Новости

21 апреля, 2022 12:23

Российские ученые придумали, как искать в почве тяжелые металлы с помощью беспилотников

Источник: Газета.ру
Карты распределения концентраций тяжелых металлов никеля и меди в верхнем слое почвы составили российские специалисты из РУДН и их коллеги из Кольского научного центра РАН с помощью данных, собранных беспилотными летательными аппаратами. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Land Degradation & Development.
Вид техногенной пустоши. Источник: Анастасия Константинова

Ученые разработали и протестировали методику анализа пространственного распределения концентраций тяжелых металлов в почвах. Обычно контроль за состоянием почвы проводится с помощью отбора проб вручную во множестве точек, но это слишком долго и сложно. Чтобы решить эту проблему, исследователи занялись поиском зависимости концентраций тяжелых металлов от других параметров, получить которые можно более простыми и быстрыми способами — например, с помощью беспилотных летательных аппаратов. Ориентироваться при этом можно на типы почв и особенности рельефа — например, при высоком содержании тяжелых металлов в почве они с большой вероятностью вымываются с вершинных участков и скапливаются внизу.

Получить данные точечных измерений на участке техногенной пустоши на Кольском полуострове удалось с помощью портативного рентгенофлуоресцентного анализатора. Для детального снимка и построения цифровой модели рельефа исследователи использовали данные, собранные беспилотниками. Ученым удалось установить связи между концентрациями тяжелых металлов в почве, картой типов почв и параметрами рельефа. С помощью нейросетей удалось рассчитать концентрации тяжелых металлов на всей территории изучаемого участка и сформировать карту распределения концентраций меди и никеля на пустоши.


Итоговые карты концентраций тяжелых металлов. Источник: Анастасия Константинова

Загрязнение почвы тяжелыми металлами часто встречается вокруг комбинатов цветной металлургии. Техногенные пустоши — зоны, где из-за загрязнений практически отсутствует растительный покров — например, как в окрестностях Мончегорска, где более 80 лет работает медно-никелевый комбинат. Помимо вреда для растений, выбросы тяжелых металлов и серных соединений повышают риск развития рака, поражений легких и прочих болезней у людей и животных. Сильнее всего проблема распространена на севере России, где добыча и переработка полезных ископаемых остается ведущей отраслью региона.

«Данные с БПЛА могут стать важным источником информации в цифровой почвенной картографии, а также помогут сократить временные и денежные затраты на трудоемкие полевые исследования. Мы уверены, что отработанная нами методика позволит с высокой точностью оценить уровни загрязнения на территории техногенной пустоши и выявить участки, в наибольшей степени нуждающиеся в искусственном восстановлении растительного покрова», — отметила старший научный сотрудник КНЦ РАН Марина Слуковская, соавтор исследования.

В дальнейшем технология даст возможность быстрее предсказывать загрязнение почв на обширных и удаленных территориях, рассчитывают разработчики метода. Остановить производство невозможно, но тщательный контроль за уровнями тяжелых металлов на подверженных загрязнению участках даст возможность своевременно принимать меры по их рекультивации.

30 июня, 2022
Устойчивость редких мутаций ВИЧ к лекарствам определят методом машинного обучения
С помощью методов машинного обучения ученые спрогнозировали устойчивость редких мутаций вируса имм...
29 июня, 2022
Ученые СПБГУ переосмыслили свойства органических катализаторов и описали их «магнитное» действие
Российские ученые определили главный фактор, влияющий на активность катионных органических катализ...