معادن چگونه بر آلودگی آب تأثیر می‌گذارند؟
وجود آب برای ادامه حیات ما در سیاره زمین ضروری است. در این میان یکی از پیش‌نیازهای توسعه پایدار، اطمینان از عدم آلودگی نهرها، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها خواهد بود. اما با پیشرفت صنایع نگرانی عمومی در مورد وضعیت آب در جهان افزایش یافته است. در این میان معادن نیز علاوه بر استفاده زیادی که از آب در فرآوری سنگ معدن دارند، می‌توانند از طریق تخلیه پساب‌ها و نشت باطله و سنگ‌های ضایعاتی باعث آلودگی آب شوند.
در حال حاضر فعالیت‌های انسانی مانند معدن‌کاری با سرعت زیادی در حال تهدید منابع آبی روی کره زمین هستند. به این ترتیب شاید ادعای برخی کارشناسان مبنی بر اینکه آب شایع‌ترین قربانی معادن است، زیاد هم اغراق‌آمیز نباشد. تاکنون تأثیرات مخرب عملیاتهای معدنی بر محیط‌زیست، به حدی بوده است که منجر به انجام تحقیقات بسیار زیادی در این زمینه شده و در حال حاضر اطلاعات بسیاری در این حوزه وجود دارد. آن‌طور که این اطلاعات نشان می‌دهند، هزینه‌ای که ما برای استفاده روزانه از موادمعدنی پرداخته‌ایم، گاهی بسیار بالا بوده است. معدن‌کاری طبیعتاً منابع آب را مصرف کرده و در مواردی می‌تواند به طور جدی آن را آلوده کند.
آلودگی آب یکی از مهم‌ترین مسائل زیست‌محیطی مربوط به صنایع معدنی است. اما چه راه‌کارهایی برای جلوگیری از این آلودگی وجود خواهد داشت؟
آثار منفی عملیاتهای معدنی بر منابع آبی
باوجود اینکه پیشرفت‌های بسیاری در شیوه‌های استخراج معادن در سال‌های اخیر رخ داده، همچنان خطرات زیست‌محیطی قابل‌توجهی باقی مانده است. این تأثیرات منفی می‌توانند از رسوب ناشی از انجام عملیاتهای ساختمانی در حین اکتشاف تا رسوب و آلودگی آب در هنگام ساخت معادن متفاوت باشد. آلودگی آب ناشی از باطله‌های معادن ممکن است حتی پس از بسته شدن معادن نیز تا دهه‌ها یا قرن‌ها، نیاز به مدیریت داشته باشد. میزان این تأثیرات مخرب به عوامل مختلفی بستگی خواهد داشت، مانند موقعیت جغرافیایی مناطق مورد بهره‌برداری و حساسیت آنها، ترکیب موادمعدنی استخراج شده، نوع فناوری مورد استفاده، مهارت، دانش و تعهد زیست‌محیطی شرکت و در نهایت توانایی ما برای نظارت و رعایت مقررات زیست‌محیطی.
هم‌زمان با مکانیزه‌تر شدن بهره‌برداری از معادن و بالا رفتن میزان اکتشاف، استخراج و بهره‌برداری‌ها نگرانی‌های مربوط به مسائل زیست‌محیطی هم بیشتر از گذشته شده است، زیرا ضایعات و باطله‌های معدنی در سال‌های اخیر به شدت افزایش یافته‌اند. با این وجود با توسعه فناوری‌های معدن و استخراج سنگ معدن کم‌عیار برای سودآوری بیشتر، در آینده باید حتی انتظار تولید پسماندهای بیشتری را نیز داشت.
پسماند فرآیند استخراج معادن چیست؟
سنگ‌های معدنی حاوی فلزات ارزشمندی مانند طلا یا مس یا حتی آهن هستند. استخراج از معادن روباز به معنی حفاری مقادیر زیادی سنگ زباله (مواد بدون مواد معدنی موردنظر) به منظور استخراج سنگ معدنی موردنظر است. سپس این سنگ‌های معدنی برای دفع با مواد شیمیایی مختلف و فرآیندهای جداسازی برای استخراج محصول نهایی خرد می‌شوند. جالب است بدانید طبق آمار در کانادا به طور متوسط برای استخراج هر تن مس، 99 تن باطله تولید شده و نگهداری و انهدام این باطله‌ها خود موجب نگرانی‌های زیست‌محیطی بسیاری می‌شود. جالب است بدانید مقدار طلای استخراج شده به ازای هر تن باطله حتی از این مقدار هم کمتر است. پس از استخراج فلز موردنظر، سنگ‌های زائد که اغلب حاوی سولفیدهای اسیدزا، فلزات سنگین و سایر آلاینده‌ها هستند، معمولاً در محوطه‌ای به صورت سدسازی ذخیره می‌شوند. متأسفانه یکی از منابع آلودگی زیست‌محیطی در بریتیش کلمبیا همین سدهای مربوط به باطله‌های معدنی هستند.
انواع آلودگی آب ناشی از عملیاتهای معدنی
عملیاتهای معدنی به چهار روش می‌توانند بر آلودگی آب تأثیر بگذارند:
1. زهکشی اسیدی معدن
زهکشی اسیدی معدن یک فرایند طبیعی است که طی آن هنگامی که سنگ‌های سولفیدی در معرض هوا و آب قرار گیرند، اسید تولید می‌شود. هنگامی که مقدار زیادی سنگ حاوی مواد معدنی سولفیدی در یک گودال روباز یا در یک معدن زیرزمینی در مجاورت هوا قرار می‌گیرند، با آب و اکسیژن واکنش داده و اسید سولفوریک ایجاد می‌کنند.
هنگامی که آب به سطح خاصی از اسیدیته رسیده باشد، نوعی از باکتری‌های طبیعی به نام تیوباسیلوس ممکن است وارد عمل شده و فرآیندهای اکسیداسیون و اسیدی شدن را تسریع کرده و حتی فلزات بیشتری از باطله‌ها شسته و باعث آلودگی بیشتر آب شوند. تا زمانی که منبع سنگ در معرض هوا و آب قرار گیرد و هنوز هم مقداری سولفید در آن وجود داشته باشد، امکان تولید اسید وجود خواهد داشت. اما فرایند شستشوی سولفید از سنگ هم ممکن است صدها یا حتی هزاران سال طول بکشد.
متأسفانه اسید توسط آب باران یا زهکشی سطحی از زمین خارج می‌شود و به نهرهای مجاور، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب‌های زیرزمینی رسوب می‌کند. در این صورت است که کیفیت آب به شدت کاهش یافته و حتی می‌تواند موجب به خطر افتادن حیات آبزیان شود. در این صورت حتی ممکن است آن منبع آب کلاً غیرقابل استفاده شود.
2. آلودگی و شستشوی فلزات سنگین
آلودگی فلزات سنگین زمانی ایجاد می‌شود که فلزاتی مانند آرسنیک، کبالت، مس، کادمیوم، سرب، نقره و روی در سنگ حفاری شده یا در معدن‌های زیرزمینی موجود بوده و در معرض تماس با آب قرار گیرند. با شستشوی سطح سنگ‌ها با آب، فلزات سنگین شسته شده و به سمت پايين منتقل می‌شوند که می‌توانند موجب آلودگی آب شوند.
3. آلودگی آب در اثر آلاینده‌های شیمیایی
این نوع آلودگی زمانی رخ می‌دهد که عوامل شیمیایی مانند سیانید یا اسید سولفوریک که توسط شرکت‌های معدنی برای جداسازی مواد معدنی موردنظر از سنگ معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد، از محل‌های مربوط به عملیاتهای معدنی به آب‌های مجاور نشت کنند. این مواد شیمیایی می‌توانند برای انسان و حیات‌وحش بسیار سمی باشند.
4. آلودگی آب در اثر فرسایش و ته‌نشینی
خاک و سنگ در جریان ساخت جاده‌ها، گودال‌های باز و نگهداری ضایعات برای استخراج مواد معدنی دچار آسیب می‌شوند. اگر راهکارهای پیشگیرانه و کنترلی کافی و مؤثری در نظر گرفته نشود، در اثر انتقال مقدار قابل‌توجهی رسوب به نهرها، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها زمین دچار فرسایش می‌شود. زیرا همین رسوب زیاد می‌تواند بستر رودخانه‌ها را مسدود کرده و پوشش گیاهی زیستگاه حیات‌وحش و موجودات آبزی را از بین ببرد.
راه‌های مقابله با آلودگی آب در اثر عملیاتهای معدنی چیست؟
ازآنجایی‌که مسائل زیست‌محیطی بسیار اهمیت دارند، برای مقابله با آلودگی آب در اثر عملیاتهای معدنی دولت‌ها و نهادهای مسئول باید تدابیری را در نظر بگیرند. موارد زیر از جمله اقداماتی است که در این زمینه می‌توان در نظر گرفت:
- جلوگیری از نابودی زیستگاه‌های آبی در اثر زهکشی اسیدی معدنی در آینده
- تشخیص معادن اسیدی و پاک‌سازی آنها
- دسترسی عمومی به اطلاعات مربوط به کنترل، نظارت و اجرای روش‌های مقابله با زهکشی اسیدی معدنی
- بهبود روش‌های ارزیابی خطرات زیست‌محیطی و اتخاذ رویکرد پیشگیرانه در حوزه عملیاتهای معدنی
آیا امکان کاهش منابع آبی در اثر عملیاتهای معدنی وجود دارد؟
متأسفانه عملیاتهای معدنی می‌توانند منابع آب سطحی و زیرزمینی را کاهش دهند. برداشت آب‌های زیرزمینی ممکن است به منابع آبی در فاصله چند مایلی محل معادن نیز آسیب برساند یا آنها را به طورکلی از بین ببرد. در نوادا، خشک‌ترین ایالت آمریکا، از آب رودخانه هومبولت برای عملیات استخراج طلا استفاده می‌شود. معادنی که در بیابان شمال شرقی نوادا قرار دارند بین سال‌های 1986 تا 2001 بیش از 580 میلیارد گالن آب از این رودخانه پمپاژ کردند. آب‌های زیرزمینی که از رودخانه سانتا کروز در آریزونا جنوبی خارج و برای استفاده در معدن مس مجاور آن استفاده شده، سبب پایین آمدن سطح آب این رودخانه و تا حدودی خشک شدن آن شده است.
تجربه‌های تلخ گذشته آلودگی آب در اثر عملیاتهای معدنی
تجربه رودخانه تسولوم استخراجی کوتاه مدت، با هزینه‌های بلند مدت!
رودخانه تسولوم در ونکوور از سرمنشأ خود در نزدیکی کوه واشنگتن تا کورتنای جریان داشت. برای هزاران سال، این رودخانه زیستگاه انواع زیادی ماهی حتی تا وزن 23 پوند بود. این رودخانه سرشار زندگی توانسته بود جوامع انسانی و کل اکوسیستم را که از طریق آن جریان داشت، حفظ کند. تأثیرات منفی و مخرب روی رودخانه تقریباً پس از جنگ آغاز شد. در این زمان بود که شن از بستر رودخانه در قسمت‌های پایین استخراج شد و سپس، در سال 1964، شرکت معدن مس واشنگتن به بالاترین بخش آبریز تسولوم نقل مکان کرد.
این شرکت یک معدن مس کوچک روباز در مجاورت رودخانه تسولوم راه‌اندازی نمود. در طول سه سال فعالیت، این شرکت 360،000 تن سنگ معدن و 940،000 تن سنگ زباله را قبل از اتمام کار آن در سال 1966 حفاری کرد. این معدن بسیار کوچک بود و تنها 13 هکتار مساحت داشت، اما میراث سمی را از خود به جای گذاشت که تا کیلومترها دورتر از محیط معدن گسترش یافته است. این امر سبب شد بسیاری از آبزیانی که در این رودخانه زندگی می‌کردند دیگر امکان حیات در این زیستگاه را نداشته باشند. این یعنی از بین رفتن صنعت شیلات در این منطقه و خسارت سنگین به مردم و دولت!
اما برای جلوگیری از این آسیب چه‌کاری می‌توان انجام داد؟
حفاظت از منابع آبی در عملیاتهای معدنی باید بالاترین هدف باشد، حتی اگر باعث کاهش بهره‌وری موادمعدنی همراه شود. از نظر بسیاری از کارشناسان اتخاذ این تصمیم تنها راهی است که می‌توان مطمئن بود رویاهای طلایی معدن به کابوس جریان‌های مسموم تبدیل نشود.
در هر صورت در حال حاضر ما در شرایطی قرار داریم که هم به خاطر خودمان و هم به خاطر نسل آینده باید از منابع آبی خود در برابر توسعه‌های معدنی غیرمسئولانه محافظت کنیم. ما باید اطمینان حاصل کنیم که بهترین راهکارهای پیشگیری از آلودگی در مواردی که می‌تواند خطرآفرین باشد به کار گرفته شود. تمام این راهکارها را می‌توان تحت مدیریت بهره‌برداری مسئولانه معادن در نظر گرفت و اجرایی کرد. خوشبختانه در حال حاضر مدیریت بهره‌برداری از معادن بسیار پیشرفت کرده و توانسته تا حدود زیادی از نگرانی‌ها بکاهد، البته به‌شرطی که صنایع معدنی روش‌های سنتی خود را با این شیوه‌های جدید جایگزین کنند.