Kako se otrovno tlo na Arktiku vraća u život

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Prerada ruda bakra i nikla na poluotoku Kola uzrokuje ozbiljnu štetu krhkim arktičkim ekosustavima. Oko tvornica, koje već 80 godina proizvode nikal, kobalt i druge obojene metale, nastala je zona tehnogenog onečišćenja koja podsjeća na lunarni krajolik.

Može li se život vratiti ovdje? Eksperiment ruskih znanstvenika tla pokazuje da je to moguće. O svom radu N+1 govorili su sudionici istraživanja Vjačeslav Vasenev sa Sveučilišta RUDN i Marina Slukovskaya iz Znanstvenog centra Kola Ruske akademije znanosti.

N + 1: Koja je bit štete nanesene šumskoj tundri proizvodnjom vrijednih metala?

Vjačeslav Vasenev:Tlo u pustoši oko biljke jako je degradirano, otrovno i praktički neprikladno za biljke: sadrži puno bakra, nikla i drugih teških metala.

Ovi metali su ušli u tlo kroz zrak. Biljka ispušta različite spojeve u zrak, a mikronske čestice prašine, aerosolne kapljice desetljećima se talože oko biljke. Spojevi metala postupno su se taložili u šumama oko biljke, što je u konačnici dovelo do odumiranja drveća i druge vegetacije, a u tlu se nakupilo toliko metala da se po želji mogu ponovno iskopati. Glavni problem je što se veliki udio metala nalazi u tlu u obliku topivih spojeva koje živi organizmi lako apsorbiraju.

Koliko je daleko pustoš oko mlina?

Marina Slukovskaya:Zona utjecaja biljke doseže oko 200 četvornih kilometara, a sama pustara je oko trećine ukupne površine.

BB:Prilikom približavanja biljci, suzbijanje ekosustava može se pratiti stanjem vegetacije. Sama pustoš počinje tek nekoliko kilometara prije tvornice, ali depresivni krajolik se nalazi ranije. U sjevernoj tajgi vegetacija ionako nije jako gusta, a nekoliko kilometara od biljke postaje vidljivo kako sve okolo počinje venuti, stanjiti se, žuti i umrijeti.

Kako funkcionira i kako funkcionira vaš sustav umjetnog tla?

MS:Napravili smo takozvanu strukturu tla – tehnozem. Donji sloj čini rudarski otpad koji sadrži kalcijeve i magnezijeve karbonate i silikate, a gornji sloj čini vermikulit, higroskopni slojeviti mineral iz skupine hidromica, što je posebno važno u fazi klijanja sjemena i početka rasta biljaka.

BB:Otpad iz rudarske industrije sadrži malo teških metala, tako da ovaj jastuk dobro štiti slojeve ispod. Osim toga, imobilizira metale, dapače, sprječava njihovo curenje i odlet.

Kao rezultat toga, sloj alkalnog otpada omogućuje neutralizaciju kiselog okoliša i postavlja minimalna agrokemijska svojstva, dok gornji zadržava vodu i omogućuje klijanje sjemena i učvršćivanje u sloju otpada.

Obnova prirodnog arktičkog tla u ovim uvjetima trajala bi nekoliko stotina godina, a tek nakon prestanka rada tvornice koja se neće zatvoriti. Rekultivacija tehnozemima može ubrzati proces i zaštititi tlo od erozije.

Koliko je skupa ova metoda?

MS: Za rekultivaciju jednog hektara (0,01 četvorni kilometar) potrebno je oko 3,5 milijuna rubalja. To je usporedivo s cijenom uvezenog plodnog tla, ali za to ga morate iskopati i negdje odnijeti, odnosno poremetiti druge ekosustave, a mi koristimo otpad.

Do sljedeće godine planiramo napraviti još jednu studiju kako bismo izračunali vrijednost izgubljenih ekosustava, odnosno procijenit ćemo nagomilanu štetu i usporediti je s troškovima rekultivacije. Doista, u ovom slučaju ne govorimo toliko o cijeni materijala i tehnologije. Riječ je o kvaliteti tla, vode, zraka i ostalih sastavnica ekosustava.

U slučaju reklamacije često se događa ovako: uzmete u obzir troškove rada i materijala, čini se da ih ima puno, ali ako pogledate sve popratne prednosti, ispada da je jeftino.

Osim što stvarate novo tlo, sadite i biljke. Što točno sadite i zašto?

MS: Sadimo uglavnom žitarice. Eksperimentirali smo i s mahunarkama, ali su nažalost umrle. Žitarice su ispale puno bolje, pogotovo jer smo u početku birali vrste koje imaju šanse za preživljavanje. Zbog brzog rasta dobro se učvršćuju u tlu, a lišće ne nakuplja previše onečišćenja. Krijes, pšenična trava i volosneti najbolje su se pokazali - ljetni stanovnici bi se borili s njima, a drago nam je što rastu. Vjerojatno, ako posadite svinjsku travu, i ona će se osjećati dobro, ali mi to, možda, za sada nećemo učiniti.

BB: Važno je da na meliorativnim mjestima ne raste samo visoka zelena trava, već se obnavljaju funkcije tla, nakuplja se organski ugljik i razvija mikrobna zajednica. Do sada su se neke od hranjivih tvari, primjerice dušik, aplicirale u obliku gnojiva, ali s vremenom možemo očekivati sve veću autonomiju sustava.

Parcele privlače i životinje: zečevi dolaze hraniti se travom, a ove godine miševi su se naselili na vrlo prljavom tresetnom zemljištu manje od kilometra od biljke i iskopali sebi rupe u pokusnim tehnozemima. Nevjerojatno je da su, zapravo, eksperimentalna mjesta zeleni otoci okruženi stjenovitim krajolikom, ali kao što vidite, život se pojavljuje gdje god mu se pruži prilika.

MS: Seobe životinja donekle ometaju znanstvena istraživanja, jer zbog toga ne znamo točne brojke za biomasu biljaka i ne možemo biti potpuno sigurni u podatke o nakupljanju i migraciji metala u tehnozemima. Ali u tim djelima glavni cilj nisu samo novi članci ili potpore, nego i vrlo jasna, vidljiva korist za živa bića. Uostalom, glavna ideja nije samo popuniti materijale i posaditi travu. Istraživali smo kako je moguće ponovno pokrenuti procese ekosustava u ekstremnim uvjetima poluotoka Kola, gdje je vrlo hladno i visok stupanj zagađenja.

Prvi pokus korištenja rudarskog otpada na pustoši postavljen je 2010. godine. Gotovo deset godina rada eksperimentirali smo na dva najzastupljenija tipa tla u regiji, podzolu i tresetnom tlu, gdje smo radili s ukupno deset vrsta rudarskog otpada, kako u početnom stanju tako i obogaćenog i termoaktiviranog. verzije.

Tvornica radi od 1930-ih i od tada nastavlja ispuštati otrovnu prašinu. Hoćete li za nekoliko godina opet morati ponoviti sve sadnje?

MS: Da, proizvodnja je počela davne 1938. godine i nije prestala do danas. Ali prošla je svoju najneprijateljskiju fazu, vrhunac je bio od otprilike 1978. do 2000. godine. Sada pokušavaju kontrolirati emisije, postavljaju se filteri, rekonstruira se proizvodnja, a postrojenje godišnje ispušta oko 50 tisuća tona prašine, što je tri puta manje nego 1990-ih.

Nažalost, već nagomilano zagađenje ne uzrokuje ništa manje štete. Iako stalno pristižu nova onečišćenja, za sada nema potrebe za preuređenjem mjesta: "jastuk" otpada uspijeva imobilizirati nadolazeće metale.

Teško je predvidjeti za desetljeća unaprijed, ali dosad stanje vegetacije ovisi više o vremenskim uvjetima nego o bilo čemu drugom. Na primjer, posljednje ljeto 2019. bilo je vrlo hladno, a unatoč činjenici da su žitarice izbacile klasove, sjeme nije imalo vremena sazrijeti do kraja kolovoza.

Općenito, vidimo da se gomila organska tvar, razvija se mikrobna zajednica, pojavio se novi organski horizont iznad mineralnog sloja otpada. Ujedno imamo i kontrolne parcele gdje smo umjesto otpada uzimali obični pijesak - pa se na njemu i biljke i mikrobi puno lošije osjećaju nego na otpadu, odnosno pravi izbor materijala je doista odlučujući za sudbinu sadnje..

Zašto je uopće potrebno raditi reklamaciju? Ne možete li jednostavno napustiti poremećeno područje i pričekati da se ekosustav sam zacijeli?

BB: Najvažnija stvar u melioraciji nije niti činjenica da se ekosustavi obnavljaju na jako poremećenim područjima. To također omogućuje poboljšanje ekološke situacije u regiji u cjelini. Teški metali su imobilizirani i više ne mogu dospjeti u podzemne i površinske vode, a iz njih u rijeke i jezero Imandra, akumulaciju najviše ribarske kategorije.

Postoje li primjeri velikih projekata melioracije u Rusiji ili u svijetu?

BB: I u regiji Murmansk, i u Rusiji u cjelini, još ne znam primjere kada bi se takva tehnologija koristila na velikom teritoriju. U ostatku svijeta ima takvih primjera, ali u osnovi se takav posao odvijao nakon zatvaranja poduzeća, odnosno neposredno nakon potpunog prelaska teritorija u zonu državne odgovornosti. Primjerice, u Kanadi je proveden veliki melioracijski zahvat u kojem su bili uključeni studenti i nezaposleni na području oko tvornice bakra i nikla.

Bio sam u objektu u Meksiku gdje je obnovljena rafinerija. U ribnjacima je onečišćenje prodrlo na desetke metara duboko, gdje su se nakupljali ne samo naftni proizvodi, već i ogromna količina teških metala, budući da se olovna bijela dugo vremena koristila u proizvodnji. Sada je na mjestu pogona postavljen veliki park.

I vermikulit i zemlju za jastuk uzimate iz obližnjih tvornica. Što je s onima koji se bave melioracijom, na primjer, na Uralu i nemaju pristup tim materijalima?

MS: Umjesto vermikulita možete koristiti gel, sintetičke polimere i sve druge materijale koji troše vlagu - sve što će zaštititi biljke od isušivanja u ranim fazama razvoja. Što se tiče otpada, na mnogim mjestima gdje postoje pogoni za preradu rude postoje i objekti za njihovo vađenje, što znači da se najvjerojatnije može pronaći odgovarajući otpad. Naravno, ovo pravilo ne funkcionira uvijek i ne može sav otpad biti učinkovit, ali to je ono što su stručnjaci potrebni za razumijevanje ovih problema.

Koje se druge vrste kontaminiranih područja mogu obnoviti vašom metodom? Na primjer, može li se primijeniti na izlijevanje nafte?

BB: Sam pristup stvaranja struktura tla često se koristi za rekultivaciju različitih poremećenih zemljišta. Alkalni materijali najčešće se koriste za zadržavanje i uklanjanje kontaminacije teškim metalima. Tehnološka shema određena je ne samo vrstom onečišćenja, već i, na primjer, čimbenicima kao što su vrsta tla, klima i još mnogo toga. Svaki poremećeni teritorij je složen sustav, stoga u ovakvom kao što je naš nema i ne može postojati univerzalno rješenje problema.

MS: Konstrukcije s kojima radimo jedinstveni su dugoročni eksperiment. Gotovo desetljeće promatramo razvoj ekosustava i tla u uistinu ekstremnim uvjetima, kombinirajući stalno onečišćenje i oštru polarnu klimu. Takvih radova u cijelom svijetu ima tek nekoliko i možda nam je zato toliko zanimljivo.