Comment les sols toxiques de l'Arctique reprennent vie

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Le traitement des minerais de cuivre-nickel dans la péninsule de Kola cause de graves dommages aux écosystèmes fragiles de l'Arctique. Autour des usines, qui produisent du nickel, du cobalt et d'autres métaux non ferreux depuis 80 ans, une zone de pollution technogénique s'est formée, rappelant un paysage lunaire.

La vie peut-elle être ramenée ici? L'expérience des pédologues russes montre que cela est possible. Les participants à la recherche Vyacheslav Vasenev de l'Université RUDN et Marina Slukovskaya du Centre scientifique de Kola de l'Académie des sciences de Russie ont parlé de leur travail N + 1.

N+1: Quelle est l'essence des dommages causés à la forêt-toundra par la production de métaux précieux ?

Viatcheslav Vasenev:Le sol de la friche autour de la plante est très dégradé, toxique et pratiquement impropre aux plantes: il contient beaucoup de cuivre, de nickel et d'autres métaux lourds.

Ces métaux sont entrés dans le sol par l'air. La plante émet divers composés dans l'air et des particules de poussière de la taille d'un micron, des gouttelettes d'aérosol se sont déposées autour de la plante pendant des décennies. Des composés métalliques se sont progressivement précipités dans les forêts autour de la plante, ce qui a finalement conduit à la mort d'arbres et d'autres végétaux, et à tellement de métaux accumulés dans le sol qu'ils peuvent être ré-exploités si désiré. Le principal problème est qu'une grande partie des métaux se trouvent dans le sol sous forme de composés solubles qui sont facilement absorbés par les organismes vivants.

Quelle est la distance entre les friches autour du moulin ?

Marina Slukovskaya:La zone d'influence de la plante atteint environ 200 kilomètres carrés et la friche elle-même représente environ un tiers de la superficie totale.

BB:A l'approche de la plante, la suppression des écosystèmes peut être suivie par l'état de la végétation. La friche elle-même commence quelques kilomètres avant l'usine, mais le paysage dépressif se retrouve plus tôt. Dans la taïga du nord, la végétation n'est de toute façon pas très dense, et à quelques kilomètres de la plante, on remarque comment tout ce qui l'entoure commence à se faner, s'éclaircir, jaunir et mourir.

Comment fonctionne votre système de sol artificiel et comment fonctionne-t-il ?

MME:Nous avons créé ce qu'on appelle une structure de sol - technozem. La couche inférieure est constituée de déchets miniers contenant des carbonates et silicates de calcium et de magnésium, et la couche supérieure est constituée de vermiculite, un minéral stratifié hygroscopique du groupe hydromica, qui est particulièrement important au stade de la germination des graines et du début de la croissance des plantes.

BB:Les déchets de l'industrie minière contiennent peu de métaux lourds, ce coussin protège donc bien les couches sous-jacentes. De plus, il immobilise les métaux, en fait, les empêche de fuir et de s'envoler.

En conséquence, la couche de déchets alcalins permet de neutraliser l'environnement acide et fixe les propriétés agrochimiques minimales, tandis que la couche supérieure retient l'eau et permet aux graines de germer et de prendre pied dans la couche de déchets.

La restauration du sol arctique naturel dans ces conditions prendrait quelques centaines d'années, et seulement après la fin des activités de l'usine, qui ne sera pas fermée. La remise en état à l'aide de technozems peut accélérer le processus et protéger le sol de l'érosion.

Combien coûte cette méthode?

MME: La remise en état d'un hectare (0,01 kilomètre carré) nécessite environ 3,5 millions de roubles. C'est comparable au coût d'un sol fertile importé, mais pour cela, vous devez le déterrer et le sortir quelque part, c'est-à-dire perturber d'autres écosystèmes, et nous utilisons des déchets.

D'ici l'année prochaine, nous prévoyons de mener une autre étude afin de calculer la valeur des écosystèmes perdus, c'est-à-dire que nous allons estimer les dommages accumulés et les comparer avec le coût de la remise en état. En effet, dans ce cas, on ne parle pas tant du coût des matériaux et de la technologie. Il s'agit de la qualité du sol, de l'eau, de l'air et d'autres composants de l'écosystème.

Dans le cas d'une remise en état, cela se passe souvent comme ceci: vous considérez le coût des travaux et des matériaux, il semble qu'il y en ait beaucoup, mais si vous regardez tous les avantages qui en découlent, cela s'avère peu coûteux.

En plus de créer un nouveau sol, vous plantez également des plantes. Que plantez-vous exactement et pourquoi ?

MME: Nous plantons principalement des céréales. Nous avons également expérimenté les légumineuses, mais malheureusement elles sont mortes. Les céréales se sont beaucoup améliorées, d'autant plus que nous avons d'abord sélectionné des espèces qui ont une chance de survie. En raison de leur croissance rapide, ils sont bien fixés dans le sol et les feuilles n'accumulent pas trop de pollution. Le feu de joie, l'herbe de blé et les volosnets se sont le mieux montrés - les résidents d'été se seraient battus avec eux, et nous sommes heureux qu'ils grandissent. Probablement, si vous plantez une berce du Caucase, vous vous sentirez bien aussi, mais nous ne le ferons peut-être pas pour le moment.

BB: Il est important que non seulement de hautes herbes vertes poussent dans les sites de récupération, mais que les fonctions du sol soient également restaurées, que le carbone organique s'accumule et que la communauté microbienne se développe. Jusqu'à présent, certains des nutriments, par exemple l'azote, sont appliqués sous forme d'engrais, mais avec le temps, on peut s'attendre à de plus en plus d'autonomie du système.

Les parcelles attirent aussi les animaux: des lièvres viennent se nourrir d'herbe, et cette année, des souris se sont installées sur une zone de tourbe très sale à moins d'un kilomètre de la plante et se sont creusées des trous dans des technozems expérimentaux. C'est incroyable qu'en fait, les sites expérimentaux soient des îles vertes entourées de paysages rocheux, mais comme vous pouvez le voir, la vie apparaît partout où on lui donne une chance.

MME: La migration des animaux interfère quelque peu avec la recherche scientifique, car, de ce fait, nous ne connaissons pas les chiffres exacts de la biomasse des plantes et ne pouvons pas être complètement sûrs des données sur l'accumulation et la migration des métaux dans les technozems. Mais dans ces travaux, l'objectif principal n'est pas seulement de nouveaux articles ou subventions, mais aussi un bénéfice très clair et visible pour les êtres vivants. Après tout, l'idée principale n'est pas seulement de remplir des matériaux et de planter de l'herbe. Nous avons étudié comment il est possible de redémarrer les processus écosystémiques dans les conditions extrêmes de la péninsule de Kola, où il fait très froid et où le degré de pollution est élevé.

La première expérimentation sur l'utilisation des déchets miniers dans la friche a été posée en 2010. Pendant près de dix ans de travail, nous avons expérimenté sur les deux types de sols les plus répandus dans la région, le podzol et le sol tourbeux, où nous avons travaillé avec un total de dix types de déchets miniers, aussi bien à l'état initial qu'avec leurs couches enrichies et thermoactivées. versions.

L'usine fonctionne depuis les années 1930 et continue d'émettre des poussières toxiques depuis. Faudra-t-il refaire toutes les plantations dans quelques années ?

MME: Oui, la production a commencé en 1938 et ne s'est pas arrêtée à ce jour. Mais il a passé sa phase la plus hostile, le pic était d'environ 1978 à 2000. Maintenant, ils essaient de contrôler les émissions, des filtres sont installés, la production est en cours de reconstruction et l'usine émet environ 50 000 tonnes de poussière par an, soit trois fois moins que dans les années 90.

Malheureusement, la pollution déjà accumulée ne fait pas moins de mal. Si de nouvelles pollutions arrivent en permanence, il n'y a pour l'instant pas besoin de remodeler les sites: le « coussin » de déchets parvient à immobiliser les métaux entrants.

Il est difficile de prédire pour les décennies à venir, mais jusqu'à présent, l'état de la végétation dépend plus des conditions météorologiques que de toute autre chose. Par exemple, le dernier été 2019 a été très froid, et malgré le fait que les céréales ont jeté les épis, les graines n'ont pas eu le temps de mûrir fin août.

En général, on voit que la matière organique s'accumule, la communauté microbienne se développe, un nouvel horizon organique est apparu au-dessus de la couche minérale des déchets. Dans le même temps, nous avons des parcelles de contrôle où, au lieu de déchets, nous avons pris du sable ordinaire - et ainsi, les plantes et les microbes se sentent beaucoup plus mal que sur les déchets, c'est-à-dire que le bon choix du matériau est vraiment décisif pour le sort de la plantation.

Pourquoi est-il nécessaire de procéder à une remise en état ? Ne pouvez-vous pas simplement abandonner la zone perturbée et attendre que l'écosystème se rétablisse ?

BB: La chose la plus importante dans la remise en état n'est même pas le fait que les écosystèmes soient restaurés dans des zones fortement perturbées. Cela permet également d'améliorer la situation écologique de la région dans son ensemble. Les métaux lourds sont immobilisés et ne peuvent plus pénétrer dans les eaux souterraines et de surface, et d'eux dans les rivières et dans le lac Imandra, un réservoir de la catégorie de pêche la plus élevée.

Existe-t-il des exemples de projets de réhabilitation à grande échelle en Russie ou dans le monde ?

BB: Et dans la région de Mourmansk, et dans l'ensemble de la Russie, je ne connais pas encore d'exemples où une telle technologie serait utilisée sur un vaste territoire. Dans le reste du monde, il existe de tels exemples, mais fondamentalement, de tels travaux ont été effectués après la fermeture de l'entreprise, c'est-à-dire juste après le transfert complet du territoire dans la zone de responsabilité de l'État. Par exemple, au Canada, un travail de remise en état à grande échelle a été réalisé avec la participation d'étudiants et de chômeurs dans les environs de l'usine de cuivre-nickel.

J'étais dans une installation au Mexique où un site de raffinerie a été récupéré. Dans les étangs, la pollution a pénétré à des dizaines de mètres de profondeur, où s'accumulaient non seulement des produits pétroliers, mais aussi une énorme quantité de métaux lourds, car le blanc de plomb a longtemps été utilisé dans la production. Désormais, un grand parc a été aménagé sur le site de l'usine.

Vous prenez à la fois de la vermiculite et de la terre pour l'oreiller dans les usines voisines. Qu'en est-il de ceux qui sont engagés dans la récupération, par exemple, dans l'Oural et n'ont pas accès à ces matériaux ?

MME: Au lieu de la vermiculite, vous pouvez utiliser du gel, des polymères synthétiques et tout autre matériau absorbant l'humidité - tout ce qui protégera les plantes du dessèchement dans les premiers stades de développement. En ce qui concerne les déchets, dans de nombreux endroits où il existe des installations de traitement du minerai, il existe également des installations pour leur extraction, ce qui signifie que, très probablement, vous pouvez trouver des déchets appropriés. Bien sûr, cette règle ne fonctionne pas toujours, et tous les déchets ne peuvent pas être efficaces, mais c'est ce qu'il faut des spécialistes pour comprendre ces enjeux.

Quels autres types de zones contaminées peuvent être récupérés en utilisant votre méthode ? Par exemple, peut-elle s'appliquer aux marées noires ?

BB: L'approche même consistant à créer des structures de sol est souvent utilisée pour la remise en état de diverses terres perturbées. Les matériaux alcalins sont le plus souvent utilisés pour contenir et éliminer la contamination par les métaux lourds. Le schéma technologique est déterminé non seulement par le type de pollution, mais aussi, par exemple, par des facteurs tels que le type de sol, le climat et bien plus encore. Chaque territoire perturbé est un système complexe, donc, dans le nôtre, il n'y a pas et ne peut pas y avoir de solution universelle au problème.

MME: Les constructions avec lesquelles nous travaillons sont une expérience unique à long terme. Depuis près d'une décennie, nous observons l'évolution des écosystèmes et des sols dans des conditions vraiment extrêmes, mêlant pollution constante et rudesse du climat polaire. Il n'y a que peu d'œuvres de ce type dans le monde, et c'est peut-être pourquoi elles sont si intéressantes pour nous.