Ինչպես է թունավոր հողը Արկտիկայում վերականգնվում

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Կոլա թերակղզում պղնձի-նիկելի հանքաքարերի վերամշակումը լուրջ վնաս է հասցնում Արկտիկայի փխրուն էկոհամակարգերին։ Գործարանների շուրջ, որոնք 80 տարի արտադրում են նիկել, կոբալտ և այլ գունավոր մետաղներ, ձևավորվել է տեխնոգեն աղտոտվածության գոտի, որը հիշեցնում է լուսնային լանդշաֆտ։

Կարո՞ղ է կյանքը հետ բերել այստեղ: Ռուս հողագետների փորձը ցույց է տալիս, որ դա հնարավոր է։ Հետազոտության մասնակիցներ Վյաչեսլավ Վասենևը ՌՈՒԴՆ համալսարանից և Մարինա Սլուկովսկայան՝ ՌԴ ԳԱ «Կոլա» գիտական կենտրոնից, խոսեցին իրենց N + 1 աշխատանքի մասին։

N + 1. Ո՞րն է արժեքավոր մետաղների արտադրությամբ անտառ-տունդրային հասցված վնասի էությունը:

Վյաչեսլավ Վասենև. Գործարանի շրջակայքում գտնվող ամայի հողը խիստ քայքայված է, թունավոր և գործնականում ոչ պիտանի բույսերի համար. այն պարունակում է շատ պղինձ, նիկել և այլ ծանր մետաղներ:

Այս մետաղները հող են մտել օդի միջոցով։ Բույսը օդ է արտանետում տարբեր միացություններ, իսկ միկրոն չափի փոշու մասնիկները, աերոզոլի կաթիլները տասնամյակներ շարունակ նստել են բույսի շուրջը: Մետաղական միացություններն աստիճանաբար նստում էին բույսի շրջակա անտառներում, ինչը ի վերջո հանգեցրեց ծառերի և այլ բուսականության մահվան, և այնքան մետաղներ կուտակվեցին հողում, որ ցանկության դեպքում դրանք կարող են նորից արդյունահանվել: Հիմնական խնդիրն այն է, որ մետաղների մեծ մասը հողում հայտնաբերված է լուծվող միացությունների տեսքով, որոնք հեշտությամբ կլանվում են կենդանի օրգանիզմների կողմից:

Որքա՞ն հեռու է ջրաղացին շրջապատող անապատը:

Մարինա Սլուկովսկայա. Գործարանի ազդեցության գոտին հասնում է մոտ 200 քառակուսի կիլոմետրի, իսկ բուն ամայի տարածքը կազմում է ընդհանուր տարածքի մոտ մեկ երրորդը։

BB: Բույսին մոտենալու ժամանակ էկոհամակարգերի ճնշումը կարող է վերահսկվել բուսականության վիճակով: Ինքն ամայի տարածքը սկսվում է գործարանից ընդամենը մի քանի կիլոմետր առաջ, բայց դեպրեսիվ լանդշաֆտը ավելի վաղ է հայտնաբերվում: Հյուսիսային տայգայում, այնուամենայնիվ, բուսականությունը այնքան էլ խիտ չէ, և բույսից մի քանի կիլոմետր հեռավորության վրա նկատելի է դառնում, թե ինչպես է շուրջբոլորը սկսում թառամել, նոսրանալ, դեղինանալ և մեռնել։

Ինչպե՞ս է աշխատում ձեր արհեստական հողային համակարգը և ինչպե՞ս է այն աշխատում:

MS: Պատրաստեցինք այսպես կոչված հողային կառուցվածք՝ տեխնոզեմ։ Ստորին շերտը բաղկացած է հանքարդյունաբերության թափոններից, որոնք պարունակում են կալցիումի և մագնեզիումի կարբոնատներ և սիլիկատներ, իսկ վերին շերտը՝ վերմիկուլիտից՝ հիգրոսկոպիկ շերտավոր հանքանյութ հիդրոմիկա խմբից, որը հատկապես կարևոր է սերմերի բողբոջման փուլում և բույսերի աճի սկզբում։

BB: Հանքարդյունաբերության թափոնները քիչ ծանր մետաղներ են պարունակում, ուստի այս բարձը լավ պաշտպանում է հիմքում ընկած շերտերը: Բացի այդ, այն անշարժացնում է մետաղները, փաստորեն, կանխում է դրանց արտահոսքն ու թռչելը։

Արդյունքում, ալկալային թափոնների շերտը թույլ է տալիս չեզոքացնել թթվային միջավայրը և սահմանում է նվազագույն ագրոքիմիական հատկություններ, իսկ վերին մասը պահպանում է ջուրը և թույլ է տալիս սերմերին բողբոջել և տեղ գտնել թափոնների շերտում:

Այս պայմաններում արկտիկական բնական հողի վերականգնումը կտևի մի քանի հարյուր տարի և միայն գործարանի գործունեությունը դադարեցնելուց հետո, որը չի պատրաստվում փակվել։ Տեխնոզեմների օգտագործմամբ վերականգնումը կարող է արագացնել գործընթացը և պաշտպանել հողը էրոզիայից:

Որքա՞ն թանկ է այս մեթոդը:

MS: Մեկ հեկտարի (0,01 քառակուսի կիլոմետր) մելիորացիայի համար պահանջվում է մոտ 3,5 մլն ռուբլի։ Սա համեմատելի է ներկրվող բերրի հողի արժեքի հետ, բայց դրա համար պետք է այն փորել ու ինչ-որ տեղ հանել, այսինքն՝ խաթարել այլ էկոհամակարգեր, իսկ մենք թափոններ ենք օգտագործում։

Մինչեւ հաջորդ տարի նախատեսում ենք եւս մեկ ուսումնասիրություն կատարել՝ կորցրած էկոհամակարգերի արժեքը հաշվարկելու համար, այսինքն՝ կգնահատենք կուտակված վնասը եւ կհամեմատենք ռեկուլտիվացիայի արժեքի հետ։Իսկապես, այս դեպքում մենք այնքան էլ չենք խոսում նյութերի և տեխնիկայի արժեքի մասին։ Խոսքը հողի, ջրի, օդի և էկոհամակարգի այլ բաղադրիչների որակի մասին է։

Մելիորացիայի դեպքում հաճախ այսպես է լինում՝ հաշվի ես առնում աշխատանքի և նյութերի արժեքը, թվում է, թե շատ է, բայց եթե նայես ուղեկցող բոլոր առավելություններին, ապա ստացվում է, որ էժան է։

Բացի նոր հող ստեղծելուց, դուք նաև բույսեր եք տնկում։ Ի՞նչ եք տնկում և ինչու:

MS: Մենք տնկում ենք հիմնականում հացահատիկային կուլտուրաներ։ Փորձարկումներ արեցինք նաև հատիկաընդեղենով, բայց ցավոք նրանք սատկեցին։ Հացահատիկային մշակաբույսերը շատ ավելի լավ էին աճում, հատկապես, որ սկզբում ընտրել էինք այնպիսի տեսակներ, որոնք գոյատևելու հնարավորություն ունեն: Իրենց արագ աճի շնորհիվ լավ ամրացված են հողում, իսկ տերևները շատ աղտոտվածություն չեն ունենում։ Խարույկը, ցորենի խոտն ու վոլոսնետներն իրենց ամենալավը դրսևորեցին. ամառային բնակիչները կկռվեին նրանց հետ, և մենք ուրախ ենք, որ նրանք աճում են: Հավանաբար, եթե խոզուկ տնկեք, ապա այն նույնպես լավ կզգա, բայց մենք, հավանաբար, առայժմ դա չենք անի։

BB: Կարևոր է, որ ռեկուլտիվացիայի վայրերում ոչ միայն բարձր կանաչ խոտ է աճում, այլև հողի գործառույթները վերականգնվում են, օրգանական ածխածինը կուտակվում է, մանրէաբանական համայնքը զարգանում է: Առայժմ սննդանյութերի մի մասը, օրինակ՝ ազոտը, կիրառվում են պարարտանյութերի տեսքով, սակայն ժամանակի ընթացքում մենք կարող ենք ակնկալել համակարգի ավելի ու ավելի ինքնավարություն:

Հողատարածքները գրավում են նաև կենդանիներին. նապաստակները գալիս են խոտով կերակրելու, և այս տարի մկները տեղավորվել են բույսից մեկ կիլոմետր հեռավորության վրա շատ կեղտոտ տորֆով մի տարածքում և իրենց համար փոսեր են փորել փորձնական տեխնոզեմներում: Զարմանալի է, որ իրականում փորձնական վայրերը կանաչ կղզիներ են՝ շրջապատված քարքարոտ լանդշաֆտով, բայց ինչպես տեսնում եք, կյանքը հայտնվում է այնտեղ, որտեղ նրան հնարավորություն է տրվում:

MS: Կենդանիների միգրացիան որոշակիորեն խանգարում է գիտական հետազոտություններին, քանի որ արդյունքում մենք չգիտենք բույսերի կենսազանգվածի ճիշտ թվերը և չենք կարող լիովին վստահ լինել տեխնոզեմներում մետաղների կուտակման և միգրացիայի վերաբերյալ տվյալների վրա: Բայց այս աշխատանքներում հիմնական նպատակը ոչ միայն նոր հոդվածներն են կամ դրամաշնորհները, այլեւ կենդանի էակների համար շատ պարզ, տեսանելի օգուտը։ Ի վերջո, հիմնական գաղափարը միայն նյութեր լցնելը և խոտ տնկելը չէ: Մենք ուսումնասիրեցինք, թե ինչպես է հնարավոր վերսկսել էկոհամակարգային գործընթացները Կոլա թերակղզու ծայրահեղ պայմաններում, որտեղ շատ ցուրտ է և բարձր աղտոտվածություն:

Անապատներում հանքարդյունաբերական թափոնների օգտագործման առաջին փորձը կատարվել է 2010 թվականին: Շուրջ տասը տարվա աշխատանքի ընթացքում մենք փորձեր ենք արել տարածաշրջանում երկու ամենատարածված հողերի՝ պոդզոլի և տորֆի հողերի վրա, որտեղ աշխատել ենք ընդհանուր առմամբ տասը տեսակի հանքարդյունաբերական թափոնների հետ՝ ինչպես սկզբնական վիճակում, այնպես էլ դրանց հարստացված և ջերմաակտիվացված: տարբերակները։

Գործարանը գործում է 1930-ական թվականներից և մինչ օրս շարունակում է թունավոր փոշի արտանետել։ Արդյո՞ք մի քանի տարի հետո ստիպված կլինե՞ք նորից կրկնել բոլոր տնկարկները:

MS: Այո, արտադրությունը սկսվել է դեռևս 1938 թվականին և մինչ օրս չի դադարել։ Բայց այն անցավ իր ամենաանբարյացակամ փուլը՝ գագաթնակետը եղել է մոտավորապես 1978-ից մինչև 2000 թվականը։ Այժմ փորձում են վերահսկել արտանետումները, ֆիլտրեր են տեղադրվում, արտադրությունը վերակառուցվում է, գործարանն արտանետում է տարեկան մոտ 50 հազար տոննա փոշի, ինչը երեք անգամ պակաս է 1990-ականների համեմատ։

Ցավոք, արդեն իսկ կուտակված աղտոտվածությունը ոչ պակաս վնաս է պատճառում։ Թեև անընդհատ նոր աղտոտվածություն է ներթափանցում, սակայն մինչ այժմ տեղամասերը վերափոխելու կարիք չկա. թափոնների «բարձին» հաջողվում է անշարժացնել ներթափանցող մետաղները։

Դժվար է կանխատեսել առաջիկա տասնամյակների համար, բայց մինչ այժմ բուսականության վիճակը ավելի շատ կախված է եղանակային պայմաններից, քան որևէ այլ բանից: Օրինակ, 2019-ի վերջին ամառը շատ ցուրտ էր, և չնայած այն հանգամանքին, որ հացահատիկները դուրս են նետել հասկերը, սերմերը չեն հասցրել հասունանալ օգոստոսի վերջին։

Ընդհանուր առմամբ, մենք տեսնում ենք, որ օրգանական նյութեր են կուտակվում, մանրէաբանական համայնքը զարգանում է, նոր օրգանական հորիզոն է առաջացել թափոնների հանքային շերտի վերեւում։Միևնույն ժամանակ, մենք ունենք հսկիչ հողամասեր, որտեղ թափոնների փոխարեն սովորական ավազ ենք վերցրել, և այսպես, և՛ բույսերը, և՛ մանրէներն իրենց վրա շատ ավելի վատ են զգում, քան թափոնների վրա, այսինքն՝ նյութի ճիշտ ընտրությունը իսկապես որոշիչ է տնկման ճակատագրի համար։.

Ինչո՞ւ է ընդհանրապես անհրաժեշտ ռեկուլտիվացիա անել։ Չե՞ք կարող պարզապես թողնել խախտված տարածքը և սպասել, որ էկոհամակարգն ինքն իրեն բուժի:

BB: Վերականգնման գործում ամենակարևորը նույնիսկ այն չէ, որ էկոհամակարգերը վերականգնվում են խիստ խախտված տարածքներում: Սա նաև հնարավորություն է տալիս բարելավելու էկոլոգիական իրավիճակը ողջ տարածաշրջանում։ Ծանր մետաղները անշարժացած են և այլևս չեն կարող ներթափանցել ստորերկրյա և մակերևութային ջրեր, իսկ դրանցից գետեր և Իմանդրա լիճ՝ ձկնորսության ամենաբարձր կատեգորիայի ջրամբար:

Կա՞ն արդյոք Ռուսաստանում կամ աշխարհում խոշոր ռեկուլտիվացիոն նախագծերի օրինակներ։

BB: Իսկ Մուրմանսկի մարզում, և ընդհանրապես Ռուսաստանում, ես դեռ չգիտեմ օրինակներ, երբ նման տեխնոլոգիա կկիրառվեր մեծ տարածքում: Մնացած աշխարհում նման օրինակներ կան, բայց հիմնականում նման աշխատանք տարվել է ձեռնարկության փակումից հետո, այսինքն՝ տարածքն ամբողջությամբ պետական պատասխանատվության գոտի անցնելուց անմիջապես հետո։ Օրինակ՝ Կանադայում մեծածավալ բարեկարգման աշխատանքներ են իրականացվել պղնձ-նիկելի գործարանի հարակից տարածքում ուսանողների և գործազուրկների ներգրավմամբ։

Ես գտնվում էի Մեքսիկայի մի հաստատությունում, որտեղ վերամշակման գործարանի տեղամասը վերականգնվեց: Լճակներում աղտոտվածությունը թափանցել է տասնյակ մետր խորություն, որտեղ կուտակվել են ոչ միայն նավթամթերք, այլև հսկայական քանակությամբ ծանր մետաղներ, քանի որ արտադրության մեջ երկար ժամանակ օգտագործվում էր կապարի սպիտակը։ Այժմ գործարանի տեղում մեծ այգի է բացվել։

Մոտակա գործարաններից բարձի համար վերցնում ես ե՛ւ վերմիկուլիտ, ե՛ւ հող։ Իսկ ի՞նչ կասեք նրանց մասին, ովքեր, օրինակ, Ուրալում զբաղված են ռեկուլտիվացիայով և հասանելի չեն այդ նյութերին։

MS: Վերմիկուլիտի փոխարեն կարող եք օգտագործել գել, սինթետիկ պոլիմերներ և ցանկացած այլ խոնավություն սպառող նյութեր՝ այն ամենը, ինչը կպաշտպանի բույսերը զարգացման վաղ փուլերում չորանալուց: Ինչ վերաբերում է թափոններին, ապա շատ վայրերում, որտեղ կան հանքաքարի վերամշակման օբյեկտներ, կան նաև դրանց արդյունահանման օբյեկտներ, ինչը նշանակում է, որ, ամենայն հավանականությամբ, կարելի է գտնել համապատասխան թափոններ։ Իհարկե, այս կանոնը միշտ չէ, որ գործում է, և ոչ բոլոր թափոնները կարող են արդյունավետ լինել, բայց ահա թե ինչ են անհրաժեշտ մասնագետների՝ այս խնդիրները հասկանալու համար։

Ինչ այլ տեսակի աղտոտված տարածքներ կարող են վերականգնվել ձեր մեթոդով: Օրինակ՝ կարո՞ղ է այն կիրառել նավթի արտահոսքի դեպքում։

BB: Հողային կառուցվածքների ստեղծման հենց մոտեցումը հաճախ օգտագործվում է տարբեր խախտված հողերի ռեկուլտիվացիայի համար։ Ալկալային նյութերը առավել հաճախ օգտագործվում են ծանր մետաղներով աղտոտվածությունը պարունակելու և վերացնելու համար: Տեխնոլոգիական սխեման որոշվում է ոչ միայն աղտոտվածության տեսակով, այլ նաև, օրինակ, այնպիսի գործոններով, ինչպիսիք են հողի տեսակը, կլիման և շատ ավելին: Յուրաքանչյուր խախտված տարածք բարդ համակարգ է, հետևաբար, ինչպիսին մերն է, չկա և չի կարող լինել խնդրի համընդհանուր լուծում։

MS: Այն կոնստրուկցիաները, որոնցով աշխատում ենք, եզակի երկարաժամկետ փորձ է։ Մոտ մեկ տասնամյակ մենք դիտարկում ենք էկոհամակարգերի և հողերի զարգացումը իսկապես ծայրահեղ պայմաններում՝ համատեղելով մշտական աղտոտվածությունը և կոշտ բևեռային կլիման: Ամբողջ աշխարհում այդպիսի գործեր ընդամենը մի քանիսն են, և թերևս դրա համար է այն մեզ համար այդքան հետաքրքիր։