Ученые МГУ оценили токсичность отходов производства оливкового масла

Сотрудники МГУ в составе международного коллектива учёных изучили химический состав стоков после отжима оливкового масла и оценили их токсичность

Стадии развития эмбрионов Danio rerio в контрольных условиях, в неочищенных стоках и главной их фракции // Источник: S. Babić et al. / Science of the Total Environment

Оказалось, что в отходах от производства оливкового масла повышено содержание фенольных соединений, а pH отходов — понижен (то есть кислее нормы), что подавляет нормальное развитие организмов.

Соотношение химического потребления кислорода к биологическому в них увеличено, вследствие чего растут парниковые выбросы. Результаты работы опубликованы в журнале Science of the Total Environment.

Производство оливкового масла имеет огромное экономическое значение для средиземноморских стран. Это один из самых быстрорастущих секторов агропромышленности Евросоюза, демонстрирующий ежегодный рост на уровне выше 4%. С другой стороны, производство оливкового масла сопряжено с рядом негативных эффектов для окружающей среды: истощением почвенных ресурсов и деградацией земель на оливковых плантациях.

В производственном процессе оливки сначала разминают под прессом до состояния пасты, затем её отстаивают и отжимают оттуда жидкость. Жидкость же представляет из себя смесь масла и воды, которые разделяют, как правило, в центрифугах. Непосредственную ценность представляет только масло, а все остальные фракции — воду и жмых — сливают в окружающую среду.

Количество таких стоков в период с ноября по февраль, когда производство оливкового масла наиболее активно, сопоставимо с количеством сточных вод от мегаполиса с населением в 20-22 миллиона человек. Коллектив учёных из Хорватии, Словении и России решил оценить, насколько безопасны — казалось бы, органические — отходы от производства оливкового масла.

Ученые отобрали образцы отходов с такого производства на словенских территориях полуострова Истрия, выделили из них основную фракцию, проанализировали химический состав исходных сточных вод и выделенной фракции, а также провели серию токсикологических исследований (как влияют отходы на метаболизм разных групп организмов).

Результаты анализов органической фракции показали, что в стоках от производства оливкового масла повышено содержание фенольных соединений, токсичных для окружающей среды и человека. Одновременно с этим предельно допустимые концентрации (согласно нормативам для водоемов рыбохозяйственного назначения РФ) ионов цинка и железа в них превышены в 2 и 5 раз соответственно. Уровень pH отходов достаточно кислый и составил 4.44 единицы.

«Главное достоинство данного исследования — это изучение токсикологического эффекта не только на микроорганизмах, но и растениях, беспозвоночных и позвоночных, что позволяет получить более полную картину о воздействии стоков на экосистему», - отметил один из авторов исследования, младший научный сотрудник химического факультета МГУ Дмитрий Мазур.

Нефракционированные стоки негативно повлияли на развитие культур микроводорослей, среди которых токсический эффект был наиболее выражен на Vibrio fischeri. Семена пшеницы и клевера в стоках всходили хуже, чем при контрольных условиях, а растения вырастали видоизмененными. Рост и размножение дафний — микроскопических ракообразных — также был подавлен. Развитие эмбрионов рыб Danio rerio проходило с задержками и отклонениями от нормы.

«Перспективы данного исследования состоят в первую очередь в выработке протокола действий с подобного рода отходами для минимизации пагубного действия на окружающую среду. Кроме того, необходима разработка стандартного метода определения токсичности с использованием множества модельных организмов, представляющих различные уровни трофических цепей», - заключил Дмитрий Мазур.

Роль сотрудников МГУ в этом комплексном исследовании заключалась в анализе проб стоков и их экстрактов методами масс-спектрометрии (ГХ-МС и масс-спектрометрия высокого разрешения), в обработке данных, а также идентификации органических компонентов в смесях.