El impacto ambiental de la minería puede producirse a escala local, regional y global a través de prácticas mineras directas e indirectas. La minería puede causar erosión , sumideros , pérdida de biodiversidad o contaminación del suelo , las aguas subterráneas y las aguas superficiales por los productos químicos emitidos por los procesos mineros. Estos procesos también afectan a la atmósfera a través de las emisiones de carbono, lo que contribuye al cambio climático . [1]
Algunos métodos de extracción ( la extracción de litio , la extracción de fosfato , la extracción de carbón , la extracción de cimas de montañas y la extracción de arena ) pueden tener efectos ambientales y de salud pública tan significativos que las empresas mineras de algunos países deben cumplir estrictos códigos ambientales y de rehabilitación para garantizar que el área minada vuelva a su estado original. La minería puede brindar diversas ventajas a las sociedades, pero también puede generar conflictos, en particular en relación con el uso de la tierra tanto por encima como por debajo de la superficie. [2]
Las operaciones mineras siguen siendo rigurosas e invasivas, lo que a menudo produce importantes impactos ambientales en los ecosistemas locales y consecuencias más amplias para la salud ambiental del planeta. [3] Para dar cabida a las minas y la infraestructura asociada, se talan tierras en gran escala, lo que consume importantes recursos energéticos y hídricos, emite contaminantes atmosféricos y produce desechos peligrosos . [4]
Según la página The World Counts, "la cantidad de recursos extraídos de la Tierra ha aumentado desde los 39.300 millones de toneladas de 2002. Un aumento del 55 por ciento en menos de 20 años. Esto pone a los recursos naturales de la Tierra bajo una gran presión. Ya estamos extrayendo un 75 por ciento más de lo que la Tierra puede sostener a largo plazo". [5]
La erosión de las laderas expuestas, los vertederos de minas, las presas de relaves y la sedimentación resultante de los drenajes, arroyos y ríos pueden afectar significativamente las áreas circundantes, siendo un excelente ejemplo la gigantesca mina Ok Tedi en Papua Nueva Guinea . [6] La erosión del suelo puede reducir la disponibilidad de agua para el crecimiento de las plantas, lo que resulta en una disminución de la población en el ecosistema vegetal. [7]
La erosión del suelo se produce por perturbaciones físicas causadas por actividades mineras (por ejemplo, excavaciones, voladuras, etc.) en áreas silvestres. Esto provoca perturbaciones en los sistemas de raíces de los árboles, un componente crucial para estabilizar el suelo y prevenir la erosión. [8] Los materiales erosionados pueden ser transportados por la escorrentía hacia las aguas superficiales cercanas, lo que da lugar a un proceso conocido como sedimentación. Además, los patrones de drenaje alterados redirigen el flujo de agua, intensificando la erosión y la sedimentación de los cuerpos de agua cercanos. [9] El impacto acumulativo da como resultado una calidad del agua degradada, pérdida de hábitat y daños ecológicos duraderos.
Un socavón en un sitio minero o cerca de él generalmente es causado por la falla del techo de la mina debido a la extracción de recursos, sobrecarga débil o discontinuidades geológicas. [10] La sobrecarga en el sitio minero puede desarrollar cavidades en el subsuelo o la roca, que pueden rellenarse con arena y tierra de los estratos suprayacentes. Estas cavidades en la sobrecarga tienen el potencial de eventualmente derrumbarse, formando un socavón en la superficie. La falla repentina de la tierra crea una gran depresión en la superficie sin previo aviso, esto puede ser seriamente peligroso para la vida y la propiedad. [11] Los socavones en un sitio minero se pueden mitigar con el diseño adecuado de la infraestructura, como soportes mineros y una mejor construcción de muros para crear una barrera alrededor de un área propensa a socavones. Se puede realizar relleno y lechado para estabilizar las labores subterráneas abandonadas.
La minería puede tener efectos nocivos en las aguas superficiales y subterráneas circundantes. [12] Si no se toman las precauciones adecuadas, concentraciones anormalmente altas de productos químicos, como arsénico , ácido sulfúrico y mercurio , pueden extenderse sobre un área significativa de agua superficial o subterránea. [13] Grandes cantidades de agua utilizadas para el drenaje de minas, enfriamiento de minas, extracción acuosa y otros procesos mineros aumentan el potencial de que estos productos químicos contaminen las aguas subterráneas y superficiales. Como la minería produce grandes cantidades de aguas residuales, los métodos de eliminación son limitados debido a los contaminantes dentro de las aguas residuales. La escorrentía que contiene estos productos químicos puede provocar la devastación de la vegetación circundante. El vertido de la escorrentía en aguas superficiales o en muchos bosques es la peor opción. Por lo tanto, la eliminación submarina de relaves se considera una mejor opción (si los desechos se bombean a gran profundidad). [14] El almacenamiento en tierra y la recarga de la mina después de que se haya agotado es incluso mejor, si no es necesario talar bosques para el almacenamiento de escombros. La contaminación de las cuencas hidrográficas por fugas de productos químicos también tiene efectos sobre la salud de la población local. [15]
En minas bien reguladas, los hidrólogos [16] y los geólogos [17] toman mediciones cuidadosas del agua para tomar precauciones y excluir cualquier tipo de contaminación del agua que pudiera ser causada por las operaciones de la mina. La minimización de la degradación ambiental se aplica en las prácticas mineras estadounidenses mediante la ley federal y estatal, al restringir a los operadores a cumplir con los estándares para la protección de las aguas superficiales y subterráneas contra la contaminación. [18] Esto se hace mejor mediante el uso de procesos de extracción no tóxicos como la biolixiviación . [19] Además, la protección contra la contaminación del agua debe continuar después de que una mina haya sido desmantelada, ya que los sistemas de agua circundantes aún pueden contaminarse años después del uso activo. [20]
La industria minera contribuye entre el 4 y el 7% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero . [21] La producción de gases de efecto invernadero, como el CO 2 y el CH 4 , puede ocurrir tanto directa como indirectamente a lo largo del proceso minero y puede tener impactos significativos en el cambio climático global . [22]
Los contaminantes del aire tienen un impacto negativo en el crecimiento de las plantas, principalmente al interferir con la acumulación de recursos. Una vez que las hojas están en estrecho contacto con la atmósfera, muchos contaminantes del aire , como el O3 y el NOx , afectan la función metabólica de las hojas e interfieren con la fijación neta de carbono por parte del dosel de la planta. Los contaminantes del aire que primero se depositan en el suelo, como los metales pesados, primero afectan el funcionamiento de las raíces e interfieren con la captura de recursos del suelo por parte de la planta. Estas reducciones en la captura de recursos (producción de carbohidratos a través de la fotosíntesis, absorción de nutrientes minerales y absorción de agua del suelo) afectarán el crecimiento de las plantas a través de cambios en la asignación de recursos a las diversas estructuras de la planta. Cuando el estrés por contaminación del aire coexiste con otros estreses, por ejemplo, el estrés hídrico, el resultado sobre el crecimiento dependerá de una interacción compleja de procesos dentro de la planta. A nivel de ecosistema , la contaminación del aire puede cambiar el equilibrio competitivo entre las especies presentes y puede conducir a cambios en la composición de la comunidad vegetal. Los impactos de la contaminación del aire pueden variar dependiendo del tipo y la concentración de contaminante liberado. [23] En los agroecosistemas estos cambios pueden manifestarse en una reducción del rendimiento económico. [24]
Las técnicas de adaptación y mitigación para reducir la contaminación del aire generada por la minería suelen centrarse en el uso de fuentes de energía más limpias. [25] El cambio del carbón y el diésel a la gasolina puede reducir la concentración de gases de efecto invernadero. Además, el cambio a fuentes de energía renovables , como la energía solar y la hidroeléctrica, puede reducir aún más las emisiones de gases de efecto invernadero. La contaminación del aire también puede reducirse maximizando la eficiencia de la mina y realizando una evaluación del ciclo de vida para minimizar los impactos ambientales. [26]
La minería subterránea suele avanzar por debajo del nivel freático, por lo que es necesario bombear agua constantemente para evitar inundaciones. Cuando se abandona una mina, el bombeo cesa y el agua la inunda. Esta introducción de agua es el paso inicial en la mayoría de las situaciones de drenaje ácido de roca.
El drenaje ácido de roca ocurre naturalmente dentro de algunos ambientes como parte del proceso de meteorización , pero se ve exacerbado por perturbaciones de la tierra a gran escala características de la minería y otras actividades de construcción a gran escala, generalmente dentro de rocas que contienen una abundancia de minerales de sulfuro . Las áreas donde la tierra ha sido perturbada (por ejemplo, sitios de construcción, subdivisiones y corredores de transporte) pueden crear drenaje ácido de roca. En muchas localidades, el líquido que drena de las reservas de carbón, las instalaciones de manipulación de carbón, los lavaderos de carbón y los vertederos de desechos de carbón puede ser altamente ácido y, en tales casos, se trata como drenaje ácido de mina (AMD). El mismo tipo de reacciones y procesos químicos pueden ocurrir a través de la perturbación de suelos de sulfato ácido formados en condiciones costeras o estuarinas después del último aumento importante del nivel del mar, y constituye un peligro ambiental similar. [27]
La formación de drenaje ácido de minas se produce cuando las rocas que contienen minerales de sulfuro (por ejemplo, pirita) se exponen al agua y al aire, lo que produce un drenaje ácido y rico en sulfatos. [28] Estas aguas ácidas pueden filtrar varios metales pesados de las rocas y el suelo circundantes. El DAM ácido y rico en metales es una fuente importante de contaminación ambiental, que contamina las aguas superficiales y subterráneas cercanas, daña los ecosistemas y hace que el agua no sea apta para beber. [29] El DAM puede persistir durante períodos prolongados, incluso mucho después de que hayan cesado las actividades mineras, lo que conduce a una degradación ambiental continua. [30]
Las cinco principales tecnologías utilizadas para monitorear y controlar el flujo de agua en los sitios mineros son los sistemas de desviación, los estanques de contención, los sistemas de bombeo de agua subterránea, los sistemas de drenaje subterráneo y las barreras subterráneas. En el caso de la DAM, el agua contaminada generalmente se bombea a una planta de tratamiento que neutraliza los contaminantes. [31] Una revisión de 2006 de las declaraciones de impacto ambiental concluyó que "las predicciones de la calidad del agua realizadas después de considerar los efectos de la mitigación subestimaron en gran medida los impactos reales en las aguas subterráneas, las filtraciones y las aguas superficiales". [32]
Los metales pesados son elementos naturales que tienen un peso atómico elevado y una densidad al menos cinco veces mayor que la del agua. Los metales pesados no son fácilmente degradables y, por lo tanto, están sujetos a persistencia en el medio ambiente y bioacumulación en los organismos. [33] Sus múltiples aplicaciones industriales, domésticas, agrícolas, médicas y tecnológicas han dado lugar a su amplia distribución en el medio ambiente, lo que ha suscitado preocupación por sus posibles efectos sobre la salud humana y el medio ambiente. [34]
Los metales pesados naturales se presentan en formas que no son inmediatamente accesibles para la absorción por las plantas. Por lo general, se presentan en formas insolubles, como en estructuras minerales, o en formas precipitadas o complejas que no son inmediatamente accesibles para la absorción por las plantas. Los metales pesados naturales tienen una alta capacidad de adsorción en el suelo y, por lo tanto, no son inmediatamente accesibles para los organismos vivos. Sin embargo, los impactos de la transformación de los metales pesados y las interacciones con los organismos del suelo dependen en gran medida de las propiedades fisicoquímicas del suelo y de los organismos presentes. [35] La vitalidad de retención entre los metales pesados naturales y el suelo es excepcionalmente alta en comparación con la de las fuentes antropogénicas. [36]
La disolución y el transporte de metales y metales pesados por la escorrentía y el agua subterránea es otro ejemplo de los problemas ambientales de la minería, como la mina Britannia , una antigua mina de cobre cerca de Vancouver, Columbia Británica . Tar Creek , una zona minera abandonada en Picher, Oklahoma, que ahora es un sitio Superfund de la Agencia de Protección Ambiental , también sufre contaminación por metales pesados. El agua de la mina que contiene metales pesados disueltos, como plomo y cadmio, se filtró a las aguas subterráneas locales, contaminándolas. [37] Además, la presencia de metales pesados en el agua dulce también puede afectar la química del agua. Las altas concentraciones de metales pesados pueden afectar el pH, la capacidad de amortiguación y el oxígeno disuelto. [38] El almacenamiento a largo plazo de relaves y polvo puede provocar problemas adicionales, ya que el viento puede arrastrarlos fácilmente fuera del sitio, como ocurrió en Skouriotissa , una mina de cobre abandonada en Chipre . Los cambios ambientales como el calentamiento global y el aumento de la actividad minera pueden aumentar el contenido de metales pesados en los sedimentos de los arroyos. [39] Estos impactos también pueden verse potenciados en zonas situadas aguas abajo de la fuente de metales pesados. [40]
La minería afecta a la biodiversidad en varias dimensiones espaciales. A nivel local, los efectos inmediatos se ven a través de la destrucción directa del hábitat en los sitios mineros. En una escala más amplia, las actividades mineras contribuyen a problemas ambientales significativos como la contaminación y el cambio climático, que tienen repercusiones regionales y globales. En consecuencia, las estrategias de conservación deben ser multifacéticas e inclusivas geográficamente, abordando tanto los impactos directos en sitios específicos como las consecuencias ambientales más extensas y de mayor alcance. [41] La implantación de una mina es una modificación importante del hábitat, y ocurren perturbaciones menores en una escala mayor que el sitio de explotación, por ejemplo, la contaminación del medio ambiente por residuos de desechos mineros. Los efectos adversos pueden observarse mucho después del final de la actividad minera. [42] La destrucción o modificación drástica del sitio original y la liberación de sustancias antropogénicas pueden tener un impacto importante en la biodiversidad de la zona. [43] La destrucción del hábitat es el principal componente de las pérdidas de biodiversidad , pero el envenenamiento directo causado por el material extraído de la mina y el envenenamiento indirecto a través de los alimentos y el agua también pueden afectar a los animales, la vegetación y los microorganismos. La modificación del hábitat, como la modificación del pH y la temperatura, perturba a las comunidades del área circundante. Las especies endémicas son especialmente sensibles, ya que requieren condiciones ambientales muy específicas. La destrucción o ligera modificación de su hábitat las pone en riesgo de extinción . Los hábitats pueden resultar dañados cuando no hay suficiente producto terrestre, así como por productos no químicos, como grandes rocas de las minas que se descartan en el paisaje circundante sin preocuparse por los impactos en el hábitat natural. [44]
Se sabe que las concentraciones de metales pesados disminuyen con la distancia a la mina [42] y los efectos sobre la biodiversidad tienden a seguir el mismo patrón. Los impactos pueden variar en gran medida según la movilidad y la biodisponibilidad del contaminante : las moléculas menos móviles permanecerán inertes en el medio ambiente, mientras que las moléculas muy móviles se moverán fácilmente a otro compartimento o serán absorbidas por los organismos. Por ejemplo, la especiación de los metales en los sedimentos podría modificar su biodisponibilidad y, por lo tanto, su toxicidad para los organismos acuáticos [45] .
La biomagnificación juega un papel importante en los hábitats contaminados: los impactos de la minería sobre la biodiversidad, asumiendo que los niveles de concentración no son lo suficientemente altos como para matar directamente a los organismos expuestos, deberían ser mayores para las especies en la cima de la cadena alimentaria debido a este fenómeno. [46]
Los efectos adversos de la minería sobre la biodiversidad dependen en gran medida de la naturaleza del contaminante, el nivel de concentración en el que se encuentra en el medio ambiente y la naturaleza del propio ecosistema . Algunas especies son bastante resistentes a las perturbaciones antropogénicas, mientras que otras desaparecerán por completo de la zona contaminada. El tiempo por sí solo no parece permitir que el hábitat se recupere completamente de la contaminación. [47] Las prácticas de remediación llevan tiempo, [48] y en la mayoría de los casos no permitirán la recuperación de la diversidad original presente antes de que se llevara a cabo la actividad minera .
La industria minera puede afectar la biodiversidad acuática de diferentes maneras. Una de ellas puede ser el envenenamiento directo; [49] [50] un riesgo mayor de esto ocurre cuando los contaminantes son móviles en el sedimento [49] o biodisponibles en el agua. El drenaje de minas puede modificar el pH del agua, [51] lo que dificulta diferenciar el impacto directo sobre los organismos de los impactos causados por los cambios de pH. No obstante, se pueden observar efectos y demostrar que son causados por modificaciones del pH. [50] Los contaminantes también pueden afectar a los organismos acuáticos a través de efectos físicos: [50] los arroyos con altas concentraciones de sedimentos suspendidos limitan la luz, disminuyendo así la biomasa de algas . [52] La deposición de óxido metálico puede limitar la biomasa al recubrir las algas o su sustrato, impidiendo así la colonización. [50]
Los factores que afectan a las comunidades en los sitios de drenaje de minas ácidas varían temporalmente y estacionalmente: la temperatura, las precipitaciones, el pH, la salinización y la cantidad de metales muestran variaciones a largo plazo y pueden afectar gravemente a las comunidades. Los cambios en el pH o la temperatura pueden afectar la solubilidad de los metales y, por lo tanto, la cantidad biodisponible que afecta directamente a los organismos. Además, la contaminación persiste en el tiempo: noventa años después del cierre de una mina de pirita , el pH del agua seguía siendo muy bajo y las poblaciones de microorganismos consistían principalmente en bacterias acidófilas . [53]
Un gran caso de estudio que se consideró extremadamente tóxico para los organismos acuáticos fue la contaminación que ocurrió en la bahía de Minamata . [54] El metilmercurio fue liberado en las aguas residuales por las empresas químicas industriales y una enfermedad llamada enfermedad de Minamata fue descubierta en Kumamoto, Japón. [54] Esto resultó en envenenamiento por mercurio en peces y mariscos y estaba contaminando especies circundantes y muchas murieron a causa de ello y afectó a cualquiera que comiera los peces contaminados. [54] Otro estudio de caso significativo ilumina el impacto de la minería de fosfato en el desarrollo de arrecifes de coral adyacentes a la Isla de Navidad . [55] En este escenario, la escorrentía rica en fosfato fue transportada desde vías fluviales locales a arrecifes de coral frente a la costa, donde los niveles de fosfato de sedimentos de arrecife alcanzaron algunos de los niveles más altos jamás registrados en arrecifes australianos a 54.000 mg/kg. [55] La contaminación por fosfato ha resultado en una disminución notable en las especies clave que construyen arrecifes, como las algas coralinas crustosas y los corales ramificados. [55] Esta disminución se debe probablemente a que el fósforo actúa como fertilizante para las macroalgas, lo que les permite competir con los organismos calcáreos. [55]
Las comunidades de algas son menos diversas en aguas ácidas que contienen una alta concentración de zinc , [50] y el estrés del drenaje de las minas disminuye su producción primaria. La comunidad de diatomeas se modifica en gran medida por cualquier cambio químico, [56] el pH del conjunto de fitoplancton , [57] y la alta concentración de metales disminuye la abundancia de especies planctónicas . [56] Algunas especies de diatomeas pueden crecer en sedimentos con alta concentración de metales. [56] En sedimentos cercanos a la superficie, los quistes sufren corrosión y un recubrimiento pesado. [56] En condiciones muy contaminadas, la biomasa total de algas es bastante baja y la comunidad de diatomeas planctónicas está ausente. [56] De manera similar al fitoplancton, las comunidades de zooplancton se alteran en gran medida en los casos en que el impacto de la minería es severo. [58] Sin embargo, en caso de complementariedad funcional, es posible que la masa de fitoplancton y zooplancton permanezca estable.
Al evaluar los riesgos potenciales de la minería para los microbiomas marinos, es importante ampliar el alcance para incluir otras comunidades vulnerables, como las que se encuentran en el fondo marino, que están en riesgo de degradación del ecosistema debido a la minería en aguas profundas . [59] La vida microbiana juega un papel vital en el cumplimiento de una variedad de nichos y el apoyo a la productividad de los ciclos biogeoquímicos dentro de los ecosistemas del fondo marino. [59] Las zonas primarias de minería en aguas profundas incluyen respiraderos hidrotermales operativos a lo largo de centros de expansión (por ejemplo, dorsales oceánicas, arcos volcánicos) en el fondo del océano donde se depositaron minerales de sulfuro. [59] Otras zonas de extracción incluyen respiraderos hidrotermales inactivos con depósitos minerales similares, protuberancias polimetálicas (principalmente manganeso) a lo largo del fondo del océano y, a veces, costras polimetálicas (costras de cobalto) dejadas en los montes submarinos. [59] Estos depósitos minerales a menudo se encuentran en ecosistemas exóticos capaces de sobrevivir en condiciones químicas extremas y temperaturas anormalmente altas. [59] La extracción de recursos ha aumentado con el tiempo, lo que ha dado lugar a posibles pérdidas significativas de servicios ecosistémicos microbianos en los respiraderos hidrotermales y a una mayor degradación de los servicios ecosistémicos en depósitos masivos de sulfuro inactivos. [60] Los posibles impulsores de la degradación de los ecosistemas a través de la minería de aguas profundas incluyen la acidificación, la liberación de metales pesados tóxicos, la eliminación de la fauna bentónica de crecimiento lento, el enterramiento y el deterioro de la respiración de los organismos bentónicos debido a la generación de columnas de sedimentos y la interrupción de la cadena de suministro de alimentos entre las especies bentopelágicas. [60] Estos posibles resultados pueden alterar el equilibrio químico de estos entornos, lo que lleva a una cascada de disminuciones de las especies bentónicas y pelágicas que dependen de los respiraderos hidrotermales como fuentes de disponibilidad de nutrientes. [60] Garantizar la preservación de los microbios hidrotermales y de las especies que dependen de ellos es fundamental para conservar la rica biodiversidad de los entornos del fondo marino y los servicios ecosistémicos que proporcionan . [59]
Las comunidades de insectos acuáticos y crustáceos se modifican alrededor de una mina, [61] lo que resulta en una baja completitud tropical y su comunidad está dominada por depredadores. Sin embargo, la biodiversidad de macroinvertebrados puede permanecer alta si las especies sensibles se reemplazan por especies tolerantes. [62] Cuando se reduce la diversidad dentro del área, a veces no hay efecto de la contaminación del arroyo en la abundancia o biomasa, [62] lo que sugiere que las especies tolerantes que cumplen la misma función toman el lugar de las especies sensibles en sitios contaminados. La disminución del pH además de la concentración elevada de metales también puede tener efectos adversos en el comportamiento de los macroinvertebrados, lo que demuestra que la toxicidad directa no es el único problema. Los peces también pueden verse afectados por el pH, [63] las variaciones de temperatura y las concentraciones químicas.
La textura del suelo y el contenido de agua pueden modificarse en gran medida en sitios perturbados, [48] lo que lleva a cambios en la comunidad de plantas en el área. La mayoría de las plantas tienen una baja tolerancia a la concentración de metales en el suelo, pero la sensibilidad difiere entre especies. La diversidad de pastos y la cobertura total se ven menos afectadas por una alta concentración de contaminantes que las hierbas y los arbustos . [48] Los desechos de materiales mineros o los rastros debidos a la actividad minera se pueden encontrar en las cercanías de la mina, a veces lejos de la fuente. [64] Las plantas establecidas no pueden alejarse de las perturbaciones y eventualmente morirán si su hábitat está contaminado por metales pesados o metaloides en una concentración demasiado elevada para su fisiología. Algunas especies son más resistentes y sobrevivirán a estos niveles, y algunas especies no nativas que pueden tolerar estas concentraciones en el suelo, migrarán a las tierras circundantes de la mina para ocupar el nicho ecológico . Esto también puede dejar el suelo vulnerable a una posible erosión del suelo, lo que lo haría habitable para las plantas. [65]
Las plantas pueden verse afectadas por envenenamiento directo, por ejemplo, el contenido de arsénico en el suelo reduce la diversidad de briofitas . [49] La vegetación también puede contaminarse con otros metales, como el níquel y el cobre. [66] La acidificación del suelo a través de la disminución del pH por contaminación química también puede conducir a una disminución del número de especies. [49] Los contaminantes pueden modificar o perturbar los microorganismos, modificando así la disponibilidad de nutrientes, causando una pérdida de vegetación en el área. [49] Algunas raíces de los árboles se desvían de las capas más profundas del suelo para evitar la zona contaminada, por lo que carecen de anclaje dentro de las capas profundas del suelo, lo que resulta en el posible desarraigo por el viento cuando aumenta su altura y el peso de los brotes. [64] En general, la exploración de las raíces se reduce en las áreas contaminadas en comparación con las no contaminadas. [48] La diversidad de especies de plantas seguirá siendo menor en los hábitats recuperados que en las áreas no perturbadas. [48] Dependiendo del tipo específico de minería que se realice, toda la vegetación se puede eliminar inicialmente del área antes de que comience la minería real. [67]
Los cultivos cultivados pueden ser un problema cerca de las minas. La mayoría de los cultivos pueden crecer en sitios débilmente contaminados, pero el rendimiento es generalmente menor que el que habría sido en condiciones de crecimiento normales. Las plantas también tienden a acumular metales pesados en sus órganos aéreos, lo que posiblemente lleve a la ingestión humana a través de frutas y verduras. [68] El consumo regular de cultivos contaminados puede conducir a problemas de salud causados por la exposición a metales a largo plazo. [42] Los cigarrillos hechos con tabaco cultivado en sitios contaminados también podrían tener efectos adversos sobre la población humana, ya que el tabaco tiende a acumular cadmio y zinc en sus hojas. [69]
Además, las plantas que tienen una alta tendencia a acumular metales pesados, como Noccaea caerulescens , pueden usarse para la fitoextracción [70] [71] En el proceso de fitoextracción , las plantas extraerán los metales pesados presentes en el suelo y los almacenarán en porciones de la planta que se pueden cosechar fácilmente. Una vez que se cosecha la planta que ha acumulado los metales pesados, los metales pesados almacenados se eliminan eficazmente del suelo. [72]
La destrucción del hábitat es uno de los principales problemas de la actividad minera. Durante la construcción y explotación de minas se destruyen enormes áreas de hábitat natural, lo que obliga a los animales a abandonar el lugar. [73] Además, existen minerales deseables en todas las áreas ricas en biodiversidad, y se espera que aumenten las demandas futuras de minerales. [74] Esto indica un riesgo significativo para la biodiversidad animal, considerando que se cree que la minería tiene algunos de los impactos negativos más profundos en la fauna local, como la reducción de la disponibilidad de alimentos y refugio, lo que a su vez limita el número de individuos que una región puede sustentar. [75] Además, la explotación minera plantea amenazas adicionales para la vida silvestre más allá de la degradación del hábitat; se cree que la minería produce impactos adversos en la vida silvestre en formas como la contaminación del suelo y el agua, la supresión de la vegetación y las modificaciones en la estructura del paisaje. [76]
Las alteraciones del paisaje, en particular, plantean una amenaza significativa para los mamíferos medianos y grandes que dependen de los bosques y que requieren grandes áreas para satisfacer sus necesidades. [76] Los mamíferos medianos y grandes varían en su tolerancia a los cambios impulsados antropogénicamente en sus ecosistemas; esto afecta su capacidad para encontrar alimento, moverse y evitar las presiones de la caza. [76] Esta misma fauna es responsable de dar forma a la estructura de las áreas forestales a través de procesos como la depredación, el pisoteo de la vegetación baja y el consumo/dispersión de semillas. [76] Además de alterar físicamente la estructura de los paisajes locales, la minería también puede producir grandes cantidades de desechos residuales que reducen la calidad del aire y el agua, reduciendo así la cantidad de tierra accesible para los grandes mamíferos. [76] Esta relación se ha destacado en las áreas ricas en hierro de la India, donde los impactos antropogénicos de la minería se han reducido mediante regulaciones sobre la producción de desechos, mitigando los efectos adversos de la extracción de minerales en la fauna local, como los elefantes. [76] Si bien se cree que la minería tiene un impacto directo en la fauna cercana al sitio de extracción, también puede tener efectos indirectos en la biodiversidad de mamíferos al impulsar la construcción de caminos e infraestructura para alojar a los empleados de las compañías mineras. [76] Sigue habiendo una brecha evidente en los estudios sobre los impactos indirectos de la minería en los mamíferos, lo que indica que debemos abogar por incentivos para apoyar estudios destinados a evaluar la salud de estos mamíferos más grandes. [76] Esto permitirá realizar esfuerzos de conservación más efectivos para preservar la biodiversidad animal. [76]
Un estudio de caso que demuestra los impactos de la minería en la biodiversidad animal se lleva a cabo en Ghana occidental. [75] Durante las últimas décadas, las actividades mineras se han expandido rápidamente por toda África; esto ha impulsado la deforestación a gran escala y el aumento de los asentamientos humanos en las regiones oriental y occidental ricas en minerales de Brong-Ahafo (tierra forestal en Ghana). [75] El aumento de los asentamientos ha facilitado la migración de madereros, mineros y otros trabajadores, creando más estrés en las áreas boscosas, y muchos migrantes utilizan la caza de animales salvajes para recolectar carne de animales silvestres. [75] Este ejemplo resalta un impacto indirecto significativo de la minería en la fauna local en la tierra forestal de Brong-Ahafo. [75] En esta región, los investigadores utilizaron trampas vivas plegables Sherman para nueve especies de pequeños mamíferos (por ejemplo , H. alleni , P. tullbergi , H. trivirgatus , etc.) para explorar si había alguna diferencia en la biodiversidad de la fauna entre las áreas impactadas por la minería y las áreas sin impactos significativos de la minería. [75] Luego de registrar varias capturas en ambas áreas, se concluyó que los bosques impactados por la minería tenían niveles más bajos de biodiversidad de fauna en comparación con sus contrapartes, lo que indica que la minería definitivamente dañó la biodiversidad animal local. [75] Este escenario, ejemplifica las profundas repercusiones ecológicas de la minería sobre la biodiversidad de la fauna y resalta la urgente necesidad de implementar estrategias de conservación para mitigar los impactos de la extracción de minerales sobre las poblaciones de vida silvestre local. [75]
Los animales pueden envenenarse directamente con los productos y residuos de la mina. La bioacumulación en las plantas o en los organismos más pequeños que comen también puede provocar intoxicaciones: en ciertas zonas, los caballos, las cabras y las ovejas están expuestos a concentraciones potencialmente tóxicas de cobre y plomo en la hierba. [47] Hay menos especies de hormigas en el suelo que contiene altos niveles de cobre, en las proximidades de una mina de cobre. [44] Si se encuentran menos hormigas, hay más probabilidades de que otros organismos que viven en el paisaje circundante también se vean fuertemente afectados por los altos niveles de cobre. Las hormigas tienen buen criterio para saber si una zona es habitual, ya que viven directamente en el suelo y, por lo tanto, son sensibles a las alteraciones ambientales.
Los microorganismos son extremadamente sensibles a las modificaciones ambientales, como cambios de pH, [49] cambios de temperatura o concentraciones químicas debido a su tamaño. Por ejemplo, la presencia de arsénico y antimonio en los suelos ha provocado una disminución de las bacterias totales del suelo. [49] Al igual que la sensibilidad del agua, un pequeño cambio en el pH del suelo puede provocar la removilización de contaminantes, [77] además del impacto directo sobre los organismos sensibles al pH.
Los microorganismos poseen una gran variedad de genes entre su población total, por lo que existe una mayor probabilidad de supervivencia de las especies debido a los genes de resistencia o tolerancia que poseen algunas colonias, [78] siempre y cuando las modificaciones no sean demasiado extremas. Sin embargo, la supervivencia en estas condiciones implicará una gran pérdida de diversidad genética, resultando en una reducción del potencial de adaptación a cambios posteriores. El suelo no desarrollado en áreas contaminadas con metales pesados podría ser un signo de una actividad reducida de la microfauna y microflora del suelo, lo que indica un número reducido de individuos o una actividad disminuida. [49] Veinte años después de la perturbación, incluso en el área de rehabilitación, la biomasa microbiana sigue estando muy reducida en comparación con el hábitat no perturbado. [48]
Los hongos micorrízicos arbusculares son especialmente sensibles a la presencia de sustancias químicas y, a veces, el suelo se altera tanto que ya no pueden asociarse con las plantas de raíz. Sin embargo, algunos hongos poseen capacidad de acumulación de contaminantes y capacidad de limpieza del suelo al cambiar la biodisponibilidad de los contaminantes, [64] esto puede proteger a las plantas de posibles daños que podrían causar los productos químicos. [64] Su presencia en sitios contaminados podría prevenir la pérdida de biodiversidad debido a la contaminación por desechos mineros, [64] o permitir la biorremediación , la eliminación de sustancias químicas no deseadas de los suelos contaminados. Por el contrario, algunos microbios pueden deteriorar el medio ambiente: lo que puede provocar un aumento de SO4 en el agua y también puede aumentar la producción microbiana de sulfuro de hidrógeno, una toxina para muchas plantas y organismos acuáticos. [64]
Los procesos mineros producen un exceso de materiales de desecho conocidos como relaves . Los materiales que quedan después son el resultado de separar la fracción valiosa de la fracción no económica del mineral. Estas grandes cantidades de desechos son una mezcla de agua, arena, arcilla y betún residual. Los relaves se almacenan comúnmente en estanques de relaves hechos de valles naturales o grandes presas y sistemas de diques diseñados. [79] Los estanques de relaves pueden seguir siendo parte de una operación minera activa durante 30 a 40 años. Esto permite que los depósitos de relaves se sedimenten o se almacenen y reciclen el agua. [79]
Los relaves tienen un gran potencial para dañar el medio ambiente al liberar metales tóxicos por el drenaje ácido de las minas o al dañar la vida silvestre acuática; [80] ambos requieren un monitoreo y tratamiento constante del agua que pasa a través de la presa. Sin embargo, el mayor peligro de los estanques de relaves es la falla de la presa. Los estanques de relaves generalmente se forman con rellenos de origen local (tierra, desechos gruesos o sobrecarga de operaciones mineras y relaves) y las paredes de la presa a menudo se construyen para sostener mayores cantidades de relaves. [81] La falta de regulación para los criterios de diseño de los estanques de relaves es lo que pone al medio ambiente en riesgo de inundaciones debido a los estanques de relaves.
Algunos metales pesados que se acumulan en los relaves, como el torio, están vinculados a un mayor riesgo de cáncer. [82] Los relaves alrededor de la mina Bayan Obo de China contienen 70 000 toneladas de torio. [83] [84] El agua subterránea contaminada se está moviendo hacia el río Amarillo debido a la ausencia de un revestimiento impermeable para la presa de relaves. [83] [85]
Un vertedero de escombros es una pila de escombros acumulados que se retiraron de un sitio minero durante la extracción de carbón o mineral. Estos materiales de desecho están compuestos de tierra y rocas comunes, con el potencial de estar contaminados con desechos químicos. Los escombros son muy diferentes de los relaves, ya que son material procesado que queda después de que se han extraído los componentes valiosos del mineral. [86] La combustión de los vertederos de escombros puede ocurrir con bastante frecuencia, ya que los escombros más antiguos tienden a estar sueltos y se vuelcan por el borde de una pila. Como los escombros están compuestos principalmente de material carbonoso que es altamente combustible, pueden encenderse accidentalmente al encender el fuego o al volcar cenizas calientes. [87] Los vertederos de escombros a menudo pueden incendiarse y permanecer ardiendo bajo tierra o dentro de las pilas de escombros durante muchos años.
Los seres humanos también se ven afectados por la minería. Hay muchas enfermedades que pueden provenir de los contaminantes que se liberan al aire y al agua durante el proceso de minería. Por ejemplo, durante las operaciones de fundición se emiten grandes cantidades de contaminantes del aire, como partículas en suspensión, SO x , partículas de arsénico y cadmio. Los metales también suelen emitirse al aire en forma de partículas. También existen muchos riesgos para la salud ocupacional a los que se enfrentan los mineros. La mayoría de los mineros padecen diversas enfermedades respiratorias y de la piel, como asbestosis , silicosis o enfermedad del pulmón negro . [88]
Además, uno de los mayores subconjuntos de la minería que impacta a los humanos son los contaminantes que terminan en el agua, lo que resulta en una mala calidad del agua . [89] Alrededor del 30% del mundo tiene acceso a agua dulce renovable que es utilizada por industrias que generan grandes cantidades de desechos que contienen químicos en diversas concentraciones que se depositan en el agua dulce. [89] La preocupación por los químicos activos en el agua puede representar un gran riesgo para la salud humana, ya que pueden acumularse en el agua y los peces. [89] Se realizó un estudio en una mina abandonada en China, la mina Dabaoshan, y esta mina no estuvo activa durante muchos años, pero el impacto de cómo los metales pueden acumularse en el agua y el suelo fue una gran preocupación para las aldeas vecinas. [90] Debido a la falta de cuidado adecuado de los materiales de desecho, se estima que el 56% de la tasa de mortalidad se encuentra en las regiones alrededor de estos sitios mineros, y a muchos se les ha diagnosticado cáncer de esófago y cáncer de hígado. [90] Se concluyó que esta mina hasta el día de hoy todavía tiene impactos negativos en la salud humana a través de los cultivos y es evidente que es necesario implementar más medidas de limpieza en las áreas circundantes.
Los efectos a largo plazo asociados con la contaminación del aire son muchos, incluyendo asma crónica, insuficiencia pulmonar y mortalidad cardiovascular. Según un estudio de cohorte sueco, la diabetes parece ser inducida después de la exposición prolongada a la contaminación del aire. Además, la contaminación del aire parece tener varios efectos nocivos para la salud en la vida humana temprana, como trastornos respiratorios, cardiovasculares, mentales y perinatales, que conducen a la mortalidad infantil o enfermedades crónicas en la edad adulta. La contaminación del aire afecta básicamente a quienes viven en grandes zonas urbanas, donde las descargas de las calles contribuyen en primer lugar a la degradación de la calidad del aire. También existe el riesgo de accidentes mecánicos, donde la propagación de una neblina dañina puede ser letal para las poblaciones de las regiones circundantes. La dispersión de toxinas está determinada por numerosos parámetros, entre los que destacan la vibración atmosférica y el viento. [91]
En la minería a cielo abierto, la capa superficial, que puede estar cubierta de bosque, debe eliminarse antes de que pueda comenzar la minería. Aunque la deforestación debido a la minería puede ser pequeña en comparación con la cantidad total, puede conducir a la extinción de especies si hay un alto nivel de endemismo local . El ciclo de vida de la minería del carbón es uno de los ciclos más sucios que causa deforestación debido a la cantidad de toxinas y metales pesados que se liberan al suelo y al medio ambiente acuático. [92] Aunque los efectos de la minería del carbón tardan mucho tiempo en impactar el medio ambiente, la quema de carbones y los incendios que pueden arder durante décadas pueden liberar cenizas volantes y aumentar los gases de efecto invernadero . Específicamente, la minería a cielo abierto puede destruir paisajes, bosques y hábitats de vida silvestre que están cerca de los sitios. [92] Los árboles, las plantas y la capa superior del suelo se limpian del área minera y esto puede conducir a la destrucción de tierras agrícolas . Además, cuando llueve, las cenizas y otros materiales se lavan en arroyos que pueden dañar a los peces. Estos impactos pueden ocurrir aún después de que se complete el sitio minero, lo que altera la presencia de la tierra y la restauración de la deforestación toma más tiempo de lo habitual porque la calidad de la tierra se degrada. [92] La minería legal, aunque está más controlada ambientalmente que la minería ilegal, contribuye en un porcentaje sustancial a la deforestación de los países tropicales. [93] [94]
La extracción de níquel a cielo abierto ha provocado degradación ambiental y contaminación en países en desarrollo como Filipinas e Indonesia . [95] [96] En 2024, la extracción y el procesamiento de níquel fue una de las principales causas de deforestación en Indonesia . [97] [98] La extracción de cobalto a cielo abierto ha provocado deforestación y destrucción del hábitat en la República Democrática del Congo . [99]
Los factores ambientales de la industria del carbón no solo están afectando la contaminación del aire, la gestión del agua y el uso de la tierra, sino que también están causando graves efectos en la salud por la quema del carbón. La contaminación del aire está aumentando en cantidades de toxinas como mercurio , plomo , dióxido de azufre , óxidos de nitrógeno y otros metales pesados . [100] Esto está causando problemas de salud que involucran dificultades respiratorias y está afectando a la vida silvestre alrededor de las áreas circundantes que necesitan aire limpio para sobrevivir. El futuro de la contaminación del aire sigue siendo incierto ya que la Agencia de Protección Ambiental ha tratado de prevenir algunas emisiones, pero no tiene medidas de control establecidas para todas las plantas que producen la minería de carbón. [100] La contaminación del agua es otro factor que se está dañando a lo largo de este proceso de minería de carbón, las cenizas del carbón generalmente se arrastran en el agua de lluvia que fluye hacia sitios de agua más grandes. Puede tomar hasta 10 años limpiar los sitios de agua que tienen desechos de carbón y el potencial de dañar el agua limpia solo puede hacer que la filtración sea mucho más difícil.
La minería de nódulos de manganeso y otros recursos en aguas profundas ha suscitado preocupación entre los científicos marinos y los grupos ambientalistas por el impacto en los frágiles ecosistemas de aguas profundas . El conocimiento de los posibles impactos es limitado debido a la limitada investigación sobre la vida en aguas profundas. [101] [102]
El litio no se encuentra en forma de metal de forma natural, ya que es muy reactivo, pero se encuentra combinado en pequeñas cantidades en rocas, suelos y cuerpos de agua. [103] La extracción de litio en forma de roca puede estar expuesta al aire, al agua y al suelo. [104] Además, las baterías son demandadas globalmente por contener litio en lo que respecta a la fabricación, los químicos tóxicos que produce el litio pueden afectar negativamente a los humanos, los suelos y las especies marinas. [103] La producción de litio aumentó un 25% entre 2000 y 2007 para el uso de baterías, y las principales fuentes de litio se encuentran en depósitos de lagos de salmuera. [105] El litio se descubre y se extrae de 150 minerales, arcillas, numerosas salmueras y agua de mar, y aunque la extracción de litio en forma de roca es dos veces más cara que la del litio extraído de salmueras, el depósito de salmuera promedio es mayor que en comparación con un depósito de roca dura de litio promedio. [106]
Las rocas que contienen fosfato se extraen para producir fósforo , un elemento esencial utilizado en la industria y la agricultura. [107] El proceso de extracción incluye la eliminación de la vegetación superficial, exponiendo así las rocas de fósforo al ecosistema terrestre, dañando el área de tierra con fósforo expuesto, lo que resulta en erosión del suelo. [107] Los productos liberados de la minería de mineral de fosfato son desechos y relaves, lo que resulta en la exposición humana a partículas de relaves contaminados por inhalación y los elementos tóxicos que impactan la salud humana son ( Cd , Cr , Zn , Cu y Pb ). [108]
El esquisto bituminoso es una roca sedimentaria que contiene kerógeno , del cual se pueden producir hidrocarburos. La extracción de esquisto bituminoso tiene un impacto en el medio ambiente, ya que puede dañar la tierra biológica y los ecosistemas. El calentamiento térmico y la combustión generan una gran cantidad de materiales y desechos que incluyen dióxido de carbono y gases de efecto invernadero. Muchos ambientalistas están en contra de la producción y el uso de esquisto bituminoso porque crea grandes cantidades de gases de efecto invernadero. Entre la contaminación del aire, la contaminación del agua es un factor enorme, principalmente porque los esquistos bituminosos se ocupan del oxígeno y los hidrocarburos . [109] Hay cambios en el paisaje con los sitios mineros debido a la extracción de esquisto bituminoso y la producción con productos químicos. [110] Los movimientos del suelo dentro del área de minería subterránea son un problema que es de largo plazo porque causa áreas no estabilizadas. La minería subterránea causa una nueva formación que puede ser adecuada para el crecimiento de algunas plantas, pero podría ser necesaria la rehabilitación. [110]
La minería de remoción de cimas de montañas (MTR) ocurre cuando se talan árboles y se eliminan vetas de carbón con máquinas y explosivos. [111] Como resultado, el paisaje es más susceptible a inundaciones repentinas y a la posible contaminación por productos químicos. [112] La zona crítica perturbada por la remoción de cimas de montañas provoca una degradación de la calidad del agua de los arroyos hacia los ecosistemas marinos y terrestres y, por lo tanto, la minería de remoción de cimas de montañas afecta la respuesta hidrológica y las cuencas hidrográficas a largo plazo. [113]
La extracción de arena y grava crea grandes fosas y fisuras en la superficie de la tierra. A veces, la extracción puede extenderse tan profundamente que afecta las aguas subterráneas, los manantiales, los pozos subterráneos y el nivel freático. [114] Las principales amenazas de las actividades de extracción de arena incluyen la degradación del lecho del canal, la formación de ríos y la erosión. [115] La extracción de arena ha provocado un aumento de la turbidez del agua en la mayor parte de la costa del lago Hongze, el cuarto lago de agua dulce más grande ubicado en China. [116]
Existen diversas técnicas de mitigación para reducir los impactos de la minería en el medio ambiente; sin embargo, la técnica empleada a menudo depende del tipo de entorno y la gravedad del impacto. [117] Para asegurar la finalización de la recuperación , o la restauración de tierras mineras para su uso futuro, muchos gobiernos y autoridades regulatorias de todo el mundo exigen que las empresas mineras depositen una fianza que se mantendrá en depósito hasta que se haya demostrado de manera convincente la productividad de las tierras recuperadas , aunque si los procedimientos de limpieza son más costosos que el tamaño de la fianza, esta puede simplemente abandonarse. Además, la mitigación efectiva depende en gran medida de la política gubernamental, los recursos económicos y la implementación de nuevas tecnologías. [118] Desde 1978, la industria minera ha recuperado más de 2 millones de acres (8.000 km 2 ) de tierra solo en los Estados Unidos. Esta tierra recuperada ha renovado la vegetación y la vida silvestre en tierras mineras anteriores e incluso puede usarse para la agricultura y la ganadería.