تعدين الخامات المعدنية وأثره في البيئة

• أوضح أهمية طرق الاستكشاف الجيولوجي في استكشاف باطن الأرض.
• أصف كيفية استخراج بعض الخامات المعدنية من الصخور.
• أناقش الآثار البيئية الناجمة عن تعدين الخامات المعدنية.

ما التعدين ولماذا نستخرج الخامات؟

يُسهم التعدين في دعم الاقتصاد وتوفير المواد الخام، على الرغم من آثاره البيئية التي تُدار بإستراتيجيات فعّالة، مثل إعادة استخدام المناجم.

• الاستكشاف الجيولوجي يهدف إلى تعرُّف الأماكن التي توجد بها الصخور التي تحتوي على الخامات المعدنية مثل الحديد والنحاس والفوسفات، وتحديد مواقعها بدقة.
• الغاية: استخراجها بطريقة منظمة غير عشوائية بأقل التكاليف والنفقات، والاستفادة منها اقتصاديًا.

• تُستخرج الخامات المعدنية من القشرة الأرضية بطريقتين أساسيتين:
• التعدين السطحي.
• التعدين تحت السطحي.

التعدين السطحي: متى نحفر من الأعلى؟

• اسم آخر: يسمى هذا النوع من التعدين أيضًا التعدين المفتوح.
• الخطوات في هذه الطريقة:
• أولًا تُزال التربة والصخور التي تعلو جسم الخام بآلات ثقيلة مُخصَّصة لذلك.
• عند تكشُّفه تُستخدم الحفارات الضخمة أو الجرافات في حفر الخام المعدني وإزالته، وتحميله في شاحنات النقل.
• ثم تنقله الشاحنات من موقع التعدين إلى مرافق المعالجة أو المخازن.

التعدين تحت السطحي: حين يكون الخام عميقًا

• العمق: يزيد على $50\ \text{m}$ تقريبًا تحت سطح الأرض.
• طرائقه: الأنفاق المائلة والأعمدة الرأسية والأنفاق الأفقية، دون إزالة التربة والصخور التي تعلوها.

• الأنفاق المائلة: تُحفر بزوايا مختلفة بحسب الظروف الجيولوجية.
• الأعماق التي يوجد فيها الخام.
• نوع الصخور والتراكيب الجيولوجية كالطيات والصدوع.
• نوعية الخام المُستخرَج.
• الأعمدة الرأسية (الأنفاق العمودية): تُستخدم عند خامات على أعماق كبيرة جدًا يتعذر معها حفر الأنفاق المائلة.
• تُحفر أعمدة رأسية للوصول إلى الخامات المعدنية.
• ثم تنقل بعد ذلك إلى السطح باستخدام المصاعد.
• الأنفاق الأفقية: أنفاق تُحفر في جانب التلال أو الجبال، ثم يتم تتبع طبقات الخام أفقيًا بدلًا من الحفر العمودي.

ما الذي يقرر إن كان التعدين مجديًا؟

• تتأثر عملية التعدين بعوامل عديدة، منها:
• أهمية الخامات في الصناعات المختلفة ومستوى الطلب عليها، إذ تصبح ذات جدوى اقتصادية بزيادة الطلب.
• كمية أو احتياطيات الخامات تحت سطح الأرض ومدة استمرارية تعدينها: كلما كانت الكمية أكبر والمدة أطول كانت الجدوى الاقتصادية أعلى.
• الظروف الجيولوجية: تزداد التكلفة إذا كانت الخامات على أعماق كبيرة بسبب حفر أنفاق عميقة، وتنخفض عند التعدين السطحي.

فقدان المواطن: حين تختفي الغابة

تُسبب عملية استخراج الخامات المعدنية أضرارًا بيئية عديدة، منها:

• إزالة التربة والصخور أثناء التعدين تدمر مواطن العديد من الكائنات الحية في منطقة التعدين، مثل الغابات.
• النتيجة: فقدان أعداد كبيرة من النباتات والحيوانات في تلك المناطق.
• النظم البيئية المائية: تتأثر بتلوث المياه بالرواسب الناجمة عن استخراج الخامات، ما يعرض الكائنات الحية المائية للخطر.

تلوث المياه: سموم تفصل المعادن عن الصخر

• تلوث المياه من أبرز المشكلات البيئية المرتبطة بالتعدين.
• السبب: تُستخدم عناصر كيميائية سامة مثل الرصاص والسيانيد والزرنيخ في فصل المعادن عن الصخور غير المرغوب فيها.
• وصول السموم: تصل إلى مصادر المياه السطحية القريبة مثل الأنهار، أو تتسرب إلى باطن الأرض حتى تصل إلى المياه الجوفية فتلوثها.

تلوث الهواء: غبار الحفر والتكسير

• مصدر الغبار: تطلق عمليات الحفر والتكسير وتنقية الخامات المعدنية كميات هائلة من الغبار.
• محتواه: عناصر تتسبب في تلوث الهواء مثل الرصاص والسيانيد والحديد والكبريت.
• مثال: استخراج معدن البيريت ($\text{FeS}_2$) للحصول على الكبريت يطلق كميات كبيرة من الحديد والكبريت إلى الهواء.

تعرية التربة: حين تذهب الطبقة الخصبة

• إزالة التربة تدمر الطبقة الخصبة الضرورية لزراعة النباتات ودعم الحياة النباتية والحيوانية.
• تتأثر النظم البيئية في المنطقة بشكل كبير.
• تصبح الأراضي الخصبة سابقًا غير صالحة للزراعة بعد انتهاء التعدين.
• التربة المزالة تنجرف بفعل مياه الأمطار والرياح، وتحمل الأمطار التربة إلى الأنهار.
• يزيد ترسبها سُمك الرسوبيات في النهر.
• وتنخفض الحياة المائية.
• وتزداد احتمالية حدوث الفيضانات، ما يزيد تفاقم الأضرار البيئية.

أستنتج الآثار البيئية الناتجة من تراكم الرسوبيات في النهر.

الضجيج والإضاءة: مناجم لا تنام

• مناجم ضخمة تعمل 24 ساعة طوال السنة، فيستمر ضجيج الآلات الثقيلة مثل الحفارات والشاحنات والكسارات.
• أثره في السكان المحليين: إزعاج يؤثر سلبًا في صحتهم النفسية والجسدية، مثل اضطرابات النوم والتوتر.
• أثره في الحياة البرية: هجرة الحيوانات من مواطنها الطبيعية واضطرابات في نمط حياتها.
• تأثيرات سلبية أخرى: تدمير المناظر الطبيعية، وتأثير الإضاءة الليلية الدائمة على معيشة السكان المحيطين بمواقع التعدين.

إدارة الأثر: قبل المنجم وبعده

• تقييم الآثار البيئية يُجرى قبل البدء بأي مشروع تعدين، وقبل اتخاذ القرار بإنشاء المنجم وإعطاء الإذن ببدء عمليات التعدين.
• محتواه غالبًا: تفاصيل حول التأهيل البيئي، والترميم، وإعادة الاستخدام.

التأهيل البيئي: إغلاق الموقع بأمان

الترميم: إعادة بناء النظام البيئي

• قد يتم أيضًا إنشاء محميات طبيعية، بما في ذلك البحيرات الاصطناعية الصغيرة التي تشكّلت في مناطق التعدين السطحي.

إعادة الاستخدام: منجم بعد المنجم

• اتجاه حديث: إعادة استخدام المناجم والمحاجر المتوقفة بحيث تستمر في المساهمة اقتصاديًا في المجتمعات المحلية.
• أمثلة على الاستخدام:
• التخلص من نفايات المكبات المنزلية في بعض المواقع.
• التحول إلى مناطق جذب سياحي.
• حلبة سباق غوتلاند رينغ في السويد.
• منجم الذهب المهجور «هوميز» في غانا: مركز لمشروع زراعي يضم مزارع الأسماك وتربية المواشي وزراعة الخضروات السياحية البيئية.

أوضّح: كيف يؤثر ترميم المناطق بعد الانتهاء من التعدين فيها على البيئة؟

اليورانيوم في وسط الأردن

• المسح الإشعاعي الجوي أظهر قِيَمًا إشعاعية شاذّة في مناطق عدّة في الأردن، منها وسط الأردن.
• الدلالة: وجود خامات اليورانيوم ضمن الصخور الجيرية الهشة بمساحة نحو $667\ \text{km}^2$، في طبقتين: إحداهما سطحية، والأخرى عميقة.

• بحسب الطبقة:
• الطبقة السطحية: الاستكشاف الجيوكيميائي، بحفر خنادق استكشافية بعمق ستة أمتار لجمع العينات الصخرية وتحليلها مخبريًا لتحديد تركيز اليورانيوم والعناصر المصاحبة له.
• الطبقة العميقة: المسح الإشعاعي الجيوفيزيائي، بحفر الآبار الاستكشافية وأخذ القراءات الإشعاعية لأشعة غاما باستخدام مسابر جيوفيزيائية.
• تُحوَّل قِيَم الإشعاع المقيس إلى تركيز مكافئ لليورانيوم.

• التقدير: كميات اليورانيوم في وسط الأردن نحو $41000\ \text{ton}$ من أكسيد اليورانيوم ($\text{U}_3\text{O}_8$).
• النسبة العالمية: تشكل الكميات المستكشفة في وسط الأردن 1% من النسب العالمية لموارد اليورانيوم.

أتحقق: أوضح أهمية طرق الاستكشاف الجيولوجي في استكشاف باطن الأرض.

أحدد الأمور التي تؤخذ بالحسبان عند استخدام الأنفاق المائلة.

أذكر عاملين يؤثران في تعدين الصخور والمعادن.

أحدد ثلاثة آثار بيئية تنجم عن عمليات التعدين.

أفسّر: يؤثر الضجيج في الحياة البرية في المناطق المحيطة بمواقع التعدين.

أصدر حُكمًا على صحة ما ورد في العبارة الآتية مع ذكر السبب:

قامت إحدى شركات تعدين الفوسفات بعد الانتهاء من العمل في المنجم بإزالة المُعَدّات وهدم المنشآت والتخلص من النفايات الصلبة، ثم تركت الموقع وانتقلت إلى موقع آخر للبحث عن صخر الفوسفات وتعدينه.

أذكر طريقتين يمكن عن طريقهما إعادة استخدام المناجم بعد الانتهاء من عمليات التعدين.