Почвовед Джим Ипполито верит в местные решения местных проблем. Проблема, над которой он работает, - загрязненные почвы возле заброшенных шахт.
На западе США 160 000 заброшенных шахт загрязняют почвы в регионе. Ипполито, адъюнкт-профессор почвоведения в Университете штата Колорадо, надеется решить эту проблему с помощью биоугля, похожего на древесный уголь вещества, которое может уменьшить токсические последствия добычи металлов.
Biochar производится путем сжигания растительного материала в печи с низким содержанием кислорода. Ипполито предлагает использовать растительные материалы из западных штатов, такие как мертвые сосны или надоедливые, вредные деревья, такие как инвазивный тамариск, в качестве корма для печи.
"Я подумал, почему бы нам просто не использовать этот материал для производства биоугля?" - сказал Ипполито. «Это использование местных материалов для решения местной проблемы».
Заброшенные шахты распространены в западных штатах. С годами добыча драгоценных металлов, таких как золото или серебро, оставила в наследство высокую кислотность почв, затронутых горнодобывающей промышленностью.
«Когда вы выкапываете ямы в земле с помощью добычи полезных ископаемых и вытаскиваете горную породу, которая не была в атмосфере миллионы лет, материалы претерпевают изменения», - сказал Ипполито. «Эти материалы могут начать окисляться».
Когда определенные горные породы подвергаются воздействию атмосферы, они могут образовывать серную кислоту. Серная кислота распространяется как инфекция, разрушая камни вокруг себя. Некоторые из этих пород содержат тяжелые металлы, такие как свинец или медь, и в большинстве случаев эти металлы безвредны. Тяжелые металлы становятся проблемой, когда они становятся биодоступными или когда растения способны их поглощать. Серная кислота делает металлы более биодоступными для растений, высвобождая металлы из горных пород.
"Хорошей аналогией было бы то, что этот процесс работает так же, как наша желудочная кислота расщепляет пищу на биодоступные для нас компоненты", - сказал Ипполито.
Биодоступные тяжелые металлы могут проникать в мембраны растительных клеток и отравлять растение. «Возле заброшенных шахт вы найдете места, полностью лишенные растительности из-за повышенного содержания биодоступных металлов», - сказал Ипполито.
Большинство людей, занимающихся очисткой старых шахт, подмешивают известь в почву, чтобы снизить кислотность. Меньшая кислотность почвы означает меньше возможностей для растений поглощать тяжелые металлы, потому что металлы меняют форму от более биодоступной к менее биодоступной в присутствии извести.
Вместо извести Ипполито хочет использовать биоуголь для снижения кислотности почвы. Биоуголь обычно получают путем нагревания растительного материала в закрытой среде. «По сути, вы берете дрова, кладете их в барабан, запечатываете и разжигаете под ним огонь», - сказал Ипполито.«Материал, оставшийся в барабане, выглядит как древесный уголь».
Исследования использования биоугля обширны: он был протестирован как очиститель воды, удобрение, поглотитель углерода и многое другое. Биоуголь Ippolito особенный, потому что он сделан из местных деревьев, которые создают проблемы в западных штатах. Одно из деревьев - сосна деревянная. Горные сосновые жуки уничтожили миллионы акров сосны в западных штатах и Канаде. Ряды и ряды деревьев лежали, как спички. В засушливых регионах срубленные сосны являются пороховой бочкой для лесных пожаров. Ипполито сказал, что создание чего-то полезного из легковоспламеняющихся выброшенных деревьев может быть только хорошим делом. Он также предлагает использовать тамариск в качестве сырья для производства биоугля. Тамариск - инвазивный вид в западных штатах. Он засоряет водоразделы, лишая местные виды питательных веществ и воды.
Исследователи сделали биоуголь из обоих деревьев и смешали его с четырьмя разными почвами на заброшенных шахтах в Колорадо и Айдахо. Они проанализировали биодоступность металлов, присутствующих в почве. Оба типа биоугля снижали кислотность почвы во всех четырех почвах. Биоуголь успешно прервал токсическое сочетание подкисленных почв и тяжелых металлов, превратив эти металлы в менее биодоступные формы.
Следующим шагом Ипполито является использование его местного биоугля в полевых условиях. Он сказал, что готов использовать его. «Я провел не менее десяти лет, тестируя биоуголь в лаборатории и теплице», - сказал он. «Наконец-то пришло время применить биоуголь на некоторых рудниках». Ипполито работает со Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, чтобы протестировать биоуголь на шахте в западной части США, а также в Миссури.