أثر التعدين القطاعي بشأن نوعية الهواء والتلوث تدابير الرقابة

Understanding Strip Mining: The Basics

تعدين قطاع التعدين أسلوباً للتعدين السطحي يزيل التربة والصخور المفرطة للوصول إلى الرواسب المعدنية أو موانئ الفحم الموجودة بالقرب من السطح، ويستخدم هذا الأسلوب على نطاق واسع لأنه يسمح باستخراج كميات كبيرة من المواد ذات التكاليف التشغيلية المنخفضة نسبياً مقارنة بالتعدين تحت الأرض، غير أن الآثار البيئية للتعدين البحري شديدة، ولا سيما فيما يتعلق بنوعية الهواء، وتولد هذه العملية كميات هائلة من الغبار، والغازات السمية، وتزعج النظم الإيكولوجية بطرق ما زالت قائمة.

إن حجم عمليات التعدين الحديثة للتعريات هائل، ففي الولايات المتحدة وحدها، أدى التعدين في منطقة أبالاشيون على الجبال إلى تسطح مئات القمم وتغيير آلاف الأميال من المجاري، كما أن عمليات مماثلة في إندونيسيا وأستراليا وأمريكا الجنوبية آخذة في التوسع بسرعة، ولا تقتصر آثار نوعية الهواء الناجمة عن هذه العمليات على موقع المناجم المباشر، بل إن الغبار والانبعاثات يمكن أن تسافر مئات الأميال، وتؤثر على المجتمعات المحلية البعيدة عن حدود تصاريح التعدين العالمية.

ومن الضروري، من أجل إدراك نطاق المشكلة فهما كاملا، دراسة الملوثات المحددة التي تولدها تعدين العراة، والآليات التي يتم من خلالها إطلاقها، والأدلة التي تربطها بصحة الإنسان وبالضرر البيئي، وعندئذ فقط يمكن تصميم وتنفيذ تدابير فعالة للمراقبة، وهذه المادة توفر لمحة شاملة عن التحديات التي تواجه نوعية الهواء والمرتبطة بتعدين الأشجار واستراتيجيات مكافحة التلوث التي يمكن أن تقلل من أثرها.

التأثيرات على نوعية الهواء: نظرة أقرب إلى الملوثات

ويطلق التعدين في قطاعه مزيجا معقدا من الملوثات في الغلاف الجوي، وتشمل الفئات الرئيسية مادة الجسيمات وأكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة وغازات الدفيئة، ولكل من هذه الملوثات مصادر متميزة ومسارات نقل وآثار صحية.

الجزء: الحثالة التي تسافر في أعماقها

فالمسألة الجسيمية، التي يشار إليها في كثير من الأحيان باسم PM، هي واحدة من أكثر المنتجات الثانوية وضوحا وضرارا للتعدين بالتعرية، وتنتج عن القذف والحفر والهواء والهبوط الريحي للسطح المعرضة كميات كبيرة من الغبار، وتتراوح الجسيمات بين غبار الكارب الذي يقترب من المنجم وغرامات يمكن أن تظل محمولة جوا لأيام وتنقل مئات الكيلومترات.

وقد وجدت الدراسات العلمية ارتفاعاً في معدلات الأمراض التنفسية، ومشاكل القلب والأوعية الدموية، والوفاة المبكرة في المجتمعات المحلية القريبة من الألغام المترية، وقد أظهرت دراسة تاريخية نشرت في المجلة Environmental Health Perspectives أن السكان الذين يعيشون بالقرب من مواقع التعدين في غرب فرجينيا لديهم خطر أكبر من الإصابة بسرطان الرئة مقارنة بالمناطق التي لا تخلو منها.

ولا يقتصر توليد الدوافع على مناطق التعدين النشطة، إذ أن مخزونات المواد المستخرجة والطرق المهبلية وشاحنات الفحم غير المكتشفة تسهم جميعها في استمرار انبعاثات القذائف التسيارية، وحتى بعد توقف التعدين، يمكن أن تظل أكوام المدللة وأراضي الألغام المهجورة مصدرا للغبار المفجر للريح لسنوات ما لم يعاد استصلاحها على النحو الصحيح، ويعني استمرار التلوث الغبار أن رصد نوعية الهواء يجب أن يستمر بعد انتهاء عمليات التعدين بفترة طويلة.

سولفور أوكسيدس وعين إيسيد

وعندما يتعرض الفحم المحتوي على الكبريت للهواء، فإن الكبريت يتفاعل مع الأكسجين لتشكيل ثاني أكسيد الكبريت، ويطلق الغاز أثناء انفجار المواد التي تصيب الكبريت وسحقها ونقلها، وثاني أكسيد الكبريت هو مهيج للتنفس ويسهم في تكوين أمطار حمضية عندما يتجمع مع بخار الماء في الغلاف الجوي، ويلحق الضرر بالغابات، ويلحق الضرر بالبحيرات والمجاري،

وفي المناطق التي شهدت تعديناً واسع النطاق للتعريات، مثل حوض نهر بودر في ويومنغ وميادين الفحم في آبالاشيان، كانت انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت مرتفعة تاريخياً، وفي حين أن اللوائح التي تنص عليها قانون الهواء النظيف قد خفضت الانبعاثات من محطات توليد الطاقة، فإن إطلاقات مواقع الألغام لا تزال تشكل مصدر قلق.() وتواصل وكالة الحماية البيئية التابعة لوكالة الحماية البيئية رصد الامتثال لمعايير ثاني أكسيد الكبريت الوطنية.

Nitrogen Oxides and Ground-Level Ozone

وتنتج أكاسيد النيتروجين أثناء الانفجار ومحركات الديزل التي تستخدمها المعدات الثقيلة التي تعمل بالطاقة، وتتفاعل هذه الغازات مع مركبات عضوية متفجرة في وجود ضوء الشمس لتشكل طبقة الأوزون على مستوى الأرض، وهي عنصر رئيسي من عناصر التخثر، ويتسبب الأوزون في تهاب الجهاز التنفسي، ويقلل من وظيفة الرئة، ويزيد من حدة الظروف مثل الربو والتهاب الهوس المزمن.

ولا تزال عمليات التعدين في المناطق النائية تسهم في تكوين الأوزون في المراكز الحضرية المتدنية، وقد تعقّبت الدراسات تجاوزات الأوزون في مدن مثل نوكسفيل وتشاتانوغا إلى الانبعاثات الناجمة عن أنشطة تعدين الفحم في شرق تينيسي وكنتاكي، وتتفاقم المشكلة بسبب الانتقال البعيد المدى لأكسيد النيتروجين، الذي يمكن أن يسافر مئات الأميال قبل أن يتفاعل على شكل الأوزون.

Methane and Carbon Dioxide: Greenhouse Gas Emissions

(د) تعدين الفحم في قطاعه يُطلق ميثان الذي علق في بحار الفحم لملايين السنين، وثانيهما غاز حرفي قوي، حيث تنطوي على احتمال الاحترار العالمي على أكثر من 25 مرة من ثاني أكسيد الكربون خلال فترة 100 سنة، وقد حددت نظم الزرع في المناجم السطحية، فضلاً عن الكسور الطبيعية والشقوقات في الفحم المكشوف، مما يسمح للميثان بالهرب بحرية إلى الغلاف الجوي.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن حرق الوقود الأحفوري إلى معدات تعدين الطاقة ونقل المواد المستخرجة يولد ثاني أكسيد الكربون، ويظهر مجموع البصمة الكربونية للتعدين على أساس التعري، عند النظر في دورة الحياة الكاملة للفحم أو المعادن المستخرجة، وتظهر الجهود المبذولة لتحديد كمية انبعاثات الميثان العالمي ] من التعدين ، أن الحد من هذه الإطلاقات هو أحد أكثر الاستراتيجيات فعالية في مجال تغير المناخ.

تدابير مكافحة التلوث: التكنولوجيات والممارسات

وفي حين أن الآثار البيئية للتعدين القطاعي خطيرة، فإن مجموعة من تدابير مكافحة التلوث يمكن أن تقلل بدرجة كبيرة من الانبعاثات وتحمي نوعية الهواء، فالمكافحة الفعالة تتطلب مزيجا من الحلول الهندسية وأفضل الممارسات التشغيلية والرقابة التنظيمية، وتورد الفروع التالية تفاصيل أهم الاستراتيجيات.

تكنولوجيات قمع الضغائن

إن مكافحة الغبار الفارغ من أهم الأولويات في المناجم المزروعة، فبدون تدخل يمكن أن يكون توليد الغبار هائلا: إذ يمكن لغم واحد كبير أن ينتج آلاف الأطنان من الغبار سنويا، وتستخدم عدة نُهج لقمع الغبار في المصدر ومنعه من أن يصبح محمولا جوا.

إن رذاذ المياه هو أكثر الطرق شيوعا، إذ أن الأزهار التي تُبث على المعدات وعلى طول الطرق الهالكة، وفي نقاط النقل تبلل المواد وتخفض توليد الغبار، غير أن المياه وحدها قد لا تكون كافية في المناطق القاحلة التي يكون فيها التبخر سريعاً أو خلال ظروف الجفاف، وكثيراً ما تُضاف المواد الكيميائية التي تُكبّع الجسيمات الكالسيومية، مثل كلوريد المغنزيئي، أو أجهزة التحات البوليمر، إلى زيادة الفعالية.

فالغطاء النباتي أداة قوية أخرى، إذ إن زراعة الأعشاب والأشباح والأشجار على المناطق المضطربة تخلق ريح الرياح وتستقر التربة، ويستخدم هذا النهج في العمليات وفي المناطق التي لا يتم التعدين فيها حاليا، وأثناء الاستصلاح بعد انتهاء التعدين، كما يوفر الغطاء النباتي فائدة إضافية من عزل الكربون وإعادة الموئل البري.

وتمنع نظم النقل المغلقة وأسرة الشاحنات المشمولة من إطلاق الغبار أثناء النقل المادي، وقد غطت بعض الألغام المخزونات وسياج الرياح لزيادة خفض انبعاثات الغبار، كما أن التنظيف المنتظم لطرق ومعدات الهال يقلل أيضا من تراكم المواد الغرامية التي يمكن أن تصبح محمولة جوا.

استراتيجيات مراقبة الانبعاثات للملوثات الغازية

ويتطلب الحد من الانبعاثات الغازية من التعدين في إطار التعري معالجة المصادر النقطتين (مثل أكوام العادم وأجهزة التهوية) والإطلاقات الفارغة، وتوضع أجهزة التنظيف على معدات ثابتة لإزالة ثاني أكسيد الكبريت وخامات الجسيمات من مجاري العادم، وكثيرا ما تستخدم أجهزة التنظيف السائلة رذاذ السائل لالتقاط الملوثات، بينما تستخدم أجهزة التنظيف الجاف مواد عالية الارتداد تبلغ 99 في المائة.

وبالنسبة للمعدات المتنقلة مثل شاحنات الهالونات والدروعات، يمكن لمرشحات الجسيمات الديزلية ونظم الخفض الحافز الانتقائية أن تخفض انبعاثات أكسيد النيتروجين والقذائف التسيارية.() وتعيد استخدام المعدات القديمة بضوابط الانبعاثات الحديثة وسيلة فعالة من حيث التكلفة لتحسين نوعية الهواء، وتنتقل بعض شركات التعدين إلى المعدات الكهربائية أو الهجينة التي تزيل انبعاثات النيتروجين بالكامل.()

الرصد ضروري للتحقق من فعالية مراقبة الانبعاثات، وتوفر محطات رصد نوعية الهواء المتطاولة حول محيط المناجم بيانات آنية عن خامات PM وثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين والأوزون، وتتيح هذه البيانات للمشغلين تعديل الأنشطة عند ارتفاع مستويات التلوث وتوفر للمنظمين أدلة على الامتثال، وتحتاج بعض الولايات القضائية إلى رصد خط السياج كشرط لرخصة التعدين.

أفضل الممارسات التشغيلية

فبعد التكنولوجيا، يمكن أن تؤدي التغييرات في الإجراءات التشغيلية إلى فوائد كبيرة من نوعية الهواء، كما أن الحد من أنشطة التعدين خلال فترات الرياح العالية هو تدبير بسيط وفعال، وعندما تتجاوز سرعة الرياح حدا معينا، يمكن وقف الإنفجار والهروب إلى أن تتحسن الظروف.

وينبغي أن يبدأ التخطيط للاستصلاح قبل بدء التعدين، حيث يعاد استصلاح المناطق المضطربة كسلف تعدين بدلا من الانتظار حتى نهاية العمليات، ويقلل من مساحة التربة المعرضة في أي وقت، ويقلل هذا النهج من توليد الغبار ويعجل بعودة النباتات، ويشمل الاستخلاص إعادة تدفئة الأرض لتقارب مركبها الأصلي، والاستعاضة عن التربة السطحية، وإنشاء مجتمعات محلية محلية محلية للمصانع الأصلية.

الإطار التنظيمي والإنفاذ

وتختلف أنظمة جودة الهواء لأغراض التعدين في المناطق النائية اختلافا كبيرا في جميع أنحاء العالم، وفي الولايات المتحدة، يحدد قانون الهواء النقي حدودا للانبعاثات بالنسبة للملوثات المعيارية، ويشترط قانون مراقبة واستصلاح التعدين السطحي على مشغلي الألغام الحصول على تصاريح وسندات بريد لتغطية تكاليف الاستخلاص.() وتعمل وكالة الحماية البيئية مع وكالات الدولة من أجل إنفاذ هذه المعايير وإجراء عمليات تفتيش.

ورغم هذه الأنظمة، يمكن أن يكون الإنفاذ غير متسق، فالقيود التي تفرضها الميزانية على الوكالات التنظيمية الحكومية، والضغط السياسي، وتعقيد رصد المواقع النائية الكبيرة كلها أمور تسهم في الثغرات في الرقابة، وتؤدي مجموعات المواطنين والمنظمات البيئية دورا حيويا في توثيق الانتهاكات والدفع إلى توفير حماية أقوى، وقد أجبر اتخاذ إجراءات قانونية بعض الألغام على وضع ضوابط إضافية ودفع غرامات لعدم الامتثال.

وتختلف المعايير الدولية اختلافا كبيرا، إذ أن بلدانا مثل أستراليا وكندا لديها أطر تنظيمية قوية، بينما تفتقر بلدان أخرى إلى الموارد أو الإرادة السياسية لإنفاذ ضوابط التلوث، وتزداد أسواق التصدير للفحم والمعادن مطالبة بإثبات ممارسات الإنتاج المسؤولة، مما يخلق حوافز اقتصادية للشركات لتحسين الأداء البيئي.

الصحة وتأثيرات المجتمع: التكلفة البشرية

والآثار الصحية لتلوث الهواء بالتعريات ليست مخاطر إحصائية مجردة بل أضرار يمكن قياسها للناس الحقيقيين، إذ تعاني المجتمعات المحلية في مناطق التعدين من ارتفاع معدلات الإصابة بالأمراض التنفسية، ومشاكل القلب والأوعية الدموية، والسرطان، والأطفال والمسنين والأشخاص الذين يعانون من ظروف صحية سابقة، هم عرضة للخطر بوجه خاص.

وبالإضافة إلى الآثار الصحية المباشرة، يفرض التلوث الجوي الناجم عن تعدين قطاعي التكاليف الاقتصادية، وزيادة نفقات الرعاية الصحية، وفقدان الإنتاجية، وانخفاض قيمة الممتلكات، على جميع المجتمعات المحلية، وقدرت دراسة أجراها الباحثون في جامعة دوك أن التكاليف الصحية لتعدين الفحم في منطقة آبالاشيان تبلغ بلايين الدولارات سنويا عندما تُعزى إلى الوفيات المبكرة، والأوضاع في المستشفيات، والأمراض المزمنة.

وتشكل شواغل العدالة البيئية محورية في هذه المسألة، وكثيرا ما تكون المجتمعات المحلية الريفية المنخفضة الدخل والمهمشة سياسيا، وتتحمل التكاليف الصحية والبيئية لاستخراج الموارد، بينما لا تحصل إلا على جزء من الفوائد الاقتصادية، ولا يتطلب التصدي لهذه أوجه عدم المساواة سوى تحسين مراقبة التلوث، بل يتطلب أيضا مشاركة المجتمع المحلي وتعويضه على نحو مجد.

Innovation and the Future of Mining Emissions

وتعطي التكنولوجيات الجديدة أملا في الحد من تأثير التعدين في قطاع الطرق على نوعية الهواء، ويجري اختبار شاحنات الهاول الكهربائية المستقلة في المناجم في السويد وشيلي، مع إمكانية القضاء على انبعاثات الديزل بالكامل، ويمكن للطائرات التي تجهز بمجسّدات أن ترصد نوعية الهواء في الوقت الحقيقي وأن تحدد مصادر الانبعاثات بدقة، ويمكن أن تؤدي الخوارزميات التعليمية الماكنة إلى تحسين أنماط التفجير للحد من الغبار والغاز.

ويجري استكشاف تكنولوجيات احتجاز واستخدام الكربون في مواقع الألغام، كما أن استيعاب ثاني أكسيد الكربون من عادم المعدات وتحويله إلى منتجات مفيدة مثل مواد البناء أو الوقود التركيبي يمكن أن يحول مسار النفايات إلى مصدر للإيرادات، كما يجري تطوير التقاط الهواء المباشر للميثان، وإن كان ذلك بتكلفة عالية.

وفي نهاية المطاف، فإن أكثر الطرق فعالية للقضاء على تلوث الهواء بالتعريات هو الحد من الاعتماد على المواد التي تتطلب هذا الاستخراج المدمر، ويمكن لإعادة التدوير، وكفاءة المواد، والاستعاضة عن ذلك أن تقلل من الطلب على الفحم والمعادن البكر، وأن الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة يقلل من الحاجة إلى تعدين الفحم كلية، وفي حين أن هذه التحولات ستستغرق وقتا، فإن كل خطوة نحو اقتصاد أنظف تؤدي أيضا إلى تخفيف العبء على المجتمعات المحلية التي تعيش بالقرب من الألغام المتجرد من الأشجار.

وقد أحرزت صناعة تعدين العشب تقدما في مكافحة تلوث الهواء، ولكن لا يزال هناك الكثير من العمل، ومن الضروري وضع لوائح أقوى، وتحسين الإنفاذ، ومواصلة الاستثمار في التكنولوجيا النظيفة، ومن أجل المجتمعات المحلية المتضررة بالفعل، يجب إعطاء الأولوية للدعم في مجال الإصلاح والرعاية الصحية، مع بذل جهود متضافرة، يمكن احتواء أسوأ آثار التعدين في قطاع الهواء، مع التخلص من الزمن.