Kuidas äratatakse Arktika mürgine pinnas ellu

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Vase-nikli maakide töötlemine Koola poolsaarel põhjustab tugevat kahju Arktika habrastele ökosüsteemidele. 80 aastat niklit, koobaltit ja muid värvilisi metalle tootnud tehaste ümber on tekkinud tehnogeense saaste tsoon, mis meenutab kuumaastikku.

Kas elu saab siia tagasi tuua? Venemaa mullateadlaste eksperiment näitab, et see on võimalik. Uuringus osalejad Vjatšeslav Vasenev RUDN ülikoolist ja Marina Slukovskaja Venemaa Teaduste Akadeemia Koola teaduskeskusest rääkisid oma tööst N + 1.

N + 1: Milles seisneb väärtuslike metallide tootmisega metsatundrale tekitatud kahju olemus?

Vjatšeslav Vasenev:Taime ümbritseva tühermaa pinnas on väga lagunenud, mürgine ja taimedele praktiliselt sobimatu: sisaldab palju vaske, niklit ja muid raskemetalle.

Need metallid sisenesid pinnasesse õhu kaudu. Taim paiskab õhku erinevaid ühendeid ning mikronisuurused tolmuosakesed, aerosoolipiisad settisid taime ümber aastakümneid. Taime ümbritsevates metsades sadenesid järk-järgult metalliühendid, mis lõpuks tõid kaasa puude ja muu taimestiku hukkumise ning pinnasesse kogunes nii palju metalle, et neid saab soovi korral uuesti kaevandada. Peamine probleem seisneb selles, et suur osa metalle leidub pinnases lahustuvate ühenditena, mida elusorganismid kergesti omastatavad.

Kui kaugel on tühermaa veski ümber?

Marina Slukovskaja:Tehase mõjuvöönd ulatub umbes 200 ruutkilomeetrini ja tühermaa ise moodustab umbes kolmandiku kogupindalast.

BB:Taimele lähenedes saab ökosüsteemide allasurumist jälgida taimestiku seisundi järgi. Tühermaa ise algab vaid paar kilomeetrit enne tehast, kuid depressiivne maastik leitakse varem. Põhja-taigas pole taimestik niikuinii väga tihe ning mõne kilomeetri kaugusel taimest hakkab silma, kuidas kõik ümberringi hakkab närbuma, hõrenema, kollaseks muutuma ja surema.

Kuidas teie tehismullasüsteem töötab ja kuidas see toimib?

PRL:Tegime nn mullastruktuuri – tehnozemi. Alumine kiht koosneb kaltsium- ja magneesiumkarbonaate ning silikaate sisaldavatest kaevandusjäätmetest ning ülemine kiht hüdromika rühma hügroskoopsest kihilisest mineraalist vermikuliit, mis on eriti oluline seemnete idanemise staadiumis ja taimede kasvu alguses.

BB:Kaevandustööstuse jäätmed sisaldavad vähe raskmetalle, nii et see padi kaitseb selle all olevaid kihte hästi. Lisaks immobiliseerib see metallid, tegelikult ei lase neil lekkida ja minema lennata.

Selle tulemusel võimaldab leeliseliste jäätmete kiht neutraliseerida happelist keskkonda ja seab minimaalsed agrokeemilised omadused, ülemine aga hoiab vett ning võimaldab seemnetel idaneda ning jäätmekihis kanda kinnitada.

Loodusliku arktilise pinnase taastamine nendes tingimustes võtaks aega paarsada aastat ja seda alles pärast tehase tegevuse lõpetamist, mida ei kavatseta sulgeda. Tehnozemide abil taastamine võib protsessi kiirendada ja kaitsta mulda erosiooni eest.

Kui kallis see meetod on?

PRL: Ühe hektari (0,01 ruutkilomeetri) taastamiseks kulub umbes 3,5 miljonit rubla. See on võrreldav imporditud viljaka pinnase maksumusega, kuid selleks peate selle välja kaevama ja kuskilt välja viima, st rikkuma teisi ökosüsteeme ja me kasutame jäätmeid.

Järgmiseks aastaks plaanime teha veel ühe uuringu, et välja arvutada kadunud ökosüsteemide väärtus ehk hinnata akumuleeritud kahju ja võrrelda seda rekultiveerimise maksumusega. Tõepoolest, antud juhul me ei räägi nii palju materjalide ja tehnoloogia maksumusest. See puudutab pinnase, vee, õhu ja muude ökosüsteemi komponentide kvaliteeti.

Rekultiveerimise puhul juhtub sageli nii: arvestad töö ja materjalide maksumusega, tundub, et seda on palju, aga kui vaadata kõiki kaasnevaid eeliseid, siis selgub, et see on odav.

Lisaks uue mulla loomisele istutate ka taimi. Mida sa täpselt istutad ja miks?

PRL: Peamiselt külvame teravilja. Katsetasime ka kaunviljadega, aga kahjuks need surid. Teravili tuli palju paremini välja, seda enam, et algselt valisime välja liigid, millel on ellujäämisvõimalus. Tänu kiirele kasvule on nad mullas hästi kinnitunud ning lehtedele ei kogune liigselt reostust. Lõke, nisuhein ja volosneed näitasid end kõige paremini - suveelanikud oleksid nendega võidelnud ja meil on hea meel, et nad kasvavad. Tõenäoliselt on see, et kui istutate karuputke, tunneb see end hästi, kuid võib-olla me seda praegu ei tee.

BB: Oluline on, et melioratsioonialadel ei kasvaks mitte ainult kõrge roheline muru, vaid taastuksid ka mulla funktsioonid, koguneks orgaaniline süsinik, areneks välja mikroobikooslus. Seni on osa toitaineid, näiteks lämmastik, antud väetisena, kuid aja jooksul on oodata süsteemi üha suuremat autonoomiat.

Krundid meelitavad ligi ka loomi: murule tulevad toituma jänesed ning tänavu on taimest vähem kui kilomeetri kaugusel väga määrdunud turbapinnasega alale end sisse seadnud hiired ja kaevanud endale eksperimentaalsetesse tehnoseemidesse auke. On hämmastav, et tegelikult on katsepaigad rohelised saared, mida ümbritseb kivine maastik, kuid nagu näete, ilmub elu kõikjal, kus talle võimalus antakse.

PRL: Loomade ränne segab mõnevõrra teadusuuringuid, sest sellest tulenevalt ei tea me taimede biomassi kohta õigeid arve ega saa olla täiesti kindlad metallide kuhjumise ja rände andmetes tehnoseemides. Kuid neis töödes ei ole peaeesmärk ainult uued artiklid või toetused, vaid ka väga selge, nähtav kasu elusolenditele. Lõppude lõpuks pole peamine idee ainult materjalide täitmine ja muru istutamine. Uurisime, kuidas on võimalik Koola poolsaare ekstreemsetes tingimustes taaskäivitada ökosüsteemi protsesse, kus on väga külm ja kõrge saastatus.

Esimene eksperiment kaevandusjäätmete tühermaal kasutamise kohta pandi 2010. aastal. Peaaegu kümme aastat kestnud tööd oleme katsetanud piirkonna kahte enamlevinud pinnasetüüpi, podzol- ja turbamulda, kus töötasime kokku kümne liigi kaevandamisjäätmetega nii algseisundis kui ka nende rikastatud ja termoaktiveeritud. versioonid.

Tehas on töötanud alates 1930. aastatest ja eraldab sellest ajast edasi mürgist tolmu. Kas mõne aasta pärast peate kõik istutused uuesti tegema?

PRL: Jah, tootmine algas juba 1938. aastal ega ole peatunud tänaseni. Kuid see läbis oma kõige ebasõbralikuma etapi, haripunkt oli umbes 1978–2000. Nüüd püütakse heitmeid kontrolli all hoida, paigaldatakse filtreid, rekonstrueeritakse tootmist ning tehasest eraldub aastas umbes 50 tuhat tonni tolmu, mis on kolm korda vähem kui 1990. aastatel.

Kahjuks ei põhjusta juba kogunenud saaste vähem kahju. Kuigi uut reostust tuleb pidevalt juurde, pole seni vaja kohti ümber kujundada: jäätmete “padi” suudab sissetulevad metallid immobiliseerida.

Aastakümneteks ette on raske ennustada, kuid seni sõltub taimestiku seisund rohkem ilmastikutingimustest kui millestki muust. Näiteks 2019. aasta viimane suvi oli väga külm ja vaatamata sellele, et teraviljad viskasid kõrvad välja, ei jõudnud seemned augusti lõpuks veel valmida.

Üldiselt näeme, et orgaaniline aine koguneb, mikroobide kooslus areneb, mineraalse jäätmekihi kohale on tekkinud uus orgaaniline horisont. Samas on meil kontrolllapid, kuhu jäätmete asemel võtsime tavalist liiva - ja nii tunnevad nii taimed kui ka mikroobid end seal palju halvemini kui jäätmetel ehk õige materjalivalik on istutuse saatuses tõesti määrav..

Miks on üldse vaja melioratsiooni teha? Kas te ei saa lihtsalt häiritud ala hüljata ja oodata, kuni ökosüsteem ise paraneb?

BB: Melioratsiooni juures pole kõige olulisem isegi tõsiasi, et tugevalt rikutud aladel taastatakse ökosüsteeme. See võimaldab parandada ka piirkonna ökoloogilist olukorda tervikuna. Raskmetallid on immobiliseeritud ega pääse enam põhja- ja pinnavette ning neist jõgedesse ega kõrgeima kalanduskategooria veehoidlasse Imandra järve.

Kas Venemaal või maailmas on näiteid suuremahulistest melioratsiooniprojektidest?

BB: Ja Murmanski piirkonnas ja Venemaal tervikuna ei tea ma veel näiteid, kui sellist tehnoloogiat kasutataks suurel territooriumil. Mujal maailmas on selliseid näiteid, kuid põhimõtteliselt tehti selline töö pärast ettevõtte sulgemist, st vahetult pärast territooriumi täielikku üleandmist riigi vastutusalasse. Näiteks Kanadas tehti vase-nikli tehase ümbruses üliõpilaste ja töötute kaasamisega ulatuslik melioratsioonitöö.

Olin Mehhikos rajatises, kus rafineerimistehas taastati. Tiikides tungis reostus kümnete meetrite sügavusele, kuhu ei kogunenud mitte ainult naftasaadusi, vaid ka tohutul hulgal raskmetalle, kuna pliivalget kasutati tootmises pikka aega. Nüüd on tehase kohale rajatud suur park.

Padja jaoks võtate nii vermikuliiti kui mulda lähedal asuvatest tehastest. Kuidas on lood nendega, kes tegelevad melioratsiooniga näiteks Uuralites ja kellel pole neile materjalidele ligipääsu?

PRL: Vermikuliidi asemel võite kasutada geeli, sünteetilisi polümeere ja muid niiskust tarbivaid materjale – kõike, mis kaitseb taimi varajases arengujärgus kuivamise eest. Mis puudutab jäätmeid, siis paljudes kohtades, kus on maagitöötlemisrajatised, on rajatised ka nende kaevandamiseks, mis tähendab suure tõenäosusega sobivaid jäätmeid. Muidugi ei tööta see reegel alati ja kõik jäätmed ei saa olla tõhusad, kuid nende probleemide mõistmiseks on vaja spetsialiste.

Milliseid muid saastunud alasid saab teie meetodil taaskasutada? Kas seda saab kasutada näiteks õlireostuse korral?

BB: Mullastruktuuride loomise lähenemisviisi kasutatakse sageli mitmesuguste rikutud maade taastamiseks. Raskmetallide saastumise piiramiseks ja kõrvaldamiseks kasutatakse kõige sagedamini leeliselisi materjale. Tehnoloogia skeemi ei määra mitte ainult reostuse tüüp, vaid ka näiteks sellised tegurid nagu pinnase tüüp, kliima ja palju muud. Iga häiritud territoorium on keeruline süsteem, seetõttu ei ole meie omas probleemile universaalset lahendust ega saagi olla.

PRL: Konstruktsioonid, millega töötame, on ainulaadne pikaajaline eksperiment. Peaaegu kümme aastat oleme jälginud ökosüsteemide ja muldade arengut tõeliselt ekstreemsetes tingimustes, ühendades pideva reostuse ja karmi polaarkliima. Selliseid teoseid on üle maailma vaid üksikud ja võib-olla just seetõttu on see meie jaoks nii huvitav.