Hogyan keltik életre a mérgező talajt az Északi-sarkvidéken

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

A réz-nikkel ércek feldolgozása a Kola-félszigeten súlyos károkat okoz a törékeny sarkvidéki ökoszisztémákban. A nikkelt, kobaltot és egyéb színesfémeket 80 éve gyártó gyárak körül holdtájra emlékeztető technogén szennyezés zóna alakult ki.

Vissza lehet hozni ide az életet? Az orosz talajkutatók kísérlete azt mutatja, hogy ez lehetséges. A kutatás résztvevői Vjacseszlav Vasenyev a RUDN Egyetemről és Marina Slukovskaya, az Orosz Tudományos Akadémia Kolai Tudományos Központjától beszéltek N + 1 munkájukról.

N + 1: Mi az értékes fémek előállítása által az erdő-tundrában okozott károk lényege?

Vjacseszlav Vasenyev:A növény körüli pusztaság talaja erősen leromlott, mérgező és gyakorlatilag nem alkalmas a növények számára: sok rezet, nikkelt és más nehézfémeket tartalmaz.

Ezek a fémek a levegőn keresztül kerültek a talajba. Az üzem különféle vegyületeket bocsát ki a levegőbe, és mikron méretű porszemcséket, aeroszolcseppeket telepedtek meg az üzem körül évtizedekig. A növény körüli erdőkben fokozatosan kiválnak a fémvegyületek, ami végül a fák és más növényzet pusztulásához vezetett, és annyi fém halmozódott fel a talajban, hogy kívánság szerint újra bányászhatók. A fő probléma az, hogy a fémek nagy része a talajban található oldható vegyületek formájában, amelyeket az élő szervezetek könnyen felszívnak.

Milyen messze van a puszta a malom körül?

Marina Slukovskaya:Az üzem befolyási zónája körülbelül 200 négyzetkilométert ér el, maga a pusztaság pedig a teljes terület körülbelül egyharmada.

BB:A növényhez közeledve az ökoszisztémák elnyomása nyomon követhető a növényzet állapotával. Maga a pusztaság alig néhány kilométerrel a gyár előtt kezdődik, de a depresszív táj már korábban megtalálható. Az északi tajgában egyébként nem túl sűrű a növényzet, és a növénytől néhány kilométerre észrevehető, ahogy körülötte minden elsorvad, elvékonyodik, sárgulni kezd és elhal.

Hogyan működik és hogyan működik a mesterséges talajrendszere?

KISASSZONY:Készítettünk egy úgynevezett talajszerkezetet - technozjomot. Az alsó réteget kalcium- és magnézium-karbonátokat, szilikátokat tartalmazó bányászati hulladékok alkotják, a felső réteget vermikulit, a hidromica csoportba tartozó higroszkópos réteges ásvány, amely különösen a magcsírázás szakaszában és a növénynövekedés kezdetén fontos.

BB:A bányászatból származó hulladék kevés nehézfémet tartalmaz, így ez a párna jól védi az alatta lévő rétegeket. Ezenkívül rögzíti a fémeket, sőt, megakadályozza azok szivárgását és elrepülését.

Ennek eredményeként a lúgos hulladékréteg lehetővé teszi a savas környezet semlegesítését, és beállítja a minimális agrokémiai tulajdonságokat, míg a felső megtartja a vizet, és lehetővé teszi a magvak csírázását, és megveheti a lábát a hulladékrétegben.

A természetes sarkvidéki talaj helyreállítása ilyen körülmények között néhány száz évig tartana, és csak a bezárásra nem kerülő üzem tevékenységének befejezése után. A technozjomokkal végzett rekultiváció felgyorsíthatja a folyamatot és megvédheti a talajt az eróziótól.

Mennyire drága ez a módszer?

KISASSZONY: Egy hektár (0,01 négyzetkilométer) visszanyerése körülbelül 3,5 millió rubelt igényel. Ez összemérhető az importált termékeny talaj költségeivel, de ehhez ki kell ásni és ki kell vinni valahonnan, vagyis megzavarni más ökoszisztémákat, és hulladékot használunk.

Jövőre egy újabb vizsgálatot tervezünk az elveszett ökoszisztémák értékének kiszámítása érdekében, vagyis felbecsüljük a felhalmozott károkat és összevetjük a rekultiváció költségeivel. Valójában ebben az esetben nem beszélünk annyira az anyagok és a technológia költségeiről. Ez a talaj, a víz, a levegő és az ökoszisztéma egyéb összetevőinek minőségéről szól.

Rekultiváció esetén ez gyakran így történik: figyelembe veszi a munka- és anyagköltséget, úgy tűnik, hogy sok van, de ha megnézzük az ezzel járó előnyöket, akkor kiderül, hogy olcsó.

Az új talaj létrehozása mellett növényeket is ültet. Pontosan mit ültetsz és miért?

KISASSZONY: Főleg gabonaféléket ültetünk. Hüvelyesekkel is kísérleteztünk, de sajnos elpusztultak. A kalászosok sokkal jobban jöttek, főleg, hogy kezdetben olyan fajokat választottunk ki, amelyeknek van esélyük a túlélésre. Gyors növekedésüknek köszönhetően jól megtapadnak a talajban, a levelek nem halmozzák fel túlságosan a szennyeződést. A máglya, a búzafű és a volosnet a legjobban mutatták magukat - a nyári lakosok harcoltak volna velük, és örülünk, hogy növekednek. Valószínűleg, ha disznófüvet ültet, akkor az is jól fogja érezni magát, de mi ezt most talán nem tesszük meg.

BB: Fontos, hogy a meliorációs helyeken ne csak magas zöldfű nőjön, hanem a talaj funkciói is helyreálljanak, a szerves szén felhalmozódjon, kialakuljon a mikrobaközösség. Eddig a tápanyagok egy részét, például a nitrogént, műtrágya formájában juttatták ki, de idővel egyre nagyobb önállóságra számíthatunk a rendszertől.

A parcellák az állatokat is vonzzák: nyulak jönnek táplálkozni a füvön, idén pedig az egerek telepedtek meg egy nagyon piszkos tőzeges talajú területen, kevesebb mint egy kilométerre a növénytől, és kísérleti technozemekben ástak lyukat maguknak. Elképesztő, hogy a kísérleti helyszínek valójában zöld szigetek, sziklás tájjal körülvéve, de mint látható, az élet ott jelenik meg, ahol csak lehetőséget ad.

KISASSZONY: Az állatok vándorlása némileg megzavarja a tudományos kutatást, mert ebből fakadóan nem ismerjük a helyes adatokat a növények biomasszájára vonatkozóan, és nem lehetünk teljesen biztosak a technozjomokban a fémek felhalmozódására és vándorlására vonatkozó adatokban. De ezekben a munkákban nem csak az új cikkek vagy támogatások a fő cél, hanem az élőlények számára egyértelmű, látható előnyök is. Végül is a fő ötlet nem csak az anyagok kitöltése és a fű ültetése. Megvizsgáltuk, hogyan lehet újraindítani az ökoszisztéma folyamatokat a Kola-félsziget szélsőséges körülményei között, ahol nagyon hideg és magas a szennyezettség.

Az első kísérletet a bányászati hulladék pusztaságban történő felhasználásával kapcsolatban 2010-ben fektették le. Közel tíz éves munkával kísérleteztünk a régió két legelterjedtebb talajtípusán, a podzolon és a tőzeges talajon, ahol összesen tíz féle bányászati hulladékkal dolgoztunk, mind kiindulási állapotban, mind pedig dúsított és hőaktivált állapotban. verziók.

Az üzem az 1930-as évek óta működik, és azóta is mérgező port bocsát ki. Néhány év múlva újra kell hajtania az összes ültetést?

KISASSZONY: Igen, a gyártás 1938-ban kezdődött, és a mai napig nem állt le. De túljutott a legbarátságtalanabb szakaszán, a csúcs körülbelül 1978 és 2000 között volt. Most próbálják a károsanyag-kibocsátást visszaszorítani, szűrőket szerelnek fel, a termelést rekonstruálják, az üzem évente mintegy 50 ezer tonna port bocsát ki, ami háromszor kevesebb, mint a 90-es években.

Sajnos a már felhalmozódott szennyezés sem okoz kisebb károkat. Bár folyamatosan érkeznek újabb szennyezések, egyelőre nincs szükség a telephelyek átalakítására: a hulladék „párna” képes rögzíteni a beérkező fémeket.

Nehéz megjósolni évtizedekre előre, de a növényzet állapota eddig jobban függ az időjárási viszonyoktól, mint bármi mástól. Például 2019 utolsó nyara nagyon hideg volt, és annak ellenére, hogy a kalászosok kidobták a kalászokat, a magoknak nem volt ideje beérni augusztus végére.

Általában azt látjuk, hogy felhalmozódik a szerves anyag, fejlődik a mikrobaközösség, új szerves horizont jelent meg a hulladék ásványi rétege felett. Ugyanakkor vannak kontrollparcelláink, ahol a hulladék helyett közönséges homokot vettünk - így a növények és a mikrobák is sokkal rosszabbul érzik magukat rajta, mint a hulladékon, vagyis a helyes anyagválasztás igazán meghatározó az ültetés sorsa szempontjából..

Egyáltalán miért van szükség rekultivációra? Nem lehet egyszerűen elhagyni a zavart területet, és megvárni, amíg az ökoszisztéma meggyógyítja magát?

BB: A meliorációban nem is az a legfontosabb, hogy az erősen zavart területeken az ökoszisztémák helyreállnak. Ez lehetővé teszi a régió egészének ökológiai helyzetének javítását is. A nehézfémek immobilizálódnak, és már nem juthatnak be a talajba és a felszíni vizekbe, onnan pedig a folyókba és az Imandra-tóba, amely a legmagasabb halászati kategóriájú víztározó.

Van-e példa nagyszabású rekultivációs projektekre Oroszországban vagy a világon?

BB: És a murmanszki régióban és egész Oroszországban még nem tudok olyan példáról, amikor egy ilyen technológiát nagy területen alkalmaznának. A világ többi részén van erre példa, de alapvetően a vállalkozás bezárása után, vagyis közvetlenül a terület teljes állami felelősségi övezetbe kerülése után folyt ilyen munka. Például Kanadában nagyszabású rekultivációs munkát végeztek diákok és munkanélküliek bevonásával a réz-nikkel üzem környékén.

Egy mexikói létesítményben voltam, ahol egy finomítót visszaszereztek. A tavakban a szennyezés több tíz méter mélyre hatolt, ahol nemcsak olajtermékek, hanem hatalmas mennyiségű nehézfém is felhalmozódott, hiszen az ólomfehéret sokáig használták a termelésben. Most egy nagy parkot alakítottak ki az üzem helyén.

Vermikulitot és földet is veszel a párnához a közeli gyárakból. Mi a helyzet azokkal, akik például az Urálban rekultivációval foglalkoznak, és nem férnek hozzá ezekhez az anyagokhoz?

KISASSZONY: A vermikulit helyett használhat gélt, szintetikus polimereket és bármilyen más nedvességfogyasztó anyagot - mindent, ami megvédi a növényeket a kiszáradástól a fejlődés korai szakaszában. Ami a hulladékot illeti, sok helyen, ahol ércfeldolgozó létesítmények vannak, ezek kitermelésére is van létesítmény, ami azt jelenti, hogy nagy valószínűséggel találni megfelelő hulladékot. Természetesen ez a szabály nem mindig működik, és nem minden hulladék lehet hatékony, de ehhez szakemberekre van szükség, hogy megértsék ezeket a kérdéseket.

Milyen más típusú szennyezett területeket lehet helyreállítani az Ön módszerével? Például olajkiömlések esetén alkalmazható?

BB: A talajszerkezetek létrehozásának megközelítését gyakran használják különféle bolygatott területek helyreállítására. A lúgos anyagokat leggyakrabban a nehézfém-szennyeződés visszaszorítására és megszüntetésére használják. A technológiai sémát nemcsak a szennyezés típusa határozza meg, hanem például olyan tényezők is, mint a talajtípus, az éghajlat és még sok más. Minden zavart terület egy összetett rendszer, ezért a miénkhez hasonlóban nincs és nem is lehet univerzális megoldás a problémára.

KISASSZONY: A konstrukciók, amelyekkel dolgozunk, egy egyedülálló hosszú távú kísérlet. Közel egy évtizede figyeljük az ökoszisztémák és a talajok fejlődését valóban extrém körülmények között, az állandó szennyezés és a zord poláris éghajlat ötvözésével. A világon csak néhány ilyen mű található, és talán ezért is olyan érdekes számunkra.