, отобрав 114 образцов деревьев и точнее определив масштабы загрязнения.

Новая технология позволяет анализировать пробы на месте с помощью мобильного газового хроматографа-масс-спектрометра. Помимо Седалии, исследования проводились в других населенных пунктах Миссури. В Ролле, например, метод помог установить, что растворители от бывшей химчистки попали в грунтовые воды парка Шуман, но не достигли уровней, опасных для здоровья. На этом же участке теперь применяется фиторемедиация — высадка дополнительных деревьев для извлечения загрязнителей из воды.

При поддержке гранта Армейского института Леонарда Вуда исследователи адаптируют метод для обнаружения следов взрывчатых веществ, а также пестицидов и гербицидов. Технология запатентована и лицензирована инжиниринговой компанией Foth для коммерческого применения.