معدنکاری مسئولانه، بازسازی معادن و توسعه پایدار

معدنکاری مسئولانه، بازسازی معادن و توسعه پایدار

نیما کریم

 دانشجوی دکتری معدن، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

کارشناس ارشد طراحی معدن، شرکت مهندسین مشاور کاوشگران

چکیده:   

امروزه، با توجه به کاهش منابع معدنی و افزایش تقاضا، توجه به محیط زیست و معدنکاری مسئولانه مهمترین موضوع در بخش معدن جهان به شمار می­آید بطوریکه طرح بازسازی معدن باید از ابتدای شروع فعالیت­های معدنکاری مورد توجه قرار گیرد. استخراج ماده معدنی یک فعالیت ایجاد شده توسط انسان است که تاثیرات زیادی بر روی تک تک اجزا طبیعت دارد. امروزه مشخص شده است که معادن فعال، غیرفعال و حتی متروکه تاثیر مهمی بر روی ساختارهای طبیعی زمین شامل خاک، گیاهان، جانوران، چشم انداز، میراث تاریخی و باستان شناسی بشر، آب (هیدورلوژی، هیدروژئولوژی، کیفیت آن و محیط زندگی آبزیان)، اتمسفر (شرایط جوی، کیفیت هوا) و محیط زیست مناطق اطراف خواهد داشت. بسیاری از سایت­های معادن در فواصل دور از مناطق شهری و یا در اعماق زیاد واقع شده­اند که این مساله باعث شده است اهمیت بازسازی محیط معادن و اطراف آن کمتر ارزیابی شود. امروزه در دنیا، مطالعات بازسازی معادن از ابتدای پروژه­های معدنی مورد توجه قرار گرفته و همگام با مطالعات اکتشافی، ارزیابی­های زیست محیطی به منظور شناسایی پتانسیل­های قابل استفاده بعد از عملیات معدنکاری مورد توجه قرار خواهد گرفت. کاهش عیارهای­ مواد معدنی با ارزش، افزایش عیار­های حد در بعضی از کشورها، تولید باطله زیاد در هنگام استخراج ماده معدنی و افزایش نسبت­های باطله برداری، تشکیل محیط­های اسیدی و قلیایی در اثر وجود عناصر شیمیایی همراه در محیط معدنی و ترکیب آن با هوا و آب­های سطحی، توجه به مفهوم اساسی توسعه پایدار، دسترسی به ماده معدنی در اعماق زیاد، آلودگی­های آب، خاک، هوا و تغییر کاربری زمین، نوع زندگی مردمان بومی منطقه، ایجاد رفاه و آسایش آن­ها و حفظ چشم انداز مناسب در مناطق محدوده معادن از مهمترین مواردی است که امروزه باعث شده که طرح بستن و بازسازی معادن به عنوان یکی از الزامات قانونی در اکتشاف و بهره برداری معادن مطرح شود. از میان انواع مواد معدنی شامل زغال بیتومنوس، شن و ماسه، سنگ ساختمانی، سنگ فسفات، سنگ آهن، رس، مس و سایر کانی­ها،­13 درصد زمین­های تخریب شده در سال­های بین 1930 تا 1980 در آمریکا، در اثر فعالیت معادن سنگ (Quarry Mines) شناخته شده است. عمده ترین تاثیر فعالیت­های معدنکاری در معادن سطحی، تخریب چشم اندازهای اطراف معدن و زیبایی منطقه است. بدین جهت، تهیه یک طرح دقیق که بر آن اساس حداقل آسیب به محیط اطراف وارد شود از ضروری­ترین موارد در راه­اندازی یک معدن به شمار می­آید.

1. مقدمه

    بر اساس گزارش جدید سازمان ملل متحد، جمعیت جهان در سال 2019، حدود 6/7 میلیارد و پیش بینی­ می­شود تا سال 2030 و 2050 بترتیب، به 6/8 و 8/9 میلیارد برسد که بیشترین رشد جمعیت در قاره آسیا و آفریقا اتفاق خواهد افتاد، این بدین معنی است که هر ساله حدود 83 میلیون نفر به جمعیت جهان اضافه خواهد شد که برای تامین نیازهای خود به مواد اولیه نیاز خواهند داشت که تهیه این مواد از بخش معدن و کشاورزی خواهد بود که بعنوان صنایع مادر شناخته می­شوند. افزایش زاد و ولد، کاهش مرگ، مهاجرت، پیشرفت­های علوم مهندسی و پزشکی و سایر عوامل باعث افزایش جمعیت جهان خواهد شد. جمعیت دو کشور چین و هند بترتیب 4/1 و 3/1 میلیارد برابر با 19 و 18 درصد کل جمعیت جهان بعنوان پرجمعیت­ترین کشورهای جهان شناخته می­شوند و پیش بینی می­شود که در سال 2024، جمعیت هند از چین بیشتر شود. این افزایش جمعیت، نیازمند توسعه معادن، استفاده بهینه از منابع تجدید ناپذیر معدنی و توسعه دانش برای جلوگیری از آسیب به محیط زیست را نمایان می­سازد.  

امروزه، فعالیت­های بشری تاثیرات منفی بر روی سلامت اکوسیستم در سراسر جهان گذاشته است. تولید حجم بسیار زیادی از مواد باطله باعث تخریب و آسیب محیط زیست و از بین رفتن تنوع زیستی شده است. این حجم باطله نیز در معادن روباز مورد توجه قرار گرفته است و بعنوان یکی از مهمترین شاخص­های مورد نظر مورد مطالعه قرار گرفته است بطوریکه معدنکاری روباز در مقایسه با روباز 2 تا 11 برابر قدرت آسیب و تخریب بیشتری نسبت به معدنکاری زیرزمینی دارد. تاثیر مستقیم این آسیب حاصل از معدنکاری روباز محدود ولی جدی است که این آسیب شامل از بین بردن زمین­های قابل کشت، چراگاه­ها و جنگل­های بکر است. تاثیر غیر­مستقیم هم به همان اندازه جدی است و شامل فرسایش خاک، آلودگی آب، آلودگی منابع آب سطحی و زیرسطحی، از بین رفتن تنوع ژنتیکی و تخریب شرایط اقتصادی منطقه و شغلی مردم بومی است.

صنعت معدنکاری (Mining Industry) نقش بسیار حیاتی در افزایش یا کاهش کیفیت زندگی برای میلیون­ها انسان در جهان خواهد داشت. تقاضا برای مواد معدنی و انرژی در دنیا بطور غیرقابل پیش بینی در حال افزایش، کیفیت مواد معدنی (عیار) در حال کاهش و هزینه­های دسترسی به آن در حال افزایش است. بطور مثال، همانگونه که اشاره شد کشور هند 17 درصد جمعیت و 5/2 درصد مساحت جهان را دارد. حدود 306 میلیون هکتار با فعالیت­های معدنکاری در ارتباط است که 147 میلیون هکتار از آن زمین فاقد کاربری است. جمعیت هند در حدود 3/1 میلیارد و تا سال 2050 به 6/1 میلیارد خواهد رسید. رشد سریع صنعتی شدن با استخراج منابع معدنی باعث توسعه شغل­های جدید در این کشور خواهد شد. بنابراین، استخراج منابع طبیعی تاثیرات بلندمدت اجتماعی و زیست محیطی در بخش­های مختلف جهان خواهد داشت. دامنه این تغییرات شامل جابجایی­های فرهنگی و جغرافیایی جوامع بومی تا ایجاد آلودگی­های آب، هوا و زمین به دلیل همراه بودن مواد سمی و آلاینده مخرب محیط زیست در اثر استخراج و فرآوری مواد معدنی خواهد بود. امروزه با توجه به محدودیت منابع آب در دنیا بخصوص در ایران، آلودگی آب در اثر فعالیت­های معدنکاری بطور جدی مورد توجه باید قرار گیرد. از سوی دیگر با توجه به نزدیک­تر شدن معادن به روستاها و شهرها، جلوگیری از انتشار گرد و خاک و گازهای سمی کارخانه­های فرآوری از مهمترین نکات در کنترل آلودگی معادن به شمار می رود.

• معدنکاری مسئولانه

معدنکاری مسئولانه (Responsible Mining) واژه جدیدی نیست. امروزه در دنیای پیشرفته، عملیات معدنی با دریافت مجوز از سوی جوامع محلی اطراف معدن تحت عنوان­”­The social license to operate”­ آغاز می­شود. این مجوز به آسانی قابل اندازه­گیری و یا تعریف نیست ولی شرکت­های معدنی آن را بعنوان یک کالای با ارزش می­دانند. در صورتیکه اخلالی در توسعه و پیشرفت عملیات معدنی رخ دهد و یا عملیات به­ ­گونه­ای باشد که باعث آسیب به محیط زندگی، رفاه و آرامش و کاهش سطح اعتماد عمومی شود، اعتراض مردم را برای تحقق خواسته­های قانونی در پی خواهد داشت. علاوه بر این شرکت­های معدنی در تلاش هستند تا مسئولیت اجتماعی خود را با استخدام افراد بومی منطقه، ایجاد شغل، رفاه و درگیر­کردن آن­ها نشان دهند. امروزه با توجه به اهمیت تولید انرژی و حفظ محیط زیست، مدیریت آب معدن بعنوان یکی از ارکان معدنکاری مسئولانه به شمار می­آید.

• بازسازی معدن

عملیات بازسازی معدن بخشی از عملیات معدن است که در روشهای استخراج معادن سنگ ساختمانی باید مورد توجه قرار گیرد و بهترین طراحی و برنامه­ریزی به طرح و برنامه­ای اطلاق می­شود که از شروع عملیات به بازسازی معدن توجه نماید. با توجه به منابع گسترده معادن سنگ در کشور، بیشترین آلایندگی این نوع معادن شامل کاهش کیفیت هوا، تغییر محیط زیست، آلوده کردن آب زیرزمینی و برهم زدن چشم انداز خواهد بود.

 بطور­کلی، چرخه حیات معدن شامل 4 فاز اصلی خواهد بود که عبارت است از:

• اکتشاف (Exploration)
• مطالعات زمین شناسی
• تهیه نقشه زمین شناسی و ژئوفیزیک
• حفاری و مطالعات آزمایشگاهی
• ارزیابی منبع و ذخیره کانسار معدنی
• مطالعات پیش امکان سنجی
• راه اندازی پروژه (Project Development)
• مطالعات امکان سنجی قابل قبول بانک
• بررسی­های زیست محیطی و اجتماعی در جهت توسعه پایدار و ارائه طرح بستن و بازسازی معدن
• بررسی و اخذ مجوزهای دولتی و قانونی
• تجهیز و ساخت زیرساخت و آماده سازی­های معدن
• آموزش، خرید، تجهیز و تولید محصول نهایی
• عملیات (Operations)
• اجرا و برنامه ریزی نگهداری و تعمیرات معدن و زیرساخت­ها
• افزایش سرمایه گذاری
• اجرای برنامه­های زیست محیطی و اجتماعی
• بستن معدن (Mine closure)
• بستن معدن
• بازسازی زمین­های معدن
• پایش و مونیتورینگ

همانطور که ملاحظه می­شود معدنکاری مسئولانه و بازسازی معدن ایجاب می­کند که در چرخه حیات معدن بعنوان دو رکن اساسی در مراحل راه اندازی پروژه و پایان پروژه مورد توجه قرار گیرد. در معادن سنگ ساختمانی، با توجه به ماهیت آن، چرخه عملیات متناسب با هدف از معدنکاری و بخصوص در مرحله استخراج مطابق روند زیر است:

• بازکردن جبهه کار بر اساس مطالعات زمین شناسی و ژئوتکنیک
• کف بری سنگ در جبهه کار
• بغل بری سنگ در جبهه کار
• استخراج سنگ در جبهه کار
• قواره کردن سنگ­های برش خورده
• درجه بندی سنگ
• قیمت گذاری و فروش

در مورد واژه بازسازی دو اصطلاح در زبان انگلیسی به کارگرفته می­شود:

1. بازسازی به معنی Reclamation و به عملیاتی اطلاق می­شود که موجب آماده سازی زمین­های استخراج شده برای استفاده مجدد می­شود. لزوماً این آماده سازی منجر به شکل و حالت اولیه زمین (قبل از استخراج) نمی­شود.
2. دومین تعریف از بازسازی که در کشور انگلستان مصطلح است واژه Restoration است که به معنای برگرداندن زمین­های تازه استخراج شده برای استفاده بعدی با اولویت در برگرداندن زمین­های استخراج شده به شکل و شرایط اولیه است.

• معدنکاری و توسعه پایدار

توسعه پایدار (Sustainable Development) مفهوم جدیدی است که به دلیل نگرانی­های بشر در خصوص کمبود منابع طبیعی، رشد سریع جمعیت و تخریب شدید محیط زیست در کمیسیون جهانی محیط زیست براتلند در سال 1987 معرفی شد و در سال 1992 در کنفرانس ریو (Rio +20) تحت عنوان (The Future we Want) مورد پذیرش کشورهای جهان قرار گرفت. توسعۀ پایدار در سال 1987 در کمیسیون جهانی توسعه و محیط زیست برونتلند در گزارش خود با نام “آیندۀ مشترک ما” این‌گونه تعریف شد: برآورده ساختن نیازهای نسل حاضر بدون به مخاطره انداختن نیازهای نسل‌های آینده در برآورده ساختن نیازهای خود.

توسعه پایدار تعامل بین سه رکن اقتصاد، محیط زیست و اجتماع است. محدودیت منابع معدنی و احتمال تمام شدن آن­ها و نگرانی­هایی که از بابت کمبود آن­ها برای نسل­های بعدی وجود دارد و همچنین مشکلات اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی ناشی از استخراج مواد معدنی سبب شده تا توسعه پایدار وارد بخش معدن شود.

توسعۀ پایدار صرفاً در رابطه با محیط زیست تبیین نمی‌شود بلکه فراهم کردن آینده­ای بهتر در کنار مسائل محیط زیستی برای تمامی ساکنان کرۀ زمین را مد نظر دارد. از اینرو توسعۀ پایدار همگرایی سه رکن اقتصادی، اجتماعی و حفاظت محیط زیست است.

مدل مثلثی، که توسط سراگلدین در سال 1995 تعریف شده است، اهداف زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی را در سه گوشه مثلث، بدون هیچ سلسله مراتبی بین آنها هماهنگ می­کند. در مقابل، مدل تودرتوی پایداری، مطابق تصویر4 بر یک همبستگی نزدیک بین این ابعاد دلالت دارد. در این مدل، اقتصاد به عنوان یک زیرسیستم از اجتماع تعریف می­شود و در همین راستا، اجتماع در حوزه وسیع تر زیست محیطی اجرایی می گردد.

سرمایه گذاری بر روی پروژهایی که از نظر اقتصادی سودده و از نظر زیست ‌محیطی و اجتماعی پاسخگو باشد را میتوان معدنکاری پایدار اطلاق کرد. در همین راستا مفهوم معدنکاری مدرن توسط آقای پروفسور اصانلو در سال 2012 مطرح شد. معدنکاری مدرن شامل شش مرحله­ی پی­جویی، اکتشاف، طراحی، استخراج، فرآوری، بستن و بازسازی معدن خواهد بود. بنابراین یک معدن مدرن پایدار، گونه­ای از معدنکاری است که این اصول را هر روز در فعالیت معدنکاری خود اعمال می کند. بطورمعمول 1 تا 5 سال طول خواهد کشید تا یک معدن بسته شود.

در سال 2011 لورنس با مطالعه بر روی 1000 معدن بسته شده درطول 30 سال گذشته بستن معدن را عامل ناپایدار کننده اعلام کرد، لذا تلاش­ها در راستای پایداری عملیات معدنی، باید در ابعاد محیط زیست، اقتصاد، اجتماع و بهروری معادن صورت پذیرد بنابراین لورنس توسعۀ پایدار را با پنج معیار معرفی کرد و معیارهای ایمنی، کارائی منابع و جامعه را به این سه پایه اضافه کرد و دلیلش برای اینکار دولتی بودن بخشی از معادن در اکثر نقاط دنیا بیان کرد.

ایران از نظر شرایط اقلیمی در منطقه‌ای عمدتاً گرم و خشک و بیشتر مناطق با بحران کم آبی روبروست و از لحاظ زیست ‌محیطی در شرایط بسیار نامطلوب قرار دارد. چنانکه طبق شاخص عملکرد زیست‌محیط دانشگاه يِيل، ايران در ميان 180 کشور جهان در سال 2016 ميلادي در رتبۀ ۱05 جهان قرار گرفته است. بنابراین ضرورت دارد، توسعۀ معادن همراه با بررسی اثرات زیست ‌محیطی صورت گیرد. با توجه به تعداد شاغلان در معادن فعال کشور (حدود 85000 ­نفر) و با توجه به قرارگیری اکثر معادن در مناطق کمتر توسعه ­یافته ضروری است برای توسعۀ متوازن و جلوگیری از مهاجرت به شهرهای بزرگ با بهره­برداری منطبق بر اصول توسعۀ پایدار از معادن، افراد بیشتری رادر این بخش مشغول نمود.

امروزه به علت افزایش تقاضا برای مواد معدنی، معادن بسیار بزرگتر شده اند. در سال 1900 معدنی با تولید روزانه 100 تن، معدنی بزرگ به حساب می آمده و در سال 1990 تولید روزانه 100000 تن معدنی را در زمره معادن بزرگ قرار می داده است. پیش بینی می شود در سال 2020 معادن بزرگ تولیدی بیش از یک میلیون تن کانسنگ کم عیار در روز خواهند داشت. با بزرگ تر شدن معادن، بر مساحت زمین های تحت تأثیر فعالیت واحدهای معدنی نیز افزوده می شود که باعث شده این صنعت را در راستای توسعه پایدار با چالش مواجه کند، در واقع این موضوع به اهمیت مقیاس معادن و تأثیر آن بر کاهش هزینه های معدنکاری اشاره دارد. از این رو مطالعه توسعه پایدار شامل مقیاس معادن نیز می باشد.

           ایران با دارا بودن 64 نوع ماده معدنی و بیش از 57 میلیارد تن ذخایر قطعی و احتمالی، می‌‌‌تواند یکی از کشورهای بزرگ تولیدکننده مواد معدنی در جهان باشد که این موضوع مستلزم سرمایه‌گذاری در بخش معدن و استفاده از تکنولوژی‌های روز معدنکاری است. فعالیت‌های معدنی بدلیل تأثیرات مثبت و منفی برروی سه شاخصۀ محیط زیست، اجتماع و اقتصاد، ارتباط تنگاتنگی با توسعۀ پایدار دارد. برغم تلاش‌های صورت گرفته از سال 1990 در حوزه‌های بین‌المللی، ملّی و محلی در این رابطه، دو مقولۀ معدنکاری و توسعۀ پایدار  با هم قرابت چندانی پیدا نکرده‌اند. تخریب سطح زمین، نشست، آلودگی خاک، آلودگی آب و هوا، تحلیل منابع پایان‌پذیر و تهدید گونه‌های گیاهی و جانوریِ در حال انقراض به مثابۀ پیامدهای غفلت از اهداف توسعۀ پایدار، موجب تغییرات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی غیر قابل مهار در آیندۀ زیست ‌بوم این کرۀ خاکی هستند­.جدول1 نشان دهندۀ اثرات مثبت و منفی معدنکاری و جدول 2 اثرات زیست محیطی معدنکاری در بخش­های منابع آبی،کیفیت هوا،حیات وحش، کیفیت خاک و تغییرات آب و هوایی را نشان می دهد. از سوی دیگر، ایجاد ترافیک در جاده­های موجود و بروز حوادث برای افراد بومی و غیر بومی، تخریب جاده­های معدنی و راه­های اصلی کشور در اثر عبور و مرور ماشین­های حمل سنگ ساختمانی خواهد بود.

جدول 1-  اثرات مثبت و منفی معدنکاری

اثرات مثبت معدنکاری	اثرات منفی معدنکاری
پیشرفت تکنولوژی ایجاد شغل تولید مواد خام ضروری و خودکفایی تولید ثروت از طریق مالیات و موارد مشابه	آلودگی و آسیب رساندن به محیط زیست تغییرات آب و هوائی آشفتگی اجتماعی آلودگیهای بصری

جدول 2-  اثرات زیست ‌محیطی معدنکاری

منابع آبی	زِهکشی اسیدی معدن و پالایش آلودگی فرسایش خاک و نفوذ زباله های معدنی به آب‌های سطحی دامپ باطله، سنگ باطله، لیچینگ آبکشی معدن
کیفیت هوا	منابع سیّار (ذرات، مونواکسید کربن و ترکیبات آلی) منابع ثابت (جیوه، آرسنیک، دی اکسید گوگرد و دیگر فلزات) گازهای فرّار، انتشار جزئی جیوه سر و صدا و لرزش
حیات وحش	از دست رفتن زیستگاه جانواران تجزیۀ زیست ‌محیطی
کیفیت خاک	تأثیرات بر روی فعالیت‌هایی همچون کشاورزی
تغییر آب و هوا	دفع گاز کربن‌دی‌اکسید و گازهای سمّی در اثر انفجار

نتیجه گیری

بکارگیری اصول توسعه پایدار در مرحله طراحی و برنامه ریزی تا حد ممکن موجب کاهش ریسک سرمایه­گذاری در بخش معدن گردیده و دولت می­تواند علاوه بر نظارت دقیق بر فعالیت های معدنکاری، بخشی از وظایفش را در زمینه مسائل اجتماعی و زیست محیطی به شرکت های معدنی واگذار نماید. گام بنيادي در توسعه معدنكاري پايدار، بكارگيري اصول توسعه پايدار در اولين مراحل معدنكاري در طراحي و برنامه ريزي معدن مي باشد. با بررسی چالش ها و ناپایداری های  به وجود آمده در اثر فعالیت های معدنکاری سطحی و تلاش در بهبود وضعیت محیط زیست با انجام عملیات بازسازی، می­توان زمین معدنکاری شده را برای استفاده های بعدی به گونه­ای آماده سازی نمود که موجب اشتغالزایی و توسعه اقتصادی در منطقه شده و در نتیجه با توزیع عادلانه حقوق، بهبود وضعیت بهداشت و ایمنی، مشارکت کارکنان در تصمیم گیری­ها، وضعیت مناسب معیشتی و سهیم نمودن کارکنان در سود حاصل از بکارگیری مجدد زمین­های بازسازی شده، جامعه از سطح رفاه، امنیت و فرهنگ بالاتری برخوردارگردد و جرم و جنایت کاهش یابد. معدنکاری پایدار پتانسیلی را به وجود می آورد تا نسل های آینده از توسعه دائمی بهره مند شوند و این امر می تواند گامی بزرگ در طراحی پایدار معادن سطحی کشور باشد.

• 

• 

• 

• 

• 

منابع :

1. مرادی،­گلناز، 1393، “­بررسی شاخص­های توسعه پایدار و نقش آن در طراحی معادن روباز، مطالعه موردی: معدن مس پورفیری سونگون، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
2. ادیبی، نبی اله؛ عطایی پور، مجید؛1391،­ “توسعه پایدار در بخش معدن”، اولین کنفرانس ملی راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار، تهران.

• Michelle E., Eggart.J. 2015, “Responsible Mining”, SME. 

• Osanloo M., Rahmanpour M., “Mine design selection considering sustainable development”, Proceedings of the 21^th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, MPES (2013).

•  Botin J.A.; “Sustainable Management of Mining Operation”, USA: Society for Mining, Metallurgy and Exploration (SME), 2009, 381 pages.

• 6-       Narrei S., Osanloo M., “post-mining  land-use  methods  optimum  ranking,  using  multi  attribute  decision techniques  with  regard  to  sustainable  resources  management”, OIDA  International  Journal  of Sustainable Development , Vol.2 , NO.11 , Dec. 2011, pp. 65-76.

•  Botin J.A., “A methodology to integrate sustainable development performance in the mine design and planning process”, Sustainable Development in Mineral Industry (SDIMI 2013), Milos island, Greece, July 2013.

• 8-       Bascetin A., Tuylu S., and Nieto A.,­“The study of relationships between economic and environmental parameters for sustainable resources management”, Proceedings of the 18^th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, MPES (2009),­pp.­107-118.
• King M.B., “Impact of rehabilitation and closure costs on production rate and cut off grade”, Proceeding of the 27^th International Symposium on the Application of Computers and Operations researches in the Mineral Industry, APCOM (1998).