Kako se toksično tlo na Arktiku vraća u život

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Prerada ruda bakra i nikla na poluostrvu Kola uzrokuje ozbiljnu štetu krhkim arktičkim ekosistemima. Oko fabrika, koje već 80 godina proizvode nikl, kobalt i druge obojene metale, formirala se zona tehnogenog zagađenja koja podsjeća na lunarni pejzaž.

Može li se život vratiti ovdje? Eksperiment ruskih naučnika tla pokazuje da je to moguće. Učesnici istraživanja Vjačeslav Vasenev sa Univerziteta RUDN i Marina Slukovskaja iz Kolskog naučnog centra Ruske akademije nauka govorili su o svom radu N+1.

N + 1: Koja je suština štete nanesene šumotundri proizvodnjom vrijednih metala?

Vjačeslav Vasenev:Zemljište u pustoši oko biljke je jako degradirano, toksično i praktički neprikladno za biljke: sadrži mnogo bakra, nikla i drugih teških metala.

Ovi metali su ušli u tlo kroz vazduh. Biljka emituje različita jedinjenja u vazduh, a čestice prašine mikronske veličine, aerosolne kapljice koje se decenijama talože oko biljke. Jedinjenja metala postepeno su se taložila u šumama oko biljke, što je na kraju dovelo do odumiranja drveća i druge vegetacije, a u tlu se nakupilo toliko metala da se po želji mogu ponovo iskopati. Glavni problem je što se veliki udio metala nalazi u tlu u obliku rastvorljivih jedinjenja koje živi organizmi lako apsorbuju.

Koliko je daleko pustoš oko mlina?

Marina Slukovskaya:Zona uticaja postrojenja doseže oko 200 kvadratnih kilometara, a sama pustoš je oko trećine ukupne površine.

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

Kako funkcioniše vaš sistem veštačkog tla i kako funkcioniše?

GOSPOĐA:Napravili smo takozvanu strukturu tla - tehnozem. Donji sloj se sastoji od rudarskog otpada koji sadrži kalcijum i magnezijum karbonate i silikate, a gornji sloj čini vermikulit, higroskopni slojeviti mineral iz grupe 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, u stvari, sprječava njihovo curenje i odlet.

Kao rezultat toga, sloj alkalnog otpada omogućava neutralizaciju kiselog okruženja i postavlja minimalna agrohemijska svojstva, dok gornji zadržava vodu i omogućava sjemenu da klija i da se učvrsti u sloju otpada.

Obnova prirodnog arktičkog tla pod ovakvim uslovima trajala bi nekoliko stotina godina, i to tek nakon prestanka rada elektrane, koja neće biti zatvorena. Rekultivacija tehnozemima može ubrzati proces i zaštititi tlo od erozije.

Koliko je skupa ova metoda?

GOSPOĐA: Za rekultivaciju jednog hektara (0,01 kvadratni kilometar) potrebno je oko 3,5 miliona rubalja. Ovo je uporedivo sa cijenom uvezenog plodnog tla, ali za to ga morate iskopati i odnijeti negdje, odnosno poremetiti druge ekosisteme, a mi koristimo otpad.

Do sljedeće godine planiramo napraviti još jednu studiju kako bismo izračunali vrijednost izgubljenih ekosistema, odnosno procijenićemo akumuliranu štetu i uporediti je sa troškovima rekultivacije. Zaista, u ovom slučaju ne govorimo toliko o cijeni materijala i tehnologije. Riječ je o kvalitetu tla, vode, zraka i ostalih komponenti ekosistema.

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

Osim stvaranja novog tla, sadite i biljke. Šta tačno sadite i zašto?

GOSPOĐA: Sadimo uglavnom žitarice. Eksperimentirali smo i sa mahunarkama, ali su nažalost umrle. Žitarice su ispale mnogo bolje, pogotovo što smo u početku birali vrste koje imaju šanse za preživljavanje. Zbog brzog rasta dobro se fiksiraju u tlu, a lišće ne akumulira previše zagađenja. Krijes, pšenična trava i volosneti su se najbolje pokazali - ljetni stanovnici bi se borili s njima, a drago nam je što rastu. Vjerovatno, ako posadite svinjsku travu, onda će se i 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, akumulira se organski ugljik i razvija mikrobna zajednica. Do sada su se neki od hranljivih sastojaka, na primer azot, primenjivali u obliku đubriva, ali vremenom možemo očekivati sve veću autonomiju sistema.

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

GOSPOĐA: Migracija životinja donekle ometa naučna istraživanja, jer zbog toga ne znamo tačne brojke za biomasu biljaka i ne možemo biti potpuno sigurni u podatke o akumulaciji i migraciji metala u tehnozemima. Ali u ovim radovima, glavni cilj nisu samo novi članci ili grantovi, već i vrlo jasna, vidljiva korist za živa bića. Na kraju krajeva, glavna ideja nije samo popuniti materijale i posaditi travu. Istraživali smo kako je moguće ponovo pokrenuti procese ekosistema u ekstremnim uslovima Koljskog poluostrva, gde je veoma hladno i visok stepen zagađenja.

Prvi eksperiment o korištenju rudarskog otpada na pustoši postavljen je 2010. godine. Za skoro deset godina rada eksperimentisali smo na dva najzastupljenija tipa tla u regionu, podzolu i tresetnom tlu, gde smo radili sa ukupno deset vrsta rudarskog otpada, kako u početnom stanju tako i sa obogaćenim i termoaktiviranim. verzije.

Postrojenje radi od 1930-ih i od tada nastavlja da emituje otrovnu prašinu. Hoćete li za nekoliko godina morati ponovo sve zasaditi?

GOSPOĐA: 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 da kontrolišu emisije, postavljaju se filteri, rekonstruiše se proizvodnja, a postrojenje emituje oko 50 hiljada tona prašine godišnje, što je tri puta manje nego 1990-ih.

Nažalost, već nagomilano zagađenje ne uzrokuje ništa manje štete. Iako stalno dolazi nova zagađenja, za sada nema potrebe za preuređenjem lokacija: „jastuk“otpada uspijeva imobilizirati nadolazeće metale.

Teško je predvidjeti za desetljeća unaprijed, ali do sada stanje vegetacije ovisi više o vremenskim prilikama nego o bilo čemu drugom. Na primjer, posljednje ljeto 2019. bilo je veoma hladno, i uprkos činjenici da su žitarice izbacile klipove, sjeme nije stiglo da sazrije do kraja avgusta.

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

Zašto je uopšte potrebno raditi reklamaciju? Zar ne možete jednostavno napustiti poremećeno područje i čekati da se ekosistem sam zacijeli?

BB: Najvažnija stvar u rekultivaciji nije čak ni činjenica da se ekosistemi obnavljaju u jako poremećenim područjima. Ovo takođe omogućava poboljšanje ekološke situacije u regionu u celini. Teški metali su imobilizirani i više ne mogu dospjeti u podzemne i površinske vode, a iz njih u rijeke i u jezero Imandra, rezervoar najviše ribarske kategorije.

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

BB: I u regiji Murmansk, iu Rusiji u cjelini, još ne znam primjere kada bi se takva tehnologija koristila na velikoj teritoriji. U ostatku svijeta ima takvih primjera, ali u suštini takav posao je obavljen nakon zatvaranja preduzeća, odnosno neposredno nakon prelaska teritorije u potpunosti u zonu državne odgovornosti. Na primjer, u Kanadi su obavljeni veliki radovi na rekultivaciji uz učešće studenata i nezaposlenih u području oko fabrike bakra-nikla.

Bio sam u objektu u Meksiku gdje je obnovljena rafinerija. U ribnjacima je zagađenje prodrlo na desetine metara duboko, gdje su se nakupljali ne samo naftni proizvodi, već i ogromna količina teških metala, budući da se olovno bjelilo dugo vremena koristilo u proizvodnji. Sada je na mestu fabrike postavljen veliki park.

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

GOSPOĐA: 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 najvjerovatnije može naći odgovarajući otpad. Naravno, ovo pravilo ne funkcionira uvijek i ne može sav otpad biti efikasan, ali to je ono što su stručnjaci potrebni za razumijevanje ovih problema.

Koje druge vrste kontaminiranih područja se 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 se najčešće koriste za zadržavanje i uklanjanje kontaminacije teškim metalima. Tehnološka shema nije određena samo vrstom zagađenja, već i, na primjer, faktorima kao što su tip tla, klima i još mnogo toga. Svaka poremećena teritorija je složen sistem, pa u ovakvom kao što je naša nema i ne može postojati univerzalno rešenje problema.

GOSPOĐA: Konstrukcije sa kojima radimo jedinstveni su dugoročni eksperiment. Gotovo čitavu deceniju posmatramo razvoj ekosistema i tla u zaista ekstremnim uslovima, kombinujući stalno zagađenje i oštru polarnu klimu. Ovakvih radova ima svega nekoliko u cijelom svijetu i možda nam je zato toliko zanimljivo.