Badanie pokazuje, że chociaż poziom typowych substancji zanieczyszczających jest niski, inne pierwiastki występują w wysokich stężeniach w wodach na terenie opuszczonej kopalni litu.
Nowe badanie sugeruje, że ruda litu i odpady wydobywcze z historycznej kopalni litu na zachód od Charlotte w Karolinie Północnej raczej nie zanieczyszczą pobliskich wód powszechnymi substancjami zanieczyszczającymi, takimi jak arsen i ołów.
Jednakże w wodach na terenie kopalni występuje duża zawartość innych metali, mianowicie litu, rubidu i cezu.
Nowe odkrycia Avnera Vengosha, wybitnego profesora ds. jakości środowiska w Nicholas School of the Environment na Duke University, rzucają światło na potencjalny wpływ na jakość wody tradycyjnego, czyli historycznego, wydobycia litu. Dostarczają również danych wyjściowych do przyszłych badań mających na celu zbadanie, w jaki sposób ponowne otwarcie kopalni litu w Piemoncie Karoliny Północnej prawdopodobnie wpłynie na jakość wody w pobliskich zasobach wody pitnej.
„Świat w procesie przejścia na zieloną energię w coraz większym stopniu opiera się na litu, ale poprzednie badania dotyczące wpływu wydobycia litu ze skał twardych na środowisko wykazały mieszane wyniki” – powiedział Vengosh. „To badanie dostarcza nowych, ważnych danych pozwalających wyjaśnić możliwy wpływ na środowisko.
Obszar, na którym znajduje się kopalnia Kings Mountain, był niegdyś największym regionem produkującym lit na świecie. Kopalnia, położona na zalesionym, wiejskim terenie Piemontu, została otwarta w latach pięćdziesiątych XX wieku i została opuszczona w latach osiemdziesiątych, kiedy bardziej dostępne złoża litu przyciągnęły poszukiwaczy do Ameryki Południowej. Lit w Kings Mountain występuje głównie w granitopodobnej skale zwanej pegmatytem, związanej z zielonym minerałem zwanym spodumenem.
Do badań naukowcy pobrali próbki pegmatytu i skał płonnych z kopalni i jej okolic, a także próbki odpadów poflotacyjnych – pokruszonych skał pozostałych po historycznej ekstrakcji spodumenu. Pobrali także próbki wody gruntowej z kopalni i wody powierzchniowej z Kings Creek, która wypływa z kopalni. Próbki z różnych strumieni podgórskich dostarczyły podstawowych danych na temat jakości wody.
Naukowcy rozdrobnili próbki skał i zmieszali je w roztworze zaprojektowanym w celu sprawdzenia, w jaki sposób różne zanieczyszczenia mogą przedostawać się do otaczającego środowiska. Te eksperymenty laboratoryjne symulują sposób, w jaki zanieczyszczenia ze skał wypłukują się w naturalnych warunkach. Następnie naukowcy przeanalizowali roztwory, a także próbki wód powierzchniowych i gruntowych pod kątem szerokiego zakresu metali powszechnie stosowanych do oceny jakości wody. Badanie opublikowano w czasopiśmie internetowym Nauka o środowisku całkowitym.
Eksperymenty laboratoryjne i ustalenia
Doświadczenia z wymywaniem i próbki wody przeanalizowane w ramach badania wykazały powszechnie występujące regulowane zanieczyszczenia — w tym arsen, ołów, miedź i nikiel — na poziomach niższych od norm ekologicznych ustalonych przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska dla wody pitnej.
„Fakt, że nie widzimy tych toksycznych zanieczyszczeń, w pewnym sensie przyniósł ulgę, ponieważ sugeruje, że przyszłe poszukiwania litu w Karolinie Północnej nie spowodują poważnych negatywnych skutków dla jakości wody w odniesieniu do tych pierwiastków” – powiedział Vengosh.
Zespół stwierdził jednak wysoki poziom innych metali na terenie kopalni w stosunku do ich stężeń w zasobach wodnych Piemontu.
„Wykryliśmy podwyższone stężenia litu, czego oczekiwano, ale znaleźliśmy także rubid i cez na poziomach, których zwykle nie widać w wodach naturalnych i które nie są regulowane przez władze federalne” – powiedział pierwszy autor, doktor Gordon Williams. student w laboratorium Vengosha oraz na Wydziale Nauk o Ziemi i Klimatze. „Zatem nierozstrzygniętą kwestią jest to, jak te pierwiastki wpływają na zdrowie ludzi i środowisko”.
Eksperymenty z wymywaniem i dowody z próbek wody wykazały również, że istniejąca kopalnia litu nie przyczynia się do szkodliwego dla środowiska kwaśnego spływu, powszechnie kojarzonego z innymi operacjami wydobywczymi, takimi jak wydobycie węgla. Raczej interakcje między próbkami rudy i skał płonnych a wodą prowadziły do tymczasowych warunków zasadowych lub zasadowych.
Autorzy podkreślają, że w badaniu nie uwzględniono wpływu aktywnego wydobycia i przetwarzania litu na jakość wody.
„Wydobywanie i kruszenie rudy to tylko jeden z aspektów wydobycia litu. Przetwarzanie, które wymaga obróbki chemicznej w celu oddzielenia litu od spodumenu, może obejmować dodatkowe chemikalia, które mogą potencjalnie wpływać na jakość wody” – powiedział Williams. „Kiedy wydobycie litu na tym obszarze ponownie wzrośnie, jego przetwarzanie może mieć wpływ na lokalne zasoby wodne, którego nie zmierzyliśmy” – ostrzegł.
Naukowcy rozszerzają obecnie swoje badania o ocenę jakości wody pitnej na obszarze geologicznym bogatym w lit w Piemoncie. Pobierając próbki z prywatnych studni i wód powierzchniowych, mogą lepiej zrozumieć potencjalny wpływ wydobycia litu na jakość wody w Karolinie Północnej.
Odniesienie: „Potencjalny wpływ wydobycia litu w skałach twardych na jakość wody: spostrzeżenia ze starszej kopalni pegmatytów w Północnej Karolinie, USA” autorstwa Gordona DZ Williamsa, Sama Saltmana, Zhena Wanga, D. Morgana Warrena, Roberta C. Hilla i Avnera Vengosha , 4 listopada 2024 r., Nauka o środowisku całkowitym.
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.177281
Badanie zostało sfinansowane przez program zalążkowy innowacji w zakresie badań klimatycznych Uniwersytetu Duke’a (CRISP) i korporację Albemarle.
