دراسة جديدة تكشف: تقديرات توفر المياه العذبة لتعدين الليثيوم مبالغ فيها – أهمية جودة الهواء
أمهرست، ماساتشوستس – أظهرت أبحاث جديدة حول تعدين الليثيوم في “مثلث الليثيوم” في تشيلي والأرجنتين وبوليفيا – مصدر أكثر من نصف موارد الليثيوم في العالم – أن النماذج المقبولة عمومًا المستخدمة لتقدير كمية المياه المتاحة لاستخراج الليثيوم وما قد تكون عليه الآثار البيئية غير دقيقة بمقدار كبير. الورقة، التي نُشرت في مجلة “الاتصالات الأرضية والبيئة”، تكشف أن هناك مياه أقل بكثير متاحة مما كان يُعتقد سابقًا. مع توقع زيادة الطلب على المعدن، الذي يعد حيويًا للبطاريات التي تدعم الانتقال الأخضر، بمعدل 40 ضعفًا خلال العقود القادمة، تشير الأبحاث إلى أنه يجب على المجتمعات المحلية والجهات التنظيمية وصناعة تعدين الليثيوم التعاون بسرعة لجعل استخدامهم للمياه ضمن حدود مستدامة.
الليثيوم، كما يقول ديفيد بوت، أستاذ علوم الأرض في جامعة ماساتشوستس أمهرست ومؤلف الورقة الرئيسي، هو عنصر غريب. إنه أخف المعادن ولكنه لا يحب أن يكون في شكل صلب. يميل الليثيوم إلى الوجود في طبقات من الرماد البركاني لكنه يتفاعل بسرعة مع الماء. عندما تتحرك الأمطار أو ذوبان الثلوج عبر طبقات الرماد، يتم تسرب الليثيوم إلى المياه الجوفية ويتحرك نحو الأسفل حتى يستقر في حوض مسطح حيث يبقى مذابًا كمزيج مالح من الماء والليثيوم. نظرًا لأن هذا المحلول الملحي كثيف جدًا، فإنه يستقر تحت جيوب من المياه العذبة السطحية التي تقع فوق السائل الغني بالليثيوم أدناه وتكون بحيرات.
غالباً ما تصبح هذه البحيرات ملاذاً لنظم بيئية فريدة وهشة وأنواع أيقونية مثل طيور الفلامنجو وهي ضرورية للمجتمعات المحلية بما فيها الشعوب الأصلية الذين عاشوا لفترة طويلة في مثلث الليثيوم. أي استخدام للمياه العذبة يحمل خطر إزعاج كل من الصحة البيئية للمنطقة وطرق الحياة التقليدية للشعوب الأصلية — وهنا يأتي دور بوت وفريقه الذين نشروا سابقاً عن دورة حياة المياه داخل المثلّثة.
“لقد نظرنا إلى 28 حوضاً مختلفاً داخل مثلّث الليثيم”، يقول المؤلف الرئيسي ألكسندر كيرشن الذي أكمل الدراسة كمساعد بحث بجامعة ماساتشوستس أمهرست “وأردنا فهم مدى ندرة المياه العذبة”.
هذه ليست مهمة سهلة لأن هذه الأحواض تقع في مناطق مرتفعة جداً وجافة للغاية ونائية نسبياً داخل جبال الأنديز. مثلّثة اللّيثر تزيد مساحتها عن 160,000 ميل مربع وهناك عدد قليل جداً من أجهزة الاستشعار ومحطات المراقبة لتتبع عوامل مثل تدفق الأنهار والهطول المطري.
“المناخ والهيدرولوجيا لمثلّثة اللّيثر صعبة الفهم للغاية”، يقول بوت؛ لذا اعتمد العلماء والمهندسون على نماذج مياه عالمية لتقدير أفضل لمدى توفر المياه وآثار التعدين البيئية ضمن المثلّثة.
تشير أكثر نماذج المياه العالمية استخداما إلى أن كمية المياه العذبة المتدفقة إلى أحواض مثلّثة اللّيثر تبلغ حوالي 90 و230 مم سنويًا. “لكن بعد التقييم الأول”، يقول كيرشن: “اشتباهنا بأنها ستكون غير دقيقة لأغراضنا”.
لذا قام الفريق ببناء نموذج خاص بهم يسمى نموذج توفر مياه أحواض المغلق لليثور (LiCBWA) — وما وجدوه كان انحرافا حادا عن الفهم التقليدي.
“لا يوجد الكثير من الماء الجديد يدخل هذه الأنظمة على الإطلاق”، يقول بوت. بينما تقدر النماذج العالمية متوسط 90 و230 مم سنويًا للتدفق الوارد ، يقدر LiCBWA ما بين 2 و33 مم ، اعتمادا على الحوض المحدد ، بمتوسط قدره فقط 11 مم سنويًا لـ28 حوضا تم دراستها . “الحكمة التقليدية تبالغ بشكل كبير فيما يتعلق بكمية الماء بمقدار لا يقل عن ترتيب واحد” ، كما قال بوت “ووجدنا أنه يجب تصنيف جميع الأحواض الـ28 تقريباً ضمن دراستنا بأنها ‘تعاني نقصا مائيا حرجة’ حتى دون احتساب الطلب الحالي ناهيك عن المستقبل”.
في الوقت نفسه تتغير عمليات تعدين اليورانيون . الطريقة القديمة المعروفة باسم التركيز بالتبخر تُحل محلها طريقة استخراج اليورانيون المباشر (DLE) — ويستخدم 56% من مواقع DLE بالمثل ثلوج أكثر مما كانت تستخدمه الطريقة القديمة بالتبخر . استخدمت حوالي ثلُت مرافق DLE (31%) عشرة أضعاف كمية الماء مقارنةً بالطريقة التبخيرية .
“نظرًا لأن تعدين اليورانيون هو واقع موجود بالفعل داخل مثلَّت اللّيثر”، استنتج المؤلفون “يتعين على العلماء والمجتمعات المحلية والجهات التنظيمية والمنتجين التعاون لتقليل استهلاك الماء” بالإضافة الى الالتزام بتحسين مراقبة الهطول المطري وتدفق الأنهار ومستويات المياه الجوفية للحصول على صورة هيدرولوجيه أدق .
ساهم باحثون من جامعة آلاسكا فاير بانكس وجامعة آلاسكا أنكوريج وجامعة دايتون بهذا البحث وتم توفير التمويل بواسطة مجموعة BMW وشركة BASF.
