تاثیرات غیرمستقیم عملیات استخراج مواد معدنی بر آب های زیرزمینی و سطحی تاثیرات غیرمستقیم عملیات استخراج مواد معدنی بر آب های زیرزمینی و سطحی
تاثیرات غیرمستقیم عملیات استخراج مواد معدنی بر آب های زیرزمینی و سطحی ، بخشی از آلودگی ها ناشی از فرآیند تغلیظ و فرآوری ماده معدنی است. تشکیل سازمان نظام مهندسی محیط‌زیست الزامی است
به گزارش پایگاه خبری مهندسین نیوز – مرجع اخبار نظام مهندسی، تاثیرات غیرمستقیم عملیات استخراج مواد معدنی بر آب های زیرزمینی و سطحی ، بخشی از آلودگی ها ناشی از فرآیند تغلیظ و فرآوری ماده معدنی است. تشکیل سازمان نظام مهندسی محیط‌زیست الزامی است
تاثیرات غیرمستقیم عملیات استخراج مواد معدنی بر آب های زیرزمینی و سطحی
ضرورت تشکیل سازمان نظام مهندسی محیط‌زیست
مصرف و اتلاف آب در فرآیند تولید ماده‌معدنی تنها آسیبی نیست که معدنکاری به منابع طبیعی، به ویژه آب وارد می‌کند.
بخش اعظم مشکلات این بخش ناشی از تاثیرات غیرمستقیم عملیات استخراج مواد معدنی بر آب های زیرزمینی و سطحی است. به دیگر سخن، آلودگی منابع حیاتی آب و ایجاد پساب های معدنی یکی از بزرگ ترین دلایل مخالفت روزافزون با فعالیت معدنکاری در گوشه و کنار دنیا است.
بخشی از آلودگی ها ناشی از فرآیند تغلیظ و فرآوری ماده معدنی است و بخش دیگر بر اثر قرار گرفتن مواد معدنی و باطله‌ها در معرض نزولات جوی ایجاد می گردد. این شرایط گاهی موجب می شود اسیدیته منابع آبی بسیار افزایش پیدا کند و آب اسیدی، محیط‌زیست اطراف معدن را ـ حتی تا صده‌ها کیلومتر دورتر ـ تحت‌تاثیر قرار دهد و آسیب های آن در پوشش گیاهی، محصولات کشاورزی، حیات جانوری و منابع آب شرب آشکار گردد.
گاهی هم فلزات سنگین از همین طریق، به آب های زیرزمینی نفوذ می کنند و زمینه‌ساز بروز انواع بیماری ها از جمله امراض داخلی، پوستی و سرطان می‌شوند.
هرچند معدن کاری اثرات سوء فراوانی بر طبیعت می گذارد، واقعیت این است که در شرایط موجود نمی توان از فعالیت معدنکاری چشم‌پوشی کرد و کشور را از فواید اقتصادی و اجتماعی آن محروم ساخت.
نکته اینجا است که چگونه می توان به فعالیت معدنکاری ادامه داد، اما از ملاحظات زیست‌محیطی، به ویژه حفظ منابع آب هم غافل نشد. کارشناسان می گویند برای خنثی کردن تاثیرات مخرب معدنکاری، راه‌کارهای متنوعی ابداع شده و به کار می رود؛ علاوه بر این با پیشرفت روزافزون بشر در این زمینه‌ها، امید به یافتن دستاوردهای جدید هم پررنگ‌تر شده است.
موضوع گفت‌وگو در مورد پساب های معدنی و راه‌های مدیریت آن است و کارشناسی که به سوالات ما در این مورد پاسخ داد، احمد جمشیدی، دانش‌آموخته رشته عمران ـ محیط زیست و استاد دانشکده معدن دانشگاه تربیت مدرس است.
معدن کاری چه تاثیر مستقیم یا غیرمستقیمی بر آب های زیرزمینی و سطحی دارد؟
معدن کاری به طور کلی از دو طریق می‌تواند بر آب های سطحی و زیرزمینی اثر سوء بگذارد. در مورد منابع آب زیرزمینی باید به این نکته بیان داشت که فعالیت های معدنکاری با برداشت آب از منابع زیرزمینی، هم افت تراز آب را به دنبال دارد و هم با کاهش میزان و حجم منابع زیرزمینی موجب تغلیظ و افزایش غلظت آنیون ها و کاتیون ها می‌شود، به عبارت دیگر، برداشت آب در اثر معدنکاری علاوه بر اثر سوء بر کمیت، کیفیت منابع آب زیرزمینی را نیز تحت‌تاثیر قرار می‌دهد؛ این امر به ویژه در مناطقی از کشور (به‌ویژه در نیمه جنوبی) که با محدودیت های جدی آب، از نظر کمیت منابع زیرزمینی روبرو است، خسارت بارتر است. منابع آب زیرزمینی سهم بسیار زیادی در تامین آب شرب و کشاورزی دارد و به این ترتیب فشار مضاعفی به آبخوان‌ها وارد می شود، در نهایت خروجی چنین فشار مضاعفی منجر به کاهش کیفیت (به عنوان مثال افزایش قابل‌توجه سختی آب در نیمه جنوبی کشور) و کمیت منابع آب زیرزمینی و هم‌چنین بروز پدیده فرونشست خواهد شد. علاوه بر این، معدن کاری نیز مانند بسیاری از فعالیت های صنعتی دیگر می‌تواند بر کیفیت آب های سطحی نیز اثرگذار باشد. معدن کاری از طریق انتشار زهاب اسیدی یا پساب کارخانجات فرآوری می‌تواند سهم بسزایی در آلودگی منابع آب سطحی داشته باشد و گزارشات متعددی درباره آلودگی رودخانه‌ها در استان‌های شمالی و شمال‌غربی وجود دارد.
نشت آلاینده های مختلف از طریق سد باطله به منابع آب زیرزمینی نیز از دیگر اثرات سوء ناشی از معدنکاری در مورد آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی است.
پساب آلوده به فلزات سنگین، چه تاثیری بر محیط‌زیست می گذارد؟
تعاریف مختلفی در مورد فلزات سنگین وجود دارد. به طور کلی آن دسته از عناصری که وزن اتمی و میزان سمی بودن آنها خیلی بالا است (مانند آرسنیک، جیوه، کادمیوم، سرب، مس، نیکل، روی و نظایر آن) از دیدگاه محیط‌زیستی به عنوان فلزات سنگین شناخته می‌شوند. از ویژگی های مهم فلزات سنگین این است که علاوه بر مسمویت‌زایی بالا، تجزیه‌ناپذیر هستند. برآیند این دو ویژگی سبب می شود که عناصر و ترکیباتی که سمی‌تر هستند، به مدت طولانی‌تری در محیط باقی می مانند و این عناصر با فرآیندهای طبیعی تجزیه نمی‌شوند. به دیگر سخن، حتی مقادیر بسیار کمی از فلزات سنگین، چه در منابع خاک، چه آب، اثرات سمی بسیار بالایی دارند، هم‌چنین به علت تجزیه‌ناپذیری، به راحتی وارد چرخه غذایی انسان و سایر اجزای اکوسیستم می‌شوند، در نهایت وجود مقادیری از آلاینده‌های فلزی در اجزای مختلف اکوسیستم و خروج و انتشار آنها می تواند منجر به انواع بیماری‌های مزمن و صعب‌العلاج گردد.
پساب آلوده به مواد شیمیایی چگونه منابع آب و خاک را آلوده می کند؟
در پاسخ به این پرسش باید گفت که مواد شیمیایی شامل طیف وسیعی از ترکیبات است، از اینرو برای پاسخ بهتر به سوال فوق باید این مواد یا ترکیبات (از دیدگاه محیط‌زیستی همان آلاینده‌ها) را به دو دسته آلاینده‌های آلی و غیرآلی تقسیم‌بندی کرد. به عنوان مثال در حوزه معدنکاری، فلزات سنگین از جمله آلاینده‌های غیرآلی و سیانید و کمپلکس‌های آن یا برخی انواع واکنش‌گرهای مورداستفاده در فلوتاسیون مانند گزنتات و سورفکتنت ها از جمله آلاینده های آلی محسوب می گردند؛ برخی آلاینده‌های آلی مانند انواع سیانید و کمپلکس های پیچیده آن به‌مراتب سمی‌تر از دیگر آلاینده‌های فلزی هستند.
بنابراین باید گفت بعد از انتشار آلاینده‌ها که از راه های مختلف به محیط‌زیست و به ویژه منابع آب و خاک نشت می‌کنند، مهم ترین اتفاقی که در مقیاس بزرگ رخ می دهد، این است که منبع خاک یا آبی که تحت‌تاثیر چنین آلاینده‌هایی قرار می گیرد، قابلیت استفاده برای کاربری های دیگر را از دست می‌دهد، به عنوان مثال برخی از این ترکیبات به‌محض ورود به منابع آب سطحی، سبب بر هم خوردن تعادل کیفی آب می‌شوند.
فلزات سنگین و آلاینده های آلی یا جذب رسوبات می شوند یا همراه با جریان آب به کیلومترها دورتر انتقال پیدا می کنند و سبب گسترش آلودگی می‌شوند، هم‌چنین در برخی موارد باتوجه به شرایط محیطی می توانند کمپلکس های سمی‌تر و خطرناک‌تری تشکیل دهند، به‌طورمعمول آسیب آلودگی منابع آب زودتر از آلودگی منابع خاک برجسته می شود و موردتوجه قرار می‌گیرد.
هنگام ورود پساب حاوی آلاینده‌های متنوع به منابع خاک نیز در ابتدا بخشی از آلاینده‌ها (به ویژه فلزات سنگین) جذب خاک می شوند (از طریق جذب سطحی یا تبادل یون) و به‌مرور زمان در صورت وجود پوشش گیاهی می‌توانند وارد زنجیره غذایی شوند.
بخشی از آلاینده ها نیز در اثر رواناب یا بارندگی می توانند به منابع آب زیرزمینی نشت پیدا کنند، به عبارتی، از طریق موارد یادشده امکان آلودگی منابع آب و خاک در اثر تخلیه پساب‌های آلوده وجود دارد.
جاذب زیستی چیست و چه کاربردی در تصفیه پساب‌ها دارد؟
جاذب زیستی (بایوسوربنت) در واقع عبارت است از توده زیستی (بایومس) از باکتری ها، ویروس ها یا قارچ ها.
در برخی منابع هم به جاذب های ساخته شده از پسماندهای گیاهی و کشاورزی نیز واژه جاذب زیستی اطلاق می شود. کاربرد جاذب‌های زیستی حذف آلاینده‌ها به ویژه آلاینده های فلزی از پساب ها از طریق فرآیند جذب سطحی است، به عبارت دیگر، در اثر استفاده از چنین جاذب هایی به منظور تصفیه پساب، آلاینده‌های فلزی از طریق مکانیزم های جذب سطحی، تبادل یون یا الکترواستاتیک از فاز محلول جدا می‌شوند و مقدار آنها در پساب کم‌تر می شود.
گیاه‌پالایی چیست و چه کاربردی در زمینه تصفیه پساب ها دارد؟
گیاه‌پالایی استفاده از گیاهان دارای ویژگی‌های خاص به منظور پاکسازی خاک یا تصفیه پساب است. قابل ذکر است، گیاه‌پالایی عموما برای پاکسازی خاک یا تصفیه پساب آلوده به فلزات سنگین مورداستفاده قرار می گیرد. گیاهانی را که ویژگی بیش‌اندوزی داشته باشند و علاوه بر آن بتوانند در مقابل غلظت های بالای فلزات سنگین مقاومت کنند، می توان برای این فرآیند به‌کار برد. پاکسازی و تصفیه با استفاده از گیاه‌پالایی از طریق مکانیزم های متعددی انجام می شود که جذب از ریشه گیاه، جذب از ساقه و برگ ها یا تجزیه از طریق برخی اندام های گیاهان، از آن جمله است.
چه دستاوردهای جدیدی در این زمینه حاصل شده است؟
در سال های اخیر، پژوهش‌گران برای تصفیه انواع پساب ها از جمله پساب های معدنی، روش های متنوعی را به‌کار گرفته‌اند که فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، استفاده از پراکسید هیدورژن (آب‌اکسیژنه)، ازن‌زنی، کلرزنی، استفاده از UV و ترکیباتی نظیر پرسولفات، از جمله این روش ها است، هم‌چنین انعقاد الکتریکی و تلفیق آن با برخی روش ها نیز نتایج بسیار امیدوارکننده‌ای برای تصفیه پساب‌ها به همراه داشته است. از دیگر تحقیقات جدید در این زمینه بررسی امکان تصفیه پساب ها با استفاده از روش‌های ذکرشده به صورت پیوسته است.
نهاد ناظر بر انجام عملیات تصفیه پساب های معدنی در کشور ما کدام است و در انجام این مسئولیت چه چالش هایی وجود دارد؟
مهم ترین نهاد ناظر بر فعالیت های مرتبط با محیط‌زیست، از جمله تصفیه پساب های معدنی، سازمان محیط‌زیست است، هم‌چنین بسیاری از معادن به ویژه مجموعه‌های بزرگ دولتی، دارای بخش HSE هستند که تاکنون اقدامات قابل‌توجهی نیز در این زمینه انجام داده‌اند، ولی متاسفانه در برخی موارد به علت تعارض منافع، امکان اثرگذاری موثر را ندارند.
در واحدهای HSE متخصصان شایسته‌ای در بخش های سلامت (H) و ایمنی (S) وجود دارند، ولی در بخش محیط‌زیست (E) نیروی متخصص مناسب کم‌تر وجود دارد که از جمله چالش های مهم مرتبط با این موضوع به شمار می رود. بی‌توجهی به هزینه‌کرد موثر (اگرچه در برخی موارد اقداماتی انجام شده، اما کافی و عموما کارآمد نیست) در مورد مسائل مرتبط با محیط‌زیست از طرف معادن و هم‌چنین فقدان ارتباط کارآمد با جوامع دانشگاهی از دیگر چالش‌های مرتبط با این مسئله است.
از طرف دیگر، سازمان محیط‌زیست هم از فقدان نیروی مناسب رنج می برد. بر این اساس به نظر می رسد تاسیس نظام مهندسی محیط‌زیست از جمله راه‌کارهایی است که شاید بتواند بخشی از مشکلات محیط‌زیستی مربوط به حوزه معدنی را تا حدودی کاهش دهد. این نهاد می‌تواند با گرد آوردن متخصصان حوزه مهندسی محیط‌زیست، به صورت مستقل و به‌دور از تعارض منافع، علاوه بر پرورش نیروی متخصص این حوزه (با همراهی دانشگاه‌ها) نظارت علمی و موثری بر مسائل مرتبط با محیط‌زیست در بخش معدن داشته باشد.
سخن پایانی
یکی از دستاوردهایی که به تازگی در این زمینه معرفی شده، به کارگیری محصولات جانبی حاصل از فرآیند تولید روغن های گیاهی برای تصفیه فلزات سنگین از آب است
دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور، با همکاری با موسسه Eth Zurich سوئیس، کشف کرده‌اند که می توان محصولات جانبی حاصل از فرآیند تولید روغن های گیاهی را به غشایی تبدیل کرد که توانایی تصفیه فلزات سنگین از آب را داشته باشند. محققان دریافته‌اند که پروتئین های موجود در محصولات جانبی تولیدی در فرآیند تولید روغن بادام‌زمینی و آفتابگردان که کنجاله های دانه‌های روغنی نامیده می شوند، در جذب یون های فلزی سنگین مفید هستند، از همین‌رو با طراحی آزمایشی با استفاده از این کنجاله‌ها به بررسی اثرات آن بر جذب آلودگی آب پرداختند. آنها پروتئین های کنجاله‌های دانه‌های روغنی را تبدیل به فیبرهای پروتئین آمیلوئید در مقیاس نانو کردند که توانایی بسیاری در جذب یون های فلزی سنگین دارند، در ادامه پژوهش‌گران با ترکیب این فیبرهای پروتئینی با کربن فعال، فیلترها را روی سه نوع فلز پلاتین، کروم و سرب آزمایش کردند. به‌گفته علی میسرز، استاد دانشگاه فناوری نانیانگ، از این فیلتر می‌توان برای تصفیه انواع فلزات سنگین و هم‌چنین آلاینده‌های آلی مانند پلی‌فلوئوروکسیل و پرفلوئوروکسیل (مواد شیمیایی پرمصرف در طیف گسترده‌ای از محصولات مصرفی و صنعتی) استفاده کرد. فیبرهای پروتئین آمیلوئید حاوی پیوندهای اسید آمینه هستند که یون های فلزی سنگین را بین خود به‌دام می‌اندازند و ذرات آب را از خود عبور می دهند. استفاده از غشای ساخته شده از این پروتئین‌ها، گزینه‌ای کم‌هزینه است که به انرژی کمی نیاز دارد، بنابراین پژوهش‌گران بر این باور هستند که این نوآوری می تواند در سراسر جهان برای تصفیه آب به کار رود.
منبع: روزگار معدن
