Bernhardt talte om det voksende videnskabelige legeme relateret til miljømæssige og menneskelige sundhedsmæssige konsekvenser af denne minedrift.
Overfladedrift til kul - som kan omfatte inkl. Minedrift, åbent gruvedrift og fjernelse af bjergtop - er blevet undersøgt i vid udstrækning for dets potentielle indvirkning på vandkvalitet, dyreudvikling og planternes sundhed langs floder og vandløb. Duke Universitets Emily Bernhardt og hendes kolleger har for nylig offentliggjort adskillige højprofilerede artikler, der leverer avanceret videnskab til at hjælpe med at informere debatten om bjergtopmine for kul. EarthSky-blogger Benjamin D. Duval havde lejlighed til at tale med Dr. Bernhardt for at forstå, hvordan minedrift påvirker flodøkosystemer, de politiske implikationer af denne forskning, og om, hvad der kan gøres for at gendanne appalachiske landskaber forringet af kulminedrift.
Overfladedrift til kul har ændret landskabet i Appalachian-regionen. Beskriv denne minedriftmetode. Hvorfor er miljøforkæmpere bekymrede over det?
Jo da. Overfladekulminedrift gør det muligt for mineselskaber at få adgang til flade kulssømme, som de ikke kan komme til med traditionel underjordisk minedrift. Disse kulssømme er normalt inden for 700 fod fra jordoverfladen, og mineselskaber får adgang til dem ved at dynamisere off den overliggende jord og klippe.
Bjerge i Appalachia efter bjergvandring på bjergtoppen. Klik her for at udvide billedet. Billede med tilladelse fra Emily Bernhardt.
Kulssømmene kan være ganske tynde, men at komme til dem genererer en enorm mængde affaldssten. Problemet er, at denne affaldsberg skal flyttes ud af vejen for at tillade fortsat minedrift, og det åbenlyse sted at lægge dette affald, eller overbelaste, ligger i tilstødende strømdale. Denne praksis er blevet kendt som bjergtoppen minedrift med dal fylder - fordi det involverer at sprænge toppe væk fra bjerge og bortskaffe dem i dale.
I øjeblikket er mere end 5% af landoverfladearealet i Central Appalachians omdannet fra skove til aktive og genvundne overflademiner, hvilket gør det til den dominerende form for ændring af arealanvendelse i regionen.
Dette repræsenterer et betydeligt tab af appalachisk skovhabitat, fordi mineselskaber stort set har haft succes med at etablere træer på genvindede miner. Det betyder også, at nu nedgravede vandløb strømmer gennem minedrift overbelastning og leverer store mængder af sten og kulafledte salte til appalachiske floder. Strømme og floder nedstrøms for miner bliver i stigende grad saltvand, og dette fører til lokal udryddelse af mange ferskvandsorganismer, der ikke kan håndtere saltene.
Overbelastning i minedrift genererer også flere potentielt giftige sporstoffer, der skader nedstrøms vilde dyr. Selen er af særlig bekymring, fordi det er et fremherskende sporelement i kul og i skiferberg, der let udvaskes i overfladevand og grundvand. Selen bioakkumuleres i alger og strømme insekter og kan føre til betydelig dødelighed og vækstdeformiteter hos fiskene og fuglene, der spiser dem. Jeg har brugt meget tid i de sidste flere år på at forstå, hvordan de hundreder af individuelle miner i Appalachia samlet forringer vandkvaliteten i regionen.
Dit papir fra juli 2012 i tidsskriftet Miljøvidenskab og teknologi rapporterer stærke sammenhænge mellem minerydningsrester som sulfat og stigninger i elektrisk ledningsevne og minedriftaktivitetsniveauer. Hvorfor er disse variabler specifikt skadelige for strømmen sundhed?
Elektrisk ledningsevne er den hurtige og beskidte måde, hvorpå vi kan måle saltindholdet i et ferskvand. Vand indeholdende flere opløste salte eller ioner, leder lettere elektricitet.
Et diagram, der viser bevægelse af vand og ioner i ferskvandsfisk via Wikimedia Commons. Klik her for at udvide dette billede.
Vi ved, at saltholdigheden er stressende for ferskvandsorganismer, hvis fysiologi er tilpasset til at opretholde saltere indre forhold end det omgivende vand. Ved simpelthen at gøre det sværere for organismer, der lever i vand at opretholde osmotisk balance, kan stigningen i saltholdigheden være stressende.
Sulfat er en dominerende ion i overfladisk kulminedrift - og meget af det genereres direkte fra kulmineraler. Sulfat blev grundlæggende lagt ned af bakterier som pyrit (FeS2) mineraler tilbage i kulstofperioden, 300-350 millioner år siden, da dette kul først blev oprettet som sedimenter af store tropiske sumpe.
Så længe kulet er isoleret fra ilt i atmosfæren, forbliver svovlen bundet i mineralet. Når kul er bragt til overfladen, oxiderer pyritten hurtigt til opløste jernoxider, sulfat og brintioner. Høje sulfatkoncentrationer er sandsynligvis ikke selv ansvarlige for tabet af akvatisk biota, men forhøjede sulfatkoncentrationer i strømvand er et sikkert tegn på, at en strøm modtager betydelige mængder afledt spildevand.
Da kul indeholder alle mulige sporstoffer (selen, mangan, arsen, aluminium), kan vi forvente, at mange af disse ioner også er forhøjede. Svovl bliver problematisk for mange organismer, når den først kommer ind i sedimenterne, hvor mikrober i fravær af ilt kan omdanne sulfatet til sulfid, et meget potent toksin til mange mikrober og planter.
Tidligere arbejde fra din gruppe antyder også direkte skade på flere fiskearter ved minedrift. Indebærer dit nye arbejde også indirekte effekter på grund af forstyrrelser i strøm fødevarer?
Det er et stort spørgsmål, som vi i øjeblikket forfølger i vores forskning. Tabet af næsten alle insektplanter, bladskværtere og rovdyr fra udvindede vandløb skal have vigtige effekter på den måde energi og næringsstoffer bevæger sig gennem strøm fødevarer. Mange følsomme indfødte fisk er fraværende i udvindede vandløb, men et antal tolerante fisk forbliver selv umiddelbart under dalfyldninger. Vi spekulerer på, hvad fiskene spiser nu, hvor majskovene og stenflugterne er væk? Hvordan påvirker deres ændrede diæter potentialet for biomagnificering af selen? ”
Du og dine kollegers forskning inden for minedrift på bjergtoppen har åbenlyse konsekvenser for miljøpolitikken. Er dine fund blevet implementeret i nylige love? Er der nogen større retsafgørelser, der forventes i horisonten med hensyn til regulering af overfladedrift baseret på vandkvalitet?
Jeg har aldrig haft forskning, der var så øjeblikkelig relevant og nyttig for politikere. Vores konklusioner har været en del af vidnesbyrd i flere retssager og i en høring for West Virginia's vandkvalitetsudvalg.
I alle tilfælde er dommeren eller ekspertpanelet grundigt overbevist af videnskaben - med beslutninger, der konkluderer, at der er klare og ubestridelige beviser for kumulative påvirkninger af overfladedrift på regional vandkvalitet. De resulterende beslutninger er imidlertid ofte baseret på juridisk præcedens snarere end videnskabelig bevis.
Det hurtigt voksende arbejde med de omfattende miljømæssige og menneskelige sundhedsmæssige konsekvenser af denne minedrift gør det mere og mere vanskeligt for mineselskaber at hævde, at en ny minetilladelse ikke vil have nogen indflydelse.
Dette er et lille, men vigtigt skridt hen imod indsprøjtning af bedre videnskab til reguleringen af ny mineaktivitet.
(A) Aktive og genvundne dele af Hobet-minen i West Virginia. (B) Valley
dræning af en del af Hobet-minen. (C) En træklinegraver, der er i stand til at udgrave 30–60 metriske ton materiale med hver passering af træklinjespanden. (D) Jern udfælder, der overtrækker sengen af en strøm, der dræner en bjergtopmineoperation i Kentucky. Fotografier taget af Vivian Stockman (A & C), Ty Lindbergh (B) og Ken Fritz (D). Klik her for at udvide billedet.
Hvad er de næste spørgsmål, der skal besvares, der vedrører minedrift på bjergtoppen, og hvordan adresserer din gruppe disse spørgsmål?
Et af de vigtigste spørgsmål, vi stiller os nu, er at undersøge variationen i eksport af forurening over kulminer på overfladen. Vi udvider vores feltarbejde til at opsamle drænvand fra miner i alle udviklingsstadier - forladt, genvundet, i genvinding og aktivt - og under forskellige fyldestyringsmetoder. Vi ønsker at forstå, hvordan fyldningsalder, påfyldningsmængde og fyldningskonstruktion påvirker omfanget af produceret minedrift.
Ideelt set ville vi elske at finde nogle outliers, hvor overflademiner ikke genererer betydelig belastning med forurenende stoffer, fordi disse outliers kan give vigtige oplysninger, der kan hjælpe os med at reducere fremtidig minedrift af minedrift.
Vi har foreløbige beviser, der antyder, at nogle af de ældste bjergtopminer i Appalachia, som blev bedømt fuldt udvundet for mere end 15 år siden, stadig frigiver strømvand med saltholdigheden og den ioniske sammensætning af de aktuelt aktive miner.
Uanset de politiske og lovgivningsmæssige beslutninger om fremtidig minedrift er det klart, at der skal gøres en stor indsats for at rense den minedrift, der allerede er genereret i hele regionen.
Bundlinje: EarthSky-blogger Benjamin D. Duval talte med Dr. Bernhardt for at forstå, hvordan minedrift påvirker flodøkosystemer, de politiske implikationer af denne forskning og om, hvad der kan gøres for at gendanne appalachiske landskaber forringet af kulminedrift.