Com torna a la vida el sòl tòxic de l'Àrtic

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

El processament de minerals de coure i níquel a la península de Kola està causant greus danys als fràgils ecosistemes àrtics. Al voltant de les fàbriques, que fa 80 anys que produeixen níquel, cobalt i altres metalls no fèrrics, s'ha format una zona de contaminació tecnogènica, que recorda un paisatge lunar.

Es pot tornar la vida aquí? L'experiment dels científics del sòl russos demostra que això és possible. Els participants de la investigació Vyacheslav Vasenev de la Universitat RUDN i Marina Slukovskaya del Centre Científic Kola de l'Acadèmia Russa de Ciències van parlar del seu treball N + 1.

N + 1: Quina és l'essència dels danys causats a la tundra forestal per la producció de metalls valuosos?

Viatxeslav Vasenev:El sòl dels erms al voltant de la planta està molt degradat, tòxic i pràcticament inadequat per a les plantes: conté molt coure, níquel i altres metalls pesants.

Aquests metalls van entrar al sòl per l'aire. La planta emet diversos compostos a l'aire i partícules de pols de mida micres, gotes d'aerosol que es van assentar al voltant de la planta durant dècades. Els compostos metàl·lics van precipitar gradualment als boscos al voltant de la planta, la qual cosa finalment va provocar la mort d'arbres i altra vegetació, i es van acumular tants metalls al sòl que es poden tornar a extreure si es desitja. El principal problema és que una gran proporció de metalls es troben al sòl en forma de compostos solubles que són fàcilment absorbits pels organismes vius.

A quina distància es troba l'erm al voltant del molí?

Marina Slukovskaya:La zona d'influència de la planta arriba a uns 200 quilòmetres quadrats, i el mateix erm és aproximadament un terç de la superfície total.

BB:En apropar-se a la planta, la supressió dels ecosistemes es pot controlar per l'estat de la vegetació. El mateix erm comença pocs quilòmetres abans de la fàbrica, però el paisatge depressiu es troba abans. A la taigà del nord, la vegetació no és gaire densa, i a pocs quilòmetres de la planta es nota com tot el que hi ha al voltant comença a marcir-se, s'aprima, es torna groc i mor.

Com funciona el vostre sistema de sòl artificial i com funciona?

SENYORA:Vam fer l'anomenada estructura del sòl: tecnozem. La capa inferior consisteix en residus miners que contenen carbonats i silicats de calci i magnesi, i la capa superior està feta de vermiculita, un mineral en capes higroscòpics del grup hydromica, que és especialment important en l'etapa de germinació de llavors i l'inici del creixement de les plantes.

BB:Els residus de la indústria minera contenen pocs metalls pesants, de manera que aquest coixí protegeix bé les capes subjacents. A més, immobilitza els metalls, de fet, evita que s'escapi i s'allunyin volant.

Com a resultat, la capa de residus alcalins permet neutralitzar l'ambient àcid i fixa les propietats agroquímiques mínimes, mentre que la superior reté l'aigua i permet que les llavors germinin i s'assentin a la capa de residus.

La restauració del sòl natural àrtic en aquestes condicions trigaria un parell de centenars d'anys, i només després de la finalització de les activitats de la planta, que no es tancarà. La recuperació mitjançant tecnozems pot accelerar el procés i protegir el sòl de l'erosió.

Què tan car és aquest mètode?

SENYORA: La recuperació d'una hectàrea (0,01 quilòmetre quadrat) requereix uns 3,5 milions de rubles. Això és comparable al cost del sòl fèrtil importat, però per això cal desenterrar-lo i treure-lo a algun lloc, és a dir, pertorbar altres ecosistemes, i fem servir residus.

L'any vinent, tenim previst fer un altre estudi per calcular el valor dels ecosistemes perduts, és a dir, estimarem els danys acumulats i els compararem amb el cost de la recuperació. De fet, en aquest cas, no estem parlant tant del cost dels materials i de la tecnologia. Es tracta de la qualitat del sòl, l'aigua, l'aire i altres components de l'ecosistema.

En el cas de la recuperació, sovint passa així: tens en compte el cost de l'obra i dels materials, sembla que n'hi ha molt, però si ens fixem en tots els avantatges que l'acompanyen, resulta que és econòmic.

A més de crear terra nova, també esteu plantant plantes. Què estàs plantant exactament i per què?

SENYORA: Plantem principalment cereals. També vam experimentar amb llegums, però malauradament van morir. Els cereals van sortir molt millor, sobretot perquè al principi vam seleccionar espècies que tenen possibilitats de supervivència. A causa del seu ràpid creixement, estan ben fixats al sòl i les fulles no acumulen massa contaminació. La foguera, l'herba de blat i els volosnets es van mostrar el millor de tot: els estiuejants haurien lluitat amb ells, i estem contents que estiguin creixent. Probablement, si planteu un hogweed, també us sentirà bé, però potser no ho farem de moment.

BB: És important que no només creixi herba verda alta als llocs de recuperació, sinó que també es recuperin les funcions del sòl, s'acumuli carboni orgànic i es desenvolupi la comunitat microbiana. Fins ara, alguns dels nutrients, per exemple el nitrogen, s'apliquen en forma de fertilitzants, però amb el temps podem esperar cada cop més autonomia del sistema.

Les parcel·les també atrauen els animals: les llebres vénen a alimentar-se de l'herba i, enguany, els ratolins s'han instal·lat en una zona amb terra de torba molt bruta a menys d'un quilòmetre de la planta i s'han cavat forats en tecnozems experimentals. És increïble que, de fet, els llocs experimentals siguin illes verdes envoltades de paisatges rocosos, però com podeu veure, la vida apareix allà on se li dóna l'oportunitat.

SENYORA: La migració d'animals interfereix una mica amb la investigació científica, perquè, com a conseqüència, no coneixem les xifres correctes de la biomassa de les plantes i no podem estar completament segurs de les dades sobre l'acumulació i migració de metalls en tecnozems. Però en aquests treballs, l'objectiu principal no és només nous articles o beques, sinó també un benefici molt clar i visible per als éssers vius. Després de tot, la idea principal no és només omplir materials i plantar herba. Hem investigat com és possible reiniciar els processos ecosistèmics en les condicions extremes de la península de Kola, on fa molt fred i un alt grau de contaminació.

El 2010 es va fer el primer experiment sobre l'ús de residus miners als erms. Durant gairebé deu anys de treball hem experimentat amb els dos tipus de sòls més comuns a la comarca, el podzol i el sòl de torba, on hem treballat amb un total de deu tipus de residus miners, tant en estat inicial com amb els seus enriquits i termoactivats. versions.

La planta funciona des de la dècada de 1930 i des de llavors continua emetent pols tòxica. Haureu de tornar a fer totes les plantacions d'aquí a uns anys?

SENYORA: Sí, la producció va començar l'any 1938 i no s'ha aturat fins avui. Però va passar la seva fase més hostil, el pic va ser entre 1978 i 2000 aproximadament. Ara intenten controlar les emissions, s'instal·len filtres, s'està reconstruint la producció i la planta emet unes 50 mil tones de pols a l'any, tres vegades menys que als anys noranta.

Malauradament, la contaminació ja acumulada no causa menys danys. Tot i que contínuament arriba una nova contaminació, fins ara no cal remodelar els llocs: el “coixí” de residus aconsegueix immobilitzar els metalls entrants.

És difícil de predir per a les properes dècades, però fins ara l'estat de la vegetació depèn més de les condicions meteorològiques que de qualsevol altra cosa. Per exemple, l'últim estiu del 2019 va ser molt fred i, malgrat que els cereals van llençar les espigues, les llavors no van tenir temps de madurar a finals d'agost.

En general, veiem que s'acumula matèria orgànica, s'està desenvolupant la comunitat microbiana, ha aparegut un nou horitzó orgànic per sobre de la capa mineral de residus. Al mateix temps, tenim parcel·les de control on en comptes de residus vam agafar sorra normal, i per tant, tant les plantes com els microbis se senten molt pitjor sobre ella que amb els residus, és a dir, l'elecció correcta del material és realment decisiva per al destí de la plantació..

Per què és necessari fer la recuperació? No pots abandonar la zona alterada i esperar que l'ecosistema es curi?

BB: El més important en la recuperació ni tan sols és el fet que s'estan restaurant els ecosistemes en zones molt alterades. Això també permet millorar la situació ecològica del conjunt de la regió. Els metalls pesants estan immobilitzats i ja no poden entrar a les aigües subterrànies i superficials, i d'elles als rius i al llac Imandra, un embassament de la categoria pesquera més alta.

Hi ha exemples de projectes de recuperació a gran escala a Rússia o al món?

BB: I a la regió de Múrmansk, i a Rússia en conjunt, encara no conec exemples en què s'utilitzaria aquesta tecnologia en un gran territori. A la resta del món, hi ha aquests exemples, però bàsicament aquest treball es va dur a terme després del tancament de l'empresa, és a dir, just després de la transferència del territori completament a la zona de responsabilitat estatal. Per exemple, al Canadà, es va dur a terme un treball de recuperació a gran escala amb la implicació d'estudiants i aturats de l'entorn de la planta de coure-níquel.

Vaig estar en una instal·lació a Mèxic on es va recuperar un lloc de refineria. A les basses, la contaminació va penetrar a desenes de metres de profunditat, on no només es van acumular productes petroliers, sinó també una gran quantitat de metalls pesants, ja que durant molt de temps es va utilitzar el blanc de plom en la producció. Ara s'ha instal·lat un gran parc al lloc de la planta.

Agafeu vermiculita i terra per al coixí de les fàbriques properes. Què passa amb els que es dediquen a la recuperació, per exemple, als Urals i no tenen accés a aquests materials?

SENYORA: En lloc de vermiculita, podeu utilitzar gel, polímers sintètics i qualsevol altre material que consumeixi humitat, tot allò que protegirà les plantes de l'assecat en les primeres etapes del desenvolupament. Pel que fa als residus, en molts llocs on hi ha instal·lacions de processament de mineral també hi ha instal·lacions per a la seva extracció, la qual cosa fa que, molt probablement, es puguin trobar residus adequats. Per descomptat, aquesta regla no sempre funciona, i no tots els residus poden ser efectius, però això és el que calen especialistes per entendre aquests problemes.

Quins altres tipus d'àrees contaminades es poden recuperar amb el vostre mètode? Per exemple, es pot aplicar a vessaments de petroli?

BB: L'enfocament mateix de crear estructures del sòl s'utilitza sovint per a la recuperació de diverses terres alterades. Els materials alcalins s'utilitzen amb més freqüència per contenir i eliminar la contaminació per metalls pesants. L'esquema tecnològic està determinat no només pel tipus de contaminació, sinó també, per exemple, per factors com el tipus de sòl, el clima i molt més. Cada territori pertorbat és un sistema complex, per tant, en com el nostre, no hi ha ni pot haver-hi una solució universal al problema.

SENYORA: Les construccions amb les que treballem són un experiment únic a llarg termini. Durant gairebé una dècada hem estat observant el desenvolupament d'ecosistemes i sòls en condicions realment extremes, combinant la contaminació constant i el dur clima polar. Només n'hi ha unes poques a tot el món, i potser per això és tan interessant per a nosaltres.