Wpływ górnictwa odkrywkowego na zasoby wodne w Ameryce Północnej – Amerykańskie Towarzystwo Rybackie (2024)

Autorzy: Lynn B. Starnes i Don C. Gasper

Kliknij, aby pobrać kopie do druku w formacie PDF lub DOC:
•Oświadczenie o polityce AFS nr 13 (DOC)
•Oświadczenie o polityce AFS nr 13 (PDF)

A. Definicja problemu

W Ameryce Północnej rolnictwo, leśnictwo, transport i urbanizacja podobne do górnictwa stanowią ostatecznie przejściowe użytkowanie gruntów dostarczających paliwa i minerały wykorzystywane do wzrostu i rozwoju kraju. Całkowita powierzchnia gruntów w Stanach Zjednoczonych dotknięta działalnością górniczą jest niewielka (0,12%) (National Academy of Sciences 1979). Jednakże charakter zmian gruntów spowodowanych działalnością górniczą spowodował długoterminowe zakłócenia siedlisk lądowych i wodnych oraz systemów hydrologicznych, często powodując rozległe skutki „poza terenem zakładu”, np. zanieczyszczenie strumieni. Wydobywanie minerałów, w tym pogłębianie, układanie, usuwanie wierzchołków gór i operacje konturowe, to tylko jeden z aspektów górnictwa. Wtórne skutki górnictwa obejmują rozwój obszarów miejskich, wspieranie górnictwa, a także tworzenie sieci dróg do prowadzenia działalności poszukiwawczej. Na przykład na Morzu Beauforta w Kanadzie prowadzone są prace pogłębiarskie w celu wsparcia wydobycia węglowodorów. Górnictwo odkrywkowe może obejmować poszukiwania, przygotowanie terenu, wydobycie, frezowanie, gospodarkę odpadami, likwidację lub rekultywację, a nawet porzucenie.

Historia

Odkrywkowe wydobycie węgla rozpoczęło się w 1866 r., kiedy otwarto pierwszą kopalnię w Stanach Zjednoczonych w pobliżu Danville w stanie Illinois (Lewis 1972). Jednak górnictwo odkrywkowe na dużą skalę stało się powszechne dopiero w latach czterdziestych XX wieku. Pierwsze prawo w Stanach Zjednoczonych wymagające rekultywacji terenów, na których wydobywa się węgiel odkrywkowo, zostało uchwalone w Wirginii Zachodniej w 1939 r. W miarę jak społeczeństwo zmieniało swoją koncepcję akceptowalnego poziomu wpływu i zwiększało świadomość potencjalnych skutków, przepisy regulujące działalność górnictwa odkrywkowego weszły w życie stać się bardziej rygorystyczne. W 1977 roku Kongres Stanów Zjednoczonych przyjął ustawę Surface Mining Control and Reclamation Act (SMCRA), prawo publiczne 95-87, która nałożyła krajowe standardy regulujące odkrywkowe wydobycie węgla i działalność poszukiwawczą, a także regulujące wpływ powierzchniowego wydobycia podziemnego i konieczność rekultywacji gruntów. Celem tej ustawy jest zapewnienie szybkiej i odpowiedniej rekultywacji terenów, na których wydobywany jest węgiel oraz zapewnienie środków zakazujących prowadzenia działalności odkrywkowej tam, gdzie „w opinii ekspertów” spowodowałoby to nieodwracalne szkody w środowisku. Ustawa powołała także Urząd Górnictwa Odkrywkowego (OSM), który ma zarządzać i egzekwować przepisy ustawy; jednakże OSM wbrew prawu nadal zezwalała na wydobycie w kwaśnych pokładach węgla, gdzie wyciek kwasu resztkowego jest z pewnością „przewidywany przez ekspertów”. W tej sytuacji wydobycie jest dozwolone, jeśli spółka węglowa zgodzi się na oczyszczanie kwasu w celu spełnienia standardów jakości wody tak długo, jak to konieczne. Doprowadziło to do rosnącej odpowiedzialności, gdyż duże systemy rzeczne są obecnie zależne od „nieprzerwanego, ciągłego oczyszczania”.

Ze względu na różnice topograficzne, klimatyczne i inne regionalne różnice między głównymi złożami węgla, każdy stan może uzyskać prymat i zarządzać własnym programem, który nie może być mniej rygorystyczny w zakresie ochrony środowiska niż program federalny. Stany posiadające plany rekultywacji zatwierdzone przez OSM mogą również zdecydować się na zarządzanie własnym „Funduszem rekultywacji opuszczonych kopalni” w celu złagodzenia wpływu na zdrowie, bezpieczeństwo i środowisko kopalń węgla nierekultywowanych lub niewłaściwie zrekultywowanych przed 1977 r. Fundusze te są gromadzone w oparciu o tonaż w ramach przychodów z działalności wydobywczej, według stawki 35 centów za tonę dla węgla wydobywanego odkrywkowo, 15 centów za tonę dla węgla podziemnego i 10 centów za tonę dla węgla brunatnego.

Operacje wydobywcze

Górnictwo odkrywkowe, o którym mowa w niniejszym dokumencie, zwykle obejmuje poszukiwania mające na celu określenie zasobów węgla lub minerałów, właściwą fazę wydobycia, a następnie rekultywację. Topografia; głębokość; rozmiar i klasa; cechy geologiczne i hydrologiczne; kształt i nachylenie rudy; obecność, charakter, ilość i lokalizacja materiałów silnie kwasowych oraz wynikające z nich projekty gospodarcze wpływają na fazy poszukiwań i wydobycia. Ogólnie rzecz biorąc, techniki poszukiwawcze obejmują wiercenie otworów wiertniczych, kopanie płytkich rowów lub dołów, głębienie szybów lub sztolni lub kombinacje wszystkich trzech technik. Działalność poszukiwawcza różni się pod względem rozmiaru i wpływu, a budowa dróg pomocniczych i obozów może stanowić poważne zaburzenie powierzchni, szczególnie w niektórych suchych zachodnich stanach i prowincjach. Metody wydobycia odkrywkowego stosowane do odzyskiwania minerałów i paliw są ogólnie klasyfikowane jako odkrywkowe (kamieniołom, odlewy odkrywkowe), odkrywkowe (obszar, kontur, usuwanie szczytów górskich), ślimakowe, pogłębiarskie lub hydrauliczne. W regionach zachodnich w celu usunięcia pożądanych minerałów stosuje się ługowanie hałd kwasami i cyjankiem. Z każdą technologią odzyskiwania minerałów wiążą się szczególne oddziaływania. Na przykład w przypadku wspomnianej właśnie technologii ługowania hałd udokumentowano poważne zanieczyszczenie wód gruntowych i powierzchniowych. W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie odpady powstające podczas wydobycia węgla są zwykle zakopywane w celu odizolowania materiału o toksycznym potencjale kwasowym z dala od przepływów wód powierzchniowych lub gruntowych. Jednakże podczas wydobycia innych minerałów materiały odpadowe mogą być traktowane w inny sposób, łącznie z utylizacją molibdenu do oceanu na Alasce.

B. Wpływ na środowisko wodne

Górnictwo odkrywkowe jest wysoce widocznym sposobem użytkowania gruntów, ponieważ tymczasowo eliminuje roślinność powierzchniową i może trwale zmienić topografię, jak w przypadku usuwania wierzchołków gór i wypełniania dolin. Trwale i drastycznie zmienia także strukturę geologiczną gleby i powierzchni podpowierzchniowej oraz zakłóca powierzchniowe i podziemne reżimy hydrologiczne. Osiadanie powierzchni w wyniku eksploatacji głębinowej może odwodnić dopływy strumieni i skierować je do innych kanałów strumieni powierzchniowych, które nie są przystosowane do tak zwiększonych przepływów. Można spodziewać się zmienionych wzorców i rytmów dostaw, a także zmian w jakości wody. Zasypany, zrekultywowany teren kopalni odkrywkowej stanowi stworzony przez człowieka, porowaty „obszar ładowania geologicznego”, w którym infiltrująca woda przenika przez wypełnienie i wypływa w postaci wycieku lub źródła. Często są one bardzo kwaśne i będą płynąć nawet wtedy, gdy susza wysuszy naturalne wody. Ponadto wiele strumieni odbiorczych ma naturalnie niską zasadowość (<10 mg/l), a do zneutralizowania nawet małego strumienia kopalnianego, który może przenosić 1000 mg/l lub 2000 mg/l kwasu, wymagane są duże objętości lub odległości. Wiele małych strumieni, mimo że mają niską zasadowość, to cenne strumienie pstrągowe. Jest to szczególnie prawdziwe w Appalachach, które są bogate w zasoby węgla. Ogólnie rzecz biorąc, wpływ wydobycia poza terenem zakładu można kontrolować w trakcie wydobycia na danym terenie, ale wielu obecnie dobrze znanych, silnie kwaśnych złóż węgla nie można wydobywać przy użyciu obecnej technologii bez „przesiąkania pozostałości kwasu”. Wielkość oddziaływania górnictwa odkrywkowego na organizmy wodne zależy od zastosowanej technologii wydobycia, zakresu zaburzeń, składu chemicznego i fizycznego minerału oraz jego nadkładu, warunków hydrologicznych powierzchniowych i podpowierzchniowych oraz metody rekultywacji.

Od czasu ogłoszenia SMCRA planowanie, rekultywacja, monitorowanie i regulacje dotyczące wydobycia węgla są spójne w całych Stanach Zjednoczonych. Istnieje znaczne zróżnicowanie między stanami pod względem rodzaju i zakresu rekultywacji wymaganej w przypadku innych minerałów. Chociaż istnieją różnice w zależności od prowincji, kanadyjskie przepisy generalnie wymagają przywrócenia terenów zaminowanych do stanu produktywnego. W Kolumbii Brytyjskiej program rekultywacji należy pozostawić „w stanie zadowalającym ministra”, ale przepisy nie są szczegółowe. Ustawa o ochronie i rekultywacji powierzchni gruntów Alberty z 1973 r. jest bardziej kompleksowa i stanowi, że na terenach zaminowanych należy przywrócić wyższy poziom produktywności.

Na większości obszarów rekultywacja po wydobyciu węgla ogranicza wpływy poza terenem zakładu, łagodzi szkody estetyczne na naruszonym terenie oraz rekonstruuje topografię, profile glebowe i wzorce hydrologiczne, aby umożliwić szeroki zakres opcji przyszłego użytkowania gruntów, które będą chronić cenne zasoby wodne. Istnieje nawet możliwość wzbogacenia, ochłodzenia i stabilizacji przepływów strumieni. Jednak nawet przy obecnych przepisach górnictwo odkrywkowe może mieć wpływ na ryby i zasoby wodne poprzez erozję i sedymentację, odwadnianie terenów podmokłych, zmianę kierunku i kanalizowanie strumieni oraz zanieczyszczenie wód powierzchniowych i warstw wodonośnych toksycznymi chemikaliami. Te negatywne skutki mogą wystąpić w przypadku nieuregulowanego wydobycia lub gdy firma nie przestrzega swojego planu wydobycia. Rezultatem jest utrata wrażliwych gatunków, różnorodności biologicznej i integralności ekosystemu. Zmiany zachodzą w produktywności ekosystemów wodnych poprzez wpływ na reprodukcję, wzrost, zachowanie i migrację. Nagromadzenie zanieczyszczeń w rybach może sprawić, że nie nadadzą się one do spożycia przez ludzi. Zanieczyszczenie chemiczne może skutkować całkowitą i „trwałą” stratą sięgającą daleko w dół rzeki. Chociaż niektóre oddziaływania, takie jak zwiększona erozja, są ogólnie związane z górnictwem, inne są bezpośrednio związane z konkretnymi gałęziami przemysłu wydobywczego i regionem geograficznym. Krótki przegląd niektórych rodzajów wydobycia następuje:

Zasoby piasku i żwirusą wszechobecne i prawdopodobnie są najczęściej wydobywanym zasobem. Przemysł piasku i żwiru jest prawdopodobnie najmniej uregulowany ze wszystkich form wydobycia. W Stanach Zjednoczonych 80% tego surowca wydobywa się wyłącznie pod jurysdykcją prawa stanowego i lokalnego (Swanson 1982). Najważniejszymi źródłami piasku i żwiru są koryta rzeczne, tereny zalewowe i tereny wcześniej zlodowaciałe. Chociaż nie jest to dozwolone w Saskatchewan lub w większości Kanady, pogłębianie jest szeroko stosowane w dużych rzekach Stanów Zjednoczonych i może zwiększyć obciążenie osadów poprzez ponowne zawieszenie, fizycznie wyeliminować organizmy bentosowe oraz zniszczyć obszary tarła i wylęgu ryb, co ostatecznie zmienia skład zbiorowisk wodnych. Może również zmienić funkcję hydrologiczną koryt rzecznych oraz funkcję i stabilność hydrologiczną.

Złoża fosforanów na Florydzie i w Karolinie Północnej zwykle znajdują się poniżej zwierciadła wody, które należy odwodnić przed wydobyciem. Może to skutkować utratą terenów podmokłych i związanej z nimi fauny i flory, a także prowadzić do degradacji jakości wody, zakłócenia systemów wód gruntowych i wzbogacenia w składniki odżywcze przyległych rzek, strumieni i systemów ujść rzek. Problemem związanym z wydobyciem fosforanów jest także składowanie odpadów, podobnie jak potencjalne skażenie radioaktywne pierwiastkami związanymi ze złożami fosforanów. I odwrotnie, operacje fosforanowe na Florydzie tworzą produktywne jeziora na obszarach, które wcześniej nie miały siedlisk na wodach otwartych.

C. Potrzebne działania

Amerykańskie Towarzystwo Rybackie popiera oszczędzanie energii poprzez większą efektywność i tam, gdzie to właściwe, wykorzystanie zasobów odnawialnych. Wykorzystanie energii słonecznej, wody i recyklingu może zminimalizować zapotrzebowanie na minerały i paliwa wymagające wydobycia. Naszym celem powinien być zrównoważony wzrost w skali globalnej.

Właściwy wybór, eksploatacja i rekultywacja terenów kopalń to dla ludzkości szansa na efektywne zarządzanie zasobami naturalnymi. W szczególności obszary odkrywkowe, kamieniołomy, żwirownie, odtworzone tereny podmokłe oraz zrekultywowane stawy i jeziora z kopalni odkrywkowych stanowią szansę dla zarządzających zasobami. Zarządzający zasobami są zainteresowani nie tylko utworzeniem odpowiedniego siedliska dla ryb, ale także zastosowaniem technik ulepszania w celu optymalizacji produkcji i wykorzystania zasobów wodnych. Jakość wody można poprawić współpracując z geologami i inżynierami górnictwa. Można zmniejszyć zmętnienie i czasami uzyskać wzbogacony, chłodny, stały przepływ wody użytkowej. Tam, gdzie wydobyte grunty stanowią własność prywatną, biolodzy zajmujący się rybołówstwem powinni współpracować z właścicielami nieruchom*ości i administratorami Służby Ochrony Gleby i Państwowego Funduszu Rekultywacji Opuszczonych Kopalń, aby upewnić się, że korzyści dla rybołówstwa stanowią część zarówno krótko-, jak i długoterminowych planów rekultywacji. Od 1977 r. SMCRA nakłada na agencję stanową zarządzającą programem wydobycia pod nadzorem OSM obowiązek otrzymywania od państwowej agencji ds. zasobów naturalnych formalnego komentarza na temat każdego wniosku o pozwolenie na wydobycie. Wymagany jest wkład doświadczonego biologa rybnego; powinien to być wkład wniesiony w odpowiednim czasie, użyteczny i skuteczny. „Zarządzenie dotyczące usuwania lub przemieszczania żwiru w niektórych wodach prowincji Kolumbia Brytyjska lub wokół nich” zostało opracowane przy bezpośrednim udziale osób zarządzających rybołówstwem w celu ochrony tarlisk łososia pacyficznego i innych gatunków ryb. Biolodzy zajmujący się rybołówstwem powinni odgrywać cenną rolę w dostarczaniu informacji prowadzących do wprowadzenia przepisów stanowych, prowincjonalnych i lokalnych regulujących przemysł wydobywczy. Aby właściwie zareagować na obowiązkowy przegląd skumulowanych oddziaływań hydrologicznych, musi być dostępna siła robocza.

Na poziomie federalnym amerykańscy biolodzy zajmujący się rybołówstwem powinni zwrócić się do OSM o zmianę przepisów górniczych, aby lepiej chronić jakość wody i siedlisk wodnych. Ustawa o czystej wodzie musi pokrywać się z ustawą SMCRA, aby jakość wody nie uległa pogorszeniu w wyniku wydobycia. Oznacza to, że jedna lub druga ustawa obejmowałaby wszystkie potencjalne zrzuty z działalności wydobywczej.

Potrzeby badawcze i informacyjne są znaczące i należy je zaspokajać w kontekście zmieniających się potrzeb przemysłu, a także zmieniających się przepisów i opinii publicznej. Biolodzy zajmujący się rybołówstwem mają najlepsze kwalifikacje do identyfikowania, definiowania i badania braków w siedliskach wodnych i faunie i florze. Poniżej zidentyfikowano niektóre potrzeby badawcze:

Należy ulepszyć metodologie przewidywania potencjalnych skutków biologicznych powodowanych przez wiele min w zlewni. Obejmuje to potrzebę wspólnych baz danych i regionalnych modeli komputerowych (powiązanych z jakością wody, hydrologią i biologią), aby zapewnić alternatywne strategie i odpowiedzi a priori dotyczące tego, kiedy wiele kopalń spowoduje niedopuszczalne skutki.
Należy określić metody przewidywania ewentualnej toksyczności w odniesieniu do jakości pogórniczych wód powierzchniowych i podziemnych. Niezbędne jest odpowiednie przedeksploatacyjne pobranie próbek rezerwatu, nadkładu i warstw pod nim. Technologia predykcyjna rachunku kwasowo-zasadowego; jakość i szybkość wymywania; należy poprawić jakość, rozmiar i ilość każdego rodzaju materiału, podobnie jak ich interpretacja przez inżynierów górnictwa. Jakość wody (objętość i zdolność buforowania) strumieni odbierających oraz potencjał wodny muszą być częścią zastosowania kopalni. Należy przedstawić obecną i wywnioskowaną hydrologię po zakończeniu działalności wydobywczej z przewidywaniami biologów zajmujących się rybołówstwem dotyczącymi wpływu jakiegokolwiek „wycieku kwasu resztkowego”. Kolejnym celem będzie identyfikacja „obszarów nienadających się do wydobycia”.
Należy dalej rozwijać strategie rekultywacji terenów podmokłych. Czy tereny podmokłe są lekarstwem na kwaśne odwadnianie kopalni, czy też są jedynie tymczasowymi „poprawkami”, które ostatecznie stają się pochłaniaczami wielu toksycznych materiałów?
Należy przyspieszyć badania dotyczące rekultywacji strumieni i uwzględnić projektowanie kanałów, kontrolę erozji, stabilizację brzegów i odnowę roślinności nadbrzeżnej. Wysiłki na rzecz odtworzenia powinny koncentrować się na technikach, które zoptymalizują produkcję ryb i będą promować różnorodność wodną. Tam, gdzie to możliwe, należy promować publiczny dostęp i wykorzystanie.
Należy przeprowadzić badania w celu ustalenia, czy obecne standardy jakości wody, które pozwalają na zrzuty z kopalń, chronią lub szkodzą faunie i florze wodnej.

Polityka

Polityką Amerykańskiego Towarzystwa Rybackiego (AFS) jest zachęcanie do oszczędzania energii, wykorzystywania zasobów odnawialnych i recyklingu w celu zminimalizowania zapotrzebowania na nieodnawialne minerały i paliwa uzyskiwane w procesach wydobywczych. W przypadku wydobycia polityką AFS jest zachęcanie do stosowania prawodawstwa i starannego regulowania całego górnictwa odkrywkowego przez władze lokalne, stanowe, prowincjonalne i federalne w celu zapewnienia odpowiedniej ochrony lub zasobów wodnych. Ustawodawstwo federalne zapewnia jednolitość standardów w całym kraju. Chociaż ustawa o kontroli i rekultywacji górnictwa odkrywkowego ma na celu zminimalizowanie wpływu wydobycia węgla na środowisko, należy zachęcać do stosowania podobnych przepisów i egzekwowania prawa w przypadku innych minerałów. Towarzystwo zachęca swoich członków do zaangażowania się w ten proces poprzez dostarczanie decydentom informacji technicznych niezbędnych do ochrony i dalszego propagowania zasobów rybnych, tak aby decyzje były podejmowane na podstawie naukowej, a nie emocjonalnej czy politycznej.

Bibliografia

Cowardin, LM, FC Golet i ET LaRoe. 1979. Klasyfikacja terenów podmokłych i siedlisk głębinowych Stanów Zjednoczonych. Biuro Usług Biologicznych, US Fish and Wildlife Service, Waszyngton, DC.

Lewis, JW, wyd. 1972. Rekultywacja terenów objętych kopalniami odkrywkowymi w Illinois. Strony 1–16 w niebieskiej księdze stanu Illinois 1971–1972. Springfielda.

Narodowa Akademia Nauk. 1979. Odkrywkowe górnictwo minerałów niewęglowych: studium górnictwa mineralnego z perspektywy ustawy o kontroli i rekultywacji górnictwa odkrywkowego z 1977 r. Narodowa Akademia Nauk, Waszyngton, DC.

Swanson, GA 1982. Podsumowanie wartości dzikiej przyrody sympozjum w żwirowni. Strony 1-5 w: W.D. Svedarsky i RO Crawford, wyd. Wartości przyrodnicze żwirowni. Różne publikacje Uniwersytetu Minnesoty 17.

Wszystkie stanowiska Amerykańskiego Towarzystwa Rybackiego (AFS) mają odzwierciedlać różnorodność i zasięg geograficzny członkostwa w AFS. Dokładamy wszelkich starań, aby każde oświadczenie było akceptowalne dla większości członków AFS.

Lynn B. Starnes jest zastępcą dyrektora regionalnego, U.S. Fish and Wildlife Service, P.O. Pudełko 1306, Albuquerque, NM 87103; 505/248-6283.

Don C. Gasper jest biologiem zajmującym się rybołówstwem i można go uzyskać pod adresem 4 Ritchie St., Buckhannon, WV 26201.

To stanowisko pojawiło się w wersji roboczej w Fisheries z maja 1995 r.