Што се случува со почвата кога со децении е изложена на рударство, металургија и индустриско загадување? И дали растенијата можат да помогнат таму каде што човекот веќе оставил трага што тешко се брише? Одговорите не се едноставни. Тешките метали можат да останат во почвата, да се прераспределуваат низ животната средина и, во одредени услови, да станат достапни за растенијата. Но, како што предупредува проф. д-р Ирина Караџова, професорка по аналитичка хемија на Факултетот за хемија и фармација при Софискиот универзитет „Св. Климент Охридски“, високата концентрација на токсичен елемент во почвата сама по себе не значи автоматски и висока концентрација во растенијата или понатаму во синџирот на исхрана.
Караџова има долгогодишно искуство во аналитичката хемија и истражувања поврзани со определување и следење на хемиски елементи. Нејзиното име се појавува и во научни истражувања за загадувањето на почвите во велешкиот регион, а во најновите истражувања работи и на теми поврзани со миграцијата на елементи и однесувањето на никелот во растенијата.
Караџова ќе биде гостинка на претстојниот 7. Конгрес на еколозите на Северна Македонија со меѓународно учество, кој од 15 до 18 октомври ќе се одржи во Струга во организација на Македонското еколошко друштво. Конгресот ќе опфати седум тематски секции, меѓу кои и загадувањето на воздухот, водата и почвата. Во пресрет на нејзиното гостување, со проф. д-р Ирина Караџова разговаравме за состојбата со загадените почви на Балканот, растенијата што можат да преживеат во почви богати со никел, можностите за фиторемедијација и ризикот тешките метали да стигнат до земјоделските производи и храната.
Трн: Загадувањето на почвата со тешки метали е сериозен проблем во повеќе земји на Балканот, особено во областите со долга историја на рударство и металургија. Колку е сериозна состојбата во регионот и кои се најголемите ризици од овој тип загадување за екосистемите, земјоделството и човековото здравје?
Др.Караџова: Ова не е лесно прашање. Да, низ Балканот постојат различни области погодени од рударски активности и лоцирани во близина на металуршки постројки, каде што се регистрирани високи концентрации на токсични елементи. Но, треба да се има предвид дека почвата е главен адсорбент, благодарение на глинените минерали, хумусните материи и други компоненти, и претставува важен резервоар за токсичните елементи.
Веројатно, до одреден степен, ќе бидам поинаков глас во општата слика, затоа што според мене постојат две големи прашања во однос на почвите. Прво, сè уште немаме доволно знаење за преносот на токсичните елементи преку релацијата почва–растение. Овој процес е многу специфичен за секој растителен вид и во голема мера зависи од неговата физиологија. Затоа, нема доволно цврсти докази за претпоставката дека високите концентрации на токсични елементи во почвата нужно резултираат со високи концентрации понатаму по трофичкиот синџир.
Второто прашање е потенцијалното ширење и прераспределување на токсичните елементи во животната средина, на пример преку нивната миграција во подземните води.
Според мене, кога станува збор за почвите, прв приоритет треба да биде спречувањето на нивното загадување. Второ, потребни се многу повеќе истражувања за развој и валидација на соодветни методи за проценка и анализа со кои ќе може да се утврди биорасположливоста на елементите во почвата. И трето, потребна е значително поголема работа на развојот на ефикасни пристапи за ремедијација на загадените почви.
Трн: Вашата презентација на претстојниот Конгрес на еколозите се фокусира на растенијата што можат да преживеат во почви богати со метали и да акумулираат никел. Како успеваат овие растенија да преживеат во средина која би била токсична за повеќето други растенија?
Др.Караџова: Одлично прашање, но речиси и да нема еден единствен одговор.Серпентинските почви можат да се сметаат за природна лабораторија која и понатаму ги предизвикува научниците да разберат како два растителни вида што растат еден до друг, под слични услови и во почви со потенцијално токсични концентрации на никел, можат да усвојат сосема различни стратегии за справување со истиот стрес од животната средина.
Еден вид може да акумулира многу високи концентрации на никел во своите ткива, а сепак да преживува и успешно да се развива. Друг вид, кој расте во истата почва, може во голема мера да го исклучува никелот од своите ткива и повторно успешно да преживува. Една од хипотезите е дека акумулацијата на никел може да вклучува ефикасно преземање од почвата, транспорт до надземните делови и складирање во специфични ткива или клеточни оддели каде што металот може безбедно да се складира.
Кај растенијата што го исклучуваат никелот, спротивно на тоа, може да постои ограничување на неговото преземање уште на ниво на коренот, задржување на металот во корените или ограничување на неговото пренесување кон надземните делови.
Ситуацијата дополнително ја усложнува фактот дека вкупната концентрација на никел во почвата не мора да ја одразува неговата биорасположлива фракција. pH-вредноста на почвата, минералниот состав, органската материја, конкурентните јони и другите физичко-хемиски карактеристики можат значително да влијаат врз достапноста на никелот за растенијата.
Во исто време, растителните видови значително се разликуваат според структурата на коренот, хемијата во ризосферата, системите за транспорт низ клеточните мембрани и способноста да ги врзуваат или детоксифицираат металите. Според мене, сè уште сме далеку од целосно разбирање на сите механизми. Потребни се многу повеќе истражувања што ќе ја поврзат хемијата на почвата и биорасположливоста на никелот со физиологијата на растенијата, молекуларните механизми на транспорт и складирање на металите и, на крајот, со еколошките и еволутивните предности на акумулацијата на никел.
Трн: Колку е важно да се избере вистинскиот растителен вид за конкретна загадена локација? Може ли едно растение да биде ефикасно во еден тип почва, а многу помалку ефикасно во друг?
Др.Караџова: Исклучително е важно да се избере вистинскиот растителен вид за конкретната загадена локација, но тоа е и еден од најтешките аспекти на фиторемедијацијата за предвидување. Еден растителен вид кој функционира многу добро на една загадена локација може да биде многу помалку ефикасен на друга, дури и кога вкупната концентрација на загадувачот е слична.
Причината е што преземањето на елементите од страна на растенијата не зависи само од нивната вкупна концентрација во почвата, туку и од нивната хемиска форма и биорасположливост, како и од pH-вредноста, органската материја, минералниот состав, влажноста и присуството на други елементи кои можат да се натпреваруваат за преземање.
Физиологијата на растението е подеднакво важна. Различните видови имаат многу различни способности да преземаат, транспортираат, толерираат и складираат токсични елементи. Во практиката, изборот на соодветно растение често се темели на емпириски истражувања, комбинирани со претходни сознанија за физиологијата на растението и неговото однесување под слични услови на почва и загадување.
Идеално, тоа треба да биде поткрепено со лабораториски или стакленички експерименти со користење почва од самата загадена локација, по што би следувале теренски испитувања.
Трн: Македонија има повеќе подрачја со долга историја на индустриско и рударско загадување. Дали овој пристап би можел да се примени на дел од најзагадените почви во земјава?
Др.Караџова: Да, овој пристап секако може да се разгледа за некои од загадените локации во Северна Македонија, особено таму каде што загадувањето е релативно стабилно и каде што загадените површини се погодни за развој на вегетација. Сепак, изборот на технологија за ремедијација мора да биде специфичен за секоја локација и да се заснова на видот и степенот на загадување, својствата на почвата, начинот на користење на земјиштето и целите на ремедијацијата.
Фиторемедијацијата е релативно бавен процес и тоа е едно од нејзините главни ограничувања. Кај силно загадените почви постојат други технологии што можат да дадат многу побрзи резултати, како што се миење на почвата, ископување и замена со чиста почва или прекривање на загадената почва со чист слој.
Овие пристапи можат да бидат посоодветни кога загадувањето претставува непосреден ризик за човековото здравје или кога треба брзо да се намалат многу високите концентрации на загадувачите. Сепак, фиторемедијацијата генерално е помалку инвазивна, може да се применува на релативно големи површини и може да придонесе кон долгорочна стабилизација и управување со загадените локации.
Трн: Во регионите со рударска и металуршка индустрија, како го проценувате ризикот никелот и другите тешки метали да стигнат до земјоделските култури и на крајот до синџирот на исхрана?
Др.Караџова: Мојот одговор се темели на проект реализиран за загадувањето на почвата во областа околу најголемата металуршка постројка во регионот на Пловдив. Резултатите јасно покажаа дека загадувањето на земјоделските култури во многу поголема мера било поврзано со атмосферското аеросолно загадување отколку со загадувањето на почвата. Токму затоа денес во тој регион се применуваат многу строги контроли на емисиите од оџаците.
Во тој регион е забрането одгледување лиснат зеленчук, како зелка и други лиснати зеленчуци.
Трн: Колку е развиена употребата на фиторемедијацијата во Европа? Постојат ли успешни примери каде што растенијата веќе се користат за ремедијација на големи површини загадено земјиште?
Др.Караџова: За мене ова е најрелевантната процедура од аспект на животната средина. Постојат добри примери во научната литература, меѓу кои и трудот „Phytoremediation potential of metallophytes in Europe: Progress, enhancement strategies, and biomass utilization“, објавен во „Journal of Environmental Management“ во 2025 година.
Истражувањата во оваа област покажуваат дека металофитите, растенија приспособени да живеат на почви богати со метали – имаат значаен потенцијал за фиторемедијација. Сепак, важно е да се нагласи дека фиторемедијацијата не е универзално решение. Нејзината ефикасност зависи од конкретната локација, типот на загадувачот, биорасположливоста на елементите, растителниот вид и условите во почвата.
Затоа, според мене, иднината не е само во пронаоѓањето растенија што можат да преживеат во загадена почва, туку во подоброто разбирање на механизмите што им овозможуваат тоа да го прават – и во претворањето на тоа знаење во практични стратегии за обновување на загадените екосистеми.
