როგორ აცოცხლებს არქტიკაში ტოქსიკური ნიადაგი

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

კოლას ნახევარკუნძულზე სპილენძ-ნიკელის საბადოების დამუშავება სერიოზულ ზიანს აყენებს მყიფე არქტიკულ ეკოსისტემებს. ქარხნების ირგვლივ, რომლებიც 80 წლის განმავლობაში აწარმოებდნენ ნიკელს, კობალტს და სხვა ფერადი ლითონებს, ჩამოყალიბდა ტექნოგენური დაბინძურების ზონა, რომელიც მოგვაგონებს მთვარის ლანდშაფტს.

შეიძლება თუ არა აქ სიცოცხლის დაბრუნება? რუსი ნიადაგმცოდნეების ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ ეს შესაძლებელია. კვლევის მონაწილეებმა ვიაჩესლავ ვასენევმა RUDN უნივერსიტეტიდან და მარინა სლუკოვსკაიამ რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის კოლას სამეცნიერო ცენტრიდან ისაუბრეს თავიანთ ნაშრომზე N + 1.

N + 1: რა არის ტყე-ტუნდრასთვის ძვირფასი ლითონების წარმოებით მიყენებული ზიანი?

ვიაჩესლავ ვასენევი: მცენარის ირგვლივ უდაბნოში ნიადაგი ძალიან დეგრადირებული, ტოქსიკური და მცენარეებისთვის პრაქტიკულად შეუფერებელია: შეიცავს უამრავ სპილენძს, ნიკელს და სხვა მძიმე მეტალებს.

ეს ლითონები ნიადაგში ჰაერის საშუალებით შედიოდნენ. მცენარე ჰაერში გამოყოფს სხვადასხვა ნაერთებს და მიკრონის ზომის მტვრის ნაწილაკებს, აეროზოლის წვეთებს მცენარის ირგვლივ ათწლეულების განმავლობაში დგებოდა. ლითონის ნაერთები მცენარის ირგვლივ ტყეებში თანდათან გროვდებოდა, რამაც საბოლოოდ გამოიწვია ხეების და სხვა მცენარეულობის დაღუპვა და იმდენი ლითონი დაგროვდა ნიადაგში, რომ სურვილის შემთხვევაში მათი ხელახლა მოპოვება შესაძლებელია. მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ლითონების დიდი ნაწილი ნიადაგში გვხვდება ხსნადი ნაერთების სახით, რომლებიც ადვილად შეიწოვება ცოცხალი ორგანიზმების მიერ.

რა მანძილზეა წისქვილის ირგვლივ უდაბნო?

მარინა სლუკოვსკაია: მცენარის გავლენის ზონა დაახლოებით 200 კვადრატულ კილომეტრს აღწევს, ხოლო თავად უდაბნო არის მთლიანი ფართობის დაახლოებით მესამედი.

BB: მცენარესთან მიახლოებისას, ეკოსისტემების დათრგუნვა შესაძლებელია მცენარეულობის მდგომარეობიდან გამომდინარე. თავად უდაბნო ქარხანამდე რამდენიმე კილომეტრით ადრე იწყება, მაგრამ დეპრესიული პეიზაჟი უფრო ადრეა ნაპოვნი. ჩრდილოეთ ტაიგაში მცენარეულობა მაინც არ არის ძალიან მკვრივი და მცენარიდან რამდენიმე კილომეტრში შესამჩნევი ხდება, თუ როგორ იწყებს ირგვლივ ყველაფერი ხმობას, გათხელებას, ყვითლდება და კვდება.

როგორ მუშაობს თქვენი ხელოვნური ნიადაგის სისტემა და როგორ მუშაობს იგი?

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: ჩვენ გავაკეთეთ ეგრეთ წოდებული ნიადაგის სტრუქტურა - ტექნოზემი. ქვედა ფენა შედგება კალციუმის და მაგნიუმის კარბონატებისა და სილიკატების შემცველი სამთო ნარჩენებისგან, ხოლო ზედა ფენა დამზადებულია ვერმიკულიტისგან, ჰიგიროსკოპიული ფენიანი მინერალი ჰიდრომიკას ჯგუფიდან, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია თესლის გაღივების სტადიაზე და მცენარის ზრდის დასაწყისში.

BB: სამთო მრეწველობის ნარჩენები შეიცავს ცოტა მძიმე მეტალებს, ამიტომ ეს ბალიში კარგად იცავს ქვედა ფენებს. გარდა ამისა, ის ახდენს ლითონების იმობილიზაციას, ფაქტობრივად, ხელს უშლის მათ გაჟონვას და გაფრენას.

შედეგად, ტუტე ნარჩენების ფენა საშუალებას გაძლევთ გაანეიტრალოთ მჟავე გარემო და დაადგინოთ მინიმალური აგროქიმიური თვისებები, ხოლო ზედა ინარჩუნებს წყალს და საშუალებას აძლევს თესლს აღმოცენდეს და დაიკავოს ადგილი ნარჩენების ფენაში.

ამ პირობებში ბუნებრივი არქტიკული ნიადაგის აღდგენას რამდენიმე ასეული წელი დასჭირდება და მხოლოდ ქარხნის საქმიანობის შეწყვეტის შემდეგ, რომელიც არ დაიხურება. ტექნოზმების გამოყენებით მელიორაციამ შეიძლება დააჩქაროს პროცესი და დაიცვას ნიადაგი ეროზიისგან.

რამდენად ძვირია ეს მეთოდი?

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: ერთი ჰექტარის (0,01 კვადრატული კილომეტრი) მელიორაცია დაახლოებით 3,5 მილიონ რუბლს მოითხოვს. ეს შედარებულია იმპორტირებული ნაყოფიერი ნიადაგის ღირებულებასთან, მაგრამ ამისათვის საჭიროა მისი გათხრა და სადმე გატანა, ანუ სხვა ეკოსისტემების დარღვევა და ჩვენ ვიყენებთ ნარჩენებს.

მომავალი წლისთვის ვგეგმავთ მორიგი კვლევის ჩატარებას, რათა დავთვალოთ დაკარგული ეკოსისტემების ღირებულება, ანუ დავაფასოთ დაგროვილი ზიანი და შევადაროთ სამელიორაციო ხარჯებს.მართლაც, ამ შემთხვევაში, ჩვენ არ ვსაუბრობთ იმდენად მასალების და ტექნოლოგიის ღირებულებაზე. საუბარია ნიადაგის, წყლის, ჰაერის და ეკოსისტემის სხვა კომპონენტების ხარისხზე.

მელიორაციის შემთხვევაში ხშირად ასე ხდება: სამუშაოს და მასალების ღირებულებას ითვალისწინებ, ეტყობა ბევრია, მაგრამ ყველა თანმხლებ უპირატესობას თუ გადავხედავ, იაფი გამოდის.

ახალი ნიადაგის შექმნის გარდა, მცენარეებსაც რგავთ. კონკრეტულად რას რგავთ და რატომ?

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: ვთესავთ ძირითადად მარცვლეულს. პარკოსნებზეც გამოვცადეთ, მაგრამ სამწუხაროდ დაიღუპნენ. მარცვლეული ბევრად უკეთესი გამოვიდა, მით უმეტეს, რომ თავიდან შევარჩიეთ სახეობები, რომლებსაც გადარჩენის შანსი აქვთ. მათი სწრაფი ზრდის გამო, ისინი კარგად ფიქსირდება ნიადაგში და ფოთლები არ აგროვებს დაბინძურებას ზედმეტად. კოცონმა, ხორბლის ბალახმა და ვოლოსნეტებმა თავი ყველაზე კარგად გამოიჩინეს - ზაფხულის მაცხოვრებლები მათთან ერთად იბრძოდნენ და ჩვენ მოხარული ვართ, რომ ისინი იზრდებიან. ალბათ, თუ ღორღს დარგავთ, მაშინ ისიც კარგად იგრძნობს თავს, მაგრამ ჩვენ, ალბათ, ახლა ამას არ გავაკეთებთ.

BB: მნიშვნელოვანია, რომ მელიორაციის ადგილებში არა მხოლოდ მაღალი მწვანე ბალახი იზრდება, არამედ ნიადაგის ფუნქციები აღდგება, ორგანული ნახშირბადი გროვდება და ვითარდება მიკრობული საზოგადოება. ჯერჯერობით, ზოგიერთი საკვები ნივთიერება, მაგალითად აზოტი, გამოიყენება სასუქების სახით, მაგრამ დროთა განმავლობაში შეიძლება ველოდოთ სისტემის უფრო და უფრო მეტ ავტონომიას.

ნაკვეთები ასევე იზიდავს ცხოველებს: კურდღლები მოდიან ბალახით შესანახად, წელს კი თაგვები დასახლდნენ ძალიან ჭუჭყიანი ტორფიანი ნიადაგით მცენარიდან ერთ კილომეტრზე ნაკლებ დროში და გათხარეს ხვრელები ექსპერიმენტულ ტექნოზემებში. გასაოცარია, რომ ფაქტობრივად, ექსპერიმენტული ადგილები არის მწვანე კუნძულები, რომლებიც გარშემორტყმულია კლდოვანი ლანდშაფტით, მაგრამ როგორც ხედავთ, სიცოცხლე ჩნდება იქ, სადაც მას მიეცემა შანსი.

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: ცხოველების მიგრაცია გარკვეულწილად ერევა მეცნიერულ კვლევებში, რადგან, შედეგად, ჩვენ არ ვიცით მცენარეების ბიომასის სწორი მაჩვენებლები და ბოლომდე დარწმუნებული ვერ ვიქნებით ტექნოზმებში ლითონების დაგროვებისა და მიგრაციის შესახებ მონაცემებში. მაგრამ ამ ნამუშევრებში მთავარი მიზანია არა მხოლოდ ახალი სტატიები ან გრანტები, არამედ ცოცხალი არსებების ძალიან ნათელი, თვალსაჩინო სარგებელი. ყოველივე ამის შემდეგ, მთავარი იდეა არ არის მხოლოდ მასალების შევსება და ბალახის დარგვა. ჩვენ გამოვიკვლიეთ, თუ როგორ არის შესაძლებელი ეკოსისტემური პროცესების განახლება კოლას ნახევარკუნძულის ექსტრემალურ პირობებში, სადაც ძალიან ცივა და მაღალი ხარისხის დაბინძურებაა.

უდაბნოში სამთო ნარჩენების გამოყენების შესახებ პირველი ექსპერიმენტი ჩატარდა 2010 წელს. თითქმის ათი წლის განმავლობაში, ჩვენ ექსპერიმენტები ჩავატარეთ რეგიონში ნიადაგის ორ ყველაზე გავრცელებულ ტიპზე, პოდზოლსა და ტორფიან ნიადაგზე, სადაც სულ ათი სახეობის სამთო ნარჩენებზე ვიმუშავეთ, როგორც საწყის მდგომარეობაში, ასევე მათი გამდიდრებული და თერმოაქტივირებული. ვერსიები.

ქარხანა ფუნქციონირებს 1930-იანი წლებიდან და მას შემდეგ აგრძელებს ტოქსიკური მტვრის გამოყოფას. მოგიწევთ თუ არა ხელახლა ყველა ნარგავების გადაკეთება რამდენიმე წელიწადში?

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: დიახ, წარმოება ჯერ კიდევ 1938 წელს დაიწყო და დღემდე არ გაჩერებულა. მაგრამ მან გაიარა ყველაზე არამეგობრული ეტაპი, პიკი იყო დაახლოებით 1978 წლიდან 2000 წლამდე. ახლა ცდილობენ გააკონტროლონ გამონაბოლქვი, მონტაჟდება ფილტრები, მიმდინარეობს წარმოების რეკონსტრუქცია და ქარხანა წელიწადში დაახლოებით 50 ათას ტონა მტვერს გამოყოფს, რაც სამჯერ ნაკლებია 1990-იან წლებში.

სამწუხაროდ, უკვე დაგროვილი დაბინძურება არანაკლებ ზიანს აყენებს. მიუხედავად იმისა, რომ მუდმივად შემოდის ახალი დაბინძურება, ჯერჯერობით არ არის საჭირო ადგილების გადაკეთება: ნარჩენების „ბალიშები“ახერხებენ შემომავალი ლითონების იმობილიზაციას.

ძნელია პროგნოზირება მომავალი ათწლეულების განმავლობაში, მაგრამ ჯერჯერობით მცენარეულობის მდგომარეობა უფრო მეტად დამოკიდებულია ამინდის პირობებზე, ვიდრე სხვაზე. მაგალითად, 2019 წლის გასული ზაფხული ძალიან ცივი იყო და იმისდა მიუხედავად, რომ მარცვლეულმა ყურები ამოყარა, თესლს აგვისტოს ბოლომდე მომწიფების დრო არ ჰქონდა.

ზოგადად, ჩვენ ვხედავთ, რომ ორგანული ნივთიერებები გროვდება, მიკრობული საზოგადოება ვითარდება, ნარჩენების მინერალური ფენის ზემოთ გამოჩნდა ახალი ორგანული ჰორიზონტი.ამავდროულად, ჩვენ გვაქვს საკონტროლო ნაკვეთები, სადაც ნარჩენების ნაცვლად ჩვეულებრივი ქვიშა ავიღეთ - ასე რომ, მცენარეები და მიკრობები მასზე ბევრად უარესად გრძნობენ თავს, ვიდრე ნარჩენებზე, ანუ მასალის სწორი არჩევანი ნამდვილად გადამწყვეტია დარგვის ბედზე..

რატომ არის საერთოდ საჭირო მელიორაციის გაკეთება? არ შეგიძლია უბრალოდ მიატოვო დარღვეული ტერიტორია და დაელოდო ეკოსისტემის გამოჯანმრთელებას?

BB: მელიორაციაში ყველაზე მნიშვნელოვანი ის ფაქტიც კი არ არის, რომ ეკოსისტემები ძლიერ აშლილ ადგილებში აღდგება. ეს ასევე შესაძლებელს ხდის მთლიანად რეგიონში ეკოლოგიური მდგომარეობის გაუმჯობესებას. მძიმე ლითონები იმობილირდება და ვეღარ მოხვდება მიწისქვეშა და ზედაპირულ წყლებში, მათგან კი მდინარეებში და იმანდრას ტბაში, თევზაობის უმაღლესი კატეგორიის წყალსაცავში.

არის თუ არა ფართომასშტაბიანი სამელიორაციო პროექტების მაგალითები რუსეთში თუ მსოფლიოში?

BB: და მურმანსკის რეგიონში და მთლიანად რუსეთში, მე ჯერ არ ვიცი მაგალითები, როდესაც ასეთი ტექნოლოგია გამოიყენებოდა დიდ ტერიტორიაზე. დანარჩენ მსოფლიოში არის ასეთი მაგალითები, მაგრამ ძირითადად ასეთი სამუშაოები ჩატარდა საწარმოს დახურვის შემდეგ, ანუ მხოლოდ ტერიტორიის მთლიანად სახელმწიფო პასუხისმგებლობის ზონაში გადაყვანის შემდეგ. მაგალითად, კანადაში სპილენძ-ნიკელის ქარხნის მიმდებარე ტერიტორიაზე სტუდენტებისა და უმუშევრების ჩართულობით მასშტაბური სამელიორაციო სამუშაოები ჩატარდა.

მე ვიყავი მექსიკაში ობიექტში, სადაც გადამამუშავებელი ქარხნის ტერიტორიის აღდგენა მოხდა. აუზებში დაბინძურებამ ათეულ მეტრ სიღრმეში შეაღწია, სადაც დაგროვდა არა მხოლოდ ნავთობპროდუქტები, არამედ დიდი რაოდენობით მძიმე ლითონები, ვინაიდან წარმოებაში დიდი ხნის განმავლობაში იყენებდნენ ტყვიის თეთრს. ახლა ქარხნის ადგილზე დიდი პარკი მოეწყო.

ბალიშისთვის ვერმიკულიტსაც და მიწასაც ახლომდებარე ქარხნებიდან იღებ. რაც შეეხება მათ, ვინც მელიორაციაშია დაკავებული, მაგალითად, ურალში და არ აქვს წვდომა ამ მასალებზე?

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: ვერმიკულიტის ნაცვლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ გელი, სინთეზური პოლიმერები და ნებისმიერი სხვა ტენიანობის მომხმარებელი მასალა - ყველაფერი, რაც დაიცავს მცენარეებს გამოშრობისგან განვითარების ადრეულ ეტაპებზე. რაც შეეხება ნარჩენებს, ბევრ ადგილას, სადაც არის მადნის გადამამუშავებელი საწარმო, არის მათი მოპოვების საშუალებებიც, რაც ნიშნავს, რომ, დიდი ალბათობით, შეგიძლიათ იპოვოთ შესაფერისი ნარჩენები. რა თქმა უნდა, ეს წესი ყოველთვის არ მუშაობს და ყველა ნარჩენი არ შეიძლება იყოს ეფექტური, მაგრამ სწორედ ეს არის საჭირო ამ საკითხების გასაგებად სპეციალისტები.

რა სხვა სახის დაბინძურებული ტერიტორიების აღდგენა შეიძლება თქვენი მეთოდით? მაგალითად, შეიძლება თუ არა მისი გამოყენება ნავთობის დაღვრაზე?

BB: ნიადაგური სტრუქტურების შექმნის მიდგომა ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა დარღვეული მიწების მელიორაციისთვის. ტუტე მასალები ყველაზე ხშირად გამოიყენება მძიმე ლითონის დაბინძურების შესანარჩუნებლად და აღმოსაფხვრელად. ტექნოლოგიური სქემა განისაზღვრება არა მხოლოდ დაბინძურების ტიპით, არამედ, მაგალითად, ისეთი ფაქტორებით, როგორიცაა ნიადაგის ტიპი, კლიმატი და მრავალი სხვა. ყოველი დარღვეული ტერიტორია კომპლექსური სისტემაა, ამიტომ ისეთ ქვეყანაში, როგორიც ჩვენშია, არ არსებობს და არ შეიძლება იყოს პრობლემის უნივერსალური გადაწყვეტა.

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ: კონსტრუქციები, რომლებთანაც ჩვენ ვმუშაობთ, უნიკალური გრძელვადიანი ექსპერიმენტია. თითქმის ათი წლის განმავლობაში ჩვენ ვაკვირდებით ეკოსისტემებისა და ნიადაგების განვითარებას ჭეშმარიტად ექსტრემალურ პირობებში, მუდმივ დაბინძურებასა და მკაცრ პოლარული კლიმატის გაერთიანებაში. ასეთი ნამუშევრები მთელ მსოფლიოში სულ რამდენიმეა და ალბათ ამიტომაა ჩვენთვის ასე საინტერესო.