Cât de toxic este readus la viață solul din Arctica

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Prelucrarea minereurilor de cupru-nichel în Peninsula Kola provoacă daune grave ecosistemelor arctice fragile. În jurul fabricilor, care de 80 de ani produc nichel, cobalt și alte metale neferoase, s-a format o zonă de poluare tehnogenă, care amintește de un peisaj lunar.

Poate fi adusă viața înapoi aici? Experimentul cercetătorilor ruși în sol arată că acest lucru este posibil. Participanții la cercetare Vyacheslav Vasenev de la Universitatea RUDN și Marina Slukovskaya de la Centrul Științific Kola al Academiei Ruse de Științe au vorbit despre munca lor N + 1.

N + 1: Care este esența pagubelor cauzate pădurii-tundra prin producerea de metale valoroase?

Viaceslav Vasenev:Solul din pustiul din jurul plantei este foarte degradat, toxic și practic nepotrivit plantelor: conține mult cupru, nichel și alte metale grele.

Aceste metale au intrat în sol prin aer. Planta emite diverși compuși în aer și particule de praf de dimensiuni micronice, picături de aerosoli s-au așezat în jurul plantei de zeci de ani. Compușii metalici au precipitat treptat în pădurile din jurul plantei, ceea ce a dus în cele din urmă la moartea copacilor și a altor vegetații și s-au acumulat atât de multe metale în sol încât pot fi reminate dacă se dorește. Principala problemă este că o mare parte a metalelor se găsesc în sol sub formă de compuși solubili care sunt ușor absorbiți de organismele vii.

Cât de departe este pustiul din jurul morii?

Marina Slukovskaya:Zona de influență a centralei ajunge la aproximativ 200 de kilometri pătrați, iar terenul pustiu în sine reprezintă aproximativ o treime din suprafața totală.

BB:La apropierea plantei, suprimarea ecosistemelor poate fi monitorizată de starea vegetației. Pământul în sine începe cu doar câțiva kilometri înainte de fabrică, dar peisajul depresiv este găsit mai devreme. În taiga de nord, vegetația oricum nu este foarte densă, iar la câțiva kilometri de plantă se observă cum totul în jur începe să se ofilească, să se rărească, să se îngălbenească și să moară.

Cum funcționează sistemul tău de sol artificial și cum funcționează?

DOMNIȘOARĂ:Am realizat o așa-numită structură a solului - tehnozem. Stratul inferior este format din deșeuri miniere care conțin carbonați și silicați de calciu și magneziu, iar stratul superior este format din vermiculit, un mineral stratificat higroscopic din grupa hydromica, care este deosebit de important în stadiul de germinare a semințelor și la începutul creșterii plantelor.

BB:Deșeurile din industria minieră conțin puține metale grele, așa că această pernă protejează bine straturile de dedesubt. În plus, imobilizează metalele, de fapt, le împiedică să se scurgă și să zboare.

Drept urmare, stratul de deșeuri alcaline vă permite să neutralizați mediul acid și stabilește proprietățile agrochimice minime, în timp ce cel de sus reține apa și permite semințelor să germineze și să capete un punct de sprijin în stratul de deșeuri.

Restaurarea solului arctic natural în aceste condiții ar dura câteva sute de ani și numai după încetarea activităților plantei, care nu va fi închisă. Recuperarea cu ajutorul tehnoziomurilor poate accelera procesul și poate proteja solul de eroziune.

Cât de scumpă este această metodă?

DOMNIȘOARĂ: Recuperarea unui hectar (0,01 kilometru pătrat) necesită aproximativ 3,5 milioane de ruble. Acest lucru este comparabil cu costul solului fertil importat, dar pentru asta trebuie să-l dezgropiți și să-l scoateți undeva, adică să perturbați alte ecosisteme, iar noi folosim deșeuri.

Până anul viitor, intenționăm să facem un alt studiu pentru a calcula valoarea ecosistemelor pierdute, adică vom estima daunele acumulate și le vom compara cu costul refacerii. Într-adevăr, în acest caz, nu vorbim atât de mult despre costul materialelor și tehnologiei. Este vorba despre calitatea solului, a apei, a aerului și a altor componente ale ecosistemului.

În cazul reclamei, se întâmplă adesea așa: luați în considerare costul lucrării și al materialelor, se pare că sunt multe, dar dacă vă uitați la toate avantajele însoțitoare, se dovedește a fi ieftin.

Pe lângă crearea de sol nou, plantați și plante. Ce mai exact plantezi și de ce?

DOMNIȘOARĂ: Plantăm în principal cereale. Am experimentat și cu leguminoase, dar din păcate au murit. Cerealele au apărut mult mai bine, mai ales că inițial am selectat specii care au șanse de supraviețuire. Datorită creșterii rapide, sunt bine fixate în sol, iar frunzele nu acumulează prea mult poluare. Focul de tabără, iarba de grâu și volosnets s-au arătat cel mai bine dintre toate - locuitorii de vară s-ar fi luptat cu ele și ne bucurăm că cresc. Probabil, dacă plantezi o hogweed, atunci se va simți și bine, dar noi, poate, nu vom face asta deocamdată.

BB: Este important ca nu numai iarba verde înaltă să crească în locurile de recuperare, ci și funcțiile solului să fie restabilite, carbonul organic să se acumuleze și comunitatea microbiană să se dezvolte. Până acum, unii dintre nutrienți, de exemplu azotul, sunt aplicați sub formă de îngrășăminte, dar în timp ne putem aștepta la o autonomie din ce în ce mai mare a sistemului.

Loturile atrag și animale: iepurii vin să se hrănească cu iarbă, iar anul acesta, șoarecii s-au așezat pe o zonă cu pământ de turbă foarte murdar la mai puțin de un kilometru de plantă și și-au săpat gropi în tehnoziomuri experimentale. Este uimitor că, de fapt, siturile experimentale sunt insule verzi înconjurate de peisaje stâncoase, dar, după cum vezi, viața apare oriunde i se dă o șansă.

DOMNIȘOARĂ: Migrația animalelor interferează oarecum cu cercetarea științifică, deoarece, în consecință, nu cunoaștem cifrele corecte pentru biomasa plantelor și nu putem fi complet siguri de datele privind acumularea și migrarea metalelor în tehnoziom. Dar în aceste lucrări, scopul principal nu este doar articole noi sau granturi, ci și un beneficiu foarte clar, vizibil pentru ființele vii. La urma urmei, ideea principală nu este doar să umpleți materiale și să plantați iarbă. Am investigat cum este posibilă repornirea proceselor ecosistemice în condițiile extreme ale Peninsulei Kola, unde este foarte frig și grad ridicat de poluare.

Primul experiment privind utilizarea deșeurilor miniere în pustie a fost realizat în 2010. Timp de aproape zece ani de muncă, am experimentat pe cele două tipuri de sol cele mai răspândite din regiune, sol podzol și turbă, unde am lucrat cu un total de zece tipuri de deșeuri miniere, atât în stare inițială, cât și cu acestea îmbogățite și termoactivate. versiuni.

Fabrica funcționează din anii 1930 și de atunci continuă să emită praf toxic. Va trebui să refaceți toate plantările peste câțiva ani?

DOMNIȘOARĂ: Da, producția a început în 1938 și nu s-a oprit până în prezent. Dar a trecut de faza cea mai neprietenoasă, vârful a fost din aproximativ 1978 până în 2000. Acum încearcă să controleze emisiile, se instalează filtre, se reconstruiește producția, iar fabrica emite aproximativ 50 de mii de tone de praf pe an, de trei ori mai puțin decât în anii 1990.

Din păcate, poluarea deja acumulată provoacă nu mai puțin rău. Deși vine în permanență o nouă poluare, până acum nu este nevoie de remodelarea șantierelor: „perna” de deșeuri reușește să imobilizeze metalele care intră.

Este greu de prezis pentru deceniile viitoare, dar până acum starea vegetației depinde mai mult de condițiile meteorologice decât de orice altceva. De exemplu, ultima vară a anului 2019 a fost foarte rece și, în ciuda faptului că cerealele au aruncat spicele, semințele nu au avut timp să se coacă până la sfârșitul lunii august.

În general, vedem că materia organică se acumulează, comunitatea microbiană se dezvoltă, un nou orizont organic a apărut deasupra stratului mineral de deșeuri. În același timp, avem parcele de control în care în loc de deșeuri am luat nisip obișnuit - și astfel, atât plantele, cât și microbii se simt mult mai rău pe el decât pe deșeuri, adică alegerea corectă a materialului este cu adevărat decisivă pentru soarta plantării..

De ce este necesar să se facă reparații? Nu poți să abandonezi zona perturbată și să aștepți ca ecosistemul să se vindece singur?

BB: Cel mai important lucru în reabilitare nu este nici măcar faptul că ecosistemele sunt restaurate în zone puternic perturbate. Acest lucru face posibilă, de asemenea, îmbunătățirea situației ecologice în regiune în ansamblu. Metalele grele sunt imobilizate și nu mai pot pătrunde în apele subterane și de suprafață, iar din acestea în râuri și în Lacul Imandra, un rezervor de cea mai înaltă categorie piscicolă.

Există exemple de proiecte de recuperare la scară largă în Rusia sau în lume?

BB: Și în regiunea Murmansk și în Rusia în ansamblu, nu cunosc încă exemple când o astfel de tehnologie ar fi utilizată pe un teritoriu mare. În restul lumii, există astfel de exemple, dar practic o astfel de muncă a fost efectuată după închiderea întreprinderii, adică imediat după transferul teritoriului complet în zona de responsabilitate a statului. De exemplu, în Canada, a fost realizată o lucrare de recuperare la scară largă cu implicarea studenților și a șomerilor din zona din jurul fabricii de cupru-nichel.

Eram într-o unitate din Mexic unde a fost recuperată o rafinărie. În iazuri, poluarea a pătruns la zeci de metri adâncime, unde s-au acumulat nu numai produse petroliere, ci și o cantitate imensă de metale grele, deoarece albul de plumb a fost folosit în producție pentru o lungă perioadă de timp. Acum a fost amenajat un mare parc pe locul fabricii.

Luați atât vermiculit, cât și pământ pentru pernă de la fabricile din apropiere. Dar cei care se ocupă de recuperare, de exemplu, în Urali și nu au acces la aceste materiale?

DOMNIȘOARĂ: În loc de vermiculit, puteți folosi gel, polimeri sintetici și orice alte materiale care consumă umiditate - tot ceea ce va proteja plantele de uscare în primele etape de dezvoltare. În ceea ce privește deșeurile, în multe locuri în care există instalații de prelucrare a minereului există și instalații pentru extracția acestora, ceea ce înseamnă, cel mai probabil, puteți găsi deșeuri potrivite. Desigur, această regulă nu funcționează întotdeauna și nu toate deșeurile pot fi eficiente, dar de asta este nevoie de specialiști pentru a înțelege aceste probleme.

Ce alte tipuri de zone contaminate pot fi recuperate folosind metoda dvs.? De exemplu, poate fi aplicat la scurgerile de petrol?

BB: Însuși abordarea creării structurilor de sol este adesea folosită pentru recuperarea diferitelor terenuri perturbate. Materialele alcaline sunt cel mai frecvent utilizate pentru a reține și a elimina contaminarea cu metale grele. Schema tehnologică este determinată nu numai de tipul de poluare, ci și, de exemplu, de factori precum tipul de sol, clima și multe altele. Fiecare teritoriu perturbat este un sistem complex, prin urmare, în cazul nostru, nu există și nu poate fi o soluție universală a problemei.

DOMNIȘOARĂ: Construcțiile cu care lucrăm sunt un experiment unic pe termen lung. De aproape un deceniu observăm dezvoltarea ecosistemelor și a solurilor în condiții cu adevărat extreme, combinând poluarea constantă și climatul polar aspru. Există doar câteva astfel de lucrări în întreaga lume și poate de aceea este atât de interesantă pentru noi.