التعدين من أقدم الصناعات لاستخراج المواد الصلبة والمعادن اللازمة لإنتاج العديد من المنتجات الحديثة في الحياة اليومية. ومع ذلك، فإن لها تأثيرات بيئية تتجاوز نطاق المناجم والمناطق المجاورة لها.
كيف تؤثر طرق التعدين على البيئة
هناك أشكال عديدة للتعدين اعتمادًا على المورد الذي يتم استخراجه. كل من هذه الأساليب تخلق أنواعًا من التلوث.
- التعدين تحت الأرض يشمل حفر الأنفاق للوصول إلى الرواسب العميقة مثل الفحم.
- التعدين السطحي أو الشريطي يزيل النباتات السطحية والتربة لاستغلال رواسب الفحم الضحلة.
- يتم استخراج المعادن الغرينية عن طريق غربلة مجاري الأنهار أو رمال الشاطئ. الذهب مثال على المعدن الذي يتم استخراجه بهذه الطريقة.
- يتم استخدام الاسترداد في الموقع (المكان الأصلي) أو التعدين بالترشيح في الموقع لاستخراج اليورانيوم.
توظيف طرق تعدين متعددة
يمكن استخراج بعض الموارد باستخدام أكثر من طريقة، كما في حالة الفحم والذهب واليورانيوم. يمكن أن يكون لهذه الأساليب أيضًا تأثيرات بيئية، مثل إزالة الغابات، وتدمير الموائل، وتآكل التربة، وتعطيل مستجمعات المياه، والتلوث.
إزالة الغابات
مراحل التعدين الثلاث هي الاستكشاف والإنتاج أو الاستخراج واستخدام الأراضي بعد التعدين. جميع العمليات تؤدي إلى إزالة الغابات. وتوجد العديد من المعادن في الغابات أو في المناطق المحمية في المناطق الاستوائية والغابات الشمالية في كندا.
على سبيل المثال التعدين مسؤول عن:
- وفقًا للأطلس العالمي للغابات (GFA)، فإن 7% من إزالة الغابات في المناطق شبه الاستوائية يرجع إلى استخراج النفط والمعادن والغاز.
- تم فقدان 750 ألف هكتار من الغابات الشمالية الكندية منذ عام 2000 بسبب إنتاج رمل القطران (شريط زيتي منخفض الجودة يتم استخراجه أو استخراجه عن طريق الحقن بالبخار عالي الضغط).
- 60% من غابات الأمازون المطيرة تقع في البرازيل. وفقا لمونجاباي (أخبار العلوم البيئية ومقرها الولايات المتحدة)، بدأت إزالة الغابات في البرازيل في الانخفاض في عام 2004 ومنذ ذلك الوقت وصلت إلى انخفاض بنسبة 80٪. ومع ذلك، في عام 2019، تُعزى حرائق الغابات إلى أعلى مستويات إزالة الغابات منذ الانخفاض.
- يمكن أن يؤثر إطلاق نفايات التعدين أيضًا على الموائل. على سبيل المثال، تم فقدان 10000 هكتار من الغابات بسبب الموت نتيجة لنفايات منجم النحاس في بابوا غينيا الجديدة وفقًا لـ GFA.
- كما أن لنوع التعدين والمواد المستخرجة تأثير مهم على مدى ونوع التدمير. خذ بعين الاعتبار مثال استخراج الفحم من خلال التعدين الشريطي.
استخراج الفحم
يتم استخراج الفحم عن طريق التعدين الشريطي والتعدين تحت الأرض. يعد التعدين الشريطي أكثر ضررًا نظرًا لتأثر مساحات أكبر من الأراضي، ولكنه يفضله الصناعة لأنه أرخص. يتم الحصول على 40% من الفحم في العالم عن طريق التعدين الشريطي.
التعدين السطحي في الولايات المتحدة
وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA) في عام 2018، جاء 63% من إنتاج الفحم الأمريكي من المناجم السطحية. يشمل التعدين السطحي التعدين الشريطي، والتعدين بإزالة قمم الجبال، والتعدين في الحفرة المفتوحة.
تآكل
فقدان الغابات وعمليات التعدين اللاحقة تعكر صفو التربة. التعدين الشريطي مسؤول بشكل خاص عن تآكل التربة حيث يتم تفجير التربة السطحية للوصول إلى طبقات الفحم الضحلة في التعدين على قمم الجبال.
الدمار البيئي الناجم عن فقدان التربة السطحية
تتآكل التربة السطحية الخصبة النازحة أو تُنقل بعيدًا، مما يترك المنطقة غير صالحة لزراعة أي أشجار. وهذا الاضطراب في التربة هو الذي يجعل من الصعب زراعة الأشجار.
التأثير البيئي المستمر لتآكل التعدين
وفقًا لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، يمكن أن تستمر آثار تآكل التعدين لفترة طويلة بعد انتهاء التعدين. وتأثرت مساحات واسعة من الأراضي خارج المحيط المباشر للمنجم. غالبًا ما يستمر الغبار المعدني الناتج عن مناجم النحاس والنيكل لعدة عقود ويمكن أن يصل إلى مناطق تبعد مسافة 2-3 أميال عن نقاط المناجم الفعلية.
يتم إطلاق الملوثات المدفونة في التربة
هناك العديد من المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية السامة المدفونة في التربة والتي يتم إطلاقها أثناء التعدين وينتهي بها الأمر بتلويث الهواء والماء والأرض. تفيد تقارير ناشيونال جيوغرافيك أن 40% من مستجمعات المياه في غرب الولايات المتحدة. S. تتأثر بملوثات التعدين. العديد من مستجمعات المياه في الولايات المتحدة ملوثة أيضًا من جريان المياه في المناجم في كندا.
تنظيف المياه الملوثة
أكثر من 500000 منجم مهجور في الولايات المتحدة في انتظار التنظيف والاستصلاح. في عام 2019، أُعلن أن نهر تشيت في ولاية فرجينيا الغربية "نظيف" بعد عقود من تحوله إلى اللون البرتقالي بسبب التلوث الحمضي في المناجم.
مخلفات المناجم من مناجم الخام
يؤدي التعدين السطحي أو المفتوح والتعدين تحت الأرض إلى إنشاء مخلفات منجم غالبًا ما تكون على شكل مادة تشبه الطين أو الطين. المخلفات الناتجة عن الحفر وحفر الأنفاق تمتصها التربة ويمكن أن تتسرب إلى الماء.
الكشف عن الصخور المشعة الخطرة
يمكن أن تؤدي عملية التعدين أيضًا إلى كشف الصخور المشعة وتكوين غبار معدني. ومع ذلك، فإن مخزونات النفايات الصخرية لا تمتصها المياه والتربة بسهولة لأن الجزيئات كثيفة للغاية، على عكس الغبار الذي يتم إلقاءه في الغلاف الجوي نتيجة لعمليات التعدين.
التصريف الحمضي
عندما تختلط المعادن بالماء، يمكن أن يصبح الماء حمضيًا. يمكن أن يكون هذا التصريف الحمضي مشكلة بيئية وصحية كبيرة تستمر لعدة قرون.
التربة الحمضية
يمكن لغبار النحاس والنيكل الناتج عن المناجم أن يجعل التربة حمضية لعدة كيلومترات من الأراضي المحيطة بالمناجم. تؤثر التربة الحمضية على نمو النبات والحيوانات.
المواد الكيميائية السامة
العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في التعدين سامة ويمكن أن تتسرب إلى التربة والمياه. على سبيل المثال، يتسبب الزئبق المستخدم في التعدين تحت الأرض وفي التعدين الهيدروليكي للذهب في تلوث المياه مما يؤثر سلباً على الحياة المائية. السيانيد هو مادة كيميائية سامة أخرى تستخدم في التعدين ويمكن أن تتجمع وتتسرب إلى البرك مما يضر بالحياة البرية.
جزيئات غبار التعدين الضارة
الغبار هو أحد ملوثات الهواء الرئيسية الناتجة عن التعدين. تمثل المشكلة هنا الجسيمات الدقيقة والخشنة (PM) التي يقل قياسها عن 2.5 مساءً إلى 10 مساءً. يشكل Fine PM تهديدًا أكبر لأنه يمكن أن يصل إلى الرئتين مما يؤدي إلى مشاكل في الجهاز التنفسي. يمكن أن تتأثر الرؤية أيضًا في أوقات إنتاج عمود الغبار الحاد.
انبعاث غاز الميثان من منجم الفحم
يمكن أن تؤدي عملية التعدين إلى إطلاق غاز الميثان المحتجز في طبقات الفحم. يتم إطلاق غاز الميثان في الهواء أثناء التعدين تحت الأرض. تعزو وكالة حماية البيئة 8.5% من انبعاثات غاز الميثان في الولايات المتحدة إلى غاز الميثان من مناجم الفحم (CMM).
استنزاف مصادر المياه الجوفية والسطحية
التعدين يستنزف المياه الجوفية والسطحية. بعض الطرق التي تؤثر بها ملوثات التعدين على المياه هي من خلال تقليل مناطق مستجمعات المياه.
تقليل مساحة مستجمعات المياه
يتم استنزاف المياه الجوفية من خلال عمليات التعدين من قطع الغابات. تمنع أشجار الغابة سقوط الأمطار وتبطئ معدل امتصاصها في التربة.ثم تتسرب المياه إلى التربة لإعادة تغذية خزانات المياه الجوفية أو الأنهار. عندما يكون هناك عدد أقل من الغابات، تقل المياه الجوفية أو مياه الأنهار المعاد شحنها، ويتم فقدان المياه من خلال الجريان السطحي.
الصرف الصحي
في التعدين الشريطي والتعدين تحت الأرض، يتم ضخ المياه الجوفية من الخزانات. تقلل هذه العملية من كمية المياه المتاحة للزراعة وكمياه الشرب للمجتمعات المحلية.
تم حظر تدفق الدفق
في كثير من الحالات، يؤدي التعدين الشريطي إلى انسداد مجاري المياه، مما يتسبب في جفاف الأنهار الواقعة أسفل مجرى النهر. أدى انسداد مجاري المياه وإلقاء تربة التعدين إلى تدمير كامل الأراضي الرطبة والمستنقعات التي كانت تمتص وتحتفظ بمياه الأمطار في السابق.
أحواض التعدين وبحيرات الترسيب
تم بناء أحواض الحفر الاصطناعية وبحيرات الترسيب لاحتواء المياه الملوثة بالمواد الكيميائية السامة من المناجم. تعتبر خزانات مياه الصرف الصحي هذه غير منتجة بيئيًا وتتطلب تقنيات التجريف تنظيف برك التعدين هذه.
فقدان الموائل وتغييرها
يمكن أن يحدث فقدان الموائل بسبب التعدين بعدة طرق. تعد إزالة الغابات وتراكم الطمي والتلوث بالمواد الكيميائية السامة من الأسباب المهمة لفقدان الموائل. ويعتمد التأثير على نوع التعدين والمواد المستخرجة.
خسارة الغابات
يمكن أن يؤثر التعدين على الموائل بسبب فقدان الغابات وتدهورها. وهذا يشمل فقدان التنوع البيولوجي، وتجزئة الغابات وغيرها من المشاكل البيئية.
فقدان التنوع البيولوجي
عندما يتم قطع نمو الغابات القديمة البكر، تصبح النباتات والأنواع التي تنمو على الأرض الفارغة من الأنواع شديدة التحمل بدلاً من أنواع الغابات. قد يستغرق الأمر عقودًا إلى قرون عديدة قبل أن ينمو مجتمع الغابات الغني والمتنوع السابق.
تجزئة الغابة
الغابات التي تمت إزالتها لإفساح المجال أمام الألغام تخلق فجوات أو مساحات فارغة تؤدي إلى تفتيت الغابات المستمرة سابقًا إلى أجزاء صغيرة.وهذا ما يسمى التجزئة، وإلى جانب فقدان الأشجار هناك العديد من الآثار الضارة الأخرى، مثل زيادة ضوء الشمس وارتفاع درجات الحرارة. في هذه الظروف الجديدة، يبدأ المزيد من أنواع النباتات والأشجار الضارة في النمو. تختفي أنواع الغابات الأكثر حساسية من الأشجار والحيوانات المرتبطة بها.
الأنواع الغازية
في المناجم الفارغة وحواف الغابة، يمكن للأنواع الغازية أن تنتقل إليها. وتستقر هذه الأنواع وتنتشر في مساحة أكبر من الغابة، مما يؤدي إلى إزاحة أنواع الغابات السابقة أو القضاء عليها.
موائل الحياة البرية المفقودة
فقدان الأشجار يؤدي إلى فقدان أماكن تعشيش الطيور. الثدييات مثل الثعالب والذئاب لا تحب أن تتواجد بالقرب من الأماكن التي يتواجد بها البشر، لذلك تبتعد هذه الأنواع عن الألغام. تتطلب العديد من الطيور والحيوانات مساحة كبيرة من الغابات غير المضطربة من أجل البقاء. يؤدي تجزئة الغابات بسبب المناجم إلى تعطيل حركتها ويمكن أن يجبرها على الهجرة مما يقلل من تنوع الحياة البرية المحيطة بالمناجم.
الضوضاء والتلوث الضوئي
يؤثر التلوث الضوضائي والضجيج على العديد من الطيور المغردة، مما يدفعها للبحث عن موائل جديدة. يؤثر التلوث بالغبار الحمضي الناتج عن المناجم على البرمائيات، مثل السمندل والضفادع الحساسة لمستويات الرقم الهيدروجيني.
الأنواع النادرة
مجموعات من أنواع الأشجار النادرة التي تم قطعها لإفساح المجال لعمليات التعدين معرضة للخطر. يؤدي إنشاء المناجم إلى تقليل العدد الإجمالي للأنواع النادرة في الغابات، مما يجعلها عرضة للانقراض محليًا.
وفيات الطرق الحيوانية
مع شق الطرق اللازمة للمناجم تزداد الخسائر في الأرواح الحيوانية. تزداد وفيات الحيوانات حول المناجم بسبب المركبات التي تسير على طرق التعدين.
زيادة الصيد
بمجرد إنشاء الطرق لتسهيل عملية التعدين، هناك زيادة في صيد الحيوانات البرية حيث يكتشف الصيادون المحليون هذه الغزوات الجديدة لمناطق الصيد البكر.على سبيل المثال، في بورنيو، تم الإبلاغ عن انخفاض عدد حيوانات البنغولين وإنسان الغاب والأنواع الأخرى بسبب قتلها على يد الصيادين الذين لم يغامروا سابقًا بالدخول إلى هذه المناطق.
التعدين في أعلى الجبال
التعدين الشريطي له بعض التأثيرات المحددة. بالإضافة إلى التأثيرات العامة للتعدين في قمم الجبال، مثل تجزئة الغابات، فهو مسؤول عن اختفاء الطيور والثدييات والزواحف النادرة.
تأثيرات التعدين في أعلى الجبال
التعدين الشريطي له بعض التأثيرات المميزة له بالإضافة إلى التأثيرات العامة للتعدين مثل التجزئة واختفاء الطيور النادرة والثدييات والزواحف حسب بحث منشور في Bioscience.
تغييرات لا يمكن إصلاحها في المشهد
تتغير المناظر الطبيعية عند إزالة قمم الجبال، وتسطح المنطقة مما يغير نوع المناظر الطبيعية إلى الأبد.
المنافذ المفقودة
فقدان العديد من المنافذ الصغيرة أو مساحات المعيشة للنباتات والحيوانات. عندما تقل أنواع مناطق المعيشة، يقل تنوع النباتات والحيوانات.
ارتفاع درجات الحرارة
عندما ينخفض ارتفاع الجبال، تُفقد المناطق الأكثر برودة سابقًا. لقد وجد أن مناجم قمم الجبال أكثر دفئًا من قمم الجبال المحيطة.
خسارة مناطق الغابات
تُفقد مساحات من الغابات بسبب التعدين على قمم الجبال. نظرًا لصعوبة زراعة الأشجار في العديد من المناطق الملغومة، يتم استبدال الغابات المفقودة بالأراضي العشبية، مما يغير ويقلل التنوع البيولوجي في المنطقة.
فقدان التنوع في الأراضي الرطبة والمستنقعات
عندما يتم رمي التربة من قمة الجبل المحفورة في مجاري المياه، فإنها تعيق حركة المياه. تجف الأراضي الرطبة والمستنقعات وتأخذ معها موائل كاملة للطيور والحيوانات.
خطوات لتقليل تأثير التعدين على قمم الجبال على البيئة
طورت مدرسة ييل للغابات والدراسات البيئية تقنية تُعرف باسم التمزيق العميق لتفتيت التربة المضغوطة بشدة الناتجة عن التعدين على قمم الجبال. تستخدم هذه التقنية شفرات فولاذية بطول ثلاثة أقدام تحفر الأرض للسماح لمشاريعهم الخاصة بزراعة الأشجار المحلية أن تتجذر.
الملوثات تقتل النباتات والحيوانات
يطلق التعدين الغبار والعديد من المواد الكيميائية في الغلاف الجوي مما يلوث الهواء والماء والأرض. يمكن أن يؤدي ذلك إلى فقدان الموائل والتسمم الكيميائي.
فقدان الموائل
ينتج التعدين الهيدروليكي للذهب في الغابات الاستوائية طميًا فضفاضًا يزيد من أحمال الرواسب التي يحملها النهر وترسب في اتجاه مجرى النهر. وهذا يقلل من تدفق المياه في هذه المناطق، بما في ذلك كمية الموائل المائية المتاحة للأسماك. تنخفض أعداد الأسماك المحلية حتى لو لم تكن المياه سامة.
التسمم بالزئبق
الزئبق، وهو مادة كيميائية سامة، غالباً ما يستخدم في استخراج الذهب.يسمم الزئبق المناطق المحيطة. تموت الأسماك بسبب تسمم المياه، مما يقلل من أعدادها. وفقا لموقع Phys.org، فإن الأشخاص الذين يستهلكون الأسماك المسمومة بالزئبق يتعرضون لخطر مشاكل صحية خطيرة لأن الزئبق يزعج عمل الأعضاء الحيوية.
سمية السيلينيوم
تطلق المناجم الجبلية السيلينيوم، والذي يمكن أن يكون سامًا حتى للبشر بكميات كبيرة. يوجد ما بين 20 إلى 30 مرة أكثر من السيلينيوم في الجداول المتأثرة بالمناجم الجبلية مقارنة بالجداول غير المتأثرة بالألغام. يمكن أن تمتص النباتات المائية هذا العنصر النادر وعندما تأكله الحياة المائية الأصغر. تركيزات السيلينيوم المتراكمة في الأسماك أعلى من تلك الموجودة في النباتات.
التراكم الحيوي في الحيوانات الناتج عن التعدين
عندما تأكل الحيوانات الكبيرة حيوانات أصغر ملوثة بسم الجريان السطحي للمنجم، مثل السيلينيوم، فإن الحيوان الأكبر سوف يتراكم تركيز العنصر. وهذا ما يسمى التراكم الحيوي ويمكن أن تؤدي التركيزات العالية من السيلينيوم إلى انخفاض عدد الولادات وعدد اللافقاريات الكبيرة في الجداول.
المخاطر الصحية التي يتعرض لها عمال المناجم والمجتمعات المحلية
يمكن أن يعاني عمال المناجم والمجتمعات المحلية من مخاطر صحية بسبب التعدين. أفاد اتحاد العلماء المعنيين أن التعدين تحت الأرض ينطوي على العديد من المخاطر المهنية.
المخاطر المهنية للتعدين
يمكن أن يتعرض عمال المناجم للإصابة أو القتل عندما ينهار سقف المنجم أو الأنفاق، مما يسبب مشاكل صحية مزمنة للناجين. قد تكون هذه المشاكل في بعض الأحيان قاتلة، خاصة بالنسبة لعمال المناجم الذين يتعرضون بشكل مستمر للغبار المعدني والمواد الكيميائية/الأبخرة السامة والمعادن الثقيلة.
إحصاءات الوفيات في التعدين
كان التعدين يعتبر من أخطر الصناعات حتى عام 2001. وقد أدت التكنولوجيا الجديدة وإجراءات السلامة إلى تحسين ظروف العمل. في عام 2018، بلغت الوفيات المرتبطة بالتعدين في صناعة الفحم 12 و16 في صناعة التعدين المعدنية/اللافلزية. وتشمل هذه الإحصائيات العاملين في المكاتب. وقد انخفض عدد الإصابات إلى نصف تلك التي حدثت قبل ثلاثين عامًا.
المشاكل الصحية لعمال المناجم
وفقًا للمعهد الدولي للبيئة والتنمية، يواجه عمال المناجم مشاكل صحية تهدد حياتهم تتراوح من السرطان إلى أمراض الجهاز التنفسي. ويتعرض عمال المناجم أيضًا لخطر تأثيرات صحية محددة ناجمة عن معادن مختلفة ومواد خطرة، مثل الفحم والأسبستوس واليورانيوم.
صحة المجتمع في مناطق الألغام
وبالمثل فإن التأثيرات على المجتمعات تعتمد على المعادن المستخرجة. يمكن للملوثات المختلفة التي يتم إطلاقها أن تؤثر على صحة أولئك الذين يعيشون بالقرب من المناجم. تتضمن أمثلة المخاطر الصحية ما يلي:
- يعاني الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من مناجم الشريط الجبلي من تشوهات خلقية أكثر، ومعدلات أعلى من مشاكل الرئة والجهاز التنفسي والكلى.
- تؤدي المياه الجوفية الملوثة بالزرنيخ إلى العديد من المشاكل الصحية، بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية المحتملة.
- أبلغت وكالة حماية البيئة (EPA) عن حدوث سرطان العظام ومشاكل في الكلى في أراضي نافاجو الوطنية بسبب تلوث المياه بالنويدات المشعة (أو النظائر المشعة) من مناجم اليورانيوم.
مناجم اليورانيوم المهجورة
وفقًا للأبحاث العالمية، فإن 75% من مناجم اليورانيوم المهجورة البالغ عددها 15000 في الولايات المتحدة تقع على الأراضي الفيدرالية والقبلية. تذكر وكالة حماية البيئة أنه في الفترة من 1944 إلى 1986، تم استخراج 30 مليون طن من خام اليورانيوم من أراضي نافاجو. وتفيد وكالة حماية البيئة أيضًا أنه من بين 523 منجمًا مهجورًا لليورانيوم في أراضي نافاجو، تم إطلاق التمويل لتنظيف 213 منها.
كيف تؤثر متطلبات التعدين على البيئة
بدون المواد المستخرجة مثل الوقود الأحفوري والمعادن الخام والمعادن الثمينة وغيرها من الموارد المستخرجة، ستكون الحياة الحديثة مستحيلة. يتم استخدام العديد من المعادن الثمينة لإنشاء تقنيات حديثة مما يجعل من الصعب الابتعاد عن الطلب على الموارد غير المتجددة، مثل المعادن الثمينة. ومع ذلك، فمن خلال التحكم في حجم التعدين وتطوير طرق آمنة لإدارة نفايات التعدين، يمكن تقليل التأثير البيئي.
