Badanie wykazało, że powszechnie występujące minerały w czerwonej glebie mają tendencję do blokowania z czasem minerałów śladowych

Minerały śladowe to składniki odżywcze, takie jak cynk, których zwierzęta i rośliny potrzebują w małych ilościach do prawidłowego funkcjonowania. Zwierzęta na ogół pozyskują minerały śladowe w swojej diecie lub poprzez narażenie na środowisko, podczas gdy rośliny pozyskują minerały śladowe z gleby. Jeśli dostaniemy za mało, możemy doświadczyć niedoboru, ale może być też odwrotnie: zbyt dużo minerałów śladowych może być toksycznych.

Naukowcy uważają, że do 50% metali śladowych występujących w glebie i środowiskach miejskich może być związanych z powierzchniami ziaren minerałów, przez co metale śladowe są zasadniczo niedostępne do spożycia lub narażenia. Naukowcy z Washington University w St. Louis zastanawiali się, dlaczego znaleźli się tam, gdzie byli.

„Kiedy minerały wiążą minerały śladowe, często zakładamy, że zachowują się jak gąbka” – powiedział Jeffrey J. Catalano, profesor nauk o Ziemi, Środowisku i Planetach oraz dyrektor ds. badań środowiskowych w Arts & Sciences. „Ale czasami wiążą minerały śladowe i nie wypuszczają ich. To świetnie, gdy są zanieczyszczeniami, ale źle, gdy są to mikroelementy”.

w badaniu opublikowany W magazynie Nauka i technologia o środowiskuCatalano i dr Greg Ledingham. Jeden z kandydatów w jego laboratorium odkrył, że pospolity minerał zwany getytem – minerał bogaty w żelazo występujący powszechnie w glebie pokrywającej Ziemię – z czasem ma tendencję do włączania metali śladowych do swojej struktury, wiążąc je w sposób uniemożliwiający ich cyrkulację .

Naukowcy odkryli, że proporcja minerałów śladowych wiążących się z getytem łuszczy się wraz z wielkością jonów. Do 70% niklu, metalu śladowego o najmniejszym promieniu jonowym w tym badaniu, było nie do odzyskania, podczas gdy tylko 8% kadmu było nieodwracalnie związane z getytem.

„W przeszłości, aby zbadać, w jaki sposób metale śladowe przylegają i zatrzymują się na powierzchniach minerałów, geochemicy musieli radykalnie zmieniać warunki chemiczne w sposób, który nie był realistyczny ani realistyczny dla systemów w świecie rzeczywistym” – powiedział Ledingham, absolwent Uniwersytetu Harvarda. Centrum Nauk Kosmicznych McDonnell. „Na przykład zmiana pH wpływa na sposób upakowania cząsteczek i może wpływać na wiązanie minerałów z powierzchnią.

„Zastosowaliśmy nowe podejście zwane wymianą izotopów, które pozwoliło nam śledzić, w jaki sposób metale wiążą, oddzielają i włączają tlenowodorotlenki żelaza w czasie rzeczywistym i w warunkach reprezentatywnych dla rzeczywistych systemów glebowych i rzecznych” – powiedział.

„Nasze badanie sugeruje, że minerały wodorotlenku żelaza, takie jak getyt, mogą służyć jako znacznie lepszy pochłaniacz metali śladowych, niż wcześniej sądzono” – stwierdził Catalano.

Autorzy badania twierdzą, że wiedza, że ​​getyt w sposób naturalny ma tendencję do wychwytywania metali śladowych w miarę upływu czasu, może pomóc naukowcom lepiej przewidzieć, w jaki sposób określone zanieczyszczenia przemieszczają się w środowisku. Może to również oznaczać, że śladowe składniki mineralne dodawane do gleby w gospodarstwie i ogrodzie mogą po kilku miesiącach stać się mniej skuteczne.

Wyniki sugerują, że wpływ na środowisko jest mieszany: wychwytywanie metali działających jak zanieczyszczenia oczyści glebę i zasoby wody, ale minerały pełniące rolę niezbędnych składników odżywczych są również niedostępne dla roślin i innych organizmów – twierdzą naukowcy.