Come viene riportato in vita il suolo tossico nell'Artico

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

La lavorazione dei minerali di rame-nichel nella penisola di Kola sta causando gravi danni ai fragili ecosistemi artici. Intorno alle fabbriche, che da 80 anni producono nichel, cobalto e altri metalli non ferrosi, si è formata una zona di inquinamento tecnogenico, che ricorda un paesaggio lunare.

La vita può essere riportata qui? L'esperimento degli scienziati del suolo russi mostra che questo è possibile. I partecipanti alla ricerca Vyacheslav Vasenev dell'Università RUDN e Marina Slukovskaya del Centro scientifico Kola dell'Accademia delle scienze russa hanno parlato del loro lavoro N + 1.

N + 1: Qual è l'essenza del danno causato alla foresta-tundra dalla produzione di metalli preziosi?

Vyacheslav Vasenev:Il terreno nel deserto intorno alla pianta è altamente degradato, tossico e praticamente inadatto alle piante: contiene molto rame, nichel e altri metalli pesanti.

Questi metalli sono entrati nel suolo attraverso l'aria. La pianta emette vari composti nell'aria e particelle di polvere di dimensioni micron, goccioline di aerosol si sono depositate intorno alla pianta per decenni. I composti metallici sono precipitati gradualmente nelle foreste intorno alla pianta, il che alla fine ha portato alla morte di alberi e altra vegetazione, e così tanti metalli si sono accumulati nel terreno che possono essere riesumati se lo si desidera. Il problema principale è che una grande percentuale di metalli si trova nel suolo sotto forma di composti solubili facilmente assorbibili dagli organismi viventi.

Quanto dista la terra desolata intorno al mulino?

Marina Slukovskaja:La zona di influenza della pianta raggiunge circa 200 chilometri quadrati e la stessa terra desolata è circa un terzo della superficie totale.

BB:Quando ci si avvicina alla pianta, la soppressione degli ecosistemi può essere monitorata dallo stato della vegetazione. La stessa terra desolata inizia pochi chilometri prima della fabbrica, ma il paesaggio depressivo si trova prima. Nella taiga settentrionale la vegetazione non è comunque molto fitta, ea pochi chilometri dalla pianta si nota come tutto intorno cominci ad appassire, diradarsi, ingiallire e morire.

Come funziona il tuo sistema di suolo artificiale e come funziona?

SM:Abbiamo realizzato una cosiddetta struttura del suolo: technozem. Lo strato inferiore è costituito da rifiuti minerari contenenti carbonati e silicati di calcio e magnesio e lo strato superiore è costituito da vermiculite, un minerale stratificato igroscopico del gruppo idromico, che è particolarmente importante nella fase della germinazione dei semi e all'inizio della crescita delle piante.

BB:I rifiuti dell'industria mineraria contengono pochi metalli pesanti, quindi questo cuscino protegge bene gli strati sottostanti. Inoltre, immobilizza i metalli, infatti, impedisce loro di fuoriuscire e volare via.

Di conseguenza, lo strato di rifiuti alcalini consente di neutralizzare l'ambiente acido e imposta le proprietà agrochimiche minime, mentre quello superiore trattiene l'acqua e consente ai semi di germinare e prendere piede nello strato di rifiuti.

Il ripristino del suolo artico naturale in queste condizioni richiederebbe un paio di centinaia di anni, e solo dopo la cessazione delle attività dell'impianto, che non verrà chiuso. La bonifica mediante technozems può accelerare il processo e proteggere il suolo dall'erosione.

Quanto costa questo metodo?

SM: La bonifica di un ettaro (0,01 kmq) richiede circa 3,5 milioni di rubli. Questo è paragonabile al costo del terreno fertile importato, ma per questo è necessario scavarlo e portarlo fuori da qualche parte, cioè distruggere altri ecosistemi e usiamo i rifiuti.

Entro il prossimo anno prevediamo di condurre un altro studio per calcolare il valore degli ecosistemi perduti, ovvero faremo una stima del danno accumulato e lo confronteremo con il costo della bonifica. In effetti, in questo caso, non stiamo parlando tanto del costo dei materiali e della tecnologia. Riguarda la qualità del suolo, dell'acqua, dell'aria e di altri componenti dell'ecosistema.

In caso di bonifica, spesso accade così: si considera il costo del lavoro e dei materiali, sembra che ci sia molto, ma se si guardano tutti i vantaggi che l'accompagnano, risulta essere poco costoso.

Oltre a creare nuovo terreno, stai anche piantando piante. Cosa stai piantando esattamente e perché?

SM: Piantiamo principalmente cereali. Abbiamo sperimentato anche i legumi, ma purtroppo sono morti. I cereali sono venuti molto meglio, soprattutto perché inizialmente abbiamo selezionato specie che hanno una possibilità di sopravvivenza. A causa della loro rapida crescita, sono ben fissati nel terreno e le foglie non accumulano troppo inquinamento. Falò, erba di grano e volosnet si sono mostrati i migliori di tutti: i residenti estivi avrebbero combattuto con loro e siamo lieti che stiano crescendo. Probabilmente, se pianti un panace, allora si sentirà anche bene, ma noi, forse, non lo faremo per ora.

BB: È importante che nei siti di bonifica non solo cresca erba verde alta, ma anche le funzioni del suolo vengano ripristinate, si accumuli carbonio organico e si sviluppi la comunità microbica. Finora alcuni dei nutrienti, ad esempio l'azoto, vengono applicati sotto forma di fertilizzanti, ma nel tempo possiamo aspettarci una sempre maggiore autonomia del sistema.

Le trame attirano anche gli animali: le lepri vengono a nutrirsi dell'erba e quest'anno i topi si sono stabiliti su un'area con terreno di torba molto sporco a meno di un chilometro dalla pianta e si sono scavati buche in tecnozem sperimentali. È sorprendente che, in effetti, i siti sperimentali siano isole verdi circondate da un paesaggio roccioso, ma come puoi vedere, la vita appare ovunque le venga data la possibilità.

SM: La migrazione degli animali interferisce in qualche modo con la ricerca scientifica, perché, di conseguenza, non conosciamo i dati corretti per la biomassa delle piante e non possiamo essere completamente sicuri dei dati sull'accumulo e sulla migrazione dei metalli nei tecnozem. Ma in questi lavori, l'obiettivo principale non sono solo nuovi articoli o borse di studio, ma anche un beneficio molto chiaro e visibile per gli esseri viventi. Dopotutto, l'idea principale non è solo quella di riempire i materiali e piantare l'erba. Abbiamo studiato come sia possibile riavviare i processi ecosistemici nelle condizioni estreme della penisola di Kola, dove fa molto freddo e un alto grado di inquinamento.

Il primo esperimento sull'uso dei rifiuti minerari nelle terre desolate è stato effettuato nel 2010. Per quasi dieci anni di lavoro abbiamo sperimentato sui due tipi di suolo più diffusi nella regione, il podzol e il suolo torboso, dove abbiamo lavorato con un totale di dieci tipi di rifiuti minerari, sia allo stato iniziale che con il loro arricchito e termoattivato versioni.

L'impianto è in funzione dagli anni '30 e da allora continua a emettere polveri tossiche. Dovrai rifare di nuovo tutte le piantagioni tra qualche anno?

SM: Sì, la produzione è iniziata nel 1938 e non si è fermata fino ad oggi. Ma ha superato la sua fase più ostile, il picco è stato dal 1978 al 2000 circa. Ora si cerca di controllare le emissioni, si installano filtri, si ricostruisce la produzione e l'impianto emette circa 50mila tonnellate di polvere all'anno, tre volte meno rispetto agli anni '90.

Sfortunatamente, l'inquinamento già accumulato non causa meno danni. Nonostante l'arrivo di nuovi inquinamenti, per ora non c'è bisogno di rimodellare i siti: il “cuscinetto” di rifiuti riesce ad immobilizzare i metalli in ingresso.

È difficile fare previsioni per i prossimi decenni, ma finora lo stato della vegetazione dipende più dalle condizioni meteorologiche che da qualsiasi altra cosa. Ad esempio, l'ultima estate del 2019 è stata molto fredda e, nonostante i cereali abbiano buttato fuori le spighe, i semi non hanno avuto il tempo di maturare entro la fine di agosto.

In generale, vediamo che la materia organica si sta accumulando, la comunità microbica si sta sviluppando, un nuovo orizzonte organico è apparso sopra lo strato minerale di rifiuti. Allo stesso tempo, abbiamo appezzamenti di controllo in cui invece dei rifiuti abbiamo preso la sabbia ordinaria - e quindi, sia le piante che i microbi si sentono molto peggio su di essa che sui rifiuti, cioè la scelta corretta del materiale è davvero decisiva per il destino della semina.

Perché è necessario fare bonifiche? Non puoi semplicemente abbandonare l'area disturbata e aspettare che l'ecosistema guarisca da solo?

BB: La cosa più importante nella bonifica non è nemmeno il fatto che gli ecosistemi vengano ripristinati in aree fortemente disturbate. Ciò consente anche di migliorare la situazione ecologica nella regione nel suo insieme. I metalli pesanti sono immobilizzati e non possono più entrare nelle acque sotterranee e superficiali, e da essi nei fiumi e nel lago Imandra, un bacino idrico della più alta categoria di pesca.

Ci sono esempi di progetti di bonifica su larga scala in Russia o nel mondo?

BB: E nella regione di Murmansk, e in Russia nel suo insieme, non conosco ancora esempi in cui una tale tecnologia verrebbe utilizzata su un vasto territorio. Nel resto del mondo ci sono tali esempi, ma fondamentalmente tale lavoro è stato svolto dopo la chiusura dell'impresa, cioè subito dopo il trasferimento completo del territorio nella zona di responsabilità statale. In Canada, ad esempio, è stata realizzata una grande opera di bonifica con il coinvolgimento di studenti e disoccupati nell'area intorno all'impianto di rame-nichel.

Ero in una struttura in Messico dove è stato bonificato un sito di raffineria. Negli stagni, l'inquinamento è penetrato a decine di metri di profondità, dove sono stati accumulati non solo prodotti petroliferi, ma anche un'enorme quantità di metalli pesanti, poiché il piombo bianco è stato utilizzato per lungo tempo nella produzione. Ora un grande parco è stato allestito sul sito dell'impianto.

Prendi sia la vermiculite che la terra per il cuscino dalle fabbriche vicine. Che dire di coloro che sono impegnati nella bonifica, ad esempio, negli Urali e non hanno accesso a questi materiali?

SM: Invece della vermiculite, puoi usare gel, polimeri sintetici e qualsiasi altro materiale che consuma umidità: tutto ciò che proteggerà le piante dall'essiccamento nelle prime fasi dello sviluppo. Per quanto riguarda i rifiuti, in molti luoghi dove ci sono impianti di lavorazione del minerale ci sono anche impianti per la loro estrazione, il che significa che, molto probabilmente, puoi trovare rifiuti adatti. Naturalmente, questa regola non funziona sempre e non tutti i rifiuti possono essere efficaci, ma questo è ciò che servono specialisti per comprendere questi problemi.

Quali altri tipi di aree contaminate possono essere bonificate con il tuo metodo? Ad esempio, può essere applicato alle fuoriuscite di petrolio?

BB: Lo stesso approccio alla creazione di strutture del suolo viene spesso utilizzato per la bonifica di vari terreni disturbati. I materiali alcalini sono più comunemente usati per contenere ed eliminare la contaminazione da metalli pesanti. Lo schema tecnologico è determinato non solo dal tipo di inquinamento, ma anche, ad esempio, da fattori come il tipo di suolo, il clima e molto altro. Ogni territorio perturbato è un sistema complesso, quindi, in come il nostro, non esiste e non può essere una soluzione universale al problema.

SM: Le costruzioni con cui lavoriamo sono un esperimento unico a lungo termine. Da quasi un decennio osserviamo lo sviluppo di ecosistemi e suoli in condizioni davvero estreme, combinando il costante inquinamento e il rigido clima polare. Ci sono solo poche opere di questo tipo in tutto il mondo, e forse è per questo che è così interessante per noi.