礦山環(huán)境修復前沿生物技術

環(huán)境修復網(wǎng)訊:隨著推動可持續(xù)采礦作業(yè)的力度越來越大，將會有越來越多的舊礦址被環(huán)境修復。

位于加拿大Yukon中南部的Faro礦曾是世界上最大的露天鉛鋅礦，21年前被廢棄，現(xiàn)在有7000萬噸的尾礦和3.2億噸含有重金屬和酸的廢石。

加拿大政府將在Yukon政府、Kaska Dena First Nations和Faro鎮(zhèn)的幫助下，監(jiān)督一個價值5.9億加元的Faro環(huán)境修復項目。礦區(qū)的主要環(huán)境修復活動預計于2022年開始，大約需要25年才能完成。然而，政府官員尚未收到該項目的正式環(huán)境修復方案。

除了Faro以外，其他需要修復Yukon舊礦山包括Mount Nansen、Clinton Creek、Ketza River和Keno Hill。到目前為止，Keno Hill是Yukon礦區(qū)第一個正式提交環(huán)境修復方案到監(jiān)管部門批準的舊礦山。

什么是礦山環(huán)境修復?

采礦作業(yè)產(chǎn)生了大量的危險廢物，這些廢物經(jīng)常被收集在尾礦池和尾礦庫中。在世界各地，長期關閉的礦山尾礦給當?shù)厣鐓^(qū)帶來了無法應對的環(huán)境挑戰(zhàn)。

環(huán)境修復是指為了保護人體健康和生態(tài)環(huán)境，對原礦區(qū)的污染物進行處理或去除的過程。修復項目可包括土壤、沉積物、地下水或地表水的處理或清除；設施的拆除；升級攔截壩以防止尾礦泄漏；尾礦庫和廢石堆的工程土覆蓋；和水處理系統(tǒng)升級，使受污染的水遠離當?shù)厮颉?/p>

根據(jù)市場研究公司的報告，全球環(huán)境修復市場預計將以7.5%的復合年增長率增長，到2025年達1522.3億美元。這種環(huán)境修復服務的增長是由石油、天然氣和金屬礦不斷增長的需求推動的（編者注：目前疫情已經(jīng)極大降低了這些資源的需求）。北美和西歐被認為是環(huán)境修復服務的主要區(qū)域市場，占總市場收入的80%。

在加拿大，如果在2003年以前被允許開的礦，那么對廢棄礦的修復是聯(lián)邦政府的財政責任。2003年以后獲得許可證的，由省或地方政府負責。在礦區(qū)開展修復活動之前，必須提交修復方案，以獲得監(jiān)管部門的批準。這些方案是綜合研究和與包括first nations在內(nèi)的受影響社區(qū)進行大量磋商的結(jié)果。通過招標特許，政府可以將合同授予環(huán)境修復服務公司，由其制定和施行礦山環(huán)境修復實施方案。

生物技術和環(huán)境修復

有時候，最復雜的挑戰(zhàn)會被最令人驚訝的解決方案所克服。微生物學家Nadia Mykytczuk在2019年4月的現(xiàn)代采礦和技術Subbury Week上解釋說，礦坑和尾礦庫擁有自己獨特的生態(tài)系統(tǒng)。生活在這些生態(tài)系統(tǒng)中的微生物可能有能力修復礦山。這一過程被稱為生物修復，目前正作為一種可能的解決方案進行試驗，以應對采礦業(yè)的環(huán)境挑戰(zhàn)。

這種生物技術的另一個好處是金屬的潛在經(jīng)濟復蘇。Mykytczuk說:“如果我們能利用這些微生物，讓它們?yōu)槲覀児ぷ?，它們就能有效地浸出我們沒有通過傳統(tǒng)工藝百分之百提取的剩余金屬?！彼壳罢诎泊舐允ubdury的Long Lake礦山項目中研究微生物在金屬回收中的作用。這些特殊的微生物以砷為食，在修復礦山的同時回收剩余的黃金資源。如果這一進程能夠證明在更大的范圍內(nèi)取得成功，它就可以減少礦山項目的環(huán)境和財政責任。

雖然現(xiàn)有的礦山生物修復項目仍處于探索階段，但到目前為止的結(jié)果已證明有必要在安大略省北部建立礦山廢物生物技術中心。

Yukon地區(qū)的Keno Hill銀礦區(qū)

在礦山廣泛采用生物修復技術的關鍵挑戰(zhàn)之一是它如何適應更寒冷的氣候。

作為修復方案的一部分，在Yukon的Keno Hill銀礦區(qū)的Silver King舊礦山，Alexco環(huán)保集團(AEG)，在溫哥華的礦業(yè)公司Alexco資源的子公司中試使用天然存在于礦井的細菌氧化污染物到更穩(wěn)定的狀態(tài)。這些都是非常容易理解和簡單的生物過程，30多年前在挪威和瑞典發(fā)現(xiàn)和研究，最近在北美發(fā)現(xiàn)和研究。

在2018年，AEG從各種修復項目中獲得了1990萬加元的收入，并利用其中一部分資金收購了在Saskatoon的Contango Strategies，該公司專門從事用于采礦、工業(yè)和石油天然氣業(yè)的生物水處理系統(tǒng)。Contango擁有一個內(nèi)部的DNA測序設施和微生物學設施，用于識別最合適的微生物，在環(huán)境修復廣泛應用。

Keno Hill的生物修復過程包括將溶解的有機碳，如酒精或糖蜜(即糖)，注入到一個被有目的淹沒的礦井中。同時，在一個循環(huán)井里的泵幫助把糖輸送到整個礦里。礦井被密封起來，以防止氧氣進入系統(tǒng)，并為細菌提供良好的生長環(huán)境。然后，細菌菌落開始將水中溶解的硫酸鹽副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為可溶的單質(zhì)硫，單質(zhì)硫又與溶解的金屬如鋅和鎘結(jié)合，形成穩(wěn)定的硫化礦物，即自然界中金屬的形態(tài)。

“當硫化物與這些金屬結(jié)合時，會產(chǎn)生穩(wěn)定的固體顆粒，即沉淀物，這些沉淀物會從水中沉降到礦池底部，形成沉淀物。AEG技術服務副總裁Linda Broughton通過電子郵件向Yukon News解釋說:“通過這種方式，很大比例的礦池水中的鎘和鋅被從水中除去，并在礦內(nèi)保持穩(wěn)定的狀態(tài)?！?/p>

位于Keno Hill的Silver King銀鉛礦于1913年首次開礦，它的前東家廢棄了它，讓聯(lián)邦政府負責修復遺留下來的環(huán)境危害。2006年，Alexco資源獲得Keno Hill礦區(qū)的采礦權后，還與聯(lián)邦政府達成了一項成本分擔協(xié)議，這是第一次也是唯一一次由私人和政府共同參與的舊礦區(qū)復墾計劃。

2018年9月，Keno Hill成為Yukon地區(qū)歷史上第一個提交了一份正式修復方案的廢棄礦山，等待Yukon環(huán)境和社會經(jīng)濟評估委員會的監(jiān)管批準。修復方案涉及的范圍遠遠超過生物修復中試項目；它包括物理復墾和封閉以穩(wěn)定結(jié)構，消除對水質(zhì)和環(huán)境有不利影響的“源頭”，鞏固尾礦以拆除擋水壩結(jié)構。加拿大政府通過與Alexco的費用分攤安排，預期將為Keno Hill礦山修復活動提供1.115億加元的資金。

除了Keno Hill舊礦山的復墾外，Alexco資源公司正在探索和開發(fā)該地區(qū)進一步生產(chǎn)白銀的潛力，并已經(jīng)在該地建立了一個加工廠。2019年3月28日發(fā)布的一份可行性前研究報告，概述了四個礦床的可開采資源，共計1177379噸，平均含804克銀/噸、2.98%的鉛、4.13%的鋅和0.34克金/噸。預可行性研究突出了稅后NPV為1.013億加元，折扣率為5%；按礦山的平均壽命計算，稅后IRR為74%，按目前的金屬價格計算，所有成本為每盎司銀11.98美元。一旦Keno Hill再次投產(chǎn)，Alexco預計將成為加拿大唯一的主要白銀生產(chǎn)商。

這種公私合營的結(jié)構正在成為推進廢棄礦場復墾的一種模式。這種合作關系使加拿大政府得以與買方合作，監(jiān)督并資助這一修復項目。

2019年5月，AEG與合資伙伴JDS Energy and Mining獲得了從加拿大政府購買Yukon地區(qū)廢棄Mount Nansen礦山的權利。該項目位于Little Salmon/Carmacks First Nation的傳統(tǒng)領土上，需要獲得監(jiān)管部門的批準，包括獲得水許可。

加拿大政府在5月6日的新聞發(fā)布會上表示，“這次出售是多年來加拿大政府、Yukon政府、Little Salmon/Carmacks First Nation和PricewaterhouseCoopers作為法庭任命的前礦主的接受者之間合作的產(chǎn)物。出售協(xié)議是朝著修復礦山邁出的重要一步，并確保修復將有利于Yukon和First Nations”

總結(jié)

歷史上，采礦業(yè)一直是一個環(huán)境混亂的行業(yè)，當?shù)厣鐓^(qū)首當其沖受到影響。隨著當?shù)厣鐓^(qū)在批準新的采礦項目方面擁有更大的發(fā)言權，過去的災難以及對人體健康和周圍生態(tài)系統(tǒng)造成的威脅常常被引用為一個社區(qū)為新礦開綠燈最令人擔憂的事情之一。通過減小這些環(huán)境風險，今天在環(huán)境修復方面取得的進展可能具有重大價值，不僅對過去的采礦作業(yè)，而且對未來的采礦業(yè)也是如此。

原標題:【技術系列】礦山環(huán)境修復前沿生物技術