Mineritul în carieră deschisă este una dintre metodele de exploatare fără tuneluri care oferă minerilor acces facil la minerale și roci de la suprafața Pământului. Explozibilii ajută la crearea unor gropi imense, asemănătoare unor canioane. Mașinile grele transformă gropile în cariere exploatabile și extrag materialele valoroase, care sunt apoi transportate de camioane mari. Deșeurile solide și lichide sunt de obicei depozitate în situri de deșeuri situate în apropierea carierei.
Definiția mineritului în carieră deschisă
Niciun organism guvernamental nu publică informații despre numărul de mine în carieră deschisă la nivel național sau global. De asemenea, nu există o sursă publică fiabilă de informații despre valoarea industriei mineritului în carieră deschisă. Acest lucru se poate datora faptului că mineritul în carieră deschisă este doar un tip de minerit în care solul și roca care acoperă materialul ce urmează a fi exploatat sunt îndepărtate. Împreună, aceste tipuri de mine sunt numite mine de suprafață.
O altă problemă în ceea ce privește determinarea dimensiunii industriei mineritului în carieră deschisă este că multe mine în carieră deschisă au componente subterane de tuneluri.
Este mai util să ne uităm la industria mineritului în general. Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC) raportează că, în 2020, Statele Unite aveau următoarele mine active: 6.251 gropi de nisip și pietriș, 4.281 cariere de piatră, 1.009 mine de cărbune, 895 mine nemetalifere și 278 mine metalifere. Nisipul, pietrișul, piatra, cărbunele și multe dintre minele metalifere și nemetalifere sunt probabil de tip carieră deschisă.
Cariera deschisă clasică este impresionant de adâncă și mult mai lată în partea de sus decât în partea de jos. Un exemplu este mina Bingham Canyon de lângă Salt Lake City, Utah, deosebit de mare. Are aproape 1,2 km adâncime și aproximativ 4 km lățime.
Groapele sunt săpate astfel încât pereții („taluzuri”) să încline în jos. Înclinația ajută la reducerea atracției gravitaționale asupra rocilor și, prin urmare, minimizează riscul de prăbușire a bolovanilor și de producere a unor răni. Terasele plate de pământ, numite „benzi” sau „berme”, se extind periodic din taluzuri. Acestea sunt suficient de late pentru a susține ferm camioane de dimensiuni impresionante și alte utilaje grele, pe măsură ce acestea se deplasează una pe lângă alta. Un sistem de rampe permite camioanelor și altor utilaje de deplasare a pământului să se deplaseze între benzi.
Mineritul în carieră deschisă este utilizat în mod obișnuit pentru extragerea minereurilor metalice precum aluminiul, bauxita, cuprul, aurul, cuprul și fierul, precum și a minereurilor nemetalice precum cărbunele, uraniul și fosfații. Mineritul în carieră deschisă este cunoscut și sub numele de minerit în carieră deschisă, minerit în suprafață și megaminerit.
Din punct de vedere ecologic, mineritul în carieră deschisă este devastator. Consumă cantități enorme de apă, poluează grav apa și aerul, deformează peisajele și distruge permanent habitatul. Chiar și după epuizarea gropilor și reabilitarea siturilor, zona gropii prezintă riscuri crescute de eroziune și inundații.
În ciuda dezavantajelor sale de mediu, există câteva motive pentru care mineritul în carieră deschisă rămâne popular. Bazându-se pe utilaje grele și explozivi, este de trei până la cinci ori mai rapid decât mineritul în puțuri adânci. Se pot extrage până la 20.000 de tone într-o singură zi. Este și mai sigur pentru mineri, deoarece în majoritatea gropilor nu sunt necesare tuneluri, ceea ce înseamnă că riscurile de prăbușire a tunelurilor, incendii și degajări de gaze toxice sunt minime.
Poluarea aerului
Norii denși de praf se formează în timpul operațiunilor miniere. Exploziile în sine sunt o parte enormă a problemei. În 2018, o echipă internațională de oameni de știință care a publicat în E3S Web of Conferences a raportat că anual sunt explodați aproximativ 10 miliarde de metri cubi de rocă. Norii rezultați transportă aproximativ 2,0-2,5 milioane de tone de praf.
Praful rezultat din foraj și explozii la unele mine este foarte radioactiv. Acest lucru este valabil, de exemplu, la minele de uraniu. Problema nu se limitează însă la minereurile radioactive cunoscute, deoarece toate minereurile sunt radioactive într-o oarecare măsură.
Chiar și atunci când nu este radioactiv, praful care conține metale grele poate fi foarte periculos. Când este inhalat, poate crea o varietate de probleme respiratorii, inclusiv boala pulmonară neagră.
Explozibilii utilizați la explozii eliberează vapori bogați în gaze care produc smog și ploi acide, precum dioxidul de azot extrem de toxic. Încă din 1973, oamenii de știință sovietici au raportat că smogul se poate forma în gropi însele. În 2019, oamenii de știință chinezi au raportat că o ceață de acid clorhidric produsă în mine a fost suficient de caustică pentru a coroda betonul.
Când echipamentele miniere se defectează sau când muncitorii, cum ar fi sudorii, fac greșeli, cărbunele se aprinde. Incendiile din mine eliberează gaze toxice și provoacă o poluare semnificativă a aerului.
Echipamentele grele gigantice utilizate pe șantierele miniere generează gaze de eșapament și poluează aerul.
Poluarea apei
Una dintre cele mai semnificative probleme din mineritul în carieră deschisă este endemică și în mineritul subteran. Pirita minerală se găsește adesea în minele de cărbune. Conține sulf. Când pirita este expusă și sulful reacționează cu aerul și apa, se formează un acid. Apa acidă, precum și orice metale grele legate de rocă pe care acidul le-a dizolvat, se scurg din mine în râuri, lacuri și pâraie din apropiere, ucigând viața acvatică și făcând apa improprie consumului.
Un studiu din 2021 din revista cu expertiză Ecological Applications a arătat eliminarea a 40% din speciile de animale marine în 93 de corpuri de apă în aval de o zonă din Appalachia care are mai multe mine în carieră deschisă. Mai ales problematic în legătură cu exploatarea cărbunelui, drenajul acid al minelor poate continua sute de ani, chiar și mult după închiderea minei.
Poluarea prin drenajul acid al apei
Probabil, „drenajul acid al apei” ar trebui grupat cu poluarea apei, dar în acest caz, nu exploatarea minieră sau chiar procesele de preparare creează problema. Este însăși natura.
Când sulful din pirita expusă întâlnește aerul și apa de ploaie, se formează un acid. Pe măsură ce apa de ploaie recent acidulată se scurge, aceasta poate elibera – și antrena – metale grele din rocă. Cu sau fără metale grele, drenajul acid al apei este catastrofal pentru viața acvatică.
Poluarea apei creată de mineritul în carieră deschisă este tipică în întreaga industrie minieră. Cărbunele și alte minerale sunt transportate pe cale ferată, rutieră sau maritimă la „fabrici” unde produsul mineral este sortat, iar roca este zdrobită, măcinată, spălată și filtrată. Apoi, în funcție de mineral, produsul minier este supus unei varietăți de procese de purificare intensive în apă și solvenți. Solvenții, alte substanțe chimice industriale și metalele care rămân în apă sunt denumiți colectiv „steriluri”.
Accidentele de pe șantier pot trimite sterilurile direct în mediu. Acest lucru s-a întâmplat lângă Vancouver, Canada, la Unitatea de Depozitare a Sterilurilor Mount Polley, la 4 august 2014. Prăbușirea unui baraj de pe șantier a trimis opt milioane de metri cubi de steriluri în Lacul Polley, Pârâul Hazeltine și Lacul Quesnel.
Conform raportului oficial de impact asupra mediului, apa poluată a depășit capacitatea pârâului și a sculptat o nouă vale mult mai lată și mai adâncă. Zonele umede din jur au devenit groase cu nămol metalic. Aproximativ 336 de acri de strat de sol din jurul Lacului Polley au fost spălați, iar depozitele de steriluri cu o grosime de până la 3,5 metri au blocat ieșirea lacului. Eforturile de restaurare sunt în curs de desfășurare.
Consumul de apă
Ratele de consum de apă sunt monitorizate de United States Geological Survey. În cursul anului 2015, s-au pompat din pământ aproximativ 15.141.600.000.000 de litri pe zi pentru spălarea necesară procesului de preparare a minereurilor. (Această cifră include atât mineritul de suprafață, cât și mineritul subteran.) Apa subterană a fost sursa pentru 72% din aceasta. Restul a fost apă de suprafață, 77% fiind apă dulce.
Deșeuri și distrugerea habitatelor
Minele în carieră deschisă sunt săpate direct în vârfurile munților. Vegetația a dispărut. Solul a dispărut. Habitatul este complet distrus.
Până în 1977, legea federală nu impunea remedierea sau reabilitarea minelor în carieră deschisă în niciun fel după încetarea operațiunilor miniere. Din acel an, Oficiul Federal pentru Recultivarea și Aplicarea Legii Minelor de Suprafață a reglementat recultivarea în colaborare cu diverse agenții de stat. Reglementările variază în funcție de stat, dar, în general, companiile miniere trebuie să curețe șantierul. Nu sunt obligate să reconstruiască vârfurile munților. Nu trebuie să restaureze habitatul. Trebuie doar să readucă terenul într-o formă utilizabilă.
În ceea ce privește cuvântul „utilizabil”: Departamentul de Conservare din California, de exemplu, insistă doar ca gropile să fie utilizate în mod benefic. Acest departament enumeră spațiile deschise, habitatele faunei sălbatice, agricultura sau dezvoltarea rezidențială și comercială ca modalități adecvate în care terenul gropii poate fi recuperat.
O parte din cariera enormă Beckman Quarry din San Antonio, Texas, a devenit un parc de distracții Six Flags și un centru comercial. Mina Big Brown din apropierea orașului Fairfield, Texas, este acum o zonă de viață sălbatică și un lac privat. Clubul de golf Pete Dye din Bridgeport, West Virginia, clasat pe locul 9 în clasamentul Golfweek al celor mai bune terenuri moderne, se află pe locul unei foste mine în carieră deschisă.
Poluarea fonică și luminoasă
Pentru a maximiza utilizarea utilajelor scumpe, multe mine în carieră deschisă funcționează șapte zile pe săptămână, 24 de ore pe zi. Acest lucru creează o poluare fonică și luminoasă nesfârșită, care deranjează oamenii și fauna sălbatică din apropiere.
Efecte pe termen lung (remediere și recuperare)
Obligate să curețe siturile minelor în carieră deschisă, companiile miniere aplatizează uneori deșeurile solide bogate în metale grele și le plasează în groapa care urmează a fi umplută. Dacă în mină a existat pirită, un strat de argilă este depus peste întreaga groapă, astfel încât pirita și orice sulf pe care îl conține să nu interacționeze imediat cu apa și aerul și să creeze un drenaj acid suplimentar al minelor. (Din păcate, nu există studii pe termen lung privind succesul straturilor de argilă.)
Mina în sine poate fi umplută cu rocă de deșeuri. Apoi este remodelată. Se adaugă stratul superior de sol și se plantează vegetație.
Adevărul dificil este că, la minele în carieră deschisă remediate, vârful muntelui a dispărut pentru totdeauna. Între timp, atunci când o mină se închide, pompele care mențin apa în afara gropii sunt oprite. Topografia din apropiere poate determina apa de ploaie să curgă întotdeauna în groapa remediată. Uneori, zona devine un lac – deși unul cu ape deosebit de toxice.
Este mineritul în carieră deschisă sigur?
Pentru mineri, mineritul în carieră deschisă este mai sigur decât mineritul în tuneluri – dar nu este scutit de riscuri.
Tunelurile miniere se pot prăbuși sau arde catastrofal, ucigând sute de mineri deodată. De exemplu, în 1942, un amestec de gaz și praf de cărbune a explodat în mina de cărbune Honkeiko din apropierea orașului Benxi, din provincia Liaoning, China. Pe măsură ce tunelurile s-au prăbușit și focul s-a răspândit în întreaga mină, 1.549 de mineri au murit.
Chiar și atunci când gazele din mine nu explodează, acestea pot ucide, fie pentru că sunt toxice atunci când sunt inhalate, fie pentru că ocupă un procent mare din gazul respirabil disponibil în spațiul îngust. Acest lucru privează minerii de oxigen și îi sufocă în tăcere.
Pericolele pentru minerii din minele în carieră deschisă sunt mult mai puține. Conform CDC, căderea rocilor, problemele la mașini, electrocutarea și diverse alte accidente comune în toate industriile sunt, de asemenea, endemice în mineritul în carieră deschisă. În 2020, 29 de mineri au fost uciși în Statele Unite.
