Επιπτώσεις Μεταλλευτικών και Μεταλλουργικών Δραστηριοτήτων στις Περιβαλλοντικές Συνθήκες

Η εξόρυξη και η διύλιση φυσικών πόρων από το υπέδαφος μέσω εξορυκτικών και μεταλλουργικών δραστηριοτήτων έχει παράγει μεγάλο μέρος του πλούτου της σημερινής κοινωνίας. Ωστόσο, ταυτόχρονα τεράστιοι όγκοι αποβλήτων από αυτές τις δραστηριότητες παράγονται και παράγονται συνεχώς, εναποτίθενται και εκτίθενται σε περιβαλλοντικές συνθήκες παγκοσμίως.

Προφανώς, αυτές οι μεγάλες ποσότητες αποβλήτων προκαλούν συχνά μεγάλες αρνητικές περιβαλλοντικές και οικολογικές επιπτώσεις, καθιστώντας την εξόρυξη και τη μεταλλουργία μερικές από τις μεγαλύτερες ρυπογόνες δραστηριότητες του φυσικού περιβάλλοντος. Τα αποτελέσματά τους είναι παρόντα σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό σε όλες τις περιοχές του πλανήτη όπου γίνονται αντικείμενο εκμετάλλευσης κοιτασμάτων στερεών ορυκτών (μεταλλικών και μη), υγρών και αέριων υλικών.

Τα δυνητικά τοξικά ιχνοστοιχεία συνήθως συγκεντρώνονται μέσω της εξόρυξης και της μεταλλουργίας. Μεταξύ αυτών, το θάλλιο (Tl), αν και βρίσκεται σε πολύ χαμηλότερη περιεκτικότητα από τα περισσότερα άλλα ιχνοστοιχεία, είναι ο πιο τοξικός ρυθμιζόμενος ανόργανος ρύπος, πιο τοξικός από τον υδράργυρο, το κάδμιο, τον μόλυβδο, τον χαλκό και το αρσενικό, τα οποία έχουν διερευνηθεί εντατικά. /P>

Η γεωχημική συμπεριφορά των μετάλλων, γενικά, εξαρτάται κυρίως από τις χημικές μορφές (είδη) στις οποίες απαντώνται και με τη σειρά της επηρεάζει τη διαλυτότητα, την τοξικότητα και τη βιοδιαθεσιμότητά τους και ειδικότερα τον τρόπο δέσμευσής τους με τη μήτρα του εδάφους. Τα μέταλλα σε μη μολυσμένα εδάφη υπάρχουν κυρίως σε πρωτογενή ορυκτά, όπως τα πυριτικά, με αποτέλεσμα να έχουν σχετικά αδιάλυτες μορφές, ενώ εκείνα σε μολυσμένα εδάφη τείνουν να είναι πιο διαλυτά λόγω της ασθενέστερης πρόσδεσής τους με άλλα συστατικά του εδάφους. Οι δύο κύριες γεωχημικές πηγές Tl στο περιβάλλον είναι από τη διάβρωση πετρωμάτων πλούσια σε κάλιο και από θειούχα ορυκτά.

Διερευνήσαμε, χρησιμοποιώντας μια πειραματική διαδικασία εκχύλισης 6 σταδίων, τη συμπεριφορά διαλυτότητας του Tl στην επιφάνεια των υπολειμμάτων και των μολυσμένων εδαφών από τρεις ζώνες εξόρυξης του Μεξικού και δύο ζώνες εξόρυξης της Ισπανίας, καλύπτοντας δείγματα με όξινες έως αλκαλικές τιμές pH. Παραδόξως, βρήκαμε ένα μη αμελητέο κλάσμα πλήρως υδατοδιαλυτού Tl στα περισσότερα δείγματα όλων των περιοχών, γεγονός που δεν έχει αναφερθεί στο παρελθόν σε αυτά τα περιβάλλοντα και το οποίο εγείρει ανησυχία για πιθανούς κινδύνους για την υγεία που δεν είχαν εντοπιστεί προηγουμένως.

Αυτό το Tl εμφανίζεται στην κατάσταση οξείδωσης +1 και διαλύεται εύκολα στο νερό, πράγμα που σημαίνει ότι δεν συνδέεται με καμία ορυκτή επιφάνεια με αρνητικό φορτίο, όπως οι άργιλοι, οι οποίοι είναι πολύ άφθονοι στα εδάφη. Αυτή η εξαιρετικά διαλυτή φάση ξεπερνά τα πρότυπα πόσιμου νερού πολλών χωρών και μπορεί εύκολα να μεταφερθεί στα υπόγεια ύδατα εάν παρατηρηθεί κακή κατακράτηση Tl σε όλη τη στήλη του εδάφους και η αρχική περιεκτικότητα στην επιφάνεια είναι σχετικά υψηλή, όπως διαπιστώθηκε σε ορισμένες τοποθεσίες. Ενέχει επίσης σημαντικό κίνδυνο για την υγεία που σχετίζεται με την αναπνοή μικρών σωματιδίων σκόνης από ανθρακικά άλατα που περιέχουν Tl, τα οποία ανεβαίνουν στις επιφάνειες του εδάφους σε (ημί) ξηρά κλίματα κατά τις ξηρές περιόδους.

Τα περισσότερα από τα δείγματα εδάφους από μια μεταλλουργική περιοχή έδειξαν υψηλά επίπεδα σχετικά διαθέσιμου Tl και επιτεύχθηκε ισχυρή συσχέτιση μεταξύ του εκχυλισμένου μαγγανίου (Mn) και του Tl σε ένα από τα στάδια εκχύλισης της διαδικασίας που ακολουθήθηκε, υποδηλώνοντας ισχυρή συσχέτιση του Tl με κακή κρυσταλλικά οξείδια μαγγανίου.

Αντίθετα, στην πλειονότητα των μολυσμένων δειγμάτων εδάφους από αμιγώς εξορυκτικά περιβάλλοντα, το μεγαλύτερο μέρος του Tl βρέθηκε στο υπολειμματικό κλάσμα σε πιο πυρίμαχα ορυκτά, πιθανότατα συνδεδεμένα με αργιλοπυριτικά ορυκτά, είτε πρωτογενών (άστριοι και μαρμαρυγία) είτε δευτερογενών (άργιλοι και γιαροσίτες) προελεύσεις. Ωστόσο, ακόμη και οι χαμηλές τιμές σχετικά διαθέσιμων κλασμάτων Tl σε αυτά τα υπολείμματα ορυχείων ενδέχεται να αντιπροσωπεύουν πιθανούς κινδύνους για την υγεία που πρέπει να αξιολογηθούν περαιτέρω.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο, Κλασματοποίηση και κινητικότητα του θαλλίου σε περιοχές που επηρεάζονται από μεταλλευτικές-μεταλλουργικές δραστηριότητες:Αναγνώριση ενός υδατοδιαλυτού κλάσματος Tl(I), που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Environmental Pollution.

Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Yusniel Cruz-Hernandez, Mismel Ruiz-García, Mario Villalobos*, Francisco Martin Romero, Elizabeth Hernandez-Alvarez και Teresa Pi-Puig από το Universidad Nacional Autónoma de México Ciudad Universitada Universitaria, de Sonora και Fernando Garrido από το Museo Nacional de Ciencias Naturales.