Co zawierają wody kopalniane

Kwaśne wody kopalniane (AMD) zawierające wysokie stężenia rozpuszczonych metali stanowią główny aspekt działalności wydobywczej szkodzący środowisku. Niekontrolowany wypływ kwaśnych wód kopalnianych może stanowić poważne zagrożenie dla gleby, zbiorników wodnych, ludzi i biosfery przez setki, a nawet tysiące lat.

Zrozumienie zakresu powstawania kwaśnych wód kopalnianych oraz opracowanie odpowiednich strategii naprawczych stanowi poważne wyzwanie techniczne. Z tego powodu zainicjowano projekt "Copper isotopes as indicators of redox processes during acid mine drainage generation and mitigation" (CORAGEM) w celu zbadania procesów geochemicznych zachodzących w kopalniach.

Partnerzy projektu wykorzystali nowe techniki analityczne, takie jak analiza ciężkich, stabilnych izotopów w połączeniu z rentgenowską spektroskopią absorpcji bazującą na synchrotronie. Naukowcy skupili się również na nietradycyjnych izotopach trwałych metali, takich jak miedź, cynk (Zn) czy nikiel.

Poza pełnieniem roli niezbędnych pierwiastków śladowych dla wielu organizmów, pierwiastki te odgrywają ważną rolę we wzroście gospodarczym. Jednocześnie są one powszechnymi substancjami zanieczyszczającymi w miejscach wydobycia. Dlatego też ich potencjalnie szkodliwy i toksyczny wpływ na organizmy mikrobiologiczne i roślinność ma duże znaczenie.

Badania tych izotopów przeprowadzono w systemach środowiskowych, takich jak złoża mineralne i zbiorniki wodne. Jednak, niewiele badań skupiało się na decydującej kwestii generowania, łagodzenia i remediacji AMD.

W ramach projektu CORAGEM przeprowadzono szczegółowe analizy geochemiczne, mikrobiologiczne i mineralogiczne stałych i płynnych odpadów kopalnianych bogatych w metale. Uzyskane wyniki zastosowano w reaktywnych modelach transportu w celu uzyskania lepszego zrozumienia głównych dróg reakcji.

Wyniki pokazały korzyści wynikające z zastosowania izotopów cynku do śledzenia głównych źródeł cynku oraz procesów wietrzenia w złożonych matrycach wielofazowych. Naukowcy odkryli również, że wskaźniki izotopu cynku w substancji wyługowanej ze skał odpadowych mogą zostać wykorzystane jako „odcisk palca” pozwalający na śledzenie cynku na podstawie działalności górniczej.

Ustalenia poczynione w ramach projektu doprowadziły do lepszego zrozumienia mobilizacji metalu i procesów wygaszania. Będą one stanowiły poważny wkład w przyszłe śledzenie zanieczyszczenia środowiska związanego z górnictwem metali.