Удивительные способности растений: зачем на месте ядерных катастроф высаживают подсолнухи
Известно, что после крупнейшей в истории атомной энергетики аварии на Чернобыльской АЭС разрушенный реактор запечатали под железобетонным саркофагом. С 1986 года он выполнял свои функции, сохраняя внутри примерно 95% радиоактивного топлива. В 2016 году над ним возвели новый современный конфайнмент. Однако эти противорадиационные меры были не единственными в чернобыльской зоне отчуждения. В отдалении от ЧАЭС пытались высаживать подсолнухи, которые могут вбирать в себя радиацию из почвы.
Чернобыльские эксперименты с подсолнухами
В 1994 году в чернобыльской зоне отчуждения стартовал проект под условным названием «Подсолнух». Группа ученых и специалисты американской компании Phytotech высадила семена подсолнечника на участке площадью 75 м2 - он находился всего лишь в километре от закрытой АЭС.
Когда первая партия растений выросла до необходимого уровня, специалисты измерили количество радиоактивных веществ, накопившихся в них. Результаты показали, что в корнях подсолнухов скапливается цезий, а в ростках собирается стронций. В течение 10 дней из почвы на выделенном участке было удалено около 95% радионуклидов. Впоследствии подсолнухи утилизировали как радиоактивные отходы.
Через два года эксперимент был повторен, но уже на большей площади. Авторы методики заключили, что подсолнухи позволяют существенно снизить концентрацию радиоактивных изотопов цезия и стронция за несколько недель.
Как подсолнухи собирают радиацию
Жизнь возникла на Земле, когда уровень радиации был намного выше, чем сегодня. Поэтому растения эволюционировали таким образом, чтобы выживать даже в таких неблагоприятных условиях. Так что неудивительно, что в подсолнухах сохранилась сложная система, позволяющая поглощать и удалять токсичные и даже радиоактивные материалы.
Подсолнухи обладают способностью поглощать чрезвычайно большое количество токсичных элементов в своих тканях, таких как радиоактивные нуклиды Цезий-137 и Стронций-90, которые были обнаружены на зараженных участках вокруг ЧАЭС. Благодаря этому свойству подсолнухи называют гипераккумуляторами.
Однако далеко не все растения могут выжить после поглощения радиоактивных нуклидов - многие из них погибают от отравления. Но не подсолнухи — они в состоянии продолжать рост даже после попадания в корни и стебель токсичных веществ.
Любопытно, но некоторые изотопы могут имитировать питательные вещества, которые подсолнечник обычно поглощает из почвы. Цезий, например, имитирует калий, который необходим для фотосинтеза, в то время как стронций соответствует кальцию, помогающему растению развиваться.
Подсолнухи переносят попадающие в них радиоактивные вещества от корня к побегу. За счет этого растения можно срезать или удалить вместе с корнем, а затем утилизировать с помощью пиролиза — это процесс, при котором биомасса нагревается в отсутствии воздуха и образует жидкие, твердые или газообразные продукты. Обычно радиоактивные подсолнухи превращаются в подобие стекла, которое затем можно захоронить под землей.
После аварии на ЧАЭС специалистам пришлось искать различные способы очистки воды и почвы от радиоактивных веществ