Аккумуляция восьми тяжёлых металлов в водном орехе (Trapa natans L.) в четырёх крупных водоёмах Джамму и Кашмира, Индия

Почему это важно для людей и озёр

По всему Кашмирской долине небольшой колючий орех, называемый водным орехом, является важным сезонным продуктом питания и источником дохода для местных семей. Одновременно озёра, где он растёт, испытывают давление со стороны сточных вод, сельскохозяйственного стока и других отходов. В этом исследовании задан вопрос, который интересует каждого, кто ест из этих вод, работает на них или заботится о них: по мере накопления загрязнений сколько из них оказывается запертым внутри растений, которые мы собираем и употребляем в пищу?

Озёра под растущим давлением

Исследователи сосредоточились на четырёх крупных пресноводных водоёмах Джамму и Кашмира: озере Дал, водно-болотном угодье Хокерсар, озере Манасбал и озере Вулар. Эти озёра обеспечивают питьевую воду, орошение, промысел рыбы, туризм и место для мигрирующих птиц, но расположены вдоль градиента антропогенного воздействия. Озеро Дал, окружённое домами, гостиницами и лодками, получает значительные объёмы неочищенных сточных вод и стока, тогда как Манасбал и Вулар более открыты и лучше промываются. Команда измеряла стандартные показатели качества воды — кислотность, растворённые соли, органическое вещество и потребность в кислороде, а также восемь металлов, которые обычно накапливаются в загрязнённых водах, включая железо, цинк, медь, никель, хром и кадмий.

Скрытое загрязнение в воде и иле

Отбор проб в 2024 году показал, что по всем показателям озеро Дал было наиболее перегружено. В нём были самые высокие концентрации питательных веществ и органического вещества, а также уровни металлов, превышающие международные ориентиры для нескольких элементов. Водно-болотное угодье Хокерсар также показало повышенное загрязнение, тогда как Манасбал и Вулар были относительно чище. Важно, что донные отложения действуют как зоны долгосрочного хранения: металлы и питательные вещества, попадая в воду, склонны связываться с частицами и органическим мусором, оседать и накапливаться в осадках. Эти зарытые загрязнители впоследствии могут высвобождаться обратно в воду или поглощаться корнями растений, превращая дно озера в медленный, но постоянный источник загрязнения.

Полезное растение, которое выступает губкой

Водный орех (в местном языке называемый Сингхара или Гхаур) образует плавающие розетки листьев, закреплённые длинными корнями в иле, и ценится за крахмалистые съедобные плоды. Поскольку он поглощает питательные вещества как из воды, так и из осадка, растение также способно впитывать металлы. Команда собирала отдельные образцы корней, стеблей и плодов из каждого озера и анализировала их чувствительной оптической методикой. Корни последовательно демонстрировали наибольшие концентрации металлов, зачастую в десятки или сотни раз превышая показатели окружающей воды, что показывает, что растение является эффективной природной «губкой». Большинство металлов, особенно железо и цинк, прочно удерживались в корневой зоне, с лишь частичным переносом в стебли, листья и плоды.

Полезные питательные вещества в сочетании с рискованными металлами

Плоды содержали значимые количества железа и цинка, которые являются необходимыми для здоровья человека микроэлементами. В умеренных количествах употребление водного ореха может помочь людям удовлетворить суточные потребности в этих микроэлементах. Но есть и обратная сторона: в самых загрязнённых озёрах, особенно в Дале, те же плоды содержали повышенные уровни кадмия — токсичного металла, связанного с проблемами почек и костей при накопительном воздействии. Оценивая, сколько плодов типичный взрослый может съедать в день, авторы рассчитали «индекс опасности» для каждого металла. Для большинства элементов, включая медь, марганец, никель, железо и цинк, риск оставался низким. Кадмий стал исключением: рассчитанное значение для плодов из озера Дал превысило порог, при котором длительное потребление может вызывать обеспокоенность.

Баланс между очисткой, средствами к существованию и безопасностью пищи

Для неспециалиста главный посыл ясен: растения водного ореха выполняют часть работы по очистке, извлекая металлы из кашмирских озёр, но в самых грязных водах они также становятся возможным путём попадания этих загрязнителей в рацион людей. В исследовании делается вывод, что озеро Дал, а в меньшей степени и Хокерсар, нуждаются в более строгом контроле сточных вод и сельскохозяйственного стока, в лучшей очистке отходов и в тщательном управлении осадками. Одновременно плановые проверки собранных плодов и выделение более чистых зон для сбора могли бы помочь защитить как средства к существованию, так и здоровье. Кратко говоря, состояние озёр и безопасность местной пищи тесно связаны — улучшение одного поможет сохранить другое.

Цитирование: Elbagory, M., Altihani, F.A., El-Mesery, H.S. et al. Accumulation of eight heavy metals in water chestnut (Trapa natans L.) of four major water bodies of Jammu and Kashmir, India. Sci Rep 16, 7383 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39522-3

Ключевые слова: водный орех, тяжёлые металлы, озеро Дал, фиторемедиация, безопасность пищи