Bagaimana tanah beracun di Kutub Utara dihidupkan kembali

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Pemrosesan bijih tembaga-nikel di Semenanjung Kola menyebabkan kerusakan parah pada ekosistem Arktik yang rapuh. Di sekitar pabrik, yang telah memproduksi nikel, kobalt, dan logam non-ferrous lainnya selama 80 tahun, zona polusi teknogenik telah terbentuk, mengingatkan pada lanskap bulan.

Bisakah kehidupan dibawa kembali ke sini? Eksperimen para ilmuwan tanah Rusia menunjukkan bahwa ini mungkin. Peserta penelitian Vyacheslav Vasenev dari Universitas RUDN dan Marina Slukovskaya dari Pusat Ilmiah Kola dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia berbicara tentang pekerjaan mereka N + 1.

N + 1: Apa inti dari kerusakan hutan-tundra oleh produksi logam berharga?

Vyacheslav Vasenev:Tanah di gurun di sekitar pabrik sangat terdegradasi, beracun dan praktis tidak cocok untuk tanaman: banyak mengandung tembaga, nikel, dan logam berat lainnya.

Logam-logam ini masuk ke dalam tanah melalui udara. Tanaman memancarkan berbagai senyawa ke udara, dan partikel debu berukuran mikron, tetesan aerosol menetap di sekitar pabrik selama beberapa dekade. Senyawa logam secara bertahap mengendap di hutan sekitar tanaman, yang pada akhirnya menyebabkan kematian pohon dan vegetasi lainnya, dan begitu banyak logam terakumulasi di tanah sehingga dapat ditambang kembali jika diinginkan. Masalah utama adalah bahwa sebagian besar logam ditemukan di tanah dalam bentuk senyawa terlarut yang mudah diserap oleh organisme hidup.

Seberapa jauh gurun di sekitar pabrik?

Marina Slukovskaya:Zona pengaruh tanaman mencapai sekitar 200 kilometer persegi, dan gurun itu sendiri sekitar sepertiga dari total luas.

bb:Saat mendekati tanaman, penekanan ekosistem dapat dipantau oleh keadaan vegetasi. Tanah kosong itu sendiri dimulai hanya beberapa kilometer sebelum pabrik, tetapi lanskap depresi ditemukan lebih awal. Di taiga utara, vegetasinya tidak terlalu lebat, dan beberapa kilometer dari tanaman menjadi terlihat bagaimana segala sesuatu di sekitarnya mulai layu, menipis, menguning dan mati.

Bagaimana cara kerja sistem tanah buatan Anda dan bagaimana cara kerjanya?

NONA:Kami membuat apa yang disebut struktur tanah - technozem. Lapisan bawah terdiri dari limbah pertambangan yang mengandung kalsium dan magnesium karbonat dan silikat, dan lapisan atas terbuat dari vermikulit, mineral berlapis higroskopis dari kelompok hidromika, yang sangat penting pada tahap perkecambahan biji dan awal pertumbuhan tanaman.

bb:Limbah dari industri pertambangan mengandung sedikit logam berat, sehingga bantal ini melindungi lapisan di bawahnya dengan baik. Selain itu, itu melumpuhkan logam, pada kenyataannya, mencegahnya bocor dan terbang.

Akibatnya, lapisan limbah alkali memungkinkan Anda untuk menetralkan lingkungan asam dan menetapkan sifat agrokimia minimum, sementara yang atas menahan air dan memungkinkan benih berkecambah dan mendapatkan pijakan di lapisan limbah.

Pemulihan tanah Kutub Utara alami dalam kondisi ini akan memakan waktu beberapa ratus tahun, dan hanya setelah penghentian kegiatan pabrik, yang tidak akan ditutup. Reklamasi menggunakan technozem dapat mempercepat proses dan melindungi tanah dari erosi.

Seberapa mahal metode ini?

NONA: Reklamasi satu hektar (0,01 kilometer persegi) membutuhkan sekitar 3,5 juta rubel. Ini sebanding dengan biaya tanah subur yang diimpor, tetapi untuk ini Anda perlu menggali dan membawanya ke suatu tempat, yaitu mengganggu ekosistem lain, dan kami menggunakan limbah.

Tahun depan, kami berencana untuk melakukan studi lagi untuk menghitung nilai ekosistem yang hilang, yaitu kami akan memperkirakan akumulasi kerusakan dan membandingkannya dengan biaya reklamasi. Memang, dalam hal ini, kita tidak berbicara banyak tentang biaya bahan dan teknologi. Ini tentang kualitas tanah, air, udara, dan komponen ekosistem lainnya.

Dalam kasus reklamasi, sering terjadi seperti ini: Anda mempertimbangkan biaya pekerjaan dan bahan, tampaknya ada banyak, tetapi jika Anda melihat semua keuntungan yang menyertainya, ternyata murah.

Selain membuat tanah baru, Anda juga menanam tanaman. Apa sebenarnya yang Anda tanam dan mengapa?

NONA: Kami menanam terutama sereal. Kami juga bereksperimen dengan kacang-kacangan, tetapi sayangnya mereka mati. Sereal muncul jauh lebih baik, terutama karena kami awalnya memilih spesies yang memiliki peluang untuk bertahan hidup. Karena pertumbuhannya yang cepat, mereka tertancap dengan baik di tanah, dan daunnya tidak terlalu banyak mengakumulasi polusi. Api unggun, rumput gandum, dan volosnet menunjukkan yang terbaik dari semuanya - penghuni musim panas akan bertarung dengan mereka, dan kami senang mereka tumbuh. Mungkin, jika Anda menanam hogweed, maka itu juga akan terasa enak, tetapi kami, mungkin, tidak akan melakukan ini untuk saat ini.

bb: Penting agar tidak hanya rumput hijau yang tinggi tumbuh di lokasi reklamasi, tetapi juga fungsi tanah dipulihkan, karbon organik terakumulasi, dan komunitas mikroba berkembang. Sejauh ini, beberapa nutrisi, misalnya nitrogen, diterapkan dalam bentuk pupuk, tetapi seiring waktu kita dapat mengharapkan lebih banyak otonomi sistem.

Plot juga menarik hewan: kelinci datang untuk memakan rumput, dan tahun ini, tikus telah menetap di daerah dengan tanah gambut yang sangat kotor kurang dari satu kilometer dari pabrik dan menggali lubang untuk diri mereka sendiri dalam teknologi eksperimental. Sungguh menakjubkan bahwa, pada kenyataannya, situs percobaan adalah pulau-pulau hijau yang dikelilingi oleh lanskap berbatu, tetapi seperti yang Anda lihat, kehidupan muncul di mana pun ia diberi kesempatan.

NONA: Migrasi hewan agak mengganggu penelitian ilmiah, karena, sebagai akibatnya, kami tidak mengetahui angka yang benar untuk biomassa tanaman dan tidak dapat sepenuhnya memastikan data tentang akumulasi dan migrasi logam dalam teknozem. Tetapi dalam karya-karya ini, tujuan utamanya bukan hanya artikel atau hibah baru, tetapi juga manfaat yang sangat jelas dan nyata bagi makhluk hidup. Toh, ide utamanya bukan hanya sekedar mengisi bahan dan menanam rumput. Kami menyelidiki bagaimana mungkin untuk memulai kembali proses ekosistem dalam kondisi ekstrim Semenanjung Kola, di mana sangat dingin dan tingkat polusi yang tinggi.

Eksperimen pertama tentang penggunaan limbah pertambangan di gurun dilakukan pada tahun 2010. Selama hampir sepuluh tahun bekerja, kami telah bereksperimen pada dua jenis tanah yang paling umum di wilayah ini, podzol dan tanah gambut, di mana kami bekerja dengan total sepuluh jenis limbah pertambangan, baik dalam keadaan awal maupun yang diperkaya dan termoaktivasi. versi.

Pabrik tersebut telah beroperasi sejak tahun 1930-an dan terus mengeluarkan debu beracun sejak saat itu. Apakah Anda harus mengulang semua penanaman lagi dalam beberapa tahun?

NONA: Ya, produksi dimulai kembali pada tahun 1938 dan tidak berhenti hingga hari ini. Namun melewati fase yang paling tidak bersahabat, puncaknya sekitar tahun 1978 hingga 2000. Sekarang mereka mencoba untuk mengontrol emisi, filter dipasang, produksi sedang dibangun kembali, dan pabrik mengeluarkan sekitar 50 ribu ton debu per tahun, yang tiga kali lebih sedikit daripada tahun 1990-an.

Sayangnya, polusi yang sudah menumpuk menyebabkan kerugian yang tidak kalah. Meskipun polusi baru terus masuk, sejauh ini tidak perlu merombak lokasi: "bantalan" limbah berhasil melumpuhkan logam yang masuk.

Sulit untuk diprediksi selama beberapa dekade ke depan, tetapi sejauh ini keadaan vegetasi lebih bergantung pada kondisi cuaca daripada hal lain. Misalnya, musim panas terakhir tahun 2019 sangat dingin, dan terlepas dari kenyataan bahwa sereal membuang telinganya, bijinya tidak punya waktu untuk matang pada akhir Agustus.

Secara umum, kita melihat bahwa bahan organik terakumulasi, komunitas mikroba berkembang, cakrawala organik baru telah muncul di atas lapisan mineral limbah. Pada saat yang sama, kami memiliki plot kontrol di mana alih-alih limbah kami mengambil pasir biasa - dan karenanya, tanaman dan mikroba merasa jauh lebih buruk daripada limbah, yaitu, pilihan bahan yang tepat sangat menentukan nasib penanaman.

Mengapa perlu dilakukan reklamasi sama sekali? Tidak bisakah Anda meninggalkan area yang terganggu dan menunggu ekosistem pulih dengan sendirinya?

bb: Hal terpenting dalam reklamasi bukanlah fakta bahwa ekosistem sedang dipulihkan di daerah yang sangat terganggu. Hal ini juga memungkinkan untuk memperbaiki situasi ekologi di kawasan secara keseluruhan. Logam berat tidak dapat bergerak dan tidak dapat lagi masuk ke air tanah dan permukaan, dan darinya ke sungai dan ke Danau Imandra, reservoir kategori perikanan tertinggi.

Apakah ada contoh proyek reklamasi skala besar di Rusia atau di dunia?

bb: Dan di wilayah Murmansk, dan di Rusia secara keseluruhan, saya belum tahu contoh kapan teknologi seperti itu akan digunakan di wilayah yang luas. Di seluruh dunia, ada contoh seperti itu, tetapi pada dasarnya pekerjaan seperti itu dilakukan setelah penutupan perusahaan, yaitu, setelah pengalihan wilayah sepenuhnya ke zona tanggung jawab negara. Sebagai contoh, di Kanada, pekerjaan reklamasi besar-besaran dilakukan dengan melibatkan mahasiswa dan pengangguran di daerah sekitar pabrik tembaga-nikel.

Saya berada di sebuah fasilitas di Meksiko di mana lokasi kilang minyak direklamasi. Di kolam, polusi menembus kedalaman puluhan meter, di mana tidak hanya produk minyak, tetapi juga sejumlah besar logam berat terakumulasi, karena timbal putih digunakan dalam produksi untuk waktu yang lama. Sekarang sebuah taman besar telah didirikan di lokasi pabrik.

Anda mengambil vermikulit dan tanah untuk bantal dari pabrik terdekat. Bagaimana dengan mereka yang terlibat dalam reklamasi, misalnya, di Ural dan tidak memiliki akses ke bahan-bahan ini?

NONA: Alih-alih vermikulit, Anda dapat menggunakan gel, polimer sintetis, dan bahan lain yang menyerap kelembapan - segala sesuatu yang akan melindungi tanaman agar tidak mengering pada tahap awal pengembangan. Berkenaan dengan limbah, di banyak tempat di mana terdapat fasilitas pengolahan bijih terdapat juga fasilitas untuk ekstraksinya, yang berarti, kemungkinan besar, Anda dapat menemukan limbah yang sesuai. Tentu saja, aturan ini tidak selalu berhasil, dan tidak semua pemborosan bisa efektif, tetapi inilah yang dibutuhkan spesialis untuk memahami masalah ini.

Apa jenis area terkontaminasi lainnya yang dapat direklamasi menggunakan metode Anda? Misalnya, dapatkah diterapkan pada tumpahan minyak?

bb: Pendekatan dalam menciptakan struktur tanah sering digunakan untuk reklamasi berbagai lahan terganggu. Bahan alkali paling sering digunakan untuk menahan dan menghilangkan kontaminasi logam berat. Skema teknologi ditentukan tidak hanya oleh jenis polusi, tetapi juga, misalnya, oleh faktor-faktor seperti jenis tanah, iklim, dan banyak lagi. Setiap wilayah yang terganggu adalah sistem yang kompleks, oleh karena itu, seperti milik kita, tidak ada dan tidak dapat menjadi solusi universal untuk masalah tersebut.

NONA: Konstruksi yang kami kerjakan adalah eksperimen jangka panjang yang unik. Selama hampir satu dekade kami telah mengamati perkembangan ekosistem dan tanah dalam kondisi yang benar-benar ekstrim, menggabungkan polusi konstan dan iklim kutub yang keras. Hanya ada beberapa karya seperti itu di seluruh dunia, dan mungkin itulah sebabnya karya ini sangat menarik bagi kami.