Ученые из Пермского Политеха помогут предотвратить засоление почв
Способ, снижающий негативные последствия добычи и переработки калийных солей, который позволяет улучшить экологическую ситуацию на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 17 января сообщает пресс-служба вуза.
Твердые галитовые отходы, которые образуются в процессе добычи и переработки калиевых солей, складываются на солеотвалах рядом с горно-обогатительными предприятиями. Вещества из отходов, поступая с влагой в окружающую среду, загрязняют ее и вызывают засоление близлежащих водоемов и почв.
Исследователи из Пермского Политеха предложили эффективные решения для восстановления экологического состояния территорий, разработанные по результатам проведенных лабораторных экспериментов.
Данные первых обзорных исследований предложенного метода экологи представили в статье «Рекультивация солеотвалов на калийных предприятиях», опубликованной в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» (2022).
Авторы метода отмечают в статье, что Россия, Белоруссия и Канада обладают более 80% мировых запасов калийных солей и производят около 70% удобрений на их основе. Крупные калийные месторождения располагаются также в Германии и Франции.
Отходы производства таких удобрений составляют 70% от добытой породы. Они представляют собой твердые галитовые отходы, содержащие 92–95% хлористого натрия, а также жидкие глинисто-солевые шламы, состоящие из растворимых и нерастворимых компонентов.
На калийных предприятиях Пермского края (Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей) объем твердых отходов составляет более 270 млн тонн, а жидких — свыше 30 млн кубометров.
Руководитель проекта, завкафедрой «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, доктор технических наук, профессор Лариса Рудакова рассказала:
«Солеотвалы представляют собой насыпи высотой от 100 до 130 метров. Твердые галитовые отходы содержат хлористый натрий, галит, доломит, гипс и другие примеси. Из-за высоких углов наклона отвалов и активного растворения солей в условиях промывного режима загрязняющие вещества попадают в почву, поверхностные и подземные воды. Это может вызывать такие последствия, как засоление вод, изменение физико-химических свойств почв, пыление, формирование новых биоценозов, не характерных для этой территории».
Процессы нарушения природных экосистем идут тем интенсивнее, чем выше содержание загрязняющих веществ в солеотвале.
Экологи Пермского Политеха совместно с коллегами из Естественнонаучного института Пермского государственного национального университета исследовали, как отходы производства калийных удобрений на Верхнекамском месторождении влияют на окружающую среду.
Для уменьшения этого негативного влияния они предложили снизить фильтрацию стоков в солеотвалах с помощью способа, основанного на ранее известных технологиях рекультивации, которые ученые изменили с учетом особенностей типа отходов и местных условий.
Экологи предложили провести следующую рекультивацию поверхности солеотвала, а именно: выровнять его склон, создать защитный экран из глины, на котором разместить почвенно-растительный покров.
«Мы провели лабораторный эксперимент и смоделировали в контейнерах условия рекультивации, поместив в них вещество солеотвала, различные слои глины в качестве защитного экрана и образцы зональных почв. Затем высадили устойчивую к неблагоприятной среде травосмесь. Количество семян мы увеличили в 2 раза, по сравнению с рекомендациями по рекультивации», — сообщила одна из исследователей, магистрантка кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Анна Перевощикова.
Ученые следили за высотой, массой и окислительно-восстановительной активностью травы в течение 21 дня, сравнивая эти показатели с показателями растений, выращенных на почвах, не содержащих вещества солеотвала и глиняного экрана.
Эксперимент показал, что при уменьшении толщины защитного слоя из глины характеристики растений ухудшались. Ученые смогли определить оптимальную толщину глинистого слоя, почвы и количества травосмеси, необходимые для рекультивации солеотвала.
Следующим этапом разработки предложенного метода станет проведение его опытно-промышленных испытаний.
