ההשפעה של פעילויות מינון על מערכות אקוויפר מקומיות ואיכות מים

מבוא

המיון היה אבן הפינה של צמיחה תעשייתית במשך מאות שנים, אספקת חומרי גלם אשר כוח כל דבר מבנייה לאלקטרוניקה, אך החילוץ של מינרלים, מתכות ודלקים מאובנים לעתים קרובות מגיע עם עלות סביבתית כבדה.בין ההשפעות החמורות והמשונות ביותר הוא השיבוש של מערכות אקוויפר מקומיות וההשפל של איכות מי הקרקע.

מים קרקעיים מספקים כמעט מחצית ממים השתייה הגלובליים והיא מקור מים ראשוני ליותר משני מיליארד אנשים.כאשר פעולות כרייה פשרות יושרה ספקפר, ההשלכות יכולות לקרוע דרך מערכות אקולוגיות וחברות אנושיות לדורות. מאמר זה חוקר את המנגנונים שבאמצעותם הכרייה משפיעה על אקוויפר, אתגרי איכות המים וכתוצאה מכך, ואת האסטרטגיות הזמינות לצמצום ההשפעות הללו.

הבנת מערכות

אקוויפר הוא שכבת תת-קרקעית של סלע, חול, או סימנט שמחזיקה ומעביר מים קרקעיים.היווצרות הגיאולוגיות הללו פועלות כמאגרי טבע, לאחסון מים שמקורם במשקעים, חדירה למים על פני השטח, ושפל קרחוני. Aquifers להשתנות במידה רבה בגודל, עומק, וקומפוזיציה.

אקוויפרים מספקים חיץ קריטי נגד בצורת, שמירה על זרימת בסיס הנהר ותמיכה רטובים.הם מספקים גם מים לשימוש ביתי, חקלאות ותעשייה. באזורים רבים arid ו- Semi-arid, מי הקרקע הוא מקור המים האמין היחיד.הגנה על בריאות אקוויפר פירושה שמירה על כמות המים (ריבית וקיבולת האחסון) ואיכות המים (כימיקליים, ביולוגיים, פיזיים ופיזיים).

כיצד מינוף משפיע על אקוויפר

פעולות מינון מפריעות במערכות אקוויפר באמצעות שלושה מסלולים עיקריים: זיהום מים קרקעיים, שינוי זרימת מים טבעית, ומחיקת משאבי מים.כל מסלול פועל אחרת בהתאם לסוג הכרייה (בית השחי, תת קרקע, מקום, או חסימה מתאימה) והגאולוגיה של האזור.

מים חמים זיהום

הסיכון החריף ביותר מכריית הוא מבוא של חומרים רעילים למים.כימיקלים המשמשים לעיבוד מינרלים, כגון cyanide עבור החילוץ זהב כספית עבור כריית זהב בקנה מידה קטן, יכול לעבור דרך אדמה וסלע לתוך aquifers. Acid ניקוז (AMD) הוא עוד קאנטן גדול, כאשר מינרלים sulfide (כמו pyrite) נחשפים למים ובמהלך כרייה, הם יכולים לגרום לסלעים כבדים, אפילו ממין, כמו גם לאחר שנים ארוכות, כגון מתכת כבד.

זיהום יכול גם לגרום לסילוק לא תקין של זנבות - חומרי הפסולת שנותרו לאחר עיבוד אוה. Tailings בריכות או זעזועים יכול להדליף או להיכשל, שחרור של סלע קרקע דק, לעבד כימיקלים ומתכות לסביבה. Catastrophic זנבות סכרים כשלים, כגון אסון פונדאו 2015 בברזיל והתמוטטות ברומדיניו, גרמו למים מסיביים ומתכות אל פני השטח הקרדי, אפילו ממרחקים של זמן לא קטלני.

תרכובות אורגניות כמו דיזל, פותרים, ו lubricants המשמשים ציוד כרייה יכול גם לחדור מים קרקעיים.חומרים אלה, בעוד פחות מתמיד ממתכות, עדיין יכולים להפוך מים ללא פשרות ופוגעים בחיים מימיים.

שינוי זרימת המים

מינון פעולות פיזיות reshape הנוף, אשר יכול לשנות באופן יסודי את הידרולוגיה של אזור. מכרות Open-pit ו quarries להסיר כמויות עצומות של כדור הארץ, עלולים לנטר את האקפרים ולרוקן אותם.תהליך זה, המכונה dewatering, הוא לעתים קרובות הכרחי כדי לשמור על עבודה יבש.

כריית תת-קרקעית יכולה גם לשנות נתיבי זרימה.מנהרות ופירים יכולים לפעול כמזהמים מועדפים עבור תנועת מי-קרקע, להסיט מים שאחרת יטעו מחדש אקוויפרים. להיפך, כריית פני השטח עלולה להרוס אזורי טעינה לחלוטין אם אדמה שניתן לפסולת מסולקת או קומפקטית. באזורים הרריים, הסרת כריות הרים מנפחים את מי-ה וממלאת, להשפיע על מאזן המים המלא.

ההפרעה של יתר על המידה אדמה ושכבות סלע יכול גם להגדיל את העומסים של משקעים בגופים מים סמוכים.סינדימנט מפחית את יכולת הזרמים והאגמים לטעון מחדש אקוויפרים, עוד יותר מאמץ אספקת מים.

מחיקת מקורות מים

Mining היא תעשיית מים רגישה. בשנת 2020, המגזר כריית כדור הארץ השתמש 500 מיליארד מ"ק של מים מתוקים, חשבונאות עבור כ 4% של סך כל משיכת מים מתוקים בעולם.מים אלה משמשים לדיכוי אבק, עיבוד, תחבורה סלורית, קירור. באזורי אספקת מים, הפיזור של מים עבור כרייה יכול להתחרות עם צרכים חקלאיים ופנימיים, להחמיר את הלחץ.

פני המים הקרקעיים הם דאגה מסוימת באזורים שבהם כרייה היא הפעילות הכלכלית הדומיננטית. במדבר אטאקמה בצ'ילה, למשל, מכרות נחושת לצרוך כמויות עצומות של מים מקוויפר עמוק שהוטעו במשך יותר ממילניום. כמו אלה אקוויפרים מובלים מהר יותר מאשר ניתן לשט, טבלאות מים, ומערכות אקולוגיות סמוכות - כולל מלחים רטובים ושפלים - עלולים לכווץ לצמיתות את יכולת אחסון הקרקעית.

השפעה על איכות המים

הזיהום והשיבוש של האקפרים על ידי פעילויות כרייה יש השלכות ישירות ולעתים קרובות חמורות על איכות המים. ריכוזים אלבידי מתכות כבדות, סולפט, חומציות, ובסיס מוצקים מתמוססים (TDS) נפוצים במים המושפעים על ידי AMD. לדוגמה, זרמים ומים קרקעיים ליד מכרות פחם ב Appalachia לעתים קרובות להציג pH מתחת ל 3, עם ריכוזים ברזל וגבריים בטוחים הרבה יותר מגובה מים.

סיכונים בריאותיים אנושיים מן המים הכרייה-מחוסנים כוללים השפעות חמורות כגון מצוקה גופנית בעור וגירוי עור, כמו גם מצבים כרוניים כמו סרטן, נזק נוירולוגי, ותפקוד הכליות. חשיפה מוביל קשורה לפגיעה קוגניטיבית אצל ילדים, בעוד ארסן הוא קרטגן ידוע ליד אתרי כרייה לעתים קרובות לשאת את נטל השפעות בריאותיות אלה, במיוחד באזורים בעלי הכנסה נמוכה וסביבתית שבו ניטור הוא פחות חזק.

השפעות אקולוגיות חמורות באותה מידה. חיי מים בנהרות וזרמים המוזנים על ידי מי קרקע מזוהמים יכולים להימחק.דגים הורגים, אובדן המגוון הביולוגי, ושיבוש של רשתות המזון נפוצים.אפילו ריכוזים נמוכים של מתכות יכולים לפגוע בהתרבות וצמיחה במינים רגישים.העקשנות של מברשות כרייתות רבות פירושה כי שיפורים איכותיים עשויים לקחת עשרות שנים כדי להשיג, גם לאחר מאמצי החלמה מתחילים.

כדי לספק דוגמה בעולם האמיתי, ה- ברקלי פיט בבוטטה, מונטנה, היא מכרה נחושת לשעבר, שנפתחת-בית, המחזיקה כיום באחד האגמים החמציים והמתכתיים ביותר בעולם.הבור ממלא מים וגשם, תוך אספקת אסרניק, קדמיום, נחושת, אבץ ומתכות אחרות.

מקרה בולט נוסף הוא מכרה של טדי בפואואה גינאה החדשה, שבו זנבים וסלע פסולת שוחררו לתוך מערכת הנהר זבוב במשך עשרות שנים, המשפיעים על איכות המים ועל עומסי המשקעים על פני שטח עצום.ההשפעות הנובעות ממי הקרקע ומערכות האקולוגיות הנהר העקרו קהילות עקורים וגרם נזק ארוך טווח לדגים וגביפות דקלים.

גורמים המשפיעים על מספר ההשפעות

התואר שבו הכרייה משפיעה על אקוויפרים מקומיים תלוי במספר משתנים.סוג של אונה ושיטת החילוץ הוא קריטי.קשה רוק כרייה מתכות נוטה לייצר יותר ניקוז חומציות מאשר כרייה למינרלים תעשייתיים כמו אבן גיר או מלח. העומק של שולחן המים והקשר הידראולי בין המכרה לבין אקוויפרים סביב קובע כמה מהר מתפשט אקלים משחק תפקיד: אקלים, עלול להיות ממרחק של דלקת ריאות, בעוד שגיאוכים יותר, עלולים להיות יותר מסיכון מים מתמשך.

מחסומים גיאולוגיים, כגון שכבות או סלעים בעלי יכולת נמוכה, יכולים להאט הגירה מלוכדת, אבל הם אינם ניתנים למניעה לאורך זמן רב. גורמים אנושיים, כולל רשויות רגולטוריות, עיצובי ותכנון הסגר, חשובים באותה מידה. מכרות המשלבות את השיטות הטובות ביותר מן ההתחלה נוטים להיות פחות השפעות ארוכות טווח מאשר אלה חיתוך פינות.

אסטרטגיות ניהול וניהול

התייחסות להשפעה של כרייה על אקוויפר דורשת גישה רבת פנים המשתרעת על כל מחזור החיים שלי - החל מחיפוש ועד סגירת ואסטרטגיות יעילות משלבות מסגרות רגולטוריות, בקרת הנדסה, ניטור ושיקום אקולוגי.

מדיניות וביקורת מתקרבות

תקנות סביבתיות חזקות הן הבסיס של הגנה על תנאי הכרחיים על מנת להעריך את ההשפעה הסביבתית (EIAs) לפרויקטים חדשים של כרייה יכול לזהות סיכונים פוטנציאליים למים לפני תחילת הפעילות. תהליכי קבלת מטרות צריכים לכלול תנאים ספציפיים לניהול מים קרקעיים, כגון מגבלות על משיכת מים, דרישות עבור עיצוב זנבות, ומילוי התחייבויות.

מנגנוני אבטחת פיננסית, כגון קריאות, להבטיח כי כספים זמינים לניקוי אתרים גם אם חברת כריית הולך לפשיטת רגל.זה קריטי כי מכרות נטושות רבות ממשיכות להדיח את הקוויפר במשך עשרות שנים ללא מפלגה אחראית.

הנדסה ובקרת תפעול

ברמה המבצעית, מניעה יעילה יותר מאשר remediation.טכניקות למזער את הניקוז של חומצה כוללים ניהול זהיר של זרימת מים, capsulation של סלע פסולת חולפת, בנוסף חומרים אלקליין כדי לנטרל חומציות יבשה.ערימה יבשה של זנבים ולא אחסון אותם במכשולים רטובים מפחית את הסיכון של כשל קטסטרופלי ו- דף רטוב יכול לטפל בשרירים פסיביים כמו משקעים טבעיים.

מיחזור מים בתוך פעולות כרייה יכול גם להפחית את הביקוש הכולל למים.מכרות מודרניות רבות להשתמש במערכות טיפול במים מתוחכמות כדי ללכוד ולהשתמש במים תהליך תהליך, הורדת שתי הצריכת והן נפחי השחרור.טכנולוגיות מתקדמות כגון אוסמוזה הפוכה והחלפת יון יכולים לטפל במים מזוהמים כדי לעמוד בסטנדרטים של שתיית מים, אם כי עלויות אנרגיה יכולות להיות גבוהות.

מערכות זהירות ואזהרה מוקדמת

ניטור מים קבוע הוא חיוני לזיהוי מוקדם של רשתות ניטור צריך לכלול בארות במעמקים מרובים סביב האתר שלי, הן up ⁇ up ו down ⁇ . חיישנים בזמן אמת עבור pH, התנהגותיות, זעזועיות, ומושגים ספציפיים יכולים לספק אזהרות מוקדמות של בעיות פונות. נתונים צריך להיות נגיש לציבור לבנות אמון קהילתי ולאפשר אימות עצמאי.

מודלים גיאוכימיים – שימוש בתוכנה כדי לדמות תחבורה מלוכדת – מסייעות לחזות כיצד הצנרת תתפתח לאורך זמן, המנחה את מאמצי השיקום, צריכה להימשך זמן רב לאחר סגירתה, ככל שתהליכים רבים (כמו AMD) יכולים להגביר את העיכובים לאחר הפסקת המשאבה והממכרה ממלאת במים.

התחדשות ושיקום

כאשר הזיהום כבר התרחש, הפעלה הופכת הכרחית. מערכות טיפול Active, כגון צמחי dosing ליצית סיד, יכול לנטרל מים חומציים להסיר מתכות, אבל הם דורשים הפעלה מתמשכת ועלות. למערכות עובריות, כגון ערוצי אבן גיר ו רטובות אנירוביות, הם בעלות נמוכה יותר, אך עשוי להיות פחות יעיל עבור זרימה גבוהה או אתרים מזוהמים מאוד.

שיקום של אדמה משוחררת צריך לשאוף לשחזר אזורי טעינה טבעיים ונתיבי זרימת מים קרקעיים.זה עשוי לכלול נחיתה מחדש, החלפת העליון, והחלפת צמחייה Native.במקרים מסוימים, backfilling Open Ignor או חותם עבודות תת קרקעיות יכול לעזור לשקם את ההמשכיות של אקוויפר.עם זאת, שיקום מוחלט של איכות מים קרקע וכמות הוא לעתים קרובות בלתי אפשרי; אזורים כריית לשעבר נותרו מושפעים ללא הגבלת זמן.

מעורבות קהילתית וחדשנות ארוכת טווח

קהילות מקומיות הן המשפיעות ביותר על השפעות כרייה על מים.התקשרות משמעות - באמצעות ייעוץ, שיתוף מידע, ו ניטור השתתפותי - יכול לשפר את התוצאות ולהבטיח כי תוכניות הקטנת לטפל בעדיפות מקומית.

שמירה ארוכת טווח של אתרי מכרה סגורים נותרה אתגר.תחומים רבים חסרים מספיק מימון או יכולת מוסדית לנהל אלפי מוקשים. גישות חדשניות, כגון טיהור אתרי מכרה עבור מים קרקעיים לטעון או דור אנרגיה מתחדשת, יכולים להפוך את ההתחייבויות לנכסים תוך הגנה על משאבי מים.

מסקנה

מינון ובריאות אקוויפר קשורים באופן מורכב, עם פוטנציאל הן לסכסוך והן לדו-קיום. בעוד כריית מספקת חומרים חיוניים והטבות כלכליות, השפעותיה על מי הקרקע - באמצעות זיהום, שינוי זרימה ודהדול - יכול לערער את אותם משאבי מים המקיפים קהילות ומערכות אקולוגיות.חומרת ההשפעות הללו תלויה בגורמים גיאולוגיים, תפעוליים, רגולטוריים, אבל המגמה היא ברורה: הביקוש הגלובלי עבור מערכות מים כה גדל לחץ על פני המים.

הגנה על אקוויפרים במהלך כרייה דורשת גישה פרואקטיבית, מחזור חיים כי עדיפות מניעה, ניטור קפדני ותכנון לטווח ארוך.התקדמות בטכנולוגיות הנדסה וטיפול מציעים תקווה, אבל הם לא יכולים להחליף את הצורך הבסיסי של ממשל חזק ואחריות תאגידית.עבור כבת קיימא באמת, התעשייה חייבת להתייחס למים הקרקע כמשאב סופי, משותף ראוי לרמה הגבוהה ביותר של ניהול חזק.

בסופו של דבר, העלות של חוסר פעולה נמדדת לא רק בדולרים אלא במים נקיים אבודים, מופחתת המגוון הביולוגי, ופגיעה בבריאות האדם.על ידי שילוב הגנה על אקוויפר לכל שלב של כרייה - החל מחיפוש ועד סגירתם - אנו יכולים להפחית את טביעת הרגל הסביבתית של אחד מהתעשיות הוותיקות ביותר של האנושות, תוך הבטחת הדורות הבאים יורשו את המשאבים הדרושים והמים שהם תלויים בהם.