Cómo el suelo tóxico en el Ártico vuelve a la vida

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

El procesamiento de minerales de cobre y níquel en la península de Kola está causando graves daños a los frágiles ecosistemas del Ártico. Alrededor de las fábricas, que producen níquel, cobalto y otros metales no ferrosos durante 80 años, se ha formado una zona de contaminación tecnogénica que recuerda a un paisaje lunar.

¿Se puede traer la vida aquí? El experimento de los científicos del suelo rusos muestra que esto es posible. Los participantes de la investigación Vyacheslav Vasenev de la Universidad RUDN y Marina Slukovskaya del Centro Científico Kola de la Academia de Ciencias de Rusia hablaron sobre su trabajo N + 1.

N + 1: ¿Cuál es la esencia del daño causado a la tundra forestal por la producción de metales valiosos?

Vyacheslav Vasenev:El suelo del páramo alrededor de la planta está muy degradado, tóxico y prácticamente inadecuado para las plantas: contiene mucho cobre, níquel y otros metales pesados.

Estos metales ingresaron al suelo a través del aire. La planta emite varios compuestos al aire y partículas de polvo del tamaño de una micra, gotitas de aerosol que se asentaron alrededor de la planta durante décadas. Los compuestos metálicos se precipitaron gradualmente en los bosques alrededor de la planta, lo que finalmente provocó la muerte de árboles y otra vegetación, y se acumularon tantos metales en el suelo que se pueden volver a extraer si se desea. El principal problema es que una gran proporción de metales se encuentran en el suelo en forma de compuestos solubles que son fácilmente absorbidos por los organismos vivos.

¿Qué tan lejos está el terreno baldío alrededor del molino?

Marina Slukovskaya:La zona de influencia de la planta alcanza unos 200 kilómetros cuadrados, y el terreno baldío en sí es aproximadamente un tercio del área total.

CAMA Y DESAYUNO:Al acercarse a la planta, la supresión de ecosistemas puede ser monitoreada por el estado de la vegetación. El páramo en sí comienza solo unos kilómetros antes de la fábrica, pero el paisaje depresivo se encuentra antes. En la taiga norte, la vegetación no es muy densa de todos modos, y a pocos kilómetros de la planta se nota cómo todo a su alrededor comienza a marchitarse, adelgazarse, amarillear y morir.

¿Cómo funciona su sistema de suelo artificial y cómo funciona?

SRA:Hicimos la llamada estructura del suelo: tecnozem. La capa inferior está formada por desechos mineros que contienen carbonatos y silicatos de calcio y magnesio, y la capa superior está formada por vermiculita, un mineral en capas higroscópicas del grupo hidromica, que es especialmente importante en la etapa de germinación de las semillas y el comienzo del crecimiento de las plantas.

CAMA Y DESAYUNO:Los desechos de la industria minera contienen pocos metales pesados, por lo que esta almohada protege bien las capas subyacentes. Además, inmoviliza los metales, de hecho, evita que se filtren y se vayan volando.

Como resultado, la capa de residuos alcalinos permite neutralizar el ambiente ácido y establece las propiedades agroquímicas mínimas, mientras que la superior retiene el agua y permite que las semillas germinen y se afiancen en la capa de residuos.

La restauración del suelo ártico natural en estas condiciones llevaría un par de cientos de años, y solo después de la terminación de las actividades de la planta, que no se cerrará. La recuperación mediante tecnozems puede acelerar el proceso y proteger el suelo de la erosión.

¿Qué tan caro es este método?

SRA: La recuperación de una hectárea (0,01 kilómetros cuadrados) requiere alrededor de 3,5 millones de rublos. Esto es comparable al costo de un suelo fértil importado, pero para ello es necesario desenterrarlo y sacarlo en algún lugar, es decir, perturbar otros ecosistemas, y usamos desechos.

Para el próximo año, planeamos realizar otro estudio con el fin de calcular el valor de los ecosistemas perdidos, es decir, estimaremos el daño acumulado y lo compararemos con el costo de recuperación. De hecho, en este caso, no estamos hablando tanto del costo de los materiales y la tecnología. Se trata de la calidad del suelo, el agua, el aire y otros componentes del ecosistema.

En el caso de la recuperación, a menudo sucede así: considera el costo del trabajo y los materiales, parece que hay mucho, pero si observa todas las ventajas que lo acompañan, resulta económico.

Además de crear suelo nuevo, también estás plantando plantas. ¿Qué estás plantando exactamente y por qué?

SRA: Plantamos principalmente cereales. También experimentamos con legumbres, pero lamentablemente murieron. Los cereales salieron mucho mejor, especialmente porque inicialmente seleccionamos especies que tienen posibilidades de sobrevivir. Debido a su rápido crecimiento, se fijan bien en el suelo y las hojas no acumulan demasiada contaminación. Las hogueras, el pasto de trigo y los volosnets se mostraron lo mejor de todo: los residentes de verano habrían luchado con ellos, y estamos contentos de que estén creciendo. Probablemente, si planta un perejil, también se sentirá bien, pero tal vez no lo hagamos por ahora.

CAMA Y DESAYUNO: Es importante que no solo crezca pasto verde alto en los sitios de recuperación, sino que también se restauren las funciones del suelo, se acumule carbono orgánico y se desarrolle la comunidad microbiana. Hasta ahora, algunos de los nutrientes, por ejemplo el nitrógeno, se aplican en forma de fertilizantes, pero con el tiempo podemos esperar una autonomía cada vez mayor del sistema.

Las parcelas también atraen a los animales: las liebres vienen a alimentarse de la hierba, y este año, los ratones se han asentado en una zona con tierra de turba muy sucia a menos de un kilómetro de la planta y se han cavado hoyos en tecnozems experimentales. Es sorprendente que, de hecho, los sitios experimentales sean islas verdes rodeadas de paisaje rocoso, pero como puedes ver, la vida aparece donde se le da una oportunidad.

SRA: La migración de animales interfiere un poco con la investigación científica, porque, como resultado, no conocemos las cifras correctas para la biomasa de las plantas y no podemos estar completamente seguros de los datos sobre la acumulación y migración de metales en tecnozems. Pero en estos trabajos, el objetivo principal no son solo nuevos artículos o becas, sino también un beneficio muy claro y visible para los seres vivos. Después de todo, la idea principal no es solo rellenar materiales y plantar césped. Investigamos cómo es posible reiniciar los procesos del ecosistema en las condiciones extremas de la península de Kola, donde hace mucho frío y alto grado de contaminación.

El primer experimento sobre el uso de desechos mineros en el páramo se realizó en 2010. Durante casi diez años de trabajo, hemos experimentado con los dos tipos de suelo más comunes en la región, el podzol y el suelo de turba, donde trabajamos con un total de diez tipos de residuos mineros, tanto en estado inicial como con sus enriquecidos y termoactivados. versiones.

La planta ha estado en funcionamiento desde la década de 1930 y sigue emitiendo polvo tóxico desde entonces. ¿Tendrá que rehacer todas las plantaciones nuevamente en unos años?

SRA: Sí, la producción comenzó en 1938 y no se ha detenido hasta el día de hoy. Pero pasó su fase más hostil, el pico fue aproximadamente entre 1978 y 2000. Ahora se intenta controlar las emisiones, se instalan filtros, se reconstruye la producción y la planta emite unas 50 mil toneladas de polvo al año, tres veces menos que en la década de los noventa.

Desafortunadamente, la contaminación ya acumulada no causa menos daño. Aunque constantemente llega nueva contaminación, hasta ahora no hay necesidad de remodelar los sitios: el “colchón” de desechos logra inmovilizar los metales entrantes.

Es difícil de predecir para las próximas décadas, pero hasta ahora el estado de la vegetación depende más de las condiciones climáticas que de cualquier otra cosa. Por ejemplo, el último verano de 2019 fue muy frío, y a pesar de que los cereales tiraron las mazorcas, las semillas no tuvieron tiempo de madurar a finales de agosto.

En general, vemos que la materia orgánica se está acumulando, la comunidad microbiana se está desarrollando, ha aparecido un nuevo horizonte orgánico por encima de la capa mineral de desechos. Al mismo tiempo, tenemos parcelas de control donde en lugar de desechos tomamos arena común, por lo que tanto las plantas como los microbios se sienten mucho peor en ella que en los desechos, es decir, la elección correcta del material es realmente decisiva para el destino de la siembra..

¿Por qué es necesario hacer una recuperación? ¿No puedes simplemente abandonar el área perturbada y esperar a que el ecosistema se cure solo?

CAMA Y DESAYUNO: Lo más importante en la recuperación ni siquiera es el hecho de que se están restaurando ecosistemas en áreas muy perturbadas. Esto también permite mejorar la situación ecológica de la región en su conjunto. Los metales pesados están inmovilizados y ya no pueden ingresar a las aguas subterráneas y superficiales, y de ellas a los ríos y al lago Imandra, un embalse de la categoría pesquera más alta.

¿Hay ejemplos de proyectos de recuperación a gran escala en Rusia o en el mundo?

CAMA Y DESAYUNO: Y en la región de Murmansk, y en Rusia en su conjunto, todavía no conozco ejemplos en los que tal tecnología se utilizaría en un gran territorio. En el resto del mundo, existen tales ejemplos, pero básicamente dicho trabajo se llevó a cabo después del cierre de la empresa, es decir, justo después de la transferencia del territorio completamente a la zona de responsabilidad estatal. Por ejemplo, en Canadá, se llevó a cabo un trabajo de recuperación a gran escala con la participación de estudiantes y desempleados en el área alrededor de la planta de cobre y níquel.

Estaba en una instalación en México donde se recuperó el sitio de una refinería. En los estanques, la contaminación penetró decenas de metros de profundidad, donde no solo se acumularon productos del petróleo, sino también una gran cantidad de metales pesados, ya que el blanco de plomo se utilizó en la producción durante mucho tiempo. Ahora se ha establecido un gran parque en el sitio de la planta.

Se toma vermiculita y tierra para la almohada de las fábricas cercanas. ¿Qué pasa con aquellos que se dedican a la recuperación, por ejemplo, en los Urales y no tienen acceso a estos materiales?

SRA: En lugar de vermiculita, puede usar gel, polímeros sintéticos y cualquier otro material que consuma humedad, todo lo que evitará que las plantas se sequen en las primeras etapas de desarrollo. Con respecto a los residuos, en muchos lugares donde hay instalaciones de procesamiento de minerales también hay instalaciones para su extracción, lo que significa que, muy probablemente, se pueden encontrar residuos adecuados. Por supuesto, esta regla no siempre funciona, y no todos los desechos pueden ser efectivos, pero esto es lo que se necesitan especialistas para comprender estos problemas.

¿Qué otros tipos de áreas contaminadas se pueden recuperar con su método? Por ejemplo, ¿se puede aplicar a derrames de petróleo?

CAMA Y DESAYUNO: El mismo enfoque de crear estructuras de suelo se utiliza a menudo para la recuperación de varias tierras alteradas. Los materiales alcalinos se utilizan con mayor frecuencia para contener y eliminar la contaminación por metales pesados. El esquema tecnológico está determinado no solo por el tipo de contaminación, sino también, por ejemplo, por factores como el tipo de suelo, el clima y mucho más. Cada territorio perturbado es un sistema complejo, por lo tanto, en como el nuestro, no hay ni puede haber una solución universal al problema.

SRA: Las construcciones con las que trabajamos son un experimento único a largo plazo. Durante casi una década hemos estado observando el desarrollo de ecosistemas y suelos en condiciones verdaderamente extremas, combinando la contaminación constante y el duro clima polar. Hay solo unas pocas obras de este tipo en todo el mundo, y quizás por eso es tan interesante para nosotros.