Почвоведы используют горные отходы для восстановления техногенных пустошей

Почвоведы и химики из РУДН совместно с коллегами из Кольского научного центра РАН разработали и протестировали метод восстановления экосистем в субарктической техногенной пустоши, загрязнённой отходами предприятий цветной металлургии. Технология основана на использовании горнопромышленных отходов, способных нейтрализовать токсичные для растений соединения металлов. Статья опубликована в журнале International Soil and Water Conservation Research.

Промышленная переработка руды и выплавка цветных металлов приводит к загрязнению почвы медью, никелем, цинком и свинцом. В высоких концентрациях они опасны для человека и окружающей среды. Сильно загрязнённые почвы теряют плодородие, растительность и почвенная биота деградируют. В результате усиливается водная и ветровая эрозия, и такие регионы становятся техногенными пустошами. Крупнейшие из них расположены в российской Арктике, где находятся большие месторождения цветных металлов и металлургические предприятия; эти северные экосистемы крайне чувствительны к антропогенному воздействию.

На участке пустоши в 1,5 км от завода по переработке сульфидных медно-никелевых руд учёные создали технозёмы из двух слоёв: верхний — гидропонный вермикулит, удерживающий влагу, нижний — отходы, содержащие карбонаты и силикаты кальция и магния. Контрольные участки без слоя отходов показали гибель растений в первый год из-за высокой токсичности почвы. На опытных участках высеяли смесь семян многолетних северных трав и вносили комплексные удобрения.

Результаты семилетнего эксперимента показали, что на участках с технозёмами на основе горных отходов, несмотря на постоянные атмосферные выпадения тяжёлых металлов, идёт активный почвообразовательный процесс. В них накапливается органический углерод, а содержание органических веществ и микробной биомассы через семь лет стало сравнимо с параметрами естественных почв. Максимальная биомасса травостоя была на варианте с отходами, содержащими минералы серпентина, что связано с высоким содержанием доступного растениям кремния.

"Естественное восстановление нарушенных экосистем в арктических условиях занимает не менее 30–35 лет. В условиях крайней деградации на техногенных пустошах этот процесс может растянуться на сотни лет. Использование горнопромышленных отходов как компонента искусственных почв позволяет не только предотвратить эрозию и создать растительный покров, но и ускорить восстановление почв и снизить миграцию тяжёлых металлов в окружающую среду", — отметил Вячеслав Васенов.

По его словам, новым методом уже рекультивировано около 100 м² территории, а в экспериментах использовано 10 типов горных отходов. Эта технология оптимальна по трудозатратам и экономической эффективности, поскольку основана на низкозатратных отходах горнодобывающих предприятий.