Die weltweit größte bekannte Lithiumablagerung existiert in einer riesigen Salzpfanne namens Salar de Uyuni, die sich für Tausende von Quadratmeilen auf einem hohen, trockenen Andenplateau in Bolivien erstreckt. Während des größten Teils des Jahres verkrustete Salzkristalle das Gelände, weiß wie der Zucker des Süßwarens. Während der Regenzeit bündeln Sie Regenwasserspiegel, die Berge und Himmel umgeben.
„Der Salar ist ein magischer Ort für Reisende aus der ganzen Welt, die die Farben, die Reflexionen in dieser endlosen weißen Landschaft sehen“, sagte Avner Vengosh, Vorsitzender von Umweltqualität in Nicholas, an der Nicholas School of the Environment.
Was die meisten Touristen nicht sehen, ist die riesige Lithiumreserve, die in stark salziger oder salzigem Sole direkt unter ihren Schuhen gelöst ist. In Sedimenten und Salzen, die ein paar Fuß bis mehr als 160 Fuß unter der Oberfläche hinabsteigen, könnte diese ungenutzte Fuge möglicherweise eine wichtige Ressource für den Sektor für erneuerbare Energien sein.
In den letzten Jahren ist Vengosh, der auch Vorsitzender der Abteilung für Erde und Klimaschutz an der Nicholas School ist, und Ph.D. Der Student Gordon Williams hat daran gearbeitet, die potenziellen Auswirkungen der Umweltgesundheit des Lithiumabbaus sowohl in den USA als auch im Ausland zu verstehen.
Berichterstattung in Umweltwissenschafts- und Technologiebriefe Im Januar führte das Duo die erste gründliche chemische Analyse des Abwassers durch, die mit dem Abbau der Lithium -Sole am Salar de uyuni im Zusammenhang mit dem Abbau der Lithium -Salzlaste verbunden war. Ihre Ergebnisse könnten Strategien zur Verwaltung zukünftiger Bergbauoperationen nachhaltiger und das fragile Salkumgebnis schützen.
Der Lithium-Brine-Mining beinhaltet derzeit einen mehrstufigen Prozess, der im Allgemeinen so verläuft: Sole wird von unterhalb der Oberfläche in eine Reihe flacher, oberirdischer Verdunstungsteiche gepumpt. Wenn die Flüssigkeit in aufeinanderfolgenden Teichen verdunstet, schließen unerwünschte Salze aus. Lithium konzentriert sich jedoch in der Salzlösung in jeder Phase. Das konzentrierte Lithium wird schließlich von den Verdunstungsteichen zu einer nahe gelegenen Einrichtung zur Verarbeitung in Lithiumcarbonat bewegt – das Material, das in wiederaufladbare Batterien geht.
Die Lithium -Extraktion im Salar de Uyuni befindet sich in vorläufigen Stadien. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass das langfristige Berging von Lithiumlasten in anderen Salzpfannen wie dem Salar de Atacama in Chile dazu führen kann, dass der Grundwasserspiegel abnimmt und landet, um nachzulassen oder zu sinken. Solche Auswirkungen könnten laut Vengosh die Zukunft des Lithiumabbaus am Salar de Uyuni beeinflussen.
Für ihre Studie analysierten Williams und Vengosh die Chemie von Lithium -Sole und Abfallmaterialien im Zusammenhang mit einem Pilot -Bergbaubetrieb im Salar de Uyuni. Insbesondere waren sie daran interessiert, die Säure und das Vorhandensein von Spurenelementen wie Arsen, einem giftigen Metall, das bei exponierten Menschen und Wildtieren eine Reihe von Gesundheitsproblemen verursachen kann, zu bestimmen. Proben aus der Minenstelle enthielten natürliche Salzlake, die vom Untergrund gepumpt wurden; Sole aus acht Verdunstungsteichen; und Abwasser aus der Lithiumverarbeitungsanlage.
In natürlichen Sole -Proben maß das Team die Arsenspiegel zwischen 1 und 9 Teilen pro Million sowie relativ neutraler Säure. Im Vergleich dazu wurde die Spalte der Verdunstungsteich immer saurer, da sie konzentrierter wurde.
Der Arsenspiegel stieg auch dramatisch vom Teich zum Teich an. Zum Beispiel enthüllte der letzte Teich den Arsenspiegel bei fast 50 Teilen pro Million – etwa das 1.400 -fache höher als der von der US -Umweltschutzbehörde als ökologisch akzeptable Benchmark.
„Dieser Arsenniveau ist extrem hoch“, bemerkte Vengosh. „Meine Gruppe hat weltweit – in Afrika, Europa, Vietnam und Indien – gearbeitet, und ich glaube nicht, dass wir jemals das Arsenniveau gemessen haben.“
Wie die Autoren feststellten, kann die undichte oder absichtliche Entladung von Salzlösung von den Verdunstungsteichen bis zur umgebenden Salzpfanne die Tierwelt negativ beeinflussen.
„Es besteht ein Risiko für Bioakkumulation“, sagte Williams und bezog sich auf den Prozess, durch den sich Chemikalien im Laufe der Zeit in Organismen aufbauen, mit potenziell schädlichen Folgen. Flamingos beispielsweise ernähren sich von lokalen Sole -Garnelen, die auf Arsen in Höhe von über 8 Teilen pro Million empfindlich sind.
Das Team stellte außerdem fest, dass Borniveaus – was möglicherweise von der Art der Exposition zu gesundheitlichen Auswirkungen führen kann – vom Verdunstungsteich zum Verdunstungsteich. Im Gegensatz dazu zeigte Abwasser aus der Lithium -Verarbeitungsanlage relativ geringe Bor- und Arsenspiegel ähnlich wie in den natürlichen Salzlern und in einigen Fällen niedriger als in den natürlichen Salzs.
Darüber hinaus untersuchten Williams und Vengosh die potenziellen Auswirkungen der Einnahme von verbrauchten Sole – dh eine Salzlake, die nach dem Entfernen von Lithium übrig geblieben ist – oder Abwasser aus der Lithiumverarbeitung und in die Lithiumablagerung zurück. Die Lithium-Mining-Industrie hat darauf hingewiesen, dass diese Ansätze der Absenkung des Landes entgegenwirken können.
Das Team stellte fest, dass beide Injektionsmethoden unerwünschte Folgen haben würden. Zum Beispiel würde sich die verbrauchte Sole wahrscheinlich schlecht mit natürlicher Salzlösung vermischen, den Strömungsfluss unter der Oberfläche behindern und möglicherweise das Pumpen stören. Andererseits könnte das Einspritzen von Abwasser in die Ablagerung die Lithium -Ressource verdünnen.
Eine potenzielle Lösung zur Verhinderung von Landabsenkung wäre es, die verbrauchte Salzlaste sorgfältig mit Abwasser zu mischen, um ein chemisches Gleichgewicht mit der natürlichen Salzlösung zu erreichen, wie die Autoren angegeben haben. Zukünftige Studien sollten jedoch die ökologischen Auswirkungen dieser Strategie weiter untersuchen, fügten sie hinzu.
Williams und Vengosh wenden ihre Aufmerksamkeit auf den Ursprung von Lithium im Salar de Uyuni.
„Wir bauen ein geochemisches Modell auf, um zu verstehen, warum Lithium in diesen Salzlern angereichert ist“, erklärte Williams. „Was ist die Quelle? Und was verursacht der Mechanismus diese Konzentration?“
Zusätzlich sind Williams, Vengosh und Ph.D. Student Hannah Wudke arbeitet mit einem anderen Nicholas -Schulteam zusammen – angeführt von John O. Blackburn Distinguished Professor Erika Weinthal -zu verstehen, wie Lithium-Brine-Bergbau am Salar de Uyuni die Gesundheit und das Wohlergehen benachbarter indigener Gemeinschaften beeinflussen könnte.
„Wir sehen Lithium als die Zukunft für die Energiesicherheit, daher versuchen wir, es aus verschiedenen Blickwinkeln zu analysieren, um eine nachhaltige Entwicklung und Lieferungen zu gewährleisten“, sagte Vengosh.
