Грунт из стройки и органические отходы: учёные создают почву для городов будущего

Вынутый на строительных площадках грунт обычно отправляется на свалки, хотя обладает большим потенциалом. Исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM) продемонстрировали, как можно обогатить этот грунт органическими отходами, чтобы повторно использовать его в городском пространстве. Подбирая состав смеси, можно адаптировать свойства почвы под конкретные задачи — от создания плодородных зелёных зон до защиты грунтовых вод.

Профессор Моника Эгерер, Надя Бергер и Лорен Портер исследуют потенциал искусственных почв для городского планирования. Они выращивают растения на этой почве в теплицах Школы наук о жизни TUM. Автор: Technical University Munich

В городах почва часто движется в противоположных направлениях: с одной стороны, вынутый грунт со стройплощадок вывозят и захоранивают, и на его долю приходится четверть всех отходов в ЕС. С другой — для озеленения парков и других территорий завозят почву из-за города. В рамках Европейской почвенной стратегии планируется к 2050 году свести такой «захват земель» к нулю, чтобы защитить природные территории вокруг городов.

Альтернативой стал подход с созданием так называемых «конструируемых почв», где вынутый, часто деградировавший грунт обогащают другими компонентами. Учёные из TUM охарактеризовали различные искусственные почвы, созданные с использованием городских органических отходов, и оценили их потенциал для ландшафтного планирования.

Команда взяла образцы грунта со стройплощадок в Мюнхене и Аугсбурге и смешала их с компостом из зелёных отходов, а также с биоуглём. Биоуголь производится из органических отходов, например, от биогазовых установок, которые обычно не используются и отправляются в отходы. Исследование опубликовано в журнале Nature Cities.

Повышенное плодородие и защита вод

Искусственные почвы, созданные из вынутого грунта и этих добавок, показали улучшение по нескольким показателям функциональности. Они стали более плодородными: содержание азота в них выросло вчетверо, а накопление углерода улучшилось. Кроме того, такие почвы могут помочь в защите грунтовых вод, так как способны иммобилизовать до 90% загрязняющих веществ, таких как тяжёлые металлы.

«Переработка как грунта, так и отходов — это ситуация «выигрыш-выигрыш»: мы не отправляем отходы на свалки и можем создавать почву для различных целей в городском пространстве», — объясняет Лорен Портер, первый автор публикации, работающий на кафедре продуктивных городских экосистем TUM.

Надя Бергер, докторант кафедры восстановительной экологии, уже протестировала искусственно созданные почвы в качестве субстрата для растений в теплицах. Результаты, опубликованные в журналах Urban Forestry & Urban Greening и Basic and Applied Ecology, показывают, что растения из водно-болотных угодий хорошо растут на таких почвах и могут выдерживать различные стрессовые факторы, такие как жара, затопление и загрязнители.

Почва по индивидуальному заказу

Помимо циклической экономики, конструируемые почвы предлагают ещё одно ключевое преимущество: их можно настроить под конкретную задачу. Например, если почва будет использоваться на придорожной полосе, можно усилить её свойство связывать загрязнители, а для зелёных зон, где должны процветать растения, можно повысить плодородие.

На основе характеристик, представленных исследователями, практики могут создавать почвы с желаемыми функциями, варьируя количество биоугля или компоста в зависимости от области применения.

«В долгосрочной перспективе наши выводы могут помочь городским и строительным планировщикам, — говорит Лорен Портер. — Чем лучше они будут знать свойства конкретных почв, тем успешнее их можно будет адаптировать для каждого случая использования и помочь замкнуть ресурсный цикл для почв».

Интересный факт: Проблема управления почвенными ресурсами в городах становится всё актуальнее на фоне урбанизации и климатических изменений. Подобные исследования в области создания искусственных почв ведутся и в других странах, включая Россию, где учёные экспериментируют с использованием отходов деревообработки и осадков сточных вод для рекультивации городских территорий.

Источник: Technical University Munich