想象一下一个废弃的矿区,周围是枯树,点缀着暗红色的池塘,没有水生生物的迹象。这是矿山废弃物留在环境中,被水和空气风化的结果。随着时间的推移,这些废物会产生砷和铅等有毒物质。
“这是加拿大和全世界采矿业面临的一个重大环境问题,”艾瑞亚·张(Aria Zhang)说。她在滑铁卢大学(University of Waterloo)攻读硕士学位时,研究了一种覆盖尾矿的方法。“一旦这些毒素被释放出来,就很难控制。它污染土壤并渗入湖泊和地下水。它会威胁到人们的饮用水供应、农业生产和生态系统。”
2008年,在David Blowes教授和Carol Ptacek教授以及水文地球化学家Jeff Bain的指导下,Zhang评估了在安大略省Timmins附近的矿山废料上覆盖土壤、沙子和砾石层的有效性。
这种盖子是为了抑制产生毒素的化学反应,防止它们渗入环境。然而,在修复行业内,人们担心覆盖物在遏制1968年至1972年期间堆积在该地点的废物毒素方面的效果如何。
“在老矿区,铅、砷和铜等金属沉淀成不稳定的固体,”张说。“这类似于有硬水的水壶里的水垢。它们对化学变化很敏感,这意味着它们可能在覆盖物下再次溶解,并有可能释放到环境中。”
利用萨斯喀彻温大学的加拿大光源和伊利诺斯州阿贡国家实验室的先进光子源的实验技术,张和他的同事确定修复方法是成功的。他们发现,这种覆盖物并没有破坏现场有毒矿物的稳定,反而阻止了更多毒素的产生。他们的研究结果最近发表在《应用地球化学》杂志上。
张说:“这种覆盖物已经在许多矿区使用,但由于化学成分的不确定性,人们存在一些担忧。”“现在,我们更清楚了。”
研究结果为决策者和工程师规划未来矿山修复工作提供了有用的信息。“我们的发现可以应用到今天。大量的采矿正在进行,许多旧矿正在修复。当专业人士设计封面和选择修复方法时,他们可以考虑我们的结果。”
张教授希望他们的发现将有益于环境和人类健康。
“整治对于控制矿山废物中的有毒金属释放到环境中至关重要,这样它就不会威胁到饮用水供应或引起健康问题。众所周知,这些有毒金属会杀死鱼类并导致癌症,所以采取措施并对补救方法的效果有信心是非常重要的。”