دال - التقدم المحرز في تكنولوجيات الإصلاح البيئي لمواقع التعدين

وقد أدت أنشطة التعدين إلى نمو اقتصادي مدفوع تاريخياً، وقدمت مواد خام أساسية للصناعة، ومع ذلك تركت أيضاً تراثاً من التدهور البيئي، كما أن هجرة الألغام، والتلوث بالمعادن الثقيل، وسدود التل، وتآكل التربة لا يزال يشكل مخاطر على النظم الإيكولوجية وصحة الإنسان بعد توقف العمليات بفترة طويلة، وأن النطاق العالمي لهذا التحدي هائل، حيث أن ملايين الهكتارات من مواقع الألغام المهجورة أو النشطة تتطلب العلاج.

الابتكارات التكنولوجية الحديثة

وقد شهدت السنوات الأخيرة تحولاً نحو استراتيجيات الإصلاح التي لا تكون فعالة فحسب بل مستدامة أيضاً وفعالة من حيث التكلفة، ومساحة الحد الأدنى، وتتزايد استكمال أو استبدال النُهج التقليدية مثل الحفر والاحتواء بتكنولوجيات تعالج التلوث في الموقع، وتخفض النفايات الثانوية، وتدعم الانتعاش الإيكولوجي، وهناك ثلاثة مجالات ذات تقدم خاص هي الوساطة البيولوجية، وتحقيق الاستقرار الكيميائي والترسيب، والتقنيات المتقدمة في مجال الإزالة المادية.

المعالجة البيولوجية

(ب) [يسخر الإصلاح البيولوجي القدرات الأيضية لل الكائنات المجهرية لتحلل أو تحول أو إبطال الملوثات، وفي سياقات التعدين، تشمل الملوثات المستهدفة المعادن الثقيلة (الجرعات والكادميوم والزئبق) والمركبات العضوية المحولة مثل تلك المستخدمة في التجهيز المعدني، وقد عززت أوجه التقدم في الهندسة الوراثية أداء السلالات المجهرية().

وتظهر التطبيقات الميدانية الآن قدرة على معالجة حيوية معززة، ففي لغم نحاس في أريزونا، فإن مجموعة من البكتيريا المسببة للتآكل الكبريت قد حُقنت في المياه الجوفية لتهرع المعادن كسلف مستقر، مما يؤدي إلى إزالة 90 في المائة من النحاس المذوب والزنك في غضون ستة أشهر.() وقد استخدم مشروع آخر ملحوظ في لغم مهجّر من الرصاص في الصين()

تحقيق الاستقرار والارتقاء بالمواد الكيميائية

:: تحقيق الاستقرار الكيميائي والترسيب (S/S) يشمل إضافة عوامل مسببة للثغرات التي تكون ملوثات ملزمة كيميائياً أو نفايات مادية، مما يقلل من قدرتها على التنقل والارتجال، وقد أدت التركيبات الجديدة إلى تحسين الاستقرار الطويل الأجل للمواد المعالجة، مع التقليل إلى أدنى حد من الزيادة في الحجم التي كثيراً ما تكون قد طاعت في أساليب سابقة.

وتظهر الموازين الثابتة القائمة على الساتل، بما في ذلك البوليمرات المستمدة من رماد الذبابات والرقائق، كبدائل منخفضة الكربون لخامات بورتلاند، ولا تضمن هذه المواد أيضا السلامة المادية للخلفيات، وتخفض انبعاثات الغبار، وتحلل الكربون المنشط في مزيج من الملوثات العضوية وغير العضوية على حد سواء.

تقنيات الإزالة المادية

كما تطورت أساليب الإزالة المادية وأصبحت أكثر استهدافاً وأقل اضطراباً، إذ إن غسل التربة الذي يستخدم المياه والمفاعلات السطحية في ملوثات محمية، وهو ما يشمل الآن عوامل الرش مثل الإيدي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي دي إمين التي تُقيت في وقت لاحق والتي تقلل سميتها عن مستوى منخفض.

(ب) يجري تكييف اليأس الحراري المستخدم تقليدياً في الملوثات العضوية من أجل إزالة الزئبق في مواقع التعدين، ويبخر الزئبق الخام (300-350 درجة مئوية) الزئبق الأولي الذي يُستولى عليه في مرشحات الكربون، وقد حققت الدراسات الرائدة في منجم تاريخي للزئبق في سلوفينيا انخفاضاً بنسبة 99 في المائة في مستويات الزئبق في التربة، غير أن الأساليب المادية كثيراً ما تتطلب مدخلات عالية في الطاقة أو استهلاكاً كيميائياً، وهي بحاجة إلى مزيد من مجرى مركب النفايات.

التكنولوجيات الناشئة

وبالإضافة إلى التحسينات التدريجية التي أدخلت على الأساليب المتبعة، فإن موجة جديدة من التكنولوجيات تعيد تحديد ما يمكن إصلاحه في مواقع التعدين، وتشمل هذه التكنولوجيات معالجة البنفسج، وعلم النانو، وعمليات التأكسد المتقدمة، والنظم القائمة على المفاعلات الأحيائية، وفي حين أن الكثير منها لا يزال في المرحلة التجارية الرائدة أو المبكرة، فإن إمكاناتها لإيجاد حلول محددة للمواقع، وقابلة للتوسع، ومتكاملة إيكولوجياً، تؤدي إلى استثمار بحثي كبير.

المعالجة الفيوتو

Phytoremediation uses plants to settle, extract, or degrade contaminants. In mining contexts, the most promising approach is phytoextraction, where hyperaccumulator metals into harvestable biomass. Known hyperaccumulators include Thlaspi up caerulescens[Flargaceium modification]

وثمة ابتكار آخر هو استخدام تعديلات الفولط لتعزيز قابلية التوافر الأحيائي للمعادن، حيث أن حمض الإيثيلينديامينترياتشيك (EDTA) قد كان فعالا ولكنه يثير القلق بشأن تلوث المياه الجوفية؛ والبدائل القابلة للتحلل الأحيائي مثل تكاثر الأثيلين وحامض الغدد الصماء تفضّل الآن.

نانشاتولوجيا

(ب) إنَّ التنوُّه النانوي يتيح العلاج على نطاق الجزيئي، ويوفِّر كفاءة غير مسبوقة وقدرة على الاستهداف، أما أكثر المناطق التي تم بحثها في مجال المواد النانوية فهي صفرية الانتشار (الإنزوفي)، مما يقلل من مجموعة واسعة من الملوثات، بما في ذلك المذيبات المكلورة، والمعادن الثقيلة، والنويدات المشعة.

وتظهر الجسيمات النانوية المسببة للضبابية، ولا سيما ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2)، وعداً بمعالجة الملوثات العضوية وبقايا السيانيد من تجهيز الذهب، وفي ضوء الأشعة فوق البنفسجية، تولد ثاني أكسيد الكربون متطرفات هيدروكسيل تُثبِّت نباتات غير مؤذية وثاني أكسيد الكربون.

عمليات التقريب المتقدمة

وتولد الملوثات العضوية الثابتة مادة متطرفة ذات تردد عال (OH) لتكسيد الملوثات العضوية وغير العضوية، وبالنسبة لتطبيقات التعدين، فإن رد فعل الفلور (التحلل الحراري للأوكسيد الهيدروجيني) يستخدم على نطاق واسع لمعالجة السايندي، والتهيوكيان، والولفيدات في ماء المناجم.

(ب) إن الملوثات العضوية الثابتة القائمة على الأوزون فعالة بالنسبة لمخلفات النباتات والكربون العضوي المهينة، وعندما يقترن ذلك بالضوء فوق البنفسج، تتسارع عملية تحلل الأوزون، وتنتج المزيد من المتطرفين، وقد استخدمت مزيج من أكسيد الأوزون والهيدروجين (بيروكسون) في منجم للزنك في بولندا لخفض كمية الملوثات العضوية الثابتة من 200 1 ملغم/لتر إلى أقل من 50 ملغم/لتر، مما يسمح بالتخلص من الأنهار المحلية.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

وعلى الرغم من التقدم الملحوظ، لا تزال هناك عقبات كبيرة في ترجمة البحوث إلى ممارسات روتينية، إذ أن ارتفاع التكاليف، ولا سيما بالنسبة للطب النانوي والأكسدة المتقدمة، والحد من الاعتماد في المناجم المهمشة أو المهجورة التي تكون فيها الموارد المالية شحيحة، وتشمل القيود التقنية الحاجة إلى تحقيق المستوى الأمثل للمواقع، حيث لا توجد تكنولوجيا واحدة تعمل في مختلف الظروف الجيوكيميائية والهيدرولوجية التي توجد في مواقع التعدين، وكثيرا ما يكون الرصد الطويل الأجل غير كاف، مما يجعل من الصعب التحقق من الأطر التنظيمية المسبقة للكتابة.

وقد تم توجيه البحوث المستقبلية نحو تطوير تكنولوجيات أكثر تكلفة وقابلية للتقسيم والتكيف، حيث تم اختبار النظم الكيميائية الحيوية التي تستخدم خلايا الوقود المجهرية في خفض معدن الطاقة على نطاق واسع، مما يتيح إمكانية إصلاح نظم الطاقة الافتراضية، وقد تؤدي هذه النظم إلى توليد الكائنات الوسيطة التي تزيل في الوقت نفسه من الملوثات المتعددة وتبلغ عن نشاطها من خلال علامات التفاؤل في مجال الفلور.

كما أن إدماج الإصلاح في السياسات البيئية وإشراك المجتمعات المحلية أمر بالغ الأهمية، إذ إن ارتفاع معايير البيئة والاجتماعية والحوكمة يدفع شركات التعدين إلى إصلاح المواقع بصورة استباقية بدلا من انتظار الولايات التنظيمية، ويجري تنظيم أدوات مالية مثل سندات الاستصلاح والسندات الخضراء لتشجيع الإصلاح الابتكاري، وبرامج الرصد المجتمعية، حيث يقوم السكان المحليون بجمع وتبادل البيانات باستخدام أجهزة الاستشعار ذات التكلفة المنخفضة، وتحسين الثقة، وضمان تحقيق نتائج التعافي.

وفي نهاية المطاف، فإن مستقبل إصلاح مواقع التعدين لا يكمن في رصاصة فضية واحدة بل في قطارات المعالجة المتكاملة التي تجمع بين التكنولوجيات المادية والكيميائية والبيولوجية والآخذة في الظهور في تسلسل مشفوع بمواقع، وعلى سبيل المثال، فإن مناجم مهجورة مفتوحة يمكن أن تبدأ بتعبئة صخور النفايات، يليها معالجة بيولوجية في الموقع باستخدام حاجز قابل للرد يحتوي على مادة النبات النيتروجين (NZVI) وتصريف (Bulfate)

(ج) يمكن أن يؤدي مساره إلى استمرار التعاون بين الباحثين والمهندسين والمنظمين والمجتمعات المحلية المتأثرة. وتوفر منابر مثل المجلس الدولي للتعدين والفلزات و[FLT] [الدراسة المتعلقة بالمواضيع الطويلة] منتديات لتبادل المعارف والدروس المستفادة.