Арктикадагы уулуу топурак кантип жанданат

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

Кола жарым аралындагы жез-никель рудаларын кайра иштетүү Арктиканын назик экосистемаларына чоң зыян келтирүүдө. 80 жылдан бери никель, кобальт жана башка тустуу металлдарды чыгарып жаткан заводдордун айланасында Айдын пейзажын эске салган техногендик булгануу зонасы пайда болду.

Бул жерде жашоону кайра алып келүүгө болобу? Орус топурак таануучуларынын эксперименти мунун мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Изилдөөнүн катышуучулары РУДН университетинен Вячеслав Васенев жана Россия Илимдер академиясынын Кола илимий борборунан Марина Слуковская N+1 иштери жөнүндө айтып беришти.

N + 1: баалуу металлдарды өндүрүү менен токой-тундрага келтирилген зыяндын маңызы эмнеде?

Вячеслав Васенев: Заводдун айланасындагы ээн талаадагы топурак өтө бузулган, уулуу жана өсүмдүктөр үчүн дээрлик жараксыз: анын курамында жез, никель жана башка оор металлдар көп.

Бул металлдар аба аркылуу топуракка кирген. Завод абага ар кандай кошулмаларды бөлүп чыгарат, микрон өлчөмүндөгү чаң бөлүкчөлөрү, аэрозолдук тамчылар ондогон жылдар бою ишкананын айланасына жайгашты. Металл кошулмалары акырындык менен өсүмдүктүн айланасындагы токойлорго түшүп, акыры бак-дарактардын жана башка өсүмдүктөрдүн өлүшүнө алып келди жана топуракта ушунчалык көп металлдар топтолуп, кааласа кайра казып алууга болот. Негизги маселе, металлдардын чоң бөлүгү кыртышта эрүүчү кошулмалар түрүндө кездешет, алар тирүү организмдер тарабынан оңой сиңет.

Тегирмендин айланасындагы ээн талаа канча?

Марина Слуковская: Заводдун таасир этүү зонасы 200 чарчы километрге жетет, ал эми ээн жердин өзү жалпы аянттын үчтөн бир бөлүгүн түзөт.

BB: Өсүмдүккө жакындаганда, экосистемалардын басылышын өсүмдүктөрдүн абалы боюнча байкоого болот. Чөлдүн өзү заводго бир нече километр калганда башталат, бирок депрессиялык пейзаж мурдараак кездешет. Түндүк тайгада өсүмдүктөр баары бир өтө жыш эмес, ал эми өсүмдүктөн бир нече километр алыстыкта айланадагы нерселердин баары соолуп, суюлуп, саргайып, өлүп баштаганы байкалат.

Сиздин жасалма топурак системасы кандай иштейт жана ал кандай иштейт?

АЙЫМ: Биз топурактын структурасын - техноземди жасадык. Төмөнкү катмар кальций жана магний карбонаттары жана силикаттары бар тоо-кен калдыктарынан турат, ал эми үстүнкү катмары гидрослюда тобунан гигроскопиялык катмарлуу минерал вермикулиттен турат, бул өзгөчө уруктардын өнүү стадиясында жана өсүмдүктөрдүн өсүү башталышында маанилүү.

BB: Тоо-кен өнөр жайынын калдыктарында оор металлдар аз болгондуктан, бул жаздык астындагы катмарларды жакшы коргойт. Мындан тышкары, металлдарды кыймылсыз кылат, чындыгында, алардын агып кетишине жана учуп кетишине жол бербейт.

Натыйжада, щелочтук калдыктар катмары кычкыл чөйрөнү нейтралдаштырууга мүмкүндүк берет жана минималдуу агрохимиялык касиеттерди белгилейт, ал эми үстүнкү катмары сууну кармап, уруктардын өнүп чыгышына жана калдык катмарында орун алууга мүмкүндүк берет.

Бул шарттарда табигый Арктикалык топурак калыбына келтирүү үчүн бир нече жүз жыл талап кылынат, ал эми жабыла турган эмес, комбинаттын ишин токтоткондон кийин гана. Техноземаларды колдонуу менен мелиорациялоо процессти тездетип, кыртышты эрозиядан коргой алат.

Бул ыкма канчалык кымбат?

АЙЫМ: Бир гектарды (0,01 чарчы километр) мелиорациялоо үчүн 3,5 миллион рублга жакын каражат керектелет. Бул сырттан алынып келинген түшүмдүү топурактын баасы менен салыштырууга болот, бирок ал үчүн аны казып, бир жерден алып чыгыш керек, башкача айтканда, башка экосистемаларды бузуп, калдыктарды колдонобуз.

Келерки жылга чейин жоголгон экосистемалардын баасын эсептеп, башкача айтканда, топтолгон зыянды эсептеп, аны рекультивацияга кеткен чыгым менен салыштыруу үчүн дагы бир изилдөө жүргүзөлү деп жатабыз. Чынында эле, бул учурда биз материалдардын жана технологиянын наркы жөнүндө анчалык көп сөз кылбайбыз. Бул топурактын, суунун, абанын жана экосистеманын башка компоненттеринин сапаты жөнүндө.

Мелиорацияда көбүнчө мындай болот: жумуштун жана материалдардын наркын эске аласың, ал көп окшойт, бирок бардык коштолгон артыкчылыктарды карап көрсөң, ал кымбат эмес болуп чыгат.

Жаңы топуракты түзүүдөн тышкары, сиз өсүмдүктөрдү да отургузуп жатасыз. Сиз так эмнени жана эмне үчүн отургузуп жатасыз?

АЙЫМ: Негизинен дан эгиндерин айдайбыз. Биз буурчак өсүмдүктөрү менен да тажрыйба жүргүздүк, бирок тилекке каршы алар өлүп калышты. Дан эгиндери бир топ жакшы чыкты, өзгөчө, биз башында аман калуу мүмкүнчүлүгү бар түрлөрдү тандап алгандан кийин. Тез өскөндүктөн, алар топуракка жакшы бекип, жалбырактарда булгануу көп топтолбойт. Өрт, буудай чөптөрү жана волоснеталар өздөрүн баарынан жакшы көрсөтүштү – алар менен жайкы тургундар күрөшмөк, биз алардын өсүп жатканына кубанычтабыз. Мүмкүн, эгер сиз чочко чөбүн отургузсаңыз, анда ал да жакшы сезилет, бирок биз, балким, азырынча муну кылбайбыз.

BB: Мелиоративдик аянттарда бийик көк чөптөр гана өспөстөн, кыртыштын функцияларынын калыбына келиши, органикалык көмүртектердин топтолушу, микробдук коомчулуктун өнүгүшү маанилүү. Азырынча, кээ бир азыктандыруучу заттар, мисалы, азот, жер семирткичтер түрүндө колдонулат, бирок убакыттын өтүшү менен системанын көбүрөөк автономиясын күтсөк болот.

Участок жаныбарларды да өзүнө тартат: коёндор чөп менен азыктанганы келишет, ал эми быйыл чычкандар өсүмдүктөн бир километрге жетпеген өтө кир чым топурактуу аймакка отурукташып, эксперименталдык техноземаларда өздөрүнө тешик казышты. Чындыгында, эксперименталдык жерлер аскалуу ландшафт менен курчалган жашыл аралдар экени таң калыштуу, бирок сиз көрүп тургандай, жашоо мүмкүнчүлүк берилген жерде пайда болот.

АЙЫМ: Жаныбарлардын миграциясы илимий изилдөөлөргө кандайдыр бир деңгээлде тоскоол болот, анткени, натыйжада биз өсүмдүктөрдүн биомассасынын туура цифраларын билбейбиз жана техноземалардагы металлдардын топтолушу жана миграциясы боюнча маалыматтарга толук ишене албайбыз. Бирок бул эмгектерде жаңы макалалар же гранттар гана эмес, жандуулар үчүн абдан ачык, көзгө көрүнгөн пайда да негизги максат. Анткени, негизги идея жөн эле материалдарды толтуруу жана чөп отургузуу эмес. Биз Кола жарым аралынын өтө суук жана булгануу деңгээли жогору болгон экстремалдык шарттарында экосистемалык процесстерди кантип кайра баштоого болорун изилдедик.

Тоо-кен калдыктарын ээн талаада колдонуу боюнча биринчи эксперимент 2010-жылы коюлган. Дээрлик он жыл бою биз аймактагы эң кеңири тараган эки топурактын түрүн, подзолдук жана чым топуракты эксперимент кылып көрдүк, анда биз тоо-кен калдыктарынын жалпы он түрү менен, баштапкы абалында да, байытылган жана термоактивдештирилген түрү менен да иштедик. версиялары.

Завод 1930-жылдардан бери иштеп келе жатат жана ошондон бери уулуу чаңды чыгарууну улантууда. Бир нече жылдан кийин бардык көчөттөрдү кайра жасоого туура келеби?

АЙЫМ: Ооба, өндүрүш 1938-жылы башталып, бүгүнкү күнгө чейин токтой элек. Бирок ал өзүнүн эң жагымсыз фазасын басып өттү, чокусу болжол менен 1978-жылдан 2000-жылга чейин болгон. Азыр алар абага зыяндуу заттардын чыгышын көзөмөлдөөгө аракет кылып жатышат, фильтрлер орнотулду, өндүрүш реконструкцияланууда, ишкана жылына 50 миң тонна чаңды бөлүп чыгарат, бул 1990-жылдардагыдан үч эсе аз.

Тилекке каршы, ансыз деле топтолгон булгануу аз эмес зыян алып келет. Жаңы булгануулар тынымсыз келип жатса да, азырынча сайттарды кайра куруунун кереги жок: калдыктардын “жаздыгы” келген металлдарды кыймылсыз кылып коёт.

Алдыдагы ондогон жылдарды алдын ала айтуу кыйын, бирок азырынча өсүмдүктөрдүн абалы башка нерселерге караганда аба ырайынын шарттарына көбүрөөк көз каранды. Маселен, 2019-жылдын акыркы жайы абдан суук болуп, дан эгиндери башын ыргытып жибергени менен уруктар август айынын аягына чейин бышканга үлгүрбөй калган.

Жалпысынан биз органикалык заттардын топтолуп жатканын, микробдук коомчулуктун өнүгүп жатканын, калдыктардын минералдык катмарынын үстүндө жаңы органикалык горизонт пайда болгондугун көрөбүз. Ошол эле учурда бизде контролдук участоктор бар, биз таштандынын ордуна кадимки кумду алдык - демек, өсүмдүктөр да, микробдор да аны калдыктарга караганда алда канча начар сезет, башкача айтканда, отургузуунун тагдыры үчүн материалды туура тандоо чындап эле чечүүчү..

Дегеле мелиорациялоо эмне үчүн керек? Сиз жөн эле бузулган аймакты таштап, экосистеманын өзүн-өзү айыгышын күтө албайсызбы?

BB: Рекультивациялоодогу эң негизгиси – бул катуу бузулган аймактарда экосистемалардын калыбына келтирилип жаткандыгы да эмес. Бул жалпы эле аймактагы экологиялык абалды жакшыртууга да мүмкүндүк берет. Оор металлдар кыймылсыз болуп, жер астындагы жана жер үстүндөгү сууларга, андан дарыяларга жана балыкчылыктын эң жогорку категориясындагы суу сактагыч Имандра көлүнө кире албайт.

Россияда же дүйнөдө масштабдуу мелиорация долбоорлорунун мисалдары барбы?

BB: Ал эми Мурманск облусунда жана бүтүндөй Россияда мындай технология чоң аймакта колдонула турган мисалдарды азырынча билбейм. Калган өлкөлөрдө мындай мисалдар бар, бирок негизи мындай иштер ишкана жабылгандан кийин, башкача айтканда, аймак толугу менен мамлекеттик жоопкерчилик зонасына өткөндөн кийин эле жүргүзүлгөн. Маселен, Канадада жез-никель комбинатынын айланасында студенттерди жана жумуш-суздарды тартуу менен масштабдуу мелиорация иштери жургузулду.

Мен Мексикадагы заводдун биринде болдум, ал жерде нефтини кайра иштетүүчү заводдун жери калыбына келтирилген. Көлмөлөрдүн булганышы ондогон метр тереңдикке кирип, анда мунай продуктылары гана эмес, ошондой эле көп сандагы оор металлдар топтолгон, анткени коргошундун агы узак убакыт бою өндүрүштө колдонулган. Азыр комбинаттын жеринде чоң парк түзүлдү.

Жаздыкка вермикулитти да, топуракты да жакын жердеги заводдордон аласың. Мелиорация менен шугулдангандар, маселен, Уралда бул ма-териалдарга жетпегендер ше?

АЙЫМ: Вермикулиттин ордуна гель, синтетикалык полимерлерди жана башка ным керектөөчү материалдарды колдоно аласыз - өсүмдүктөрдү өнүгүүнүн алгачкы этабында кургап калуудан коргой турган нерселердин бардыгы. Таштандыларга келсек, кенди кайра иштетүүчү ишканалар бар көптөгөн жерлерде аларды казып алуу үчүн да жайлар бар, демек, ылайыктуу калдыктарды табууга болот. Албетте, бул эреже дайыма эле иштей бербейт жана бардык калдыктар натыйжалуу боло бербейт, бирок бул маселелерди түшүнүү үчүн адистер керек.

Сиздин ыкманы колдонуу менен булганган аймактардын дагы кандай түрлөрүн калыбына келтирүүгө болот? Мисалы, мунай төгүлгөн жерлерге колдонсо болобу?

BB: Топурак түзүмдөрүн түзүү ыкмасынын өзү көбүнчө бузулган ар кандай жерлерди рекультивациялоо үчүн колдонулат. Көбүнчө щелочтук материалдар оор металлдын булганышын камтышы жана жок кылуу үчүн колдонулат. Технология схемасы булгануунун түрү менен гана эмес, ошондой эле, мисалы, кыртыштын түрү, климат жана башка көптөгөн факторлор менен аныкталат. Ар бир бузулган аймак татаал система, ошондуктан, биздикиндей, маселенин универсалдуу чечими жок жана боло албайт.

АЙЫМ: Биз иштеп жаткан конструкциялар уникалдуу узак мөөнөттүү эксперимент болуп саналат. Дээрлик он жыл бою биз туруктуу булганууну жана катаал полярдык климатты айкалыштырып, чындап эле экстремалдык шарттарда экосистемалардын жана топурактардын өнүгүшүн байкап жатабыз. Бүткүл дүйнөдө мындай чыгармалар саналуу гана, балким, ошол себептен улам биз үчүн кызыктуу.