Scienziati e chimici del suolo della RUDN University, insieme ai colleghi del Kola Science Center dell'Accademia Russa delle Scienze, hanno sviluppato e testato un metodo di ripristino dell'ecosistema nel deserto tecnologico sub-artico contaminato dai rifiuti delle imprese di metallurgia non ferrosa. La tecnologia si basa sull'utilizzo di rifiuti minerari in grado di neutralizzare composti metallici tossici per le piante. Lo studio ha coinvolto scienziati di diversi campi delle scienze naturali:geochimica, scienza del suolo, microbiologia ed ecologia. L'articolo è pubblicato sulla rivista Ricerca internazionale sulla conservazione del suolo e dell'acqua .

La lavorazione industriale del minerale e la fusione di metalli non ferrosi portano alla contaminazione del suolo con rame, nichel, zinco e piombo. Ad alte concentrazioni, questi sono pericolosi per l'uomo e l'ambiente. I terreni fortemente contaminati perdono fertilità, e la vegetazione e il biota del suolo vengono uccisi e degradati. Di conseguenza, l'erosione dell'acqua e del vento aumenta e tali regioni diventano terre desolate create dall'uomo. Le più grandi terre desolate create dall'uomo del mondo si trovano nell'Artico russo, dove si trovano grandi depositi di metalli non ferrosi e imprese metallurgiche; questi ambienti settentrionali sono estremamente sensibili agli influssi antropici.

Gli scienziati del Kola Science Center hanno avviato un esperimento sul campo sull'uso di rifiuti minerari alcalini per il ripristino di terre desolate create dall'uomo nella regione di Murmansk. Pochi anni dopo, nel 2010, è stato continuato dagli scienziati del suolo della RUDN University.

Sul sito della landa desolata, situato a 1,5 chilometri dall'impianto per la lavorazione di minerali di solfuro di rame-nichel, gli scienziati hanno creato tecnosol costituiti da due strati:lo strato superiore è vermiculite idroponica, che è in grado di trattenere l'umidità e favorire la crescita delle piante; quello inferiore è costituito da rifiuti contenenti carbonati e silicati di calcio e magnesio. Le aree di controllo vicine sono state create senza aggiungere uno strato di rifiuti, e le piante sono morte durante il primo anno dell'esperimento a causa dell'elevata tossicità del suolo.

In ogni sito, i ricercatori hanno seminato una miscela di semi di erbe perenni che crescono nelle condizioni settentrionali:festuca rossa (Festuca rubra L.), festuca dei prati (F. pratensis Huds), groppone awnless (Bromus inermis Leyss) e festulolium smeraldo (X Festulolium F. Aschers. et Graebn). Fertilizzanti complessi contenenti azoto (16 percento), fosforo (7 percento) e potassio (13 percento) sono stati introdotti nel terreno una volta all'anno (tranne che per l'ultimo anno dell'esperimento).

Sette anni dopo la creazione di tecnhosols e semina erba, i ricercatori hanno valutato gli indicatori di efficienza delle tecnologie per la bonifica dei terreni incolti:indicatori di successione del suolo, stato della copertura vegetale, e l'accumulo di metalli nella vegetazione e nella componente del suolo degli ecosistemi.

Dopo aver ottenuto i risultati di questo esperimento, i ricercatori hanno valutato la qualità del suolo e le condizioni delle piante:l'altezza dell'erba, biomassa fuori terra, contenuto di metallo accumulato nei tecnosol e negli impianti a causa delle emissioni degli impianti metallurgici e anche il contenuto di carbonio organico, acidi umici e fulvici, il contenuto di carbonio della biomassa microbica e l'attività dei microrganismi del suolo. Ulteriore, i risultati sono stati confrontati con i dati sui rifiuti e le caratteristiche del suolo del deserto tecnogenico originale.

I risultati dello studio hanno mostrato che, nonostante la costante deposizione atmosferica di metalli pesanti, un processo attivo di formazione del suolo avviene in siti con tecnosol basati su rifiuti minerari. accumulano carbonio organico, e il contenuto di sostanze organiche e biomassa microbica dopo sette anni di sviluppo dei tecnosol era paragonabile ai parametri dei suoli naturali.

La biomassa massima del manto erboso era nella variante con l'utilizzo di rifiuti contenenti minerali serpentini nella sua composizione, che è dovuto all'alto contenuto di silicio disponibile per le piante nei rifiuti, che è un fattore di stabilità delle piante di cereali sotto stress.

"Il ripristino naturale degli ecosistemi disturbati in condizioni artiche richiede almeno 30-35 anni. In condizioni di estremo degrado del suolo e della vegetazione su terre desolate create dall'uomo, questo processo può richiedere centinaia di anni. I risultati dell'esperimento mostrano che l'uso dei rifiuti minerari come componente di suoli artificiali - i tecnosol - consente non solo di prevenire l'erosione del suolo e creare copertura vegetale in condizioni di emissioni continue di metalli, ma anche per accelerare il recupero dei suoli e ridurre la migrazione dei metalli pesanti nell'ambiente, Ha detto Viacheslav Vasenov.

Secondo Vasenov, circa 100 mq di territorio sono stati finora bonificati con il nuovo metodo, e negli esperimenti sono stati utilizzati 10 tipi di rifiuti minerari.

"Oggi, questo metodo è ottimale in termini di costo del lavoro ed efficienza economica, perché la tecnologia si basa sui rifiuti delle imprese minerarie, questo è, materiali a basso costo, " ha concluso il ricercatore.