12 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดยูเรเนียม

แม้ว่า ยูเรเนียม เป็นสารกัมมันตภาพรังสีโดยทั่วไป กัมมันตภาพรังสีที่รุนแรงนั้นมีจำกัด เนื่องจากไอโซโทปหลัก U-238 มีครึ่งชีวิตเท่ากับอายุของโลก U-235 ปล่อยอนุภาคแอลฟาและรังสีแกมมาออกมา และครึ่งชีวิตของมันก็คือหนึ่งในหกของค่านี้

ดังนั้นรังสีแกมมาจากชิ้นส่วนของยูเรเนียมบริสุทธิ์จึงค่อนข้างสูงกว่ารังสีจากก้อนหินแกรนิต ในทางปฏิบัติ กัมมันตภาพรังสีอัลฟาขึ้นอยู่กับว่ามันปรากฏเป็นผงแห้งหรือเป็นก้อน (หรือในหินเป็นแร่)

ในกรณีหลังนี้ รังสีอัลฟ่าอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงได้ แม้ว่าจะเพียงเล็กน้อยก็ตาม ในทางเคมี สารตะกั่วก็เป็นพิษเช่นเดียวกัน โดยทั่วไปจะใช้ถุงมือเมื่อต้องจับโลหะยูเรเนียมเพื่อเป็นการป้องกันไว้ก่อนที่เพียงพอ เพื่อป้องกันไม่ให้มนุษย์หายใจเข้าหรือบริโภคยูเรเนียมเข้มข้นจึงได้รับการจัดการและกักขัง

นักธรณีวิทยาสำรวจที่ค้นหายูเรเนียมได้ระบุรังสีแกมมาจากองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่น บิสมัทและเรเดียม ซึ่งก่อตัวขึ้นตลอดเวลาทางธรณีวิทยาอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดยูเรเนียม

ต่อไปนี้คือประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญบางประการที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองยูเรเนียม

• การหยุดชะงักของที่อยู่อาศัย
• การสลายตัวของดิน
• การปนเปื้อนของน้ำ
• ปริมาณน้ำผิวดิน
• กากแร่และการจัดการของเสีย
• การได้รับรังสี
• สารปนเปื้อนในอากาศ
• การระบายน้ำของเหมืองกรด
• การปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน
• ความเข้มของพลังงาน
• ความท้าทายในการบุกเบิกที่ดิน
• ความกังวลเกี่ยวกับการแพร่กระจายของนิวเคลียร์

1. การหยุดชะงักของที่อยู่อาศัย

ระบบนิเวศน์ในท้องถิ่นและ ความหลากหลายทางชีวภาพอาจได้รับผลกระทบ โดย การกระจายตัวของที่อยู่อาศัยและความเสื่อมโทรม ที่เกิดจากการทำเหมืองแร่ การกำจัดดินและพืชอาจทำให้เกิดการรบกวนแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่า

2. การสลายตัวของดิน

การกำจัดดินและภาระส่วนเกิน ในระหว่างการทำเหมืองจะมีผลกระทบทันทีต่อลักษณะทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของดิน

การเปลี่ยนแปลงในความสามารถของดินในการจ่ายความชื้นเพื่อการเจริญเติบโตของพืช การสูญเสียสิ่งมีชีวิตที่จำเป็นต่อดินที่มีสุขภาพดี (เช่น จุลินทรีย์และไส้เดือน) การสูญเสียธนาคารเมล็ดพันธุ์ที่มีชีวิตพร้อมพื้นที่จัดเก็บแบบขยาย การสูญเสียอินทรียวัตถุและไนโตรเจนในดิน การสูญเสียพื้นที่รูพรุนเนื่องจาก การบดอัดและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของดิน และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของดินถือเป็นผลกระทบที่พบบ่อยที่สุด

ผลกระทบเหล่านี้เป็นเรื่องปกติของการรบกวนทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในการดำเนินการเหมืองแร่ทั่วไปและในปัจจุบัน ไม่ใช่แค่การขุดยูเรเนียมเท่านั้น

ผลกระทบหลักเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในพื้นที่ทำเหมือง และประเภทของการทำเหมืองที่ใช้จะเป็นตัวกำหนดว่ากิจกรรมการทำเหมืองมีอิทธิพลมากน้อยเพียงใดในดิน

เพราะพื้นผิวเกิดการรบกวนใน การทำเหมืองใต้ดิน จำกัดอยู่เพียงช่องเปิดใต้ดินขนาดเล็กมาก ผลกระทบของดินมีน้อยมาก ในทางกลับกัน มีปริมาณดินที่ถูกรบกวนมากที่สุดในระหว่างนั้น การขุดแบบเปิดโล่ง.

นอกจากนี้ สภาพนอกสถานที่อาจได้รับผลกระทบจากผลกระทบรอง เช่น การไหลบ่าของน้ำที่เพิ่มขึ้นซึ่งเกิดจากการบดอัดของดินที่ได้กล่าวถึงก่อนหน้านี้ในส่วนนี้

3. การปนเปื้อนของน้ำ

น้ำมักใช้ในขั้นตอนการสกัดและแปรรูปการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม

การดำเนินการบุกเบิกหลายครั้ง การแยกน้ำออกจากพื้นที่ทำงานและหลุมในเหมือง การจัดเก็บแร่และการขุดและของเสียจากกระบวนการแปรรูปในสถานที่ชั่วคราว และการรบกวนพื้นผิวดินที่เกิดจากการขุด ล้วนสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความเข้มข้นและปริมาณของวัสดุที่ละลายและแขวนลอยใน น้ำผิวดินนอกสถานที่

น้ำบาดาลจะต้องถูกกันออกจากเหมืองหรือสกัดผ่านกระบวนการที่เรียกว่า dewatering เพื่อให้มีการขุดเหมือง

บ่อน้ำสกัดหลายชุดที่อยู่รอบๆ เหมืองสามารถใช้เพื่อลดระดับน้ำในท้องถิ่นและป้องกันไม่ให้น้ำเข้า หรือน้ำใต้ดินที่เข้าสู่เหมืองสามารถสูบออกและเททิ้งที่ผิวน้ำได้

คุณภาพน้ำผิวดินอาจได้รับผลกระทบจากการดำเนินการแยกน้ำออกจากเหมือง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการปล่อยทิ้งไม่ถูกบำบัด

ความหลากหลายของวัสดุสามารถมีได้ ส่งผลกระทบต่อน้ำผิวดินเช่น สารที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสีบางชนิด (โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลหะหนักและโลหะที่ละลายในน้ำ) วัสดุกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (NORM) วัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่ได้รับการปรับปรุงทางเทคโนโลยี (TENORM) และหางของเหลวและของแข็งจากการดำเนินการแปรรูป

ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดสารกัมมันตรังสี โลหะหนัก และสารปนเปื้อนอื่นๆ ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตในน้ำที่ปนเปื้อนแหล่งน้ำใกล้เคียง

4. ปริมาณน้ำผิวดิน

คาดว่าสถานที่ขุดยูเรเนียมในเวอร์จิเนีย ไม่ว่าจะอยู่ใต้ดินหรือเหนือพื้นดิน อาจมีน้ำรั่วนอกสถานที่เป็นครั้งคราว แหล่งหนึ่งในการควบคุมอัตราการปลดปล่อยก็คือ

1. ข้อมูลการตกตะกอน (เช่น ความเข้มของฝน)
2. สภาพความชื้นก่อนหน้า
3. ลักษณะพื้นผิวดิน (เช่น ความสามารถในการแทรกซึมของดิน)
4. แหล่งกักเก็บน้ำที่เข้าถึงได้ (ที่เก็บหลุม บ่อกักขัง ฯลฯ)
5. น้ำถูกปล่อยออกมาจากกิจกรรมการขุดโดยตั้งใจ

การระบายน้ำผิวดินจากพื้นที่ที่ทำเหมืองอาจจะสูงกว่าในพื้นที่ที่ไม่มีการระบายน้ำซึ่งครอบคลุมอยู่ในป่าเจริญเติบโตที่สองตามธรรมชาติ

แม้ว่าเปอร์เซ็นต์ที่เพิ่มขึ้นจะลดลงตามระยะทางจากเหมือง และผลกระทบจากปริมาณน้ำผิวดินจากการจัดการกากแร่อาจมีมากขึ้น แต่การเพิ่มขึ้นของปริมาณน้ำที่ไหลบ่าจะส่งผลให้กระแสน้ำไหลเพื่อรับน้ำที่อยู่ท้ายน้ำเพิ่มขึ้นด้วย

5. กากแร่และการจัดการของเสีย

ปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการสกัดยูเรเนียมคือการกำจัดกากกัมมันตภาพรังสี การจัดเก็บที่ไม่เพียงพออาจทำให้สารมลพิษแทรกซึมลงสู่พื้นดินและน้ำ ส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนในระยะยาว

ปริมาณและองค์ประกอบของของเสียประเภทต่างๆ เทคนิคที่ใช้ในการแปรรูปแร่ยูเรเนียม วิธีจัดเก็บและกำจัดของเสียประเภทต่างๆ และการดำเนินการเพื่อลดผลกระทบต่อคุณภาพน้ำผิวดิน ล้วนส่งผลต่อวิธีการ การจัดการของเสียและกากแร่จากเหมือง ส่งผลกระทบต่อน้ำผิวดิน

ธาตุกัมมันตรังสีและไม่ใช่กัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติทั้งหมดที่มีอยู่ในแร่ยูเรเนียม รวมถึงนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีทั้งหมดในชุดการสลายตัวของยูเรเนียม โดยเฉพาะธาตุ 238U นั้นพบได้ในเหมืองและหางแร่

แม้ว่าการประมวลผลจะกำจัดยูเรเนียมในแร่ออกไป 90–95 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำให้ความเข้มข้นของยูเรเนียมลดลงอย่างน้อยตามลำดับความสำคัญ แต่ผลิตภัณฑ์ยูเรเนียมส่วนใหญ่ที่สลายตัว เช่น 230Th, 226Ra และ 222Rn ซึ่งอาจเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของ กัมมันตภาพรังสีของแร่—ยังคงอยู่ในหางแร่

กิจกรรมของหางแร่จะไม่เปลี่ยนแปลงเป็นหลักเป็นเวลาหลายพันปีเนื่องจากมีครึ่งชีวิตที่ยาวนานที่ 230 (76,000 ปี)

เมื่อพิจารณาจากครึ่งชีวิตที่ยาวนานมาก ธรณีเคมีและแร่วิทยาของ 230Th และ 226Ra (ครึ่งชีวิต 1,625 ปี) จึงมีความสำคัญเป็นพิเศษจากมุมมองของคุณภาพน้ำ

6. การได้รับรังสี

ในระหว่างการทำเหมือง องค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีรวมทั้งก๊าซเรดอนและนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีอาจถูกปล่อยออกมา ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายจากการสัมผัสกับประชากรและบุคลากรในท้องถิ่น

7. สารปนเปื้อนในอากาศ

การทำเหมืองแร่และการแปรรูปยูเรเนียมอาจทำให้เกิด มลพิษทางอากาศอนุภาค และกระบวนการในอากาศที่ระดมสารมลพิษ

เช่นเดียวกับสถานที่ก่อสร้างอื่นๆ ในระหว่างการก่อสร้าง จะมีฝุ่นฟุ้งกระจาย ดินกักเก็บ และไอเสียจากอุปกรณ์ก่อสร้าง เครื่องยนต์ดีเซลซึ่งใช้เครื่องจักรก่อสร้างและยานพาหนะปล่อยควันดีเซล

เพื่อให้คนงานปลอดภัย อุปกรณ์ระบายอากาศจึงมีความจำเป็นในเหมืองใต้ดิน แต่อากาศกลับเต็มไปด้วยฝุ่นละอองที่ปล่อยออกมา

ผลกระทบทางอากาศจากการขุดใต้ดินและการขุดแบบเปิดนั้นแตกต่างกัน การระเบิด การบรรทุกเข้าไปในยานพาหนะขนส่ง และการขนส่งไปยังโรงงานแปรรูป เหมืองแบบเปิดจะปล่อยฝุ่นออกสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรง

ฝุ่นละอองที่ขนส่งนอกสถานที่มีผลกระทบที่น่ารำคาญ เช่น การมองเห็นอุดตันและการสะสมของฝุ่นบนยานพาหนะและบ้าน อย่างไรก็ตาม การสัมผัสกับฝุ่นละอองอาจทำให้โรคหอบหืดแย่ลง เพิ่มการเข้าชมห้องฉุกเฉิน และอาจถึงขั้นเสียชีวิตจากโรคปอดหรือโรคหัวใจได้

บุคคลที่มีความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจ ได้แก่ โรคหอบหืด หลอดลมอักเสบ ถุงลมโป่งพอง โรคหัวใจ เบาหวาน ทารกแรกเกิด เด็ก และวัยรุ่น อยู่ในกลุ่มผู้ที่ ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้น.

8. การระบายน้ำจากเหมืองกรด

หากการระบายน้ำจากเหมืองกรด (AMD) ไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม อาจกลายเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่อันตรายที่สุดปัญหาหนึ่งที่เกิดจากการขุดยูเรเนียม

ประชากรของแบคทีเรียที่เป็นกรดจะทำปฏิกิริยาออกซิไดซ์โลหะซัลไฟด์ (เช่น FeS2) ที่พบในวัสดุเหลือใช้หรือการขุดเพื่อสร้าง AMD เนื่องจากแบคทีเรียเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเท่านั้น การสร้างความเป็นกรดจึงสามารถเร่งและยั่งยืนได้ในที่สุดเมื่อมีซัลไฟด์และออกซิเจน

น้ำจากเหมืองที่เป็นกรดมีความเป็นไปได้สูงกว่าที่จะมีโลหะหนัก (เช่น เหล็ก แมงกานีส อลูมิเนียม ทองแดง โครเมียม สังกะสี ตะกั่ว วานาเดียม โคบอลต์ หรือนิกเกิล) หรือโลหะหนัก (เช่น ซีลีเนียมหรือสารหนู) ที่ถูกปล่อยออกสู่สารละลายโดยออกซิเดชันของ แร่ธาตุซัลไฟด์ นอกเหนือจากนิวไคลด์กัมมันตรังสีในชุดการสลายตัวของยูเรเนียม-238 (238U) (เช่น ยูเรเนียม เรเดียม เรดอน และทอเรียม)

ดังนั้น เงื่อนไขเบื้องต้นที่กระตุ้นให้เกิดการปล่อยนิวไคลด์กัมมันตรังสีและโลหะหนักอันตรายจากเหมืองยูเรเนียมออกสู่สิ่งแวดล้อมก็คือการมีอยู่ของแร่ธาตุซัลไฟด์ในแร่ยูเรเนียม

9. การปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน

น้ำบาดาล สามารถปนเปื้อนจากสารประกอบกัมมันตภาพรังสีและสารอันตรายที่ชะล้างจากการทำเหมืองยูเรเนียม ระบบนิเวศที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศ และแหล่งน้ำดื่ม

จากปฏิกิริยาระหว่างธรณีเคมี น้ำใต้ดินที่สัมผัสกับของแข็งชั้นหินอุ้มน้ำจะได้องค์ประกอบทางเคมีที่สะท้อนถึงองค์ประกอบของหินที่อาศัยอยู่ ปัจจัยธรณีเคมีและอุทกธรณีวิทยาจำนวนมากมีอิทธิพลต่อขอบเขตของปฏิกิริยาเหล่านี้ และผลที่ตามมาคือองค์ประกอบทางเคมีของน้ำ เช่น

• แร่วิทยาของหินโฮสต์
• ขนาดของเม็ดแร่
• ส่วนประกอบทางเคมีของน้ำที่ไหลผ่านชั้นหินอุ้มน้ำ
• น้ำในชั้นหินอุ้มน้ำอยู่ที่นั่นนานเท่าใด
• เส้นทางการไหล (เช่น การไหลแตกหักซึ่งตรงข้ามกับการไหลผ่านวัสดุที่มีรูพรุนเป็นเม็ด)

ปัจจัยหลายประการสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการทำเหมือง ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพของน้ำใต้ดินในภายหลัง

มีสองวิธีหลักที่การจัดการหางแร่ร่วมสมัยก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อคุณภาพน้ำใต้ดิน:

• ความล้มเหลวของโครงสร้าง (เช่น โครงสร้างการยึดกากแร่ แผ่นซับ และระบบรวบรวมการรั่วไหล) ที่มีจุดประสงค์เพื่อป้องกันสารพิษจากกากแร่ไม่ให้ลงสู่น้ำใต้ดินในบริเวณใกล้เคียง
• การแยกไฮดรอลิกที่ไม่เหมาะสมในโรงงานกำจัดที่มีระดับต่ำกว่าอาจมีได้หลายรูปแบบ เช่น ความล้มเหลวของปั๊มที่ไม่เพียงพอในการแยกแบบแอคทีฟ ความเข้าใจที่ไม่เพียงพอเกี่ยวกับอุทกธรณีวิทยาของไซต์งาน และการบดอัดหางแร่ในการแยกไฮดรอลิกแบบพาสซีฟไม่เพียงพอ

10. ความเข้มของพลังงาน

การป้อนพลังงานจำนวนมากซึ่งบ่อยครั้งมาจากแหล่งที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสกัดและการแปรรูปยูเรเนียม ซึ่งจะเพิ่มการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตพลังงาน

11. ความท้าทายในการบุกเบิกที่ดิน

หลังจากการขุดยูเรเนียมแล้ว การเรียกคืนที่ดินเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน อาจต้องใช้เวลาระยะหนึ่งก่อนที่ระบบนิเวศจะฟื้นตัวและบรรเทาความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม และสถานะก่อนการขุดอาจไม่กลับคืนมาทั้งหมด ก่อนที่ระดับน้ำจะกลับคืนสู่ระดับก่อนการขุด อาจต้องใช้เวลาหลายปีหรือหลายสิบปี

นอกจากนี้ การหยุดชะงักของชั้นหินอุ้มน้ำที่เกิดจากการก่อสร้างเหมืองอาจทำให้รูปแบบการไหลของน้ำใต้ดินในพื้นที่เปลี่ยนแปลงอย่างถาวร ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อปริมาณน้ำที่มีอยู่สำหรับบ่อประปาภายในประเทศในบริเวณใกล้เคียง แม้ว่าผลกระทบโดยรวมนี้อาจจะไม่มีนัยสำคัญก็ตาม

อัตราการเติมน้ำใต้ดินที่ลดลงก็มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในท้องถิ่นเช่นกัน ดินชั้นบนที่สะสมระหว่างการทำเหมืองจะถูกแทนที่บนที่ดินในระหว่างขั้นตอนการถมพื้นที่เหมือง

อย่างไรก็ตาม ลักษณะทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของดินที่ถูกยึดคืนนั้นแตกต่างอย่างมากจากลักษณะดินธรรมชาติ และความคลาดเคลื่อนเหล่านี้บางส่วนอาจใช้เวลานานถึง 1,000 ปีในการรักษา

ตัวอย่างเช่น ขอบฟ้าของดินตามธรรมชาติที่ก่อตัวมานานนับร้อยถึงหลายพันปีจะถูกลบออกเมื่อดินชั้นบนถูกรื้อออก กอง และแทนที่

การบดอัด การชะล้าง และการเสื่อมสภาพทางชีวภาพของสารอาหารทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของดินชั้นบนที่สะสมไว้ ซึ่งนำไปสู่การลดลง

การเปลี่ยนแปลงของการหมุนเวียนของไนโตรเจนในดินดังกล่าวระหว่างการกักตุนส่งผลให้สูญเสียปริมาณสำรองไนโตรเจนในดินชั้นบน ซึ่งจะถูกต่ออายุใหม่ในภายหลังหลังจากถูกกักตุน

นอกจากนี้ ประชากรจุลินทรีย์ (เชื้อราและแบคทีเรีย) ในดินที่สะสมไว้ได้รับการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว ซึ่งได้เปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของพวกมันเมื่อไซต์ของฉันได้รับการฟื้นฟู เมื่อเปรียบเทียบกับสภาพก่อนการทำเหมืองหรือพื้นที่ที่ยังไม่ได้ทำเหมือง

12. ความกังวลเกี่ยวกับการแพร่กระจายของนิวเคลียร์

เนื่องจากยูเรเนียมที่ขุดได้อาจนำไปใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ การทำเหมืองยูเรเนียมจึงทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับการแพร่กระจายของอาวุธนิวเคลียร์

สรุป

เพื่อลดสิ่งเหล่านี้ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมการทำเหมืองต้องใช้แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด ต้องมีการพัฒนาและบังคับใช้กฎระเบียบที่เข้มงวด และต้องใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยสำหรับการจัดการของเสียและการบำบัดน้ำ

การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาวของการขุดยูเรเนียมต้องอาศัยวิธีการขุดที่ยั่งยืนและการจัดการผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีอย่างปลอดภัย

แนะนำ

• 4 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดทราย
  .
• 7 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดเงิน
  .
• 11 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดทอง
  .
• 7 ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการขุดแร่เหล็ก
  .
• การขุดลิเธียมแย่กว่าการขุดเจาะน้ำมันหรือไม่? ข้างหน้าเป็นอย่างไรบ้าง?