معدن یکی از قدیمی ترین صنایع استخراج مواد جامد و مواد معدنی لازم برای تولید بسیاری از محصولات مدرن در زندگی روزمره است. با این حال، اثرات زیست محیطی فراتر از معادن و مجاورت آنها احساس می شود.
روش های استخراج چگونه بر محیط زیست تاثیر می گذارد
بسته به منبعی که استخراج می شود، اشکال زیادی از ماینینگ وجود دارد. هر کدام از این روش ها انواع آلودگی ایجاد می کنند.
- معدن زیرزمینی شامل حفر و تونل زدن برای رسیدن به ذخایر عمیقی مانند زغال سنگ است.
- استخراج سطحی یا نواری، پوشش گیاهی سطحی و خاک را برای بهره برداری از ذخایر کم عمق زغال سنگ حذف می کند.
- پلاسر (استخراج) استخراج فلزات با الک کردن بستر رودخانه ها یا ماسه های ساحلی انجام می شود. طلا نمونه ای از فلزی است که از این طریق استخراج می شود.
- بازیابی درجا (محل اصلی) یا استخراج درجا لیچینگ برای استخراج اورانیوم استفاده می شود.
به کارگیری روش های چندگانه ماینینگ
برخی منابع را می توان با بیش از یک روش استخراج کرد، مانند زغال سنگ، طلا و اورانیوم. این روش ها همچنین می توانند اثرات زیست محیطی مانند جنگل زدایی، تخریب زیستگاه ها، فرسایش خاک، اختلال در حوزه آبخیز و آلودگی داشته باشند.
جنگل زدایی
سه فاز معدن عبارتند از اکتشاف، تولید یا استخراج و استفاده از زمین پس از معدن. همه فرآیندها منجر به جنگل زدایی می شود. بسیاری از مواد معدنی در جنگل ها یا مناطق حفاظت شده در مناطق استوایی و جنگل شمالی کانادا یافت می شوند.
به عنوان مثال، ماینینگ مسئول این موارد است:
- براساس اطلس جهانی جنگل (GFA)، ۷ درصد از جنگل زدایی مناطق نیمه گرمسیری به دلیل استخراج نفت، مواد معدنی و گاز است.
- 750,000 هکتار از جنگل های شمالی کانادا از سال 2000 به دلیل تولید شن و ماسه قیر (نوار نفت با کیفیت پایین استخراج شده یا استخراج شده با تزریق بخار با فشار بالا) از بین رفته است.
- 60 درصد از جنگل های بارانی آمازون در برزیل واقع شده است. طبق گزارش Mongabay (اخبار علوم محیطی مستقر در ایالات متحده)، جنگل زدایی در برزیل در سال 2004 شروع به کاهش کرد و از آن زمان به 80 درصد کاهش یافته است. با این حال، در سال 2019، آتش‌سوزی‌های جنگلی به بالاترین سطح جنگل‌زدایی از زمان کاهش نسبت داده شد.
- آزادسازی پسماندهای معدنی نیز می تواند روی زیستگاه ها تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، 10000 هکتار از جنگل ها در اثر ضایعات معدن مس در پاپوآ گینه نو بر اساس GFA از بین رفتند.
- نوع استخراج و مواد استخراج شده نیز تأثیر مهمی در میزان و نوع تخریب دارد. مثال استخراج زغال سنگ از طریق استخراج نواری را در نظر بگیرید.
استریپ استخراج زغال سنگ
زغال سنگ از طریق استخراج نواری و زیرزمینی استخراج می شود. استخراج معادن نواری مضرتر است زیرا بخش‌های بزرگتری از زمین تحت تأثیر قرار می‌گیرند، اما به دلیل ارزان‌تر بودن مورد علاقه صنعت است. 40 درصد زغال سنگ جهان از استخراج نواری به دست می آید.
ماشین سطحی در ایالات متحده
براساس اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA) در سال 2018، 63 درصد از تولید زغال سنگ ایالات متحده از معادن سطحی حاصل شده است. استخراج سطحی شامل استخراج نواری، استخراج استخراج از بالای کوه و استخراج روباز است.
فرسایش
از بین رفتن جنگل ها و به دنبال آن عملیات معدنی، خاک را مختل می کند. استخراج نواری به ویژه مسئول فرسایش خاک است زیرا خاک سطحی برای رسیدن به درزهای کم عمق زغال سنگ در معدن بالای کوه منفجر می شود.
ویرانی زیست محیطی ناشی از از بین رفتن خاک سطحی
خاک سطحی حاصلخیز جابجا شده فرسایش یا انتقال داده می شود و این منطقه را برای رشد هر درختی نامناسب می کند. همین آشفتگی خاک است که رشد درختان را دشوار می کند.
تأثیر زیست محیطی لنگر فرسایش معدن
طبق گزارش موسسه فناوری ماساچوست (MIT) اثرات فرسایش معدن می تواند مدت ها پس از پایان استخراج باقی بماند. سطح وسیعی از زمین، فراتر از محیط نزدیک معدن، تحت تاثیر قرار گرفته است. گرد و غبار فلزی از معادن مس و نیکل اغلب برای چندین دهه باقی می ماند و حتی می تواند به مناطقی در فاصله 2-3 مایلی از معادن واقعی برسد.
آلاینده های مدفون در خاک منتشر شد
فلزات سنگین و مواد شیمیایی سمی زیادی وجود دارند که در خاک مدفون شده‌اند که در حین استخراج آزاد می‌شوند و در نهایت هوا، آب و زمین را آلوده می‌کنند. نشنال جئوگرافیک گزارش می دهد که 40 درصد از حوزه آبخیز در غرب U. S. تحت تأثیر آلاینده های معدنی هستند. بسیاری از حوزه های آبخیز در ایالات متحده نیز در اثر رواناب معادن در کانادا آلوده شده اند.
پاکسازی آبهای آلوده
بیش از 500000 معدن متروکه در ایالات متحده در انتظار پاکسازی و بازیابی هستند. در سال 2019، رودخانه چیت در ویرجینیای غربی پس از دهه‌ها رنگ نارنجی به دلیل آلودگی معدن اسیدی، "تمیز" اعلام شد.
باطله معدن از معادن سنگ
استخراج سطحی یا روباز و استخراج زیرزمینی باطله های معدنی را ایجاد می کند که اغلب به صورت یک ماده گل مانند یا دوغاب است. باطله های حفاری و حفر تونل توسط خاک خیس می شود و می تواند به داخل آب شسته شود.
صخره های رادیواکتیو خطرناک در معرض
فرایند استخراج همچنین می تواند سنگ های رادیواکتیو را در معرض دید قرار دهد و گرد و غبار فلزی ایجاد کند. با این حال، ذخایر سنگ های باطله به راحتی توسط آب و خاک جذب نمی شوند زیرا این ذرات بر خلاف گرد و غباری که از عملیات معدن به جو پرتاب می شود بسیار متراکم هستند.
تخلیه اسید
وقتی فلزات با آب مخلوط می شوند، آب می تواند اسیدی شود. این زهکشی اسیدی می تواند یک مشکل بزرگ زیست محیطی و بهداشتی باشد که قرن ها ادامه دارد.
خاک اسیدی
گرد و غبار مس و نیکل از معادن می تواند خاک را برای کیلومترها زمین اطراف معادن اسیدی کند. خاک اسیدی روی رشد گیاهان و حیوانات تاثیر می گذارد.
مواد شیمیایی سمی
بسیاری از مواد شیمیایی مورد استفاده در معدن سمی هستند و می توانند به خاک و آب فرار کنند. به عنوان مثال، جیوه مورد استفاده در معدن زیرزمینی و هیدرولیک طلا باعث آلودگی آب می شود که بر زندگی آبزیان تأثیر منفی می گذارد. سیانید یکی دیگر از مواد شیمیایی سمی مورد استفاده در معادن است که می‌تواند جمع‌آوری و به داخل حوضچه‌ها نفوذ کند و به حیات وحش آسیب برساند.
ذرات مضر گرد و غبار معدن
گرد و غبار یکی از آلاینده‌های اصلی هوا است که از معادن تولید می‌شود. ذرات ریز و درشت ذرات (PM) که کمتر از 2.5 بعد از ظهر تا 10 شب اندازه گیری می شوند، مشکل اینجاست. PM خوب تهدید بزرگتری است زیرا می تواند به ریه ها برسد و منجر به مشکلات تنفسی شود. دید نیز می تواند در زمان تولید گرد و غبار حاد تحت تأثیر قرار گیرد.
تخلیه گاز متان معدن زغال سنگ
فرایند استخراج می تواند گاز متان را آزاد کند که در درزهای زغال سنگ به دام افتاده است. گاز متان در معادن زیرزمینی در هوا منتشر می شود. EPA 8.5 درصد از انتشار متان در ایالات متحده را به متان معدن زغال سنگ (CMM) نسبت می دهد.
کاهش منابع آب زیرزمینی و سطحی
معدن، آب های زیرزمینی و سطحی را تخلیه می کند. برخی از راه‌هایی که آلاینده‌های معدنی بر آب تأثیر می‌گذارند، کاهش سطح حوزه است.
کاهش مساحت حوزه
آب های زیرزمینی از طریق عملیات استخراج از جنگل های قطع می شود. درختان جنگل ریزش باران را می شکنند و سرعت جذب در خاک را کاهش می دهند.سپس آب به داخل خاک نفوذ می کند تا مخازن آب زیرزمینی یا رودخانه ها را شارژ کند. وقتی جنگل‌های کمتری وجود داشته باشد، آب زیرزمینی یا رودخانه‌ای کمتر شارژ شود، آب از طریق رواناب از دست می‌رود.
زهکشی زیرزمینی
در استخراج نواری و استخراج زیرزمینی، آب زیرزمینی از مخازن پمپاژ می شود. این فرآیند میزان آب موجود برای کشاورزی و به عنوان آب آشامیدنی برای جوامع محلی را کاهش می دهد.
جریان جریان مسدود شد
در بسیاری از موارد، استخراج نواری جریان ها را مسدود می کند و باعث خشک شدن رودخانه های پایین دست می شود. انسداد نهرها و ریختن خاک معدن منجر به نابودی کل تالاب ها و باتلاق هایی شده است که قبلاً آب باران را جذب و حفظ می کردند.
استخرهای معدن و تالاب های رسوبی
استخرهای گودال مصنوعی و تالاب‌های رسوب‌گذاری برای حاوی آب آلوده به مواد شیمیایی سمی معادن ساخته شده‌اند. این مخازن فاضلاب از نظر اکولوژیکی غیرمولد هستند و برای پاکسازی این حوضچه‌های معدن به تکنیک‌های لایروبی نیاز است.
از دست دادن و تغییر زیستگاه
از دست دادن زیستگاه می تواند به دلیل استخراج معدن از طرق مختلف رخ دهد. جنگل زدایی، تجمع گل و لای در پایین دست و آلودگی به مواد شیمیایی سمی از دلایل مهم از بین رفتن زیستگاه است. تاثیر بستگی به نوع معدن و مواد استخراج شده دارد.
از دست دادن جنگل
معدن می تواند زیستگاه ها را به دلیل از بین رفتن و تخریب جنگل ها تحت تاثیر قرار دهد. این شامل از دست دادن تنوع زیستی، تکه تکه شدن جنگل ها و سایر مشکلات زیست محیطی است.
از دست دادن تنوع زیستی
وقتی رشد جنگل های قدیمی بکر قطع می شود، گیاهان و گونه هایی که در زمین خالی رشد می کنند، به جای گونه های جنگلی، گونه های معمولی مقاوم هستند. ممکن است چندین دهه تا چندین قرن طول بکشد تا جامعه جنگلی غنی و متنوع قبلی دوباره رشد کند.
تکه شدن جنگل
جنگل‌هایی که برای باز کردن مین‌ها پاکسازی می‌شوند، شکاف‌ها یا امتدادهای خالی ایجاد می‌کنند که جنگل‌های پیوسته قبلی را به قطعات کوچک می‌شکنند.به این حالت تکه تکه شدن می گویند و علاوه بر از بین رفتن درختان، اثرات مضر دیگری نیز به همراه دارد، مانند نور خورشید بیشتر و دمای گرمتر. در این شرایط جدید، گونه های گیاهی و درختی علف های هرز بیشتری شروع به رشد می کنند. گونه های جنگلی حساس تر درختان و حیوانات مرتبط ناپدید می شوند.
گونه مهاجم
در معادن خالی و لبه‌های جنگل، گونه‌های مهاجم می‌توانند به داخل آن نقل مکان کنند.
زیستگاه های گمشده حیات وحش
از بین رفتن درختان منجر به از بین رفتن مکان های لانه سازی پرندگان می شود. پستاندارانی مانند روباه و گرگ دوست ندارند در نزدیکی مکان‌ها با مردم لانه کنند، بنابراین این گونه‌ها از معادن دور می‌شوند. بسیاری از پرندگان و حیوانات برای زنده ماندن نیاز به یک منطقه وسیع از جنگل دست نخورده دارند. تکه تکه شدن جنگل توسط مین ها حرکت آنها را مختل می کند و حتی می تواند مهاجرت را مجبور کند که تنوع حیات وحش اطراف معادن را کاهش دهد.
آلودگی صوتی و نوری
صدا و آلودگی نوری بر بسیاری از پرندگان آوازخوان تأثیر می گذارد و آنها را به جستجوی زیستگاه های جدید سوق می دهد. آلودگی گرد و غبار اسیدی از معادن روی دوزیستان مانند سمندرها و قورباغه هایی که به سطح pH حساس هستند تأثیر می گذارد.
گونه های کمیاب
جمعیت گونه‌های درختی کمیاب که به منظور ایجاد فضا برای عملیات معدنی قطع می‌شوند در خطر هستند. ایجاد معادن تعداد کلی گونه های کمیاب در جنگل ها را کاهش می دهد و آنها را مستعد انقراض محلی می کند.
تلفات جاده ای حیوانات
با احداث جاده های ضروری به معادن تلفات جانوران افزایش می یابد. تلفات حیوانات در اطراف مین های ناشی از وسایل نقلیه در حال تردد در جاده های معدن افزایش می یابد.
افزایش شکار
هنگامی که جاده‌ها برای تسهیل عملیات استخراج معدن ساخته می‌شوند، شکار حیوانات وحشی افزایش می‌یابد زیرا شکارچیان محلی این حملات جدید را به شکارگاه‌های بکر کشف می‌کنند.به عنوان مثال، در بورنئو، تعداد پانگولین، اورانگوتان و سایر گونه‌ها به دلیل کشته شدن توسط شکارچیانی که قبلاً به این مناطق سفر نکرده‌اند، در حال کاهش است.
ماینینگ نواری بالای کوه
استریپ ماینینگ اثرات خاصی دارد. علاوه بر اثرات کلی استخراج نوارهای بالای کوه، مانند تکه تکه شدن جنگل، مسئول ناپدید شدن پرندگان، پستانداران و خزندگان نادرتر است.
اثرات استخراج نوار کوهستان
بر اساس تحقیقاتی که در Bioscience منتشر شده، استخراج نواری علاوه بر اثرات کلی استخراج معادن، اثرات خاص خود را دارد.
تغییرات غیرقابل جبران منظر
مناظر با برداشتن قله‌های کوهستانی تغییر می‌کنند، منطقه مسطح می‌شود و نوع مناظر را برای همیشه تغییر می‌دهد.
طاقچه های گمشده
بسیاری از طاقچه های کوچک یا فضاهای زندگی گیاهان و حیوانات از بین رفته است. وقتی از انواع مناطق زندگی کاسته شود، تنوع گیاهی و جانوری کمتر می شود.
افزایش دما
هنگامی که ارتفاع کوه ها کاهش می یابد، مناطق سردتر قبلی از بین می روند. مشخص شده است که معادن بالای کوه گرمتر از قله های کوه های اطراف هستند.
از دست دادن مناطق جنگلی
مناطق جنگلی به دلیل استخراج بالای کوه از بین رفته است. از آنجایی که رشد درختان در بسیاری از مناطق معدن کاری دشوار است، جنگل های از دست رفته با علفزارها جایگزین می شوند که تنوع زیستی منطقه را تغییر داده و کاهش می دهد.
تنوع تالاب ها و باتلاق ها از بین رفت
وقتی خاک قله کوه حفاری شده به جوی ها ریخته می شود، مانع حرکت آب می شود. تالاب ها و باتلاق ها خشک می شوند و تمام زیستگاه های پرندگان و حیوانات را با خود می برند.
گام‌هایی برای کاهش تأثیر معدنکاری بالای کوه بر محیط‌زیست
مدرسه جنگلداری و مطالعات محیطی ییل، تکنیکی به نام شکاف عمیق را برای شکستن خاک بسیار فشرده ایجاد شده از معدنکاری در بالای کوه توسعه داد. این تکنیک از تیغه‌های فولادی سه فوتی استفاده می‌کند که زمین را می‌سازد تا پروژه‌های کاشت درختان بومی آنها ریشه‌دار شود.
آلاینده ها جانوران و گیاهان را می کشند
معدن، گرد و غبار و مواد شیمیایی زیادی را در جو آزاد می کند که هوا، آب و زمین را آلوده می کند. این می تواند منجر به از بین رفتن زیستگاه و مسمومیت شیمیایی شود.
از دست دادن زیستگاه
استخراج هیدرولیک طلا در جنگل‌های استوایی، گل و لای شلی تولید می‌کند که بارهای رسوبی را که توسط رودخانه حمل می‌شود و در پایین دست رسوب می‌کند، افزایش می‌دهد. این امر باعث کاهش جریان آب در این مناطق از جمله میزان زیستگاه آبی موجود برای ماهی ها می شود. جمعیت ماهی های محلی حتی اگر آب سمی نباشد کاهش می یابد.
مسمومیت با جیوه
جیوه، یک ماده شیمیایی سمی، اغلب در استخراج طلا استفاده می شود.جیوه مناطق اطراف را مسموم می کند. ماهی ها از آب های مسموم می میرند و جمعیت آنها کاهش می یابد. به گزارش Phys.org، افرادی که ماهی های مسموم با جیوه مصرف می کنند، خطر ابتلا به مشکلات جدی سلامتی دارند، زیرا جیوه عملکرد اندام های حیاتی را مختل می کند.
مسمومیت سلنیوم
معادن کوهستانی سلنیوم آزاد می کنند که در مقادیر زیاد حتی برای انسان نیز سمی است. 20 تا 30 برابر بیشتر سلنیوم در نهرهای تحت تأثیر معادن کوهستانی نسبت به رودخانه هایی که تحت تأثیر معادن قرار ندارند وجود دارد. این عنصر کمیاب می تواند توسط گیاهان آبی و زمانی که آبزیان کوچکتر آنها را بخورند جذب می شود. غلظت سلنیوم انباشته در ماهی بیشتر از آن چیزی است که در گیاهان یافت می شود.
انباشت زیستی در حیوانات از معدن
وقتی حیوانات بزرگتر حیوانات کوچکتر آلوده به سم رواناب معدن مانند سلنیوم را می خورند، حیوان بزرگتر غلظت عنصر را جمع می کند. این تجمع زیستی نامیده می‌شود و غلظت بالای سلنیوم می‌تواند باعث کاهش تولد و تعداد بی‌مهرگان درشت در رودخانه‌ها شود.
خطرات سلامتی برای معدنچیان و جوامع محلی
معدن‌داران و جوامع محلی ممکن است به دلیل استخراج معادن از خطرات سلامتی رنج ببرند. اتحادیه دانشمندان نگران گزارش می دهد که استخراج معادن زیرزمینی خطرات شغلی زیادی دارد.
خطرات شغلی معدن
معدن‌کنندگان ممکن است در اثر ریزش سقف معدن یا تونل‌ها مجروح یا کشته شوند و باعث مشکلات سلامتی مزمن برای بازماندگان شود. این مشکلات گاهی اوقات می توانند گزارش های مرگبار باشند، به ویژه برای معدنچیانی که به طور مداوم در معرض گرد و غبار معدنی، مواد شیمیایی سمی/دود و فلزات سنگین هستند.
آمار تلفات معدن
معدن تا سال 2001 به عنوان خطرناک ترین صنعت در نظر گرفته می شد. فناوری جدید و روش های ایمنی شرایط کار را بهبود بخشیده است. در سال 2018، تلفات مربوط به معادن برای صنعت زغال سنگ 12 و برای صنعت معدن فلز/غیرفلزی 16 مورد بود. این آمار شامل کارکنان اداری می شود. تعداد جراحات نیمی از مجروحان سی سال قبل بوده است.
مسائل بهداشتی معدنچیان
طبق گزارش موسسه بین المللی محیط زیست و توسعه، معدنچیان با مشکلات سلامتی تهدید کننده زندگی از سرطان گرفته تا بیماری های تنفسی مواجه هستند. معدنچیان همچنین در معرض خطر اثرات خاص بر سلامتی ناشی از فلزات مختلف و مواد خطرناک مانند زغال سنگ، آزبست و اورانیوم هستند.
سلامت جامعه در مناطق دارای معدن
به طور مشابه، اثرات بر جوامع به فلزات استخراج شده بستگی دارد. آلاینده های مختلفی که منتشر می شود می تواند بر سلامت افرادی که در نزدیکی معادن زندگی می کنند تأثیر بگذارد. نمونه هایی از خطرات سلامتی عبارتند از:
- افرادی که در نزدیکی معادن نوار کوهستانی زندگی می‌کنند دارای نقص مادرزادی بیشتر، مشکلات ریوی، تنفسی و کلیوی هستند.
- آبهای زیرزمینی آلوده به آرسنیک منجر به مشکلات سلامتی بسیاری از جمله بیماری‌های قلبی عروقی می‌شود.
- EPA (سازمان حفاظت از محیط زیست) وقوع سرطان استخوان و مشکلات کلیوی در سرزمین ملی ناواهو را به دلیل آلودگی آب توسط رادیونوکلئیدها (یا ایزوتوپ‌های رادیواکتیو) از معادن اورانیوم گزارش می‌کند.
معادن متروکه اورانیوم
طبق تحقیقات جهانی، 75 درصد از 15000 معدن اورانیوم متروکه در ایالات متحده در سرزمین های فدرال و قبیله ای است. آژانس حفاظت از محیط زیست بیان می کند که بین سال های 1944 تا 1986، 30 میلیون تن سنگ معدن اورانیوم از اراضی ناواهو استخراج شد. EPA همچنین گزارش می دهد که از 523 معدن اورانیوم متروکه در اراضی ناواهو، بودجه برای پاکسازی 213 مورد از آنها اختصاص یافته است.
تقاضای معدن چه تاثیری بر محیط زیست دارد
بدون مواد استخراج شده مانند سوخت های فسیلی، سنگ معدن فلزی، فلزات گرانبها، و سایر منابع استخراج شده، زندگی مدرن غیرممکن خواهد بود. بسیاری از فلزات گرانبها برای ایجاد فناوری‌های مدرن استفاده می‌شوند که دور شدن از تقاضای منابع غیرقابل تجدید مانند فلزات گرانبها را دشوار می‌سازد. با این حال، با کنترل وسعت استخراج و توسعه روش‌های ایمن برای مدیریت زباله‌های معدنی، می‌توان اثرات زیست‌محیطی را کاهش داد.
