چگونه خاک سمی در قطب شمال زنده می شود

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

فرآوری سنگ معدن مس نیکل در شبه جزیره کولا باعث آسیب جدی به اکوسیستم های شکننده قطب شمال می شود. در اطراف کارخانه‌هایی که به مدت 80 سال نیکل، کبالت و سایر فلزات غیرآهنی تولید می‌کنند، منطقه‌ای از آلودگی تکنولوژیک شکل گرفته است که یادآور منظره ماه است.

آیا می توان زندگی را به اینجا بازگرداند؟ آزمایش دانشمندان خاک روسیه نشان می دهد که این امکان پذیر است. شرکت کنندگان در تحقیق ویاچسلاو واسنف از دانشگاه RUDN و مارینا اسلوکوفسکایا از مرکز علمی کولا آکادمی علوم روسیه در مورد کار خود N + 1 صحبت کردند.

N + 1: اصل خسارت ناشی از تولید فلزات با ارزش به جنگل-توندرا چیست؟

ویاچسلاو واسنف: خاک موجود در زمین های بایر اطراف گیاه بسیار تخریب شده، سمی و عملاً برای گیاهان نامناسب است: حاوی مقدار زیادی مس، نیکل و سایر فلزات سنگین است.

این فلزات از طریق هوا وارد خاک شدند. این گیاه ترکیبات مختلفی را در هوا منتشر می کند و ذرات گرد و غبار به اندازه میکرون، قطرات آئروسل برای چندین دهه در اطراف گیاه می نشیند. ترکیبات فلزی به تدریج در جنگل های اطراف گیاه رسوب کردند که در نهایت منجر به مرگ درختان و سایر گیاهان شد و فلزات زیادی در خاک انباشته شد که در صورت تمایل می توان آنها را دوباره استخراج کرد. مشکل اصلی این است که بخش زیادی از فلزات به شکل ترکیبات محلول در خاک یافت می شوند که به راحتی توسط موجودات زنده جذب می شوند.

زمین بایر اطراف آسیاب چقدر است؟

مارینا اسلوکوفسایا: منطقه نفوذ گیاه به حدود 200 کیلومتر مربع می رسد و خود زمین بایر حدود یک سوم کل مساحت است.

BB: هنگام نزدیک شدن به گیاه، سرکوب اکوسیستم ها را می توان با وضعیت پوشش گیاهی کنترل کرد. خود زمین بایر فقط چند کیلومتر قبل از کارخانه شروع می شود، اما چشم انداز افسردگی زودتر پیدا می شود. در تایگا شمالی، به هر حال، پوشش گیاهی خیلی متراکم نیست، و در چند کیلومتری گیاه قابل توجه است که چگونه همه چیز در اطراف شروع به پژمرده شدن، نازک شدن، زرد شدن و مرگ می کند.

سیستم خاک مصنوعی شما چگونه کار می کند و چگونه کار می کند؟

خانم: ما یک ساختار به اصطلاح خاک - تکنوزم ساختیم. لایه زیرین شامل ضایعات معدنی حاوی کربنات ها و سیلیکات های کلسیم و منیزیم است و لایه بالایی از ورمیکولیت یک ماده معدنی لایه ای رطوبت سنجی از گروه هیدرومیکاست که در مرحله جوانه زنی بذر و شروع رشد گیاه اهمیت ویژه ای دارد.

BB: زباله های صنعت معدن حاوی فلزات سنگین کمی هستند، بنابراین این بالش به خوبی از لایه های زیرین محافظت می کند. علاوه بر این، فلزات را بی حرکت می کند، در واقع از نشت و پرواز آنها جلوگیری می کند.

در نتیجه، لایه ضایعات قلیایی به شما امکان می دهد محیط اسیدی را خنثی کنید و حداقل خواص کشاورزی شیمیایی را تعیین می کند، در حالی که لایه بالایی آب را حفظ می کند و اجازه می دهد دانه ها جوانه بزنند و جای پایی در لایه زباله پیدا کنند.

احیای خاک طبیعی قطب شمال در این شرایط چند صد سال طول می کشد و تنها پس از پایان فعالیت کارخانه که قرار نیست تعطیل شود. احیای با استفاده از تکنوزم ها می تواند روند را تسریع کند و خاک را از فرسایش محافظت کند.

این روش چقدر گران است؟

خانم: احیای یک هکتار (0.01 کیلومتر مربع) به حدود 3.5 میلیون روبل نیاز دارد. این با هزینه خاک حاصلخیز وارداتی قابل مقایسه است، اما برای این کار باید آن را حفر کنید و در جایی بیرون بیاورید، یعنی اکوسیستم های دیگر را مختل کنید و ما از زباله استفاده می کنیم.

در نظر داریم تا سال آینده مطالعه دیگری انجام دهیم تا ارزش اکوسیستم های از دست رفته را محاسبه کنیم، یعنی خسارت انباشته را برآورد و با هزینه احیاء مقایسه کنیم.در واقع، در این مورد، ما در مورد هزینه مواد و فناوری صحبت نمی کنیم. این در مورد کیفیت خاک، آب، هوا و سایر اجزای اکوسیستم است.

در مورد احیاء، اغلب به این صورت اتفاق می افتد: شما هزینه کار و مواد را در نظر می گیرید، به نظر می رسد که بسیار زیاد است، اما اگر به تمام مزایای همراه نگاه کنید، معلوم می شود که ارزان است.

علاوه بر ایجاد خاک جدید، در حال کاشت گیاهان نیز هستید. دقیقا چی میکارید و چرا؟

خانم: ما عمدتا غلات می کاریم. حبوبات را هم آزمایش کردیم، اما متأسفانه آنها مردند. غلات بسیار بهتر ظاهر شدند، به خصوص که ما در ابتدا گونه هایی را انتخاب کردیم که شانس زنده ماندن دارند. به دلیل رشد سریع آنها به خوبی در خاک ثابت می شوند و برگ ها آلودگی را زیاد جمع نمی کنند. آتش سوزی، علف گندم و گردونه ها بهتر از همه خود را نشان دادند - ساکنان تابستانی با آنها می جنگیدند، و ما خوشحالیم که آنها در حال رشد هستند. احتمالاً اگر یک گیاه گراز بکارید، احساس خوبی نیز خواهد داشت، اما ما، شاید، فعلا این کار را انجام ندهیم.

BB: مهم است که نه تنها علف سبز بلند در سایت های احیا رشد کند، بلکه عملکرد خاک نیز احیا شود، کربن آلی انباشته شود و جامعه میکروبی توسعه یابد. تا کنون، برخی از مواد مغذی، به عنوان مثال نیتروژن، به شکل کود استفاده می شود، اما با گذشت زمان می توان انتظار استقلال بیشتر و بیشتر سیستم را داشت.

زمین‌ها حیوانات را نیز جذب می‌کنند: خرگوش‌ها برای تغذیه از علف‌ها می‌آیند و امسال، موش‌ها در منطقه‌ای با خاک ذغال سنگ نارس بسیار کثیف در کمتر از یک کیلومتری گیاه مستقر شده‌اند و برای خود سوراخ‌هایی در تکنوزم‌های آزمایشی حفر کرده‌اند. شگفت‌انگیز است که در واقع، مکان‌های آزمایشی جزایر سبزی هستند که توسط مناظر صخره‌ای احاطه شده‌اند، اما همانطور که می‌بینید، زندگی هر کجا که به آن فرصت داده شود ظاهر می‌شود.

خانم: مهاجرت حیوانات تا حدودی با تحقیقات علمی تداخل دارد، زیرا، در نتیجه، ارقام صحیح زیست توده گیاهان را نمی‌دانیم و نمی‌توانیم از داده‌های مربوط به تجمع و مهاجرت فلزات در تکنوزم‌ها مطمئن باشیم. اما در این آثار، هدف اصلی نه تنها مقالات یا کمک های مالی جدید، بلکه سود بسیار واضح و قابل مشاهده برای موجودات زنده است. از این گذشته، ایده اصلی فقط پر کردن مواد و کاشت چمن نیست. ما بررسی کردیم که چگونه می‌توان فرآیندهای اکوسیستم را در شرایط شدید شبه‌جزیره کولا، جایی که بسیار سرد و درجه آلودگی بالایی دارد، از سر گرفت.

اولین آزمایش در مورد استفاده از زباله های معدن در زمین های بایر در سال 2010 انجام شد. برای تقریباً ده سال کار، ما روی دو نوع خاک رایج در منطقه، یعنی خاک پودزول و پیت، آزمایش کرده ایم که در مجموع با ده نوع زباله معدن کار کردیم، هم در حالت اولیه و هم با غنی سازی و گرما فعال شده آنها. نسخه ها

این کارخانه از دهه 1930 شروع به کار کرده است و از آن زمان به انتشار گرد و غبار سمی ادامه می دهد. آیا باید چند سال دیگر همه کاشت ها را دوباره انجام دهید؟

خانم: بله، تولید در سال 1938 آغاز شد و تا به امروز متوقف نشده است. اما غیر دوستانه ترین مرحله خود را پشت سر گذاشت، اوج آن از سال 1978 تا 2000 بود. اکنون در تلاش برای کنترل آلاینده ها هستند، فیلترها نصب می شود، تولید در حال بازسازی است و کارخانه حدود 50 هزار تن گرد و غبار در سال منتشر می کند که سه برابر کمتر از دهه 90 است.

متأسفانه، آلودگی از قبل انباشته شده آسیب کمتری ندارد. اگرچه آلودگی های جدید دائما وارد می شوند، اما تا کنون نیازی به بازسازی سایت ها نیست: "بالشتک" زباله ها می تواند فلزات ورودی را بی حرکت کند.

پیش بینی برای دهه های آینده دشوار است، اما تا کنون وضعیت پوشش گیاهی بیش از هر چیز دیگری به شرایط آب و هوایی بستگی دارد. به عنوان مثال، تابستان گذشته سال 2019 بسیار سرد بود و با وجود این که غلات گوش ها را بیرون ریختند، دانه ها تا پایان ماه اوت زمان رسیدن نداشتند.

به طور کلی، ما می بینیم که مواد آلی در حال انباشته شدن است، جامعه میکروبی در حال توسعه است، یک افق آلی جدید در بالای لایه معدنی زباله ظاهر شده است.در عین حال، ما زمین های کنترلی داریم که به جای زباله، ماسه معمولی برداشتیم - و بنابراین، گیاهان و میکروب ها روی آن بسیار بدتر از ضایعات احساس می کنند، یعنی انتخاب صحیح مواد واقعاً برای سرنوشت کاشت تعیین کننده است..

اصلاً چرا احیاء لازم است؟ آیا نمی توانید منطقه آشفته را رها کنید و منتظر بمانید تا اکوسیستم خودش را التیام دهد؟

BB: مهمترین چیز در احیاء حتی این واقعیت نیست که اکوسیستم ها در مناطق به شدت آشفته در حال بازسازی هستند. این امر همچنین باعث می شود که وضعیت اکولوژیکی در کل منطقه بهبود یابد. فلزات سنگین بی حرکت می شوند و دیگر نمی توانند وارد آب های زیرزمینی و سطحی و از آنها به رودخانه ها و دریاچه ایماندرا، مخزنی از بالاترین رده ماهیگیری، بروند.

آیا نمونه هایی از پروژه های احیای بزرگ در روسیه یا در جهان وجود دارد؟

BB: و در منطقه مورمانسک، و در کل روسیه، من هنوز نمونه هایی را نمی دانم که چنین فناوری در یک قلمرو بزرگ مورد استفاده قرار گیرد. در سایر نقاط جهان، چنین نمونه هایی وجود دارد، اما اساساً چنین کارهایی پس از بسته شدن شرکت انجام شد، یعنی درست پس از انتقال کامل قلمرو به منطقه مسئولیت دولتی. به عنوان مثال، در کانادا، یک کار احیای بزرگ با مشارکت دانشجویان و افراد بیکار در اطراف کارخانه مس نیکل انجام شد.

من در تاسیساتی در مکزیک بودم که در آن یک سایت پالایشگاهی بازیابی شد. در حوضچه ها، آلودگی به عمق ده ها متر نفوذ کرد، جایی که نه تنها محصولات نفتی، بلکه مقدار زیادی فلزات سنگین نیز انباشته شده بود، زیرا سفید سرب برای مدت طولانی در تولید استفاده می شد. اکنون یک پارک بزرگ در محل کارخانه ایجاد شده است.

هم ورمیکولیت و هم خاک را برای بالش از کارخانه های نزدیک می گیرید. در مورد کسانی که مثلاً در اورال مشغول احیاء هستند و به این مواد دسترسی ندارند چطور؟

خانم: به جای ورمیکولیت، می توانید از ژل، پلیمرهای مصنوعی و سایر مواد مصرف کننده رطوبت استفاده کنید - همه چیزهایی که گیاهان را از خشک شدن در مراحل اولیه توسعه محافظت می کند. در مورد پسماندها، در بسیاری از جاهایی که تأسیسات فرآوری سنگ معدن وجود دارد، امکاناتی برای استخراج آنها نیز وجود دارد، یعنی به احتمال زیاد، می توانید زباله های مناسبی را پیدا کنید. البته این قانون همیشه جواب نمی دهد و همه ضایعات نمی توانند موثر باشند، اما این چیزی است که برای درک این مسائل به متخصصان نیاز است.

چه نوع دیگری از مناطق آلوده را می توان با استفاده از روش شما بازیابی کرد؟ به عنوان مثال، آیا می توان آن را برای نشت نفت اعمال کرد؟

BB: خود رویکرد ایجاد سازه های خاکی اغلب برای احیای اراضی مختلف دستخوش استفاده می شود. مواد قلیایی معمولاً برای مهار و از بین بردن آلودگی فلزات سنگین استفاده می شود. طرح فناوری نه تنها با توجه به نوع آلودگی، بلکه به عنوان مثال، توسط عواملی مانند نوع خاک، آب و هوا و موارد دیگر تعیین می شود. هر قلمرو آشفته یک سیستم پیچیده است، بنابراین، مانند ما، راه حل جهانی برای مشکل وجود ندارد و نمی تواند باشد.

خانم: سازه هایی که ما با آنها کار می کنیم یک آزمایش طولانی مدت منحصر به فرد است. تقریباً یک دهه است که ما توسعه اکوسیستم‌ها و خاک‌ها را در شرایط واقعاً شدید مشاهده کرده‌ایم که ترکیبی از آلودگی ثابت و آب و هوای خشن قطبی است. از این دست آثار در سرتاسر دنیا فقط تعداد کمی وجود دارد و شاید به همین دلیل برای ما جالب باشد.