Table of Contents
مقدمة
وقد كان التعدين حجر الزاوية للنمو الصناعي منذ قرون، حيث وفر المواد الخام التي تولد كل شيء من البناء إلى الإلكترونيات، ومع ذلك فإن استخراج المعادن والفلزات والوقود الأحفوري كثيرا ما ينجم عنه تكلفة بيئية باهظة، ومن بين أشد الآثار خطورة والدائمة تعطيل شبكات طبقات المياه الجوفية المحلية وتدهور نوعية المياه الجوفية، وحيث أن المجتمعات في العالم تعتمد على طبقات المياه الجوفية من أجل مياه الشرب والري والاستخدام الصناعي، فهم النطاق الكامل لاحتياطيات من التعدينية على هذه الموارد الخفية.
وتوفر المياه الجوفية ما يقرب من نصف مياه الشرب العالمية، وهي مصدر رئيسي للمياه لما يزيد على بليوني شخص، وعندما تؤدي عمليات التعدين إلى تقويض سلامة طبقة المياه الجوفية، يمكن أن تتحول النتائج إلى نظم إيكولوجية ومجتمعات بشرية لأجيال، وتستكشف هذه المادة الآليات التي يؤثر بها التعدين على طبقات المياه الجوفية، والتحديات الناجمة عن نوعية المياه، والاستراتيجيات المتاحة للتخفيف من هذه الآثار، ومن خلال دراسة العلم والحلول العملية على حد سواء، نسعى إلى توفير منظور واضح يستند إلى الأدلة بشأن مسألة بيئية حاسمة.
Understanding Aquifer Systems
وطبقة المياه الجوفية هي طبقة دون سطحية من الصخور أو الرمل أو الرواسب التي تحوز المياه الجوفية وتنقلها، وهذه التكوينات الجيولوجية تعمل كمستودعات طبيعية، وتخزن المياه التي تنشأ عن التهطال، وتسلل المياه السطحية، والذوبان الجليدية، وتختلف طبقة المياه الجوفية اختلافاً واسعاً في الحجم والعمق والتكوين، وبعضها مواضع ضحل وغير محصورة تغذي مباشرة.
وتوفر المياه الجوفية حاجزاً حاسماً ضد الجفاف، والحفاظ على تدفقات قاعدية الأنهار ودعم الأراضي الرطبة، كما أنها توفر المياه للاستخدام المنزلي والزراعة والصناعة، وفي كثير من المناطق القاحلة وشبه القاحلة، تعد المياه الجوفية المصدر الوحيد الموثوق للمياه، وتعني حماية صحة طبقة المياه الجوفية الحفاظ على كمية المياه (معدلات التغذية والقدرة على التخزين) ونوعية المياه (الخصائص الكيميائية والبيولوجية والفيزيائية).
كيف تأثير التعدين على الأكفير
وتتدخل عمليات التعدين في شبكات طبقات المياه الجوفية من خلال ثلاثة مسارات رئيسية: تلوث المياه الجوفية، وتغيير تدفق المياه الطبيعية، واستنزاف الموارد المائية، وكل طريق يعمل بشكل مختلف حسب نوع التعدين (الطوابق المفتوحة، أو تحت الأرض، أو المسكن، أو التلويث في الموقع) وجيولوجيا المنطقة.
تلوث المياه الجوفية
أما الخطر الأكثر حدة من التعدين فهو إدخال المواد السامة إلى المياه الجوفية، إذ أن المواد الكيميائية المستخدمة في تجهيز المعادن، مثل السيانيد لاستخراج الذهب والزئبق لأغراض تعدين الذهب على نطاق صغير، يمكن أن تهاجر عبر التربة والصخور إلى طبقات المياه الجوفية، كما أن هجرة الألغام الحمضية هي ملوث رئيسي آخر، وعندما تكون معادن الكبريتيد (مثل الطفيليات) معرضة للتلوث الجوي والماء أثناء التعدين، فإنها تؤدي إلى تكوين حامض الكبريتيك.
كما يمكن أن تنتج عملية التطهير عن التخلص غير السليم من النفايات التي تركت بعد تجهيز الخامات، ويمكن أن تتسرب أو تفشل طيور التايلين أو الرش، وتطلق من صخرة أرضية جيدة، وتجهز المواد الكيميائية والفلزات في البيئة، وقد تسبب الفشل الضارب في حدوث إخفاقات كبيرة في المياه الجوفية، مثل كارثة عام 2015 في البرازيل، وسقوط المياه الجوفية المزمن الذي خلفه عام 2019.
كما يمكن للمركّبات العضوية مثل الديزل والمذيبات ومواد التشحيم المستخدمة في معدات التعدين أن تتسلل إلى المياه الجوفية، بينما تكون هذه المواد أقل ثباتاً من المعادن، فإنها لا تزال تجعل الماء غير قابل للشرب ويضر بالحياة المائية.
تغيير تدفق المياه
إن عمليات التعدين تعيد تشكيل المشهد الطبيعي، الذي يمكن أن يغير جذريا الهيدرولوجيا في المنطقة، وتزيل الألغام والمحاجر المفتوحة أحجاما كبيرة من الأرض، ويمكن أن تتداخل طبقات المياه الجوفية وتستنزفها، وكثيرا ما تكون هذه العملية، المعروفة باسم " إزالة المياه " ضرورية لإبقاء العمل جافا، غير أن إزالة المياه يمكن أن تخفض منضدة المياه عبر منطقة واسعة، وتجفي آبارها، وتفرغها.
كما يمكن للتعدين تحت الأرض أن يغير مسارات التدفق، إذ يمكن أن تكون الأنابيب والفتحات بمثابة قنوات تفضيلية لحركة المياه الجوفية، وتحويل المياه التي ستغذي طبقات المياه الجوفية، وعلى العكس من ذلك، يمكن للتعدين السطحي أن يدمر مناطق التغذية بالكامل إذا تم تجريد التربة القابلة للدموع أو تم تصطيمها، وفي المناطق الجبلية، يدفن التعدين في المياه الأمامية ويملأ الوديان، مما يؤثر على جميع مستجمعات المياه.
كما أن اضطرابات طبقة التربة والصخور المفرطة يمكن أن تزيد من حمولات الرواسب في أجسام المياه القريبة، ويؤدي الترسب إلى خفض قدرة المجاري والبحيرات على تغذية طبقات المياه الجوفية، وزيادة التدريب على إمدادات المياه.
استنفاد الموارد المائية
فالتعدين صناعة كثيفة المياه - في عام 2020، استخدم قطاع التعدين العالمي ما يقدر بـ 500 بليون متر مكعب من المياه العذبة، مما يمثل نحو 4 في المائة من مجموع عمليات سحب المياه العذبة على الصعيد العالمي، وتستخدم هذه المياه لقمع الغبار وتجهيز الخامات ونقل البلوري والتبريد، وفي مناطق ندرة المياه، يمكن لتحويل المياه لأغراض التعدين أن يتنافس مع الاحتياجات الزراعية والمحلية، مما يزيد من حدة الإجهاد في المياه.
إن غطاء المياه الجوفية هو مصدر قلق خاص في المناطق التي يشكل فيها التعدين النشاط الاقتصادي المهيمن، ففي صحراء أتاكاما في شيلي، على سبيل المثال، تستهلك الألغام النحاسية كميات كبيرة من المياه من طبقات المياه الجوفية العميقة التي تم تغذيةها على مدى آلاف السنين، حيث يمكن أن تضخ هذه طبقات المياه الجوفية أسرع مما يمكن تجديده، وتسقط طاولات المياه، وتخفض النظم الإيكولوجية القريبة - بما في ذلك الشقوط المالحة والأراضي الرطبة - تؤدي إلى تقليص فقدان المياه الجوفية.
الأثر على نوعية المياه
وتنجم عن تلوث المياه الجوفية واضطراباتها نتيجة لأنشطة التعدين آثار مباشرة وشديدة في كثير من الأحيان على نوعية المياه، وكثيرا ما تظهر التركيزات المرتفعة للمعادن الثقيلة والكبريتات والحماض ومجموع الصلبات المذوبة في المياه المتأثرة بالآداب، وعلى سبيل المثال، فإن المجاري والمياه الجوفية بالقرب من من من مناجم الفحم في آبالاشيا كثيرا ما تظهر مستويات من الهيدروجين دون 3، مع تركيزات الحديد والمنغني تتجاوز بكثير معايير مياه الشرب المأمونة.
وتشمل مخاطر الصحة البشرية الناجمة عن المياه الملوثة بالتعدين آثارا حادة مثل الإجهاد الناتج عن الأمعاء الفلكية وتهيج الجلد، فضلا عن الظروف المزمنة مثل السرطان، والأضرار العصبية، وعطل الكلى، ويرتبط التعرض للإصابة بالأضرار المعرفية في الأطفال، في حين أن الزرنيخ هو أحد المسببات المعروفة للسرطان، وكثيرا ما تتحمل المجتمعات المحلية القريبة من مواقع التعدين عبء هذه الآثار الصحية، ولا سيما في المناطق المنخفضة الدخل والمناطق الأصلية التي يكون فيها الرصد البيئي قويا.
كما أن الآثار الإيكولوجية شديدة أيضا، إذ يمكن القضاء على الحياة المائية في الأنهار والمجاري التي تغذيها المياه الجوفية الملوثة، كما أن قتل الأسماك وفقدان التنوع البيولوجي وتعطل الشبكات الغذائية أمر شائع، بل إن تركيزات المعادن المنخفضة يمكن أن تضعف الإنجاب والنمو في الأنواع الحساسة، فاستمرار العديد من الملوثات التعدينية يعني أن تحسين نوعية المياه قد يستغرق عقودا لتحقيقه، حتى بعد بدء جهود الإصلاح.
ومن أجل تقديم مثال على ذلك، فإن قرن بيركلي في بوتي، مونتانا، هو منجم نحاس مفتوح سابق يحمل الآن واحدا من أكثر البحيرات حمضاً وخللاً في العالم، كما أن المياة المزروعة بالمياه الجوفية ومياه الأمطار، وتتراكم الزرنيخ والكادميوم والنحاس والزنك والمعادن الأخرى، أصبحت أيضاً تلوثاً مستمراً في مواقع الغيوط، وتديراً للماء.
وثمة حالة أخرى بارزة هي منجم أوك تيدي في بابوا غينيا الجديدة، حيث تم تصريف الخيوط وهدر النفايات في نظام نهر الفلي منذ عقود، مما أثر على نوعية المياه وحمولة الرواسب في منطقة واسعة، وأدت الآثار الناجمة عن ذلك على المياه الجوفية والنظم الإيكولوجية النهرية إلى تشريد المجتمعات المحلية وتسببت في أضرار طويلة الأجل لمصائد الأسماك ومستنقعات شاحبة.
العوامل التي تؤثر على خطورة الآثار
وتتوقف درجة تأثير التعدين على طبقات المياه الجوفية المحلية على عدة متغيرات، حيث إن نوع الركاز وطريقة استخراج المعادن هو أمر حاسم، ويميل التعدين بواسطة الصخور الصلبة إلى توليد المزيد من مياه الأحماض من التعدين للمعادن الصناعية مثل الحجر الجيري أو الملح، كما أن عمق طاولة المياه والوصل الهيدروليكي بين المناجم ومستودعات المياه الجوفية المحيطة يحددان مدى سرعة انتشار التلوث، كما أن المناخ يؤدي دورا في طوابق الرمل.
والحواجز الجيولوجية، مثل طبقات الطين أو الصخور المنخفضة القدرة على الاستمرار، يمكن أن تبطأ الهجرة الملوّثة، ولكنها غير قابلة للذوبان على مدى فترات زمنية طويلة، كما أن العوامل البشرية، بما في ذلك الإنفاذ التنظيمي، وتصميم الألغام، والتخطيط لإغلاقها، لها نفس القدر من الأهمية، فالألغام التي تتضمن أفضل الممارسات منذ البداية تميل إلى أن تكون لها آثار طويلة الأجل أقل من تلك التي تقطع الزوايا.
استراتيجيات التخفيف والإدارة
ويتطلب التصدي لأثر التعدين على طبقات المياه الجوفية نهجا متعدد الجوانب يمتد من الاستكشاف إلى الإغلاق وما بعده إلى دورة حياة الألغام بأكملها، وتجمع الاستراتيجيات الفعالة بين الأطر التنظيمية والضوابط الهندسية والرصد والاستعادة الإيكولوجية.
النهج التنظيمية والسياساتية
فالقوانين التي تتطلب تقييمات للأثر البيئي لمشاريع التعدين الجديدة يمكن أن تحدد المخاطر المحتملة على المياه الجوفية قبل بدء العمليات، وينبغي أن تشمل عمليات التأشير شروطا محددة لإدارة المياه الجوفية، مثل الحدود المفروضة على سحب المياه، ومتطلبات تصميم مرافق التواريخ، والتزامات الرصد، كما أن قانون المياه النظيفة في الولايات المتحدة والتوجيه الإطاري للمياه في الاتحاد الأوروبي هما مثالان على أدوات تنظيمية، عند إنفاذها، تحد من التلوث في المياه.
وتحرص آليات الضمان المالي، مثل استصلاح السندات، على إتاحة الأموال لتنظيف المواقع حتى لو تم إفلاس شركة تعدين، وهذا أمر بالغ الأهمية لأن العديد من الألغام المهجورة لا تزال تلوث طبقات المياه الجوفية لعقود دون وجود طرف مسؤول.
الضوابط الهندسية والتشغيلية
وعلى المستوى التشغيلي، فإن الوقاية أكثر فعالية من الإصلاح، وتشمل التقنيات الرامية إلى التقليل إلى أدنى حد من تصريف الألغام الحمضية إدارة دقيقة لتدفق المياه، وقطع رؤوس الصخور التي تصيب الكبريت، وإضافة مواد الكالين لتحييد الحموضة، وتكديس الخيوط الجافة بدلا من تخزينها في الأراضي الرطبة، مما يقلل من خطر الفشل في معالجة النفايات الكاسحة.
كما يمكن لإعادة تدوير المياه في عمليات التعدين أن تقلل من الطلب العام على المياه الجوفية، حيث يستخدم العديد من الألغام الحديثة نظماً متطورة لمعالجة المياه لالتقاط وإعادة استخدام المياه في عمليات التوليد، مما يقلل من حجم الاستهلاك والتصريف معاً، ويمكن للتكنولوجيات المتقدمة مثل التخدير العكسي وتبادل الأيوني أن تعالج المياه الملوثة للوفاء بمعايير مياه الشرب، وإن كانت تكاليف الطاقة مرتفعة.
نظم الرصد والإنذار المبكر
ومن الضروري رصد المياه الجوفية بانتظام لكشف التلوث في وقت مبكر، وينبغي أن تشمل شبكات الرصد آباراً على أعماق متعددة حول موقع الألغام، سواء كانت مرتفعة أو منخفضة، كما أن أجهزة الاستشعار في الوقت الحقيقي للحامض النووي، والسلوكية، والاضطرابات، والأيونات المحددة يمكن أن توفر إنذارات مبكرة للمشاكل الوشيكة، وينبغي أن تكون البيانات متاحة للجمهور لبناء الثقة المجتمعية والسماح بالتحقق المستقل.
ويتوقّع برنامجي للنموذج الجيوكيميائي - المستخدم في حفز أجهزة النقل المحتوية على ملوثات، كيف ستتطور السباكات بمرور الوقت، ويوجه جهود الإصلاح، وينبغي أن يستمر الرصد بعد إغلاق المناجم بفترة طويلة، حيث يمكن للعديد من العمليات (مثلاً AMD) أن تكثف بمجرد توقف الضخ وملء الألغام بالماء.
الإصلاح والتأهيل
وعندما يحدث التلوث بالفعل، يصبح العلاج ضروريا، ويمكن أن تؤدي نظم العلاج النشطة، مثل نباتات الجرعات اللينة، إلى تحييد المياه الحمضية وإزالة المعادن، ولكنها تتطلب التشغيل والمصروفات الجارية، والنظم السلبية، مثل قنوات الحجر الجيري والأراضي الرطبة الهوائية، إلى انخفاض التكلفة، ولكنها قد تكون أقل فعالية بالنسبة للمواقع المرتفعة التدفق أو ذات التلوث الشديد.
وينبغي أن يهدف إصلاح الأراضي الملغومة إلى إعادة مناطق التغذية الطبيعية ومسارات تدفق المياه الجوفية، وقد ينطوي ذلك على إعادة التدرج، والاستعاضة عن التربة السطحية، وإعادة زراعة النباتات الأصلية، وفي بعض الحالات، يمكن أن يساعد تصفية الحفر المفتوحة أو إغلاق العمل تحت الأرض على إعادة استمرارية طبقة المياه الجوفية، غير أن استعادة نوعية المياه الجوفية وكميتها بشكل كامل أمر مستحيل في كثير من الأحيان؛ ولا تزال مناطق التعدين السابقة متأثرة إلى أجل غير مسمى.
المشاركة المجتمعية والوصاية الطويلة الأجل
فالمجتمعات المحلية هي الأكثر تضرراً من آثار التعدين على المياه، إذ أن المشاركة الفعالة - عن طريق التشاور، وتبادل المعلومات، والرصد التشاركي - يمكن أن تحسن النتائج وأن تضمن أن خطط التخفيف تعالج الأولويات المحلية، وفي البلدان التي تتسم نظمها التنظيمية الأضعف، تؤدي اختبارات المياه المجتمعية والدعوة دوراً حاسماً في مساءلة شركات التعدين.
ولا تزال الإدارة الطويلة الأجل لمواقع الألغام المغلقة تشكل تحدياً، إذ تفتقر العديد من الولايات القضائية إلى التمويل الكافي أو القدرة المؤسسية اللازمة لإدارة آلاف الألغام القديمة، ويمكن أن تؤدي النُهج المبتكرة، مثل إعادة تشغيل مواقع الألغام لأغراض تغذية المياه الجوفية أو توليد الطاقة المتجددة، إلى تحويل الالتزامات إلى أصول مع حماية الموارد المائية.
خاتمة
إن صحة التعدين وطبقة المياه الجوفية ترتبط ارتباطا وثيقا، مع إمكانية نشوب النزاعات والتعايش، وفي حين يوفر التعدين مواد أساسية وفوائد اقتصادية، فإن آثاره على تلوث المياه الجوفية، والتدفقات، والنضوب - يمكن أن تقوض نفس الموارد المائية التي تحافظ على المجتمعات والنظم الإيكولوجية، وتتوقف خطورة هذه الآثار على العوامل الجيولوجية والتشغيلية والتنظيمية، ولكن الاتجاه واضح: مع تزايد الطلب العالمي على المعادن، وكذلك الضغط على شبكات المياه الجوفية.
وتتطلب حماية طبقات المياه الجوفية أثناء التعدين نهجا استباقيا لدورة الحياة يعطي الأولوية للوقاية والرصد الدقيق والتخطيط الطويل الأجل، وتبعث التطورات في تكنولوجيات الهندسة والعلاج على الأمل، ولكنها لا تستطيع أن تحل محل الحاجة الأساسية إلى إدارة قوية ومسؤولية الشركات، ولكي يكون التعدين مستداما حقا، يجب على الصناعة أن تعامل المياه الجوفية على أنها مورد محدود ومشترك جدير بأعلى مستوى من الرعاية.
وفي نهاية المطاف، تقاس تكلفة عدم العمل بالدولار، ولكن في المياه النظيفة المفقودة، والتقليل من التنوع البيولوجي، والنيل من صحة الإنسان، وبإدماج حماية طبقة المياه الجوفية في كل مرحلة من مراحل الاستكشاف إلى الإغلاق، يمكننا أن نخفض البصمة البيئية لإحدى الصناعات القديمة في الإنسانية، مع ضمان وراثة الأجيال المقبلة للموارد التي تحتاج إليها والمياه التي تعتمد عليها.