Нефтяной бум в Северной Дакоте может иметь соленый побочный эффект. Сточные воды от бурения нефтяных скважин и гидравлического разрыва пласта часто насыщены солями и могут проливаться, загрязняя почву. В 2014 году, например, в Северной Дакоте было зафиксировано в среднем 42 таких разлива рассола в неделю.
Разливы рассола вносят в почву столько соли, что местная растительность не может выжить. Соли сохраняются десятилетиями, даже веками. Это препятствует росту растений, выводя из оборота ценные земли.
В ходе недавнего исследования исследователи из Университета штата Северная Дакота протестировали метод извлечения большого процента соли, содержащейся в почвах, загрязненных разливами рассола.
Исследователи применили химическое вещество - гексацианоферрат железа - к образцам почв, загрязненных рассолом, в лаборатории. Через семь дней 29-57% солей вытащили на поверхность для облегчения удаления, в зависимости от типа тестируемой почвы.
Кристаллы соли, образовавшиеся на поверхности почвы, «были содержат большое количество воды, и их было очень легко удалить», - говорит Аарон Дэй, один из исследователей. Этот метод все еще нуждается в полевых испытаниях, но он обещает быстрый и простой способ очистки почвы, загрязненной солью.
«Традиционные методы, используемые для удаления соли из почвы, загрязненной разливами рассола, либо занимают слишком много времени, либо требуют удаления самой почвы», - говорит Дэйг. Выкапывание зараженной почвы и перемещение ее в специально отведенные места только перемещают проблему. В этих почвах остаются соли.
Другие методы пытаются вытолкнуть соли ниже уровня, которого могут достичь корни растений. Но это часто временное решение. Соли могут растворяться в грунтовых водах и подниматься обратно через почву.
«Никто не пытался поднять соль из-под земли и собрать ее», - говорит Дэйг. Это была бы постоянная стратегия исправления, но чтобы заставить идею работать, исследователи должны были преодолеть одно серьезное препятствие.
«Поскольку вода испаряется из почвы, соли оседают в порах почвы», - говорит Дэйг. «Отложенная соль может образовывать твердую цементированную корку, которую очень трудно удалить». Первым делом Дэя было найти способ предотвратить образование этой соленой корки.
В поисках способов сделать это Дей и его коллега наткнулись на химическое вещество, которое возбудило их любопытство. «Его использовали в Европе, чтобы дорожная соль не воздействовала на старые исторические здания», - говорит Дэйг.
Когда исследователи применили это химическое вещество к загрязненным солями почвам в лаборатории, соли кристаллизовались из почвы и «расцвели» на поверхности. В течение семи дней после внесения на их поверхности выцвело 29, 46 и 57 % солей из супесчаных, суглинистых и пылеватых глинистых почв соответственно.
Одна из проблем, связанных с внедрением любого химического вещества в окружающую среду, - это безопасность. «Токсичность этого химического вещества для человека и окружающей среды относительно минимальна», - говорит Дей. Он описывает это химическое вещество как «чрезвычайно стабильное».
При разложении образуется водород и свободные цианиды, которые могут быть токсичными. Но Дейг говорит, что это химическое вещество разлагается довольно медленно - в большинстве почвенных условий на это уходят десятилетия или даже столетия. Этот медленный распад может позволить микробам метаболизировать цианиды и сделать их относительно безвредными.
«Кроме того, гексацианоферрат железа используется здесь только в качестве примера», - говорит Дей. «Другие химические вещества с малотоксичными продуктами реакции могут давать аналогичные результаты».
Дэй и его коллеги проводят полевые испытания этого химического вещества. «Нам нужно выяснить, сколько наносить и как часто наносить», - говорит он. Они также изучают способы косвенного применения химического вещества и его повторного использования в нескольких приложениях.