Наноматериалы могут привести к увеличению числа вредоносных водорослей в водно-болотных угодьях

Новое исследование показало, что комбинация наноразмерных агрохимикатов и стока питательных веществ с сельскохозяйственных полей может значительно усиливать токсичное цветение водорослей в близлежащих водоемах. Результаты работы, проведенной под руководством постдока Мари Симонен из Университета Дьюка, опубликованы 25 июня в журнале Ecological Applications.

Наноматериалы, размер которых менее 100 нанометров, активно используются в агрохимии для повышения эффективности и снижения доз пестицидов и фунгицидов. Однако до 80 400 метрических тонн этих веществ ежегодно попадают в почвы, а до 29 200 метрических тонн — в природные водоемы. В водной среде они, вероятно, смешиваются со стоком азота и фосфора, создавая совокупный стрессовый фактор. Чтобы проверить этот эффект, ученые смоделировали небольшие водно-болотные экосистемы в 18 открытых резервуарах объемом 250 литров. В течение девяти месяцев в некоторые резервуары добавляли питательные вещества (нитраты и фосфаты), в некоторые — наночастицы меди или золота, а в некоторые — и то, и другое.

«Результаты были удивительными», — отметила Мари Симонен. Сами по себе наночастицы оказывали незначительный эффект, но в сочетании с питательными веществами даже их низкие концентрации приводили к бурному росту водорослей. В резервуарах с комбинированным воздействием крупные цветения водорослей возникали более чем в три раза чаще и были более устойчивыми, чем там, где добавляли только питательные вещества. Это также приводило к снижению уровня растворенного кислорода в воде. Исследователи предполагают, что наночастицы и другие металлосодержащие синтетические химикаты могут играть недооцененную роль в глобальной тенденции усиления эвтрофикации.