Российские исследователи из Кольского научного центра РАН и Полярно-альпийского ботанического сада-института имени Н.А. Аврорина РАН в течение 10 лет изучали возможность восстановления растительного покрова в техногенных пустошах Субарктики, используя серпентины (водные силикаты магния) для удаления тяжелых металлов. Пусть эксперимент и проводится вблизи от работающего завода, он показал положительные результаты. Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в журнале Environmental Geochemistry and Health.
В Арктической зоне России располагаются промышленные города, которые были построены вокруг крупных заводов, занимающихся добычей и переработкой полезных ископаемых, — Норильск, Заполярный и Мончегорск. В этих регионах наблюдается критическая климатическая ситуация, так как работа комбинатов привела к загрязнению экосистем. Из-за этого образовались техногенные пустоши, в которых не растут растения, а содержание тяжелых металлов в почве превышает допустимые значения.
На протяжении десятилетия российские исследователи изучали потенциал применения серпентинов для восстановления растительного покрова в таких пустошах. Серпентины — это водные силикаты магния, которые можно получать из отходов горнопромышленных предприятий. Благодаря своей структуре они способны захватывать токсичные металлы, и эта способность улучшается при обжиге минералов. В своем эксперименте ученые рассматривали две разновидности серпентинов — ортохризотил и лизардит. Исследователи измельчали их до частиц менее 0,5 мм и обжигали, а затем минеральные порошки вносили в верхний слой почвы возле промышленного предприятия, в которой отсутствовала растительность. Затем почву накрывали рулонным газоном, что было обязательно из-за суровых климатических условий и ветра. Также исследователи предусмотрели контрольные зоны, где обработка серпентинами не проводилась. Впоследствии ученые раз в сезон вносили комплексное удобрение. По итогам оказалось, что уже в первый сезон на контрольном участке погибла засеянная растительность. Зато на экспериментальном полигоне растения начали расти уже в первые несколько лет. Впоследствии они стали активно развиваться и даже начали выходить за пределы экспериментальной зоны, вовлекая в свои сообщества «аборигенные» виды трав.
Ученые периодически отбирали пробы, чтобы оценить химический состав почв. Стоит отметить, что за время проведения эксперимента комбинат не прекращал свою работу. Несмотря на это обстоятельство, благодаря внесению серпентинов содержание токсичных металлов значительно снизилось в почве: меди и никеля — на 50–70%, железа — на 30%, цинка — на 80%. Уровень кальция, магния и кремния, напротив, повысился, что связано с разложением самих серпентинов. Эти макроэлементы всасываются растениями и оказывают на них положительный эффект. Также на экспериментальных участках повышалось выделение углекислого газа, что сигнализирует о дыхательной активности растений. В дальнейшем ученые планируют более подробно оценить сорбционную способность серпентинов по отношению к тяжелым металлам.
«В многолетнем эксперименте мы продемонстрировали эффективность подхода к восстановлению сильно загрязненных почв с использованием термоактивированного серпентина. Его применение даже в небольших количествах позволяет не только связать загрязняющие вещества и предотвратить их распространение на новые территории, но и восстановить растительный покров на территориях, которые пострадали от техногенного воздействия. В прошлом году мы получили новый грант Российского научного фонда, в рамках которого изучаем сорбционные и мелиоративные свойства серпентиновых минералов, влияние условий обжига на кристаллическую структуру и химическую активность серпентинов, а также различные аспекты применения материалов на их основе для повышения устойчивости растений в условиях абиотического стресса», — подвела итог Марина Слуковская, руководительница проекта, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории природоподобных технологий и техносферной безопасности Кольского научного центра РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
