Kung paano binuhay muli ang nakakalason na lupa sa Arctic

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Ang pagproseso ng mga copper-nickel ores sa Kola Peninsula ay nagdudulot ng matinding pinsala sa marupok na Arctic ecosystem. Sa paligid ng mga pabrika, na gumagawa ng nickel, cobalt at iba pang non-ferrous na metal sa loob ng 80 taon, nabuo ang isang zone ng technogenic pollution, na nakapagpapaalaala sa isang lunar landscape.

Maaari bang maibalik ang buhay dito? Ang eksperimento ng mga siyentipiko sa lupa ng Russia ay nagpapakita na posible ito. Ang mga kalahok sa pananaliksik na si Vyacheslav Vasenev mula sa RUDN University at Marina Slukovskaya mula sa Kola Scientific Center ng Russian Academy of Sciences ay nagsalita tungkol sa kanilang trabaho N + 1.

N + 1: Ano ang kakanyahan ng pinsalang dulot ng kagubatan-tundra ng paggawa ng mahahalagang metal?

Vyacheslav Vasenev:Ang lupa sa kaparangan sa paligid ng halaman ay lubos na nasira, nakakalason at halos hindi angkop para sa mga halaman: naglalaman ito ng maraming tanso, nikel at iba pang mabibigat na metal.

Ang mga metal na ito ay pumasok sa lupa sa pamamagitan ng hangin. Ang halaman ay naglalabas ng iba't ibang mga compound sa hangin, at mga micron-sized na dust particle, mga patak ng aerosol na nanirahan sa paligid ng halaman sa loob ng mga dekada. Ang mga compound ng metal ay unti-unting namuo sa mga kagubatan sa paligid ng halaman, na sa huli ay humantong sa pagkamatay ng mga puno at iba pang mga halaman, at napakaraming mga metal na naipon sa lupa na maaari silang muling mamina kung nais. Ang pangunahing problema ay ang isang malaking proporsyon ng mga metal ay matatagpuan sa lupa sa anyo ng mga natutunaw na compound na madaling hinihigop ng mga nabubuhay na organismo.

Gaano kalayo ang kaparangan sa paligid ng gilingan?

Marina Slukovskaya:Ang zone ng impluwensya ng halaman ay umabot sa halos 200 square kilometers, at ang kaparangan mismo ay halos isang katlo ng kabuuang lugar.

BB:Kapag papalapit sa halaman, ang pagsugpo sa mga ecosystem ay maaaring masubaybayan ng estado ng mga halaman. Ang kaparangan mismo ay nagsisimula lamang ng ilang kilometro bago ang pabrika, ngunit ang malungkot na tanawin ay matatagpuan nang mas maaga. Sa hilagang taiga, ang mga halaman ay hindi masyadong siksik, at ilang kilometro mula sa halaman ay kapansin-pansin kung paano ang lahat sa paligid ay nagsisimulang matuyo, manipis, maging dilaw at mamatay.

Paano gumagana ang iyong artipisyal na sistema ng lupa at paano ito gumagana?

MS:Gumawa kami ng tinatawag na istraktura ng lupa - technozem. Ang mas mababang layer ay binubuo ng pagmimina ng basura na naglalaman ng calcium at magnesium carbonates at silicates, at ang itaas na layer ay gawa sa vermiculite, isang hygroscopic layered mineral mula sa hydromica group, na kung saan ay lalong mahalaga sa yugto ng pagtubo ng binhi at sa simula ng paglago ng halaman.

BB:Ang mga basura mula sa industriya ng pagmimina ay naglalaman ng kaunting mabibigat na metal, kaya ang unan na ito ay mahusay na sumasangga sa pinagbabatayan na mga layer. Sa karagdagan, ito immobilizes metal, sa katunayan, pinipigilan ang mga ito mula sa pagtulo at lumipad palayo.

Bilang isang resulta, ang layer ng alkaline waste ay nagpapahintulot sa iyo na neutralisahin ang acidic na kapaligiran at nagtatakda ng pinakamababang agrochemical properties, habang ang itaas ay nagpapanatili ng tubig at pinapayagan ang mga buto na tumubo at makakuha ng isang foothold sa layer ng basura.

Ang pagpapanumbalik ng natural na lupa ng Arctic sa ilalim ng mga kondisyong ito ay tatagal ng ilang daang taon, at pagkatapos lamang ng pagwawakas ng mga aktibidad ng halaman, na hindi isasara. Maaaring mapabilis ng reclamation gamit ang mga technozem ang proseso at maprotektahan ang lupa mula sa pagguho.

Gaano kamahal ang pamamaraang ito?

MS: Ang reclamation ng isang ektarya (0.01 square kilometers) ay nangangailangan ng humigit-kumulang 3.5 milyong rubles. Ito ay maihahambing sa halaga ng na-import na matabang lupa, ngunit para dito kailangan mong hukayin ito at dalhin ito sa isang lugar, iyon ay, guluhin ang iba pang mga ekosistema, at gumagamit kami ng basura.

Sa susunod na taon, plano naming magsagawa ng isa pang pag-aaral upang makalkula ang halaga ng mga nawawalang ecosystem, iyon ay, tantiyahin namin ang naipon na pinsala at ihambing ito sa halaga ng reclamation. Sa katunayan, sa kasong ito, hindi kami masyadong nagsasalita tungkol sa halaga ng mga materyales at teknolohiya. Ito ay tungkol sa kalidad ng lupa, tubig, hangin at iba pang bahagi ng ecosystem.

Sa kaso ng reclamation, madalas itong nangyayari tulad nito: isinasaalang-alang mo ang gastos ng trabaho at mga materyales, tila marami, ngunit kung titingnan mo ang lahat ng kasamang mga pakinabang, ito ay lumalabas na mura.

Bilang karagdagan sa paglikha ng bagong lupa, nagtatanim ka rin ng mga halaman. Ano nga ba ang itinatanim mo at bakit?

MS: Nagtatanim kami ng pangunahing mga cereal. Nag-eksperimento rin kami sa mga munggo, ngunit sa kasamaang palad ay namatay sila. Ang mga cereal ay lumitaw nang mas mahusay, lalo na dahil una kaming pumili ng mga species na may pagkakataon na mabuhay. Dahil sa kanilang mabilis na paglaki, maayos silang naayos sa lupa, at ang mga dahon ay hindi nakakaipon ng labis na polusyon. Ang bonfire, wheatgrass at volosnets ay nagpakita ng kanilang sarili na pinakamaganda sa lahat - ang mga residente ng tag-araw ay nakipaglaban sa kanila, at natutuwa kami na sila ay lumalaki. Malamang, kung magtatanim ka ng hogweed, magiging maganda rin ang pakiramdam, ngunit, marahil, hindi natin ito gagawin sa ngayon.

BB: Mahalaga na hindi lamang matataas na berdeng damo ang tumutubo sa mga reclamation site, kundi pati na rin ang mga function ng lupa ay naibalik, organic carbon accumulates, at ang microbial community ay bubuo. Sa ngayon, ang ilan sa mga sustansya, halimbawa nitrogen, ay inilapat sa anyo ng mga pataba, ngunit sa paglipas ng panahon maaari nating asahan ang higit at higit na awtonomiya ng system.

Ang mga plot ay nakakaakit din ng mga hayop: ang mga hares ay dumarating upang kumain sa damo, at sa taong ito, ang mga daga ay nanirahan sa isang lugar na may napakaruming peat na lupa na wala pang isang kilometro mula sa halaman at naghukay ng mga butas para sa kanilang sarili sa mga eksperimentong technozem. Nakapagtataka na, sa katunayan, ang mga pang-eksperimentong site ay mga berdeng isla na napapalibutan ng mabatong tanawin, ngunit tulad ng nakikita mo, ang buhay ay lumilitaw saanman ito mabigyan ng pagkakataon.

MS: Ang paglipat ng mga hayop ay medyo nakakasagabal sa siyentipikong pananaliksik, dahil, bilang isang resulta, hindi namin alam ang tamang mga numero para sa biomass ng mga halaman at hindi maaaring ganap na sigurado sa data sa akumulasyon at paglipat ng mga metal sa technozems. Ngunit sa mga gawaing ito, ang pangunahing layunin ay hindi lamang mga bagong artikulo o gawad, kundi isang napakalinaw, nakikitang benepisyo para sa mga buhay na nilalang. Pagkatapos ng lahat, ang pangunahing ideya ay hindi lamang upang punan ang mga materyales at magtanim ng damo. Inimbestigahan namin kung paano posibleng i-restart ang mga proseso ng ecosystem sa matinding kondisyon ng Kola Peninsula, kung saan napakalamig at mataas na antas ng polusyon.

Ang unang eksperimento sa paggamit ng basura sa pagmimina sa kaparangan ay inilatag noong 2010. Sa loob ng halos sampung taon ng trabaho, nag-eksperimento kami sa dalawang pinakakaraniwang uri ng lupa sa rehiyon, ang podzol at peat soil, kung saan nagtrabaho kami sa kabuuang sampung uri ng basura sa pagmimina, kapwa sa paunang estado at sa kanilang pinayaman at thermoactivated. mga bersyon.

Ang planta ay gumagana mula noong 1930s at patuloy na naglalabas ng nakakalason na alikabok mula noon. Kailangan mo bang gawing muli ang lahat ng mga pagtatanim sa loob ng ilang taon?

MS: Oo, nagsimula ang produksyon noong 1938 at hindi huminto hanggang ngayon. Ngunit nalampasan nito ang pinaka-hindi magiliw na yugto nito, ang rurok ay mula noong mga 1978 hanggang 2000. Ngayon sinusubukan nilang kontrolin ang mga emisyon, ang mga filter ay naka-install, ang produksyon ay muling itinayo, at ang halaman ay naglalabas ng humigit-kumulang 50 libong tonelada ng alikabok bawat taon, na tatlong beses na mas mababa kaysa noong 1990s.

Sa kasamaang palad, ang naipon na polusyon ay nagdudulot ng hindi gaanong pinsala. Bagama't ang bagong polusyon ay patuloy na pumapasok, sa ngayon ay hindi na kailangang baguhin ang mga site: ang "unan" ng basura ay namamahala upang i-immobilize ang mga papasok na metal.

Mahirap hulaan para sa mga susunod na dekada, ngunit sa ngayon ang estado ng mga halaman ay higit na nakasalalay sa mga kondisyon ng panahon kaysa sa anumang bagay. Halimbawa, ang huling tag-araw ng 2019 ay napakalamig, at sa kabila ng katotohanan na ang mga butil ay itinapon ang mga tainga, ang mga buto ay walang oras upang pahinugin sa pagtatapos ng Agosto.

Sa pangkalahatan, nakikita natin na ang organikong bagay ay nag-iipon, ang microbial na komunidad ay umuunlad, isang bagong organikong abot-tanaw ang lumitaw sa itaas ng mineral na layer ng basura. Kasabay nito, mayroon kaming mga control plot kung saan sa halip na basura ay kumuha kami ng ordinaryong buhangin - at sa gayon, ang parehong mga halaman at mikrobyo ay mas masama ang pakiramdam dito kaysa sa basura, iyon ay, ang tamang pagpili ng materyal ay talagang mapagpasyahan para sa kapalaran ng pagtatanim.

Bakit kailangang gawin ang reclamation? Hindi mo ba kayang iwanan na lang ang nababagabag na lugar at hintayin na gumaling ang ecosystem mismo?

BB: Ang pinakamahalagang bagay sa reclamation ay hindi kahit na ang katotohanan na ang mga ecosystem ay nire-restore sa mga lugar na lubhang nababagabag. Ginagawa rin nitong posible na mapabuti ang sitwasyong ekolohikal sa rehiyon sa kabuuan. Ang mga mabibigat na metal ay hindi kumikilos at hindi na makakapasok sa lupa at tubig sa ibabaw, at mula sa mga ito sa mga ilog at sa Lake Imandra, isang reservoir ng pinakamataas na kategorya ng pangisdaan.

Mayroon bang mga halimbawa ng malakihang mga proyekto ng reclamation sa Russia o sa mundo?

BB: At sa rehiyon ng Murmansk, at sa Russia sa kabuuan, hindi ko pa alam ang mga halimbawa kung kailan gagamitin ang naturang teknolohiya sa isang malaking teritoryo. Sa ibang bahagi ng mundo, mayroong mga tulad na halimbawa, ngunit karaniwang ang naturang gawain ay isinasagawa pagkatapos ng pagsasara ng negosyo, iyon ay, pagkatapos lamang ng paglipat ng teritoryo nang ganap sa zone ng responsibilidad ng estado. Halimbawa, sa Canada, ang isang malakihang gawain sa reclamation ay isinagawa kasama ang paglahok ng mga mag-aaral at mga walang trabaho sa lugar sa paligid ng planta ng tanso-nikel.

Ako ay nasa isang pasilidad sa Mexico kung saan na-reclaim ang isang refinery site. Sa mga lawa, ang polusyon ay tumagos sa sampu-sampung metro ang lalim, kung saan hindi lamang mga produktong langis, kundi pati na rin ang isang malaking halaga ng mabibigat na metal, dahil ginamit ang puti ng lead sa produksyon sa loob ng mahabang panahon. Ngayon ay isang malaking parke ang naitayo sa lugar ng halaman.

Kumuha ka ng parehong vermiculite at lupa para sa unan mula sa mga kalapit na pabrika. Paano ang tungkol sa mga nakikibahagi sa reclamation, halimbawa, sa mga Urals at walang access sa mga materyales na ito?

MS: Sa halip na vermiculite, maaari kang gumamit ng gel, sintetikong polimer at anumang iba pang mga materyales na kumukonsumo ng kahalumigmigan - lahat ng bagay na magpoprotekta sa mga halaman mula sa pagkatuyo sa mga unang yugto ng pag-unlad. Tungkol sa basura, sa maraming lugar kung saan may mga pasilidad sa pagproseso ng mineral mayroon ding mga pasilidad para sa kanilang pagkuha, na nangangahulugang, malamang, makakahanap ka ng angkop na basura. Siyempre, hindi palaging gumagana ang panuntunang ito, at hindi lahat ng basura ay maaaring maging epektibo, ngunit ito ang kailangan ng mga espesyalista upang maunawaan ang mga isyung ito.

Anong iba pang uri ng mga kontaminadong lugar ang maaaring ma-reclaim gamit ang iyong pamamaraan? Halimbawa, maaari ba itong ilapat sa mga spill ng langis?

BB: Ang mismong diskarte sa paglikha ng mga istruktura ng lupa ay kadalasang ginagamit para sa pagbawi ng iba't ibang mga nababagabag na lupain. Ang mga alkalina na materyales ay kadalasang ginagamit upang maglaman at maalis ang mabibigat na metal na kontaminasyon. Ang scheme ng teknolohiya ay tinutukoy hindi lamang sa uri ng polusyon, kundi pati na rin, halimbawa, sa pamamagitan ng mga salik tulad ng uri ng lupa, klima at marami pang iba. Ang bawat nababagabag na teritoryo ay isang kumplikadong sistema, samakatuwid, tulad ng sa atin, walang at hindi maaaring maging isang unibersal na solusyon sa problema.

MS: Ang mga construction na pinagtatrabahuhan namin ay isang natatanging pangmatagalang eksperimento. Sa loob ng halos isang dekada, napagmamasdan namin ang pag-unlad ng mga ecosystem at mga lupa sa tunay na matinding mga kondisyon, na pinagsasama ang patuloy na polusyon at ang malupit na klima ng polar. Iilan lamang ang gayong mga gawa sa buong mundo, at marahil iyon ang dahilan kung bakit ito ay lubhang kawili-wili para sa atin.