Science Desk: Как загрязняют медные рудники из сульфидной руды

Вы когда-нибудь задумывались, как медные рудники, добывающие сульфидную руду, загрязняют окружающую среду? Это хороший вопрос, потому что для того, чтобы понять воздействие на окружающую среду дикой природы Boundary Waters Canoe Area и национального парка Voyageurs, мы должны сначала понять все способы, которыми добыча сульфидной руды меди может причинить вред окружающим озерам, ручьям, водно-болотным угодьям и леса. Независимые исследования показывают множество векторов загрязнения, и в совокупности они создают значительный риск загрязнения пограничных вод.

Добыча меди из сульфидной руды — это рискованный вид добычи, который никогда раньше не велся в Миннесоте. Независимо от метода, медные рудники из сульфидной руды, предложенные возле Пограничных вод, будут извлекать следовые количества металлов из больших объемов породы. Горная порода отрывается от бортов карьера и сортируется на металлсодержащую руду и пустую породу. В первые годы работы рудника 4,1 миллиона тонн пустой породы будет складироваться на поверхности, пока рудник будет выдолблен. Сульфидосодержащая руда, которая считается экономически ценной, дробится для увеличения площади поверхности, а затем направляется на поверхностный склад перед поступлением на обогатительную фабрику, где происходит химическое извлечение металлов. Поскольку менее 1% породы содержит интересующие металлы, девяносто девять процентов добытой породы оказываются экономически бесполезными и навсегда останутся в хвостохранилище, отвалах пустой породы и в качестве обратной закладки в шахтах. сама подземная шахта.Ни один метод извлечения металлов не является эффективным на 100%, а металлы и сульфиды остаются в хвостах. Хвосты также содержат остатки взрывчатых веществ, использованных для подрыва стенки карьера, химикатов, используемых для отделения металлов от сульфидных минералов, и других компонентов руды, имеющих небольшую экономическую ценность.

Когда сульфидные минералы в руде, хвостах или пустой породе подвергаются воздействию воздуха и воды, развивается кислый шахтный дренаж. Реакции окисления и гидролиза превращают полезные минералы в токсичные материалы, включая кислоту, металлы (например, ртуть, медь, никель, свинец и цинк) и сульфаты (Jennings et al. 2008). Кислые условия дополнительно катализируют эти реакции, заставляя их протекать с большей скоростью, чем в противном случае (Jennings et al. 2008).

Промышленность по добыче сульфидной руды имеет катастрофический послужной список. В рецензируемом отчете, подготовленном Earthworks, были изучены четырнадцать сульфидных медных рудников, на долю которых приходится 89% текущего производства меди в США. На всех из этих четырнадцати шахт произошел какой-либо разлив трубопровода или другой случайный выброс. В тринадцати из четырнадцати (92%) произошли сбои в сборе и очистке воды, что привело к значительному воздействию на качество воды. Прорыв дамбы хвостохранилища на руднике Маунт-Полли в Британской Колумбии в августе 2014 года свидетельствует о катастрофическом потенциале таких разрушений (Earthworks 2012).

Обычные утечки из трубопроводов и просачивание из подземных рудников также являются серьезными переносчиками загрязнения, как показал доктор Том Майерс, консультант по гидрологии, который изучил предварительные планы рудников, предложенных вблизи Пограничных вод. Предварительное технико-экономическое обоснование Twin Metals требует создания крупной сети трубопроводов для утилизации хвостов, содержащих сульфиды, металлы и химические вещества. Половина хвостов будет поступать по трубопроводу с обогатительной фабрики площадью 1000 акров на берегу Берч-Лейк; другая половина будет возвращена под землю.Судя по истории отрасли (Earthworks 2012) и опасности сильного холода и засорения труб на северо-востоке Миннесоты, эта сеть трубопроводов сопряжена с высоким риском выхода из строя.

Помимо прорывов дамб хвостохранилищ и утечек из трубопроводов, сульфидные медные рудники могут загрязнять окружающую среду за счет просачивания из подземных карьеров и поверхностных пустых пород и сульфидсодержащих руд. Эти векторы загрязнения трудно обнаружить и трудно исправить. Подвергая сульфидные минералы в стенках карьера воздействию кислорода и воды, они могут образовывать кислые шахтные дренажи. Трещины в скальной породе, соединяющие подземный рудник с грунтовыми водами, могут затем передавать образовавшиеся кислые шахтные стоки в ручьи, озера и некоторые водно-болотные угодья. Разумно ожидать, что просачивание под землей загрязняющих веществ из месторождения Спрус-Роуд, принадлежащего Twin Metals, в конечном итоге проникнет в Пограничные воды, согласно моделированию, проведенному доктором Майерсом. Любое поверхностное хранение пустой породы, хвостов и сульфидсодержащей руды также создает возможность для воды, содержащей кислоту, тяжелые металлы или сульфаты, просачиваться в грунтовые воды, несмотря на специальные облицовки, предназначенные для их удержания. Все лайнеры в той или иной степени протекают, и ни один лайнер не подвергался испытаниям в течение десятилетий и столетий, необходимых для постоянной защиты Пограничных вод от загрязнения в результате добычи сульфидной руды из меди.

В свете совокупности фактов, что добыча сульфидной руды на границе Пограничных вод, вероятно, загрязнит Пограничные воды и окружающие озера, реки и ручьи, а также того, что у отрасли плохой опыт предотвращения воздействия на качество воды, Ясно, что добыча меди из сульфидной руды была бы слишком рискованной для дикой природы области каноэ в пограничных водах и национального парка Вояджерс.

использованная литература
Земляные работы. 2012. «Отчет о медно-порфировых рудниках США: история воздействия на качество воды в результате разливов трубопроводов, сбоев в хвостохранилищах и сбоев в сборе и очистке воды». Земляные работы, Вашингтон, округ Колумбия.

Дженнингс, С.Р., Нойман, Д.Р. и Бликер, П.С. 2008. «Кислотный дренаж шахт и его влияние на здоровье и экологию рыб: обзор». Публикация исследовательской группы мелиорации, Bozeman, MT.

[ВЕРХНЕЕ ФОТО: Кэрол Стокер, НАСА; НИЖНЕЕ ФОТО: прорыв пруда хвостохранилища Маунт-Полли — Джонатан Хейуорд / канадская пресса]

Рэйчел Гарвин — политический директор Кампании. Она имеет степень магистра. в области природных ресурсов Университета Вермонта. Каждый месяц Science Desk будет включать нашу последнюю научную поддержку и делиться более глубоким пониманием потенциального воздействия на окружающую среду добычи меди из сульфидной руды вблизи Пограничных вод.