Учёные Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН провели исследование, в ходе которого проанализировали уровень содержания редкоземельных элементов (РЗЭ) в раковинах моллюсков, обитающих в прибрежной зоне Чёрного моря. Данные, собранные севастопольскими учёными, позволяют выявлять закономерности и аномалии накопления этих элементов в раковинах морских организмов.
Более того, как выяснилось, в перспективе из защитных скелетных образований моллюсков можно добывать крайне востребованное сырьё. Об исследовании, опубликованном в Journal of Marine Science and Engineering, сообщает Минобрнауки России.
Изучили самые многочисленные виды моллюсков
Редкоземельные элементы — это группа из 17 металлов, таких как скандий, иттрий, лантан и другие. Их содержание в земной коре составляет всего около 0,015%, отсюда и называние.
Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам РЗЭ стали незаменимы в ряде современных производств, включая создание высокотехнологичной продукции: смартфонов, жидкокристаллических экранов, ветряных турбин, электромобилей, солнечных батарей, светодиодов, лазеров и пр. Но столь широкое использование этих металлов ведёт к тому, что они постепенно вымываются из почвы, свалок твёрдых бытовых отходов и шахт, попадая в водные акватории. При этом их воздействие на окружающую среду плохо изучено, в отличие от токсичных тяжёлых металлов. А информация о присутствии редкоземельных металлов в море на данный момент практически отсутствует.
Этот пробел в знаниях пытаются восполнить севастопольские учёные из Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН (ФИЦ ИнБЮМ). Они исследовали двустворчатых моллюсков — таких, как анадара, черноморский гребешок, средиземноморская мидия, гигантская устрица и брюхоногий моллюск рапана. Гребешок и мидия — аборигенные виды для Чёрного моря, а вот другие были завезены к нам из Восточной Азии в различные периоды ХХ века.
Эти пять видов моллюсков наиболее многочисленны в Чёрном море, к тому же мидии, устрицы и рапаны сейчас популярные и коммерчески ценные морепродукты, которые употребляются в пищу, а гребешок и анадара потенциально важны для аквакультуры.
Рекордсмены — мидии и анадары
«Пробы моллюсков мы собирали в 2023-2024 годах, в основном в местах расположения устричной фермы в прибрежье Севастополя, — говорит руководитель отдела аквакультуры и морской фармакологии ФИЦ ИнБЮМ, доктор биологических наук Виталий Рябушко. — Анализ проводили в Центре коллективного пользования „Спектрометрия и хроматография“. В результате этой большой работы мы выявили, что раковины черноморских моллюсков оказались хорошими аккумуляторами редкоземельных элементов».
Ведущий научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии, кандидат химических наук Сергей Капранов отмечает, что раковины исследованных учёными экземпляров аномально обогащены скандием, иттрием, лантаном, европием и тербием, что, вероятно, связано с антропогенным загрязнением среды.
Самое высокое содержание редкоземельных элементов наблюдалось у мидий и анадар — до 1,9 миллиграмма на килограмм раковины. Это почти в два раза превышает общее содержание РЗЭ в водорослях прибрежья Крыма. При этом учёные спешат успокоить потребителей, которые едят эти морепродукты: концентрации РЗЭ в мясе моллюсков безопасны для употребления в пищу.
Для чего всё это?
«Таким образом, раковины съедобных моллюсков, которые традиционно считаются отходами, оказываются не только информативным биогеохимическим архивом, но и полезным биоматериалом с рядом ценных свойств, один из которых — накопление редкоземельных элементов до уровня нескольких частей на миллион. Возможно, со временем будет разработана технология, позволяющая извлекать РЗЭ из раковин моллюсков, а также из выбросов морских водорослей», — считает Капранов.
Ранее специалисты Института биологии южных морей РАН провели оценку содержания РЗЭ в растениях Чёрного моря. Они установили, что различные макрофиты (водные цветковые растения и некоторые высшие водоросли) по-разному аккумулируют эти металлы. Больше всего их в корневищах морской травы, а меньше всего — в зелёных водорослях. Это значит, что некоторые растения можно использовать для биомониторинга водной среды: они могут служить эффективным индикатором загрязнения биосферы.