Ученые предложили использовать беспилотники для поиска тяжелых металлов в почве

Ученые из РУДН и Кольского научного центра составили карты распределения в почве тяжелых металлов — никеля и меди — на основе данных, полученных с беспилотников. Подход опробован на одном из участков техногенной пустоши на Кольском полуострове и в будущем поможет ученым быстрее определять участки загрязненных почв на обширных и удаленных территориях. 

Как поясняют ученые, техногенные пустоши иногда формируются вокруг крупных заводов цветной металлургии из-за выбросов в атмосферу веществ, которые образуются при переработке металлических руд. На территории таких пустошей растительность практически отсутствует. Чтобы разработать меры по их рекультивации, необходимо оценить концентрацию тяжелых металлов (ТМ) в почве.

Содержание ТМ в почве традиционно отслеживается вручную, однако отобрать пробы во множестве точек сложно. Новый подход заключается в поиске взаимосвязи между концентрацией ТМ в почве и других параметрах, которые легче обнаружить — в том числе и с помощью дронов. Такими параметрами могут быть, например, типы почв и особенности рельефа. В частности, при высоких концентрациях ТМ в почве высока вероятность того, что они будут вымываться с вершинных участков и накапливаться в низинах.

При помощи данных с дронов авторы исследования создали цифровую модель рельефа пустоши. Измерив содержание ТМ в почвах при помощи портативного спектрометра, они установили взаимосвязи между концентрациями ТМ и параметрами рельефа. Затем при помощи машинного обучения они на основе этих взаимосвязей «распространили» значения концентрации никеля и меди на всю территорию пустоши. 

«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.