艾米莉伯恩特在山顶搬迁矿业

伯恩哈特谈到与这种采矿实践的环境和人类健康后果有关的生长科学。

煤炭表面挖掘 - 包括条带采矿,露天采矿和山顶清除采矿–已被广泛审查其对水质,动物开发和沿线植物的健康影响的潜在影响。杜克大学的Emily Bernhardt和她的同事最近发表了几篇高调的论文,提供了尖端科学,以帮助通知关于煤炭煤炭矿业的辩论。德国德尔斯基博主·杜瓦尔有机会与伯恩哈特博士说,了解采矿影响河流生态系统,这项研究的政策影响,以及恢复阿巴拉契亚景观的措施是什么,煤炭开采损失。

煤炭表面挖掘改变了阿巴拉契亚地区的景观。请描述此采矿方法。为什么环保主义者关注它?

当然。地表煤矿矿业使矿业公司进入煤炭浅层,他们无法与传统的地下采矿。这些煤层通常在土壤表面的700英尺范围内,采矿公司通过促进上覆的土壤和岩石来通过炸药来通过。

山顶山脉表面采矿后的阿巴拉契亚山。 单击此处展开图像。图片由艾米莉伯恩特提供。

煤层可以非常薄,但进入它们产生巨大的废岩。问题是,这种废物岩石需要搬出允许持续采矿的方式,以及将这种浪费的明显场所,或 覆盖物,在相邻的流谷。这种做法已被称为 山顶采矿与山谷填充 - 因为它涉及将顶部吹出山脉并在山谷中处理它们。

目前,超过5%的阿巴拉契亚人的土地面积已从森林转换为积极和再生的地面矿山,使其成为该地区的主要土地利用变化形式。

这代表了Appalachian森林栖息地的大量损失,因为采矿企业在建立在再生地雷的树木方面已经不成功。这也意味着现在埋葬的溪流正在流动采矿覆盖层,并将大量的岩石和煤衍生的盐作为阿巴拉契亚河流。矿山下游的溪流和河流变得越来越盐水,这导致许多无法处理盐的淡水生物的局部灭绝。

采矿覆盖层还产生几种可能有毒的毒性微型元素,这些内容损坏了下游野生动物。硒特别关注,因为它是煤中的普遍存在的微量元素,并且在页岩岩石中容易被浸出到表面和地面水中。硒生物积累在藻类和流昆虫中,可以导致鱼和吃它们的鸟类的显着死亡率和生长畸形。在过去的几年里,我花了很多时间,试图了解阿巴拉契亚内部的数百个单独的矿井是统称地区区域的水质。

你的 2012年7月纸 在杂志中 环境科学与技术 在硫酸盐如硫酸盐如硫酸盐中报告强烈的相关性,并且导电性增加,以及采矿活性水平。为什么这些变量明确有害流动健康?

导电性是我们可以测量淡水的盐度的快速和肮脏的方式。水含有更多溶解的盐,或 离子,更容易进行电力。

显示水和离子在淡水鱼中的运动的图 Wikimedia Commons。 单击此处展开此图像。

我们知道盐度对淡水生物有压力,其生理学适应于维持咸的内部条件而不是周围的水。通过简单地使水生生物更难以维持 渗透平衡,盐度的增加可能是压力。

硫酸盐是表面煤矿废物中的主要离子 - 其中大部分是直接从煤矿产生的。硫酸盐基本上被细菌放下,因为黄铁矿(FES2)矿物质在石炭系时期,300-350万年前,当这种煤首先是大型热带沼泽的沉积物时。

只要煤就在大气中的氧气中分离出来,硫磺中的含量保持在矿物质中。一旦煤被带到表面上,硫铁矿就迅速氧化以溶解氧化铁,硫酸盐和氢离子。高硫酸盐浓度可能并非自己负责水生生物脂肪的损失,但流水中的硫酸盐浓度升高是一种肯定的迹象,即流量正在接受大量的采矿衍生的流出物。

由于煤含有各种微量元素(硒,锰,砷,铝),我们可以期望许多这些离子也会升高。一旦它进入沉积物,硫都会发生成问题,因为它进入沉积物的沉积物,其中在没有氧的微生物可以将硫酸酯转化为硫化物,非常有效的毒素到许多微生物和植物。

以前的工作组 还表明通过采矿废物对几种鱼类造成直接伤害。由于流食物网中断,您的新工作也意味着间接影响吗?

这是一个很大的问题,我们目前正在追求我们的研究。几乎所有昆虫食草食草,叶粉剂和来自开采流的捕食者都必须对能量和营养素通过流食物网移动的方式具有重要影响。许多敏感的本土鱼类在开采的溪流中不存在,但甚至在谷填充物下方仍然存在许多耐受的鱼类。我们想知道鱼类正在吃什么,因为梅花和石头花了吗?他们改变的饮食如何影响硒的生物镀金潜力?“

您和您的同事对山顶表面挖掘的研究对环境政策具有明显的影响。您的调查结果是否已实施到最近的任何法律中?是否有预期的主要法庭决定,用于根据分水岭质量调节表面挖掘?

我从来没有研究过,这对政策制造商立即相关和有用。我们的调查结果是在若干诉讼中的证词和西弗吉尼亚水质委员会之前的听证会。

在所有情况下,法官或专家小组已经被科学彻底相信 - 决定的决定是有明确和无可辩驳的证据表明,表面挖掘对区域水质的累积影响。然而,由此产生的决定通常基于法律先例而不是科学证据。

这种采矿实践的广泛环境和人类健康后果的迅速增长的工作正是,采矿公司宣称新的矿井许可证越来越困难。

这是一个小而重要的一步,迈向新型采矿活动的规定注入更好的科学。

(a)在西弗吉尼亚州的Hobet矿的活跃和再生部分。 (b)山谷
排出一部分发抖矿。 (c)拖网挖掘机能够通过拖拉桶的每次通过,挖掘30-60公吨材料。 (d)铁沉淀涂覆孔孔的床,在肯塔基州排出山顶采矿操作。 Vivian Stockman拍摄的照片(a&c),Ty Lindbergh(B)和Ken Fritz(D)。 单击此处展开图像。

什么是需要回答与山顶表面挖掘有关的问题,以及您的小组如何解决这些问题?

我们现在正在追求的主要问题之一是研究地表煤矿污染出口的变化。我们正在扩展我们的实地工作,以从所有发展阶段收集来自矿山的排水水域–被遗弃,回收,在填海和活跃中–并在不同的填充管理方法下。我们想了解如何填补年龄,填充量和填充建设会影响所产生的采矿污染物的程度。

理想情况下,我们很乐意找到一些异常值,在地面矿山没有产生显着的污染物负荷,因为这些异常值可以提供重要的信息,以帮助我们降低未来采矿污染。

我们有初步证据表明,阿巴拉契亚的一些最古老的山顶矿山在15年以上,判断出全面回收,仍然将流水与目前活性矿山的盐度和离子组成释放。

无论有关未来采矿的政治和监管决策如何,很明显,需要进行重大努力,以清理已经在整个地区产生的采矿污染。

底线:地球博客本杰明D.杜瓦尔与伯恩哈特博士谈到采矿影响河流生态系统如何,这项研究的政策影响,以及恢复阿巴拉契亚景观的内容被煤炭开采退化。

本杰明D. Duval.