Арктикадағы улы топырақ қалай тіріледі

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Кола түбегіндегі мыс-никель рудаларын өңдеу нәзік Арктикалық экожүйелерге үлкен зиян келтіруде. 80 жыл бойы никель, кобальт және басқа да түсті металдарды өндіретін зауыттардың айналасында ай пейзажын еске түсіретін техногендік ластану аймағы қалыптасты.

Мұнда өмірді қайтаруға бола ма? Ресейлік топырақтанушы ғалымдардың тәжірибесі мұның мүмкін екенін көрсетеді. Зерттеуге қатысушылар РУДН университетінен Вячеслав Васенев пен Ресей ғылым академиясының Кола ғылыми орталығының қызметкері Марина Слуковская N+1 жұмысы туралы айтты.

N+1: Бағалы металдарды өндірудің орман-тундраға келтірген зиянының мәні неде?

Вячеслав Васенев: Зауыттың айналасындағы шөлді топырақ қатты бұзылған, улы және өсімдіктер үшін іс жүзінде жарамсыз: оның құрамында мыс, никель және басқа да ауыр металдар көп.

Бұл металдар топыраққа ауа арқылы енген. Зауыт ауаға әртүрлі қосылыстарды шығарады және микрон өлшемді шаң бөлшектері, аэрозоль тамшылары ондаған жылдар бойы зауыттың айналасында орналасады. Металл қосылыстары зауыттың айналасындағы ормандарда бірте-бірте тұнды, бұл ақырында ағаштар мен басқа өсімдіктердің өлуіне әкелді, ал топырақта сонша металдар жиналды, егер қажет болса, оларды қайтадан өндіруге болады. Негізгі мәселе, топырақта металдардың үлкен бөлігі тірі организмдерге оңай сіңетін еритін қосылыстар түрінде кездеседі.

Диірмен айналасындағы бос жер қанша жерде?

Марина Слуковская: Зауыттың әсер ету аймағы шамамен 200 шаршы шақырымға жетеді, ал шөлейттің өзі жалпы аумақтың үштен бір бөлігін құрайды.

BB: Өсімдікке жақындаған кезде экожүйелердің басылуын өсімдіктердің жай-күйі бойынша бақылауға болады. Шөлдің өзі зауыттан бірнеше шақырым бұрын басталады, бірақ депрессиялық ландшафт ертерек кездеседі. Солтүстік тайгада өсімдіктер бәрібір өте тығыз емес, ал өсімдіктен бірнеше шақырым жерде айналадағы барлық нәрсе қурап, жұқарып, сарғайып, өле бастағаны байқалады.

Сіздің жасанды топырақ жүйеңіз қалай жұмыс істейді және ол қалай жұмыс істейді?

ХАНЫМ: Біз топырақ құрылымы деп аталатын техноземаны жасадық. Төменгі қабат құрамында кальций мен магний карбонаттары мен силикаттары бар тау-кен өндірісінің қалдықтарынан, ал үстіңгі қабаты тұқымның өну кезеңінде және өсімдіктердің өсуінің басында ерекше маңызды болып табылатын гидрослюдалар тобынан гигроскопиялық қабатты минерал вермикулиттен тұрады.

BB: Тау-кен өнеркәсібінің қалдықтарында ауыр металдар аз, сондықтан бұл жастық астындағы қабаттарды жақсы қорғайды. Сонымен қатар, ол металдарды иммобилизациялайды, шын мәнінде, олардың ағып кетуіне және ұшып кетуіне жол бермейді.

Нәтижесінде сілтілі қалдықтардың қабаты қышқыл ортаны бейтараптандыруға мүмкіндік береді және ең төменгі агрохимиялық қасиеттерді белгілейді, ал жоғарғы бөлігі суды сақтайды және тұқымның өніп кетуіне және қалдық қабатта орнығуына мүмкіндік береді.

Бұл жағдайда табиғи арктикалық топырақты қалпына келтіру бірнеше жүз жылға созылады және зауыттың жұмысын тоқтатқаннан кейін ғана жабылмайды. Техноземаларды қолданатын мелиорация процесті тездетеді және топырақты эрозиядан сақтайды.

Бұл әдіс қаншалықты қымбат?

ХАНЫМ: Бір гектарды (0,01 шаршы шақырым) қалпына келтіруге шамамен 3,5 миллион рубль қажет. Бұл сырттан әкелінген құнарлы топырақтың құнымен салыстыруға болады, бірақ ол үшін оны қазып алып, бір жерде шығару керек, яғни басқа экожүйелерді бұзады, ал біз қалдықтарды пайдаланамыз.

Келер жылға дейін жоғалған экожүйелердің құнын есептеп, яғни жинақталған шығынды есептеп, оны қалпына келтіруге кеткен шығынмен салыстыру мақсатында тағы бір зерттеу жүргізуді жоспарлап отырмыз. Шынында да, бұл жағдайда біз материалдар мен технологияның құны туралы көп айтпаймыз. Бұл топырақтың, судың, ауаның және экожүйенің басқа компоненттерінің сапасы туралы.

Рекультивация жағдайында бұл жиі орын алады: сіз жұмыс пен материалдардың құнын есептейсіз, көп нәрсе бар сияқты, бірақ егер сіз барлық ілеспе артықшылықтарды қарастырсаңыз, ол арзан болып шығады.

Жаңа топырақ жасаумен қатар, сіз өсімдіктерді де отырғызасыз. Сіз нақты не отырғызасыз және неге?

ХАНЫМ: Негізінен дәнді дақылдар екеміз. Біз бұршақ дақылдарымен де тәжірибе жасадық, бірақ өкінішке орай олар өліп қалды. Дәнді дақылдар әлдеқайда жақсы шықты, әсіресе біз тірі қалу мүмкіндігі бар түрлерді таңдағандықтан. Жылдам өсуіне байланысты олар топырақта жақсы бекітіледі, ал жапырақтары ластануды тым көп жинамайды. Алау, бидай шөптері мен волоснеттер өздерін бәрінен де жақсы көрсетті - жазғы тұрғындар олармен күресетін еді, біз олардың өсіп келе жатқанына қуаныштымыз. Бәлкім, егер сіз шошқа өсіретін болсаңыз, онда ол да жақсы сезінеді, бірақ біз, мүмкін, қазір мұны істемейтін шығармыз.

BB: Мелиоративтік жерлерде тек биік жасыл шөптер өсіп қана қоймай, топырақтың функциялары қалпына келтіріліп, органикалық көміртек жиналып, микробтық қауымдастықтың дамуы маңызды. Әзірге кейбір қоректік заттар, мысалы, азот, тыңайтқыштар түрінде қолданылады, бірақ уақыт өте келе жүйенің көбірек автономиясын күтуге болады.

Учаскелер жануарларды да тартады: қояндар шөппен қоректенуге келеді, ал биыл тышқандар өсімдіктен бір шақырымға жетпеген өте лас шымтезек топырағы бар аумаққа қоныстанды және тәжірибелік техноземаларда өздеріне тесіктер қазды. Бір ғажабы, шын мәнінде, тәжірибе алаңдары жартасты ландшафтпен қоршалған жасыл аралдар болып табылады, бірақ өздеріңіз көріп отырғандай, өмір мүмкіндік берілген жерде пайда болады.

ХАНЫМ: Жануарлардың миграциясы ғылыми зерттеулерге біршама кедергі келтіреді, өйткені, нәтижесінде біз өсімдіктердің биомассасының дұрыс сандарын білмейміз және техноземалардағы металдардың жинақталуы мен миграциясы туралы мәліметтерге толық сенімді бола алмаймыз. Бірақ бұл еңбектерде басты мақсат жаңа мақалалар немесе гранттар ғана емес, сонымен бірге тірі жанға өте айқын, көрінетін пайда. Өйткені, негізгі идея тек материалдарды толтырып, шөп отырғызу емес. Біз Кола түбегінің өте суық және ластану дәрежесі жоғары болатын экстремалды жағдайында экожүйелік процестерді қалай қайта бастауға болатынын зерттедік.

Тау-кен өндірісінің қалдықтарын шөлді жерлерде пайдалану бойынша алғашқы тәжірибе 2010 жылы жүргізілген. Он жылға жуық жұмыс уақытында біз аймақтағы ең көп таралған екі топырақ түрін, подзол және шымтезек топырағында тәжірибе жасадық, онда біз тау-кен қалдықтарының жалпы он түрімен, бастапқы күйінде де, байытылған және термоактивтелген күйінде де жұмыс жасадық. нұсқалары.

Зауыт 1930 жылдардан бері жұмыс істеп келеді және содан бері улы шаң шығаруды жалғастыруда. Бірнеше жылдан кейін барлық екпелерді қайта жасау керек пе?

ХАНЫМ: Иә, өндіріс сонау 1938 жылы басталып, күні бүгінге дейін тоқтаған жоқ. Бірақ ол өзінің ең жағымсыз кезеңінен өтті, шыңы шамамен 1978 жылдан 2000 жылға дейін болды. Қазір олар шығарындыларды бақылауға тырысуда, сүзгілер орнатылды, өндіріс қайта құрылуда, зауыт жылына шамамен 50 мың тонна шаң шығарады, бұл 1990 жылдармен салыстырғанда үш есе аз.

Өкінішке орай, қазірдің өзінде жинақталған ластану аз зиян келтірмейді. Жаңа ластанулар үнемі түсіп жатқанымен, әзірге учаскелерді қайта құрудың қажеті жоқ: қалдықтардың «жастықтары» түсетін металдарды қозғалтпайды.

Алдағы ондаған жылдарға болжау қиын, бірақ әзірге өсімдіктердің жағдайы басқалардан гөрі ауа-райына байланысты. Мысалы, 2019 жылдың соңғы жазы өте суық болды, дәнді дақылдар масақтарды тастағанымен, тұқымдар тамыз айының соңына дейін пісіп үлгермеді.

Жалпы, органикалық заттардың жиналып жатқанын, микробтар қауымдастығының дамып келе жатқанын, қалдықтардың минералды қабатының үстінде жаңа органикалық көкжиек пайда болғанын көреміз. Сонымен бірге, бізде қалдықтардың орнына кәдімгі құм алған бақылау учаскелері бар, сондықтан өсімдіктер де, микробтар да оны қалдықтарға қарағанда әлдеқайда нашар сезінеді, яғни отырғызу тағдыры үшін материалды дұрыс таңдау шынымен шешуші болып табылады..

Неліктен мелиорацияны мүлдем жүргізу керек? Сіз жай ғана бұзылған аймақты тастап, экожүйенің өзін-өзі сауықтыруын күте алмайсыз ба?

BB: Рекультивациядағы ең маңыздысы, тіпті қатты бұзылған аумақтарда экожүйелердің қалпына келтіріліп жатқаны да емес. Бұл жалпы аймақтағы экологиялық жағдайды жақсартуға мүмкіндік береді. Ауыр металдар қозғалмайды және енді жер асты және жер үсті суларына, ал олардан өзендерге және балық шаруашылығының жоғары санатындағы су қоймасы Имандра көліне түсе алмайды.

Ресейде немесе әлемде ауқымды мелиоративтік жобалардың мысалдары бар ма?

BB: Ал Мурманск облысында және тұтастай алғанда Ресейде мұндай технологияның үлкен аумақта қолданылатын мысалдарын әлі білмеймін. Қалған елдерде мұндай мысалдар бар, бірақ негізінен мұндай жұмыстар кәсіпорын жабылғаннан кейін, яғни аумақ толығымен мемлекеттік жауапкершілік аймағына өткеннен кейін ғана жүргізілді. Мысалы, Канадада мыс-никель зауытының маңайында студенттер мен жұмыссыздарды тарта отырып, ауқымды мелиоративтік жұмыстар жүргізілді.

Мен Мексикадағы мұнай өңдеу зауытының учаскесі қалпына келтірілген нысанда болдым. Тоғандарда ластану ондаған метр тереңдікке еніп, онда мұнай өнімдері ғана емес, сонымен бірге ауыр металдардың көп мөлшері жинақталған, өйткені қорғасынның ақтығы өндірісте ұзақ уақыт бойы қолданылған. Қазір зауыт орнында үлкен саябақ бой көтерді.

Вермикулитті де, жастыққа топырақты да жақын маңдағы зауыттардан аласың. Мелиорациямен айналысатындар, мәселен, Оралда, бұл материалдарға қолы жетпегендер ше?

ХАНЫМ: Вермикулиттің орнына сіз гельді, синтетикалық полимерлерді және кез келген басқа ылғал тұтынатын материалдарды пайдалана аласыз - өсімдіктерді дамудың ерте кезеңдерінде кебуден қорғайтын барлық нәрсе. Қалдықтарға келетін болсақ, кен байыту орындары бар көптеген жерлерде оларды өндіруге арналған қондырғылар да бар, демек, қолайлы қалдықтарды табуға болады. Әрине, бұл ереже әрқашан жұмыс істемейді және барлық қалдықтар тиімді бола алмайды, бірақ бұл мәселелерді түсіну үшін мамандар қажет.

Сіздің әдісіңіз арқылы ластанған аумақтардың тағы қандай түрлерін қалпына келтіруге болады? Мысалы, мұнай төгілген жерлерге қолдануға бола ма?

BB: Топырақ құрылымдарын құру тәсілінің өзі көбінесе әртүрлі бұзылған жерлерді рекультивациялау үшін қолданылады. Сілтілі материалдар көбінесе ауыр металдардың ластануын ұстау және жою үшін қолданылады. Технология схемасы ластану түрімен ғана емес, сонымен қатар, мысалы, топырақ түрі, климат және т.б. сияқты факторлармен анықталады. Әрбір бұзылған аумақ күрделі жүйе, сондықтан біздегідей мәселенің әмбебап шешімі жоқ және болуы да мүмкін емес.

ХАНЫМ: Біз жұмыс істейтін конструкциялар бірегей ұзақ мерзімді эксперимент болып табылады. Он жылға жуық уақыт бойы біз тұрақты ластану мен қатал полярлық климатты үйлестіре отырып, шынымен экстремалды жағдайларда экожүйелер мен топырақтардың дамуын бақылап келеміз. Бүкіл әлемде мұндай шығармалар санаулы ғана, бәлкім, сондықтан да біз үшін қызықты.