Исследователи из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) пришли к выводу, что вулканическая активность на Камчатке может приводить к загрязнению местных водоемов опасными металлами, причем неожиданным «посредником» в этом процессе выступают обычные лишайники. Эти организмы, одними из первых заселяющие свежие лавовые поля, играют ключевую роль в высвобождении токсичных элементов из вулканических пород.
В ходе экспериментов ученые ГЕОХИ РАН изучили, как базальтовые лавы и шлак вулкана «Толбачик» взаимодействуют с природными органическими кислотами. В качестве таких кислот были выбраны щавелевая и уксусная, которые активно выделяются лишайниками, мхами и травами, распространенными на Камчатке. Оказалось, что под их воздействием из вулканических пород интенсивно вымываются железо, марганец, медь, алюминий и кобальт, попадая затем в окружающие реки и озера.
Лишайники, особенно их корковые разновидности, известны своей способностью колонизировать каменистые поверхности. В процессе своей жизнедеятельности они вступают в химическое взаимодействие с минералами, что приводит к образованию оксалатов – солей щавелевой кислоты. Ученые полагают, что именно этот механизм мог стать причиной зафиксированных в 2015–2016 годах всплесков концентраций тяжелых металлов в реке Камчатка. Эти события связывают с вымыванием свежих продуктов масштабного извержения вулкана «Толбачик», произошедшего в 2012–2013 годах.
Экспериментальные данные показали, что разрушение породообразующих минералов под действием органических кислот приводит к мобилизации микроэлементов. Например, щавелевая кислота способна восстанавливать соединения железа и марганца до их более растворимых форм. Образующиеся при этом органические комплексы металлов значительно стабильнее в водном растворе, что позволяет достигать гораздо более высоких концентраций загрязнителей по сравнению с воздействием чистой воды.
Цифры впечатляют: в присутствии щавелевой кислоты содержание меди в растворе увеличивалось в 133 раза, железа – в 304 раза, а алюминия – в 526 раз. Особую тревогу вызывает повышение концентрации кобальта. Его соединения токсичны для живых организмов, включая человека. В ходе экспериментов по выщелачиванию содержание кобальта в воде превысило допустимые нормы в 2,5 раза. Это, по мнению специалистов ГЕОХИ РАН, создает реальную угрозу для воспроизводства рыбных запасов и общей устойчивости уникальных речных экосистем Камчатки.