Los efectos ambientales de la minería pueden ocurrir a escalas 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 , aguas subterráneas y superficiales por sustancias químicas emitidas 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 ( extracción de litio , extracción de fosfato , extracción de carbón , extracción de cimas de montañas y extracción de arena ) pueden tener efectos ambientales y de salud pública tan importantes que las empresas mineras de algunos países deben seguir estrictos códigos ambientales y de rehabilitación para garantizar que los recursos extraídos el área vuelve a su estado original. La minería puede ofrecer diversas ventajas a las sociedades, pero también puede provocar 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 intrusivas, lo que a menudo resulta en impactos ambientales significativos en los ecosistemas locales e implicaciones más amplias para la salud ambiental planetaria. [3] Para dar cabida a las minas y la infraestructura asociada, la tierra se limpia extensamente, consumiendo importantes recursos energéticos y hídricos, emitiendo contaminantes al aire y produciendo desechos peligrosos. [4]
Según la página The World Counts: "La cantidad de recursos extraídos de la Tierra ha aumentado desde 39,3 mil millones de toneladas en 2002. Un aumento del 55 por ciento en menos de 20 años. Esto pone los recursos naturales de la Tierra bajo una fuerte presión. Ya estamos extrayendo un 75 por ciento más que La Tierra puede sostenerse a largo plazo". [5]
La erosión de las laderas expuestas, los vertederos de minas, las presas de relaves y la consiguiente sedimentación de drenajes, arroyos y ríos pueden afectar significativamente las áreas circundantes, siendo un excelente ejemplo la gigantesca mina Ok Tedi en Papúa Nueva Guinea . [6] La erosión del suelo puede disminuir 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 alteraciones 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 escorrentía hacia aguas superficiales cercanas, lo que lleva 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 la degradación de la calidad del agua, la pérdida de hábitat y daños ecológicos duraderos.
Un sumidero en o cerca de un sitio minero generalmente es causado por la falla del techo de una mina debido a la extracción de recursos, una sobrecarga débil o discontinuidades geológicas. [10] La sobrecarga en el sitio de la mina puede desarrollar cavidades en el subsuelo o en 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 sumidero en la superficie. El colapso repentino de la tierra crea una gran depresión en la superficie sin previo aviso, lo que puede ser gravemente peligroso para la vida y la propiedad. [11] Los sumideros en una mina 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 los sumideros. Se puede realizar relleno y lechada para estabilizar los trabajos subterráneos abandonados.
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 sustancias químicas, como arsénico , ácido sulfúrico y mercurio, pueden extenderse sobre un área significativa de agua superficial o subterránea. [13] Las grandes cantidades de agua utilizadas para el drenaje y enfriamiento de minas, la extracción acuosa y otros procesos mineros aumentan el potencial de que estos químicos contaminen el agua subterránea y superficial. Como la minería produce grandes cantidades de aguas residuales, los métodos de eliminación son limitados debido a los contaminantes presentes en las aguas residuales. Los escurrimientos que contienen estos productos químicos pueden provocar la devastación de la vegetación circundante. Verter el escurrimiento 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 aún mejor, si no es necesario talar bosques para almacenar los 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 medidas cuidadosas del agua para tomar precauciones y excluir cualquier tipo de contaminación del agua que pueda ser causada por las operaciones de la mina. La minimización de la degradación ambiental se impone en las prácticas mineras estadounidenses mediante leyes federales y estatales, al restringir a los operadores el cumplimiento de estándares para la protección de las aguas superficiales y subterráneas contra la contaminación. [18] Esto se logra 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 de su 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 CO 2 y CH 4 , puede ocurrir tanto directa como indirectamente durante todo el 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 de la cubierta vegetal. Los contaminantes del aire que se depositan primero en el suelo, como los metales pesados, afectan primero 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 las plantas. Cuando el estrés por contaminación del aire coexiste con otros estreses, por ejemplo, el estrés hídrico, el resultado en el crecimiento dependerá de una compleja interacción de procesos dentro de la planta. A nivel de ecosistema , la contaminación del aire puede alterar el equilibrio competitivo entre las especies presentes y provocar cambios en la composición de la comunidad vegetal. Los impactos de la contaminación del aire pueden variar según el tipo y la concentración del 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 a menudo se centran en el uso de fuentes de energía más limpias. [25] Cambiar 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 se puede reducir maximizando la eficiencia de la mina y realizando una evaluación del ciclo de vida para minimizar los impactos ambientales. [26]
La minería subterránea a menudo avanza por debajo del nivel freático, por lo que se debe bombear agua constantemente fuera de la mina para evitar inundaciones. Cuando se abandona una mina, el bombeo cesa y el agua inunda la mina. Esta introducción de agua es el paso inicial en la mayoría de situaciones de drenaje ácido de rocas.
El drenaje ácido de roca ocurre naturalmente en algunos ambientes como parte del proceso de erosión , pero se ve exacerbado por perturbaciones terrestres a gran escala características de la minería y otras grandes actividades de construcción, generalmente dentro de rocas que contienen abundantes 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 muy ácido y, en tales casos, se trata como drenaje ácido de mina (AMD). El mismo tipo de reacciones y procesos químicos puede ocurrir a través de la alteración 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 mina ocurre cuando rocas que contienen minerales de sulfuro (por ejemplo, pirita) se exponen al agua y al aire, produciendo un drenaje ácido rico en sulfato. [28] Estas aguas ácidas pueden filtrar varios metales pesados de las rocas y el suelo circundantes. El AMD ácido y rico en metales es una fuente importante de contaminación ambiental, ya que contamina las aguas superficiales y subterráneas cercanas, daña los ecosistemas y hace que el agua no sea apta para beber. [29] La DMAE puede persistir durante períodos prolongados, incluso mucho después de que hayan cesado las actividades mineras, lo que lleva a una degradación ambiental continua. [30]
Las cinco tecnologías principales utilizadas para monitorear y controlar el flujo de agua en los sitios mineros son sistemas de desvío, estanques de contención, sistemas de bombeo de agua subterránea, sistemas de drenaje subterráneo y barreras subterráneas. En el caso de la DMAE, el agua contaminada generalmente se bombea a una instalación de tratamiento que neutraliza los contaminantes. [31] Una revisión de 2006 de las declaraciones de impacto ambiental encontró que "las predicciones sobre 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 alto peso atómico y una densidad al menos 5 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 propiciado su amplia distribución en el medio ambiente; generando preocupación sobre sus posibles efectos sobre la salud humana y el medio ambiente. [34]
Los metales pesados que se encuentran de forma natural se presentan en formas que no son fácilmente accesibles para que las plantas los absorban. Por lo general, se muestran en formas insolubles, como en estructuras minerales, o en formas precipitadas o complejas que no son fácilmente accesibles para la absorción por las plantas. Normalmente, los metales pesados tienen una alta capacidad de adsorción en el suelo y, por lo tanto, no son fácilmente 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 energía de retención entre los metales pesados normales y el suelo es excepcionalmente alta en comparación con la de fuentes antropogénicas. [36]
La disolución y transporte de metales y metales pesados por escorrentía y aguas subterráneas es otro ejemplo de 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 contenía metales pesados disueltos como plomo y cadmio se filtró al agua subterránea local, contaminándola. [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 amortiguadora y el oxígeno disuelto. [38] El almacenamiento a largo plazo de relaves y polvo puede generar 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 las corrientes. [39] Estos impactos también pueden intensificarse en áreas ubicadas aguas abajo de la fuente de metales pesados. [40]
La minería impacta 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 importantes problemas ambientales como la contaminación y el cambio climático, que tienen repercusiones regionales y globales. En consecuencia, las estrategias de conservación deben ser multifacéticas y geográficamente inclusivas, abordando tanto los impactos directos en sitios específicos como las consecuencias ambientales más amplias y de mayor alcance. [41] La implantación de una mina es una modificación importante del hábitat, y se producen perturbaciones menores a mayor escala que el sitio de explotación, por ejemplo, la contaminación del medio ambiente por residuos de minas. 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 componente principal de las pérdidas de biodiversidad , pero el envenenamiento directo causado por material extraído de minas y el envenenamiento indirecto a través de alimentos y 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 de los alrededores. Las especies endémicas son especialmente sensibles, ya que requieren de unas condiciones ambientales muy específicas. La destrucción o ligera modificación de su hábitat los 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 el impacto en el hábitat natural. [44]
Se sabe que las concentraciones de metales pesados disminuyen con la distancia de la mina [42] y los efectos sobre la biodiversidad tienden a seguir el mismo patrón. Los impactos pueden variar mucho dependiendo de la movilidad y la biodisponibilidad del contaminante : las moléculas menos móviles permanecerán inertes en el medio ambiente, mientras que las moléculas muy móviles se trasladarán fácilmente a otro compartimento o serán absorbidas por los organismos. Por ejemplo, la especiación de metales en los sedimentos podría modificar su biodisponibilidad y, por tanto, su toxicidad para los organismos acuáticos. [45]
La biomagnificación juega un papel importante en los hábitats contaminados: los impactos de la minería en la biodiversidad, suponiendo que los niveles de concentración no sean lo suficientemente altos como para matar directamente a los organismos expuestos, deberían ser mayores para las especies que se encuentran 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 puede encontrar en el medio ambiente y la naturaleza del ecosistema mismo. 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 toman tiempo, [48] y en la mayoría de los casos no permitirán recuperar la diversidad original presente antes de que se llevara a cabo la actividad minera .
La industria minera puede impactar la biodiversidad acuática de diferentes maneras. Una forma puede ser el envenenamiento directo; [49] [50] Se produce un mayor riesgo de que esto ocurra cuando los contaminantes son móviles en el sedimento [49] o biodisponibles en el agua. El drenaje de las 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 y demostrar que los efectos 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, evitando así la colonización. [50]
Los factores que impactan a las comunidades en los sitios de drenaje ácido de minas varían temporal y estacionalmente: la temperatura, las precipitaciones, el pH, la salinización y la cantidad de metales muestran variaciones a largo plazo y pueden afectar en gran medida a las comunidades. Los cambios de pH o temperatura pueden afectar la solubilidad del metal y, por tanto, la cantidad biodisponible que impacta directamente en los organismos. Además, la contaminación persiste en el tiempo: noventa años después del cierre de una mina de pirita , el pH del agua todavía era muy bajo y las poblaciones de microorganismos estaban formadas principalmente por 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] Una empresa química industrial liberó metilmercurio en las aguas residuales y se descubrió una enfermedad llamada enfermedad de Minamata en Kumamoto, Japón. [54] Esto resultó en envenenamiento por mercurio en peces y mariscos y estaba contaminando las especies circundantes y muchos murieron a causa de ello y afectó a cualquiera que comiera los peces contaminados. [54] Otro estudio de caso importante ilumina el impacto de la minería de fosfato en el desarrollo de los arrecifes de coral adyacentes a la Isla de Navidad . [55] En este escenario, la escorrentía rica en fosfato fue transportada desde las vías fluviales locales a los arrecifes de coral frente a la costa, donde los niveles de fosfato en los sedimentos del arrecife alcanzaron algunos de los niveles más altos jamás registrados en los arrecifes australianos con 54.000 mg/kg. [55] La contaminación por fosfatos ha resultado en una disminución notable de las especies clave que forman los arrecifes, como las algas coralinas costrosas y los corales ramificados. [55] Esta disminución probablemente se deba a que el fósforo sirve como fertilizante para las macroalgas, lo que les permite superar a los organismos calcáreos. [55]
Las comunidades de algas son menos diversas en aguas ácidas que contienen altas concentraciones de zinc , [50] y el estrés del drenaje de la mina disminuye su producción primaria. La comunidad de diatomeas se modifica en gran medida por cualquier cambio químico, [56] conjunto de fitoplancton de pH , [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 los sedimentos cercanos a la superficie, los quistes sufren corrosión y una capa pesada. [56] En condiciones muy contaminadas, la biomasa total de algas es bastante baja y falta la comunidad de diatomeas planctónicas. [56] De manera similar al fitoplancton, las comunidades de zooplancton se ven muy alteradas en los casos en que el impacto minero 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 corren el riesgo de degradación del ecosistema debido a la minería en aguas profundas . [59] La vida microbiana desempeña 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 la 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 (cortezas de cobalto) dejadas en los montes submarinos. [59] Estos depósitos minerales se encuentran a menudo en ecosistemas exóticos capaces de sobrevivir en condiciones químicas extremas y temperaturas anormalmente altas. [59] La extracción de recursos solo ha aumentado con el tiempo, lo que genera la posibilidad de pérdidas significativas de servicios microbianos de los ecosistemas en los respiraderos hidrotermales y una mayor degradación de los servicios de los ecosistemas en depósitos masivos de sulfuros inactivos. [60] Los posibles impulsores de la degradación de los ecosistemas a través de la minería en aguas profundas incluyen la acidificación, la liberación de metales pesados tóxicos, la eliminación de la fauna bentónica de crecimiento lento, el entierro 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 resultados potenciales pueden alterar el equilibrio químico de estos ambientes, lo que llevaría a una cascada de disminuciones en 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 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 integridad tropical y en que su comunidad esté dominada por depredadores. Sin embargo, la biodiversidad de los macroinvertebrados puede seguir siendo alta si las especies sensibles se reemplazan por otras tolerantes. [62] Cuando se reduce la diversidad dentro del área, a veces la contaminación de los arroyos no tiene ningún efecto sobre la abundancia o la biomasa, [62] lo que sugiere que las especies tolerantes que cumplen la misma función reemplazan a las especies sensibles en los 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] variaciones de temperatura y 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 la alta concentración de contaminantes que las hierbas y los arbustos . [48] Los desechos o rastros de materiales de desecho de la mina 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, lo que lo haría habitable para las plantas. [sesenta y cinco]
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 estar contaminada por 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, provocando una pérdida de vegetación en el área. [49] Algunas raíces de 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 un posible desarraigo por el viento cuando aumentan su altura y peso de los brotes. [64] En general, la exploración de raíces es reducida en 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 puede eliminarse inicialmente del área antes de que comience la minería propiamente dicha. [67]
Los cultivos cultivados podrían ser un problema cerca de las minas. La mayoría de los cultivos pueden crecer en sitios débilmente contaminados, pero el rendimiento es generalmente menor de lo 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 su ingesta humana a través de frutas y verduras. [68] El consumo regular de cultivos contaminados puede provocar problemas de salud causados por la exposición prolongada a metales. [42] Los cigarrillos fabricados con tabaco cultivado en sitios contaminados también podrían tener efectos adversos en 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 puede 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 las minas se destruyen enormes áreas de hábitat natural, lo que obliga a los animales a abandonar el sitio. [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 la cantidad de individuos que una región puede sostener. [75] Además, la explotación de minerales 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 tales como contaminación del suelo y el agua, supresión de la vegetación y modificaciones en la estructura del paisaje. [76]
Las alteraciones del paisaje, en particular, representan una amenaza significativa para los mamíferos de tamaño mediano y grande que dependen de los bosques y que requieren grandes áreas para satisfacer sus necesidades. [76] Los mamíferos de tamaño mediano a grande varían en su tolerancia a los cambios antropogénicos en sus ecosistemas; esto afecta su capacidad para encontrar comida, moverse y evitar las presiones de la caza. [76] Esta misma fauna es responsable de dar forma a la estructura de las áreas boscosas 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, lo que reduce la calidad del aire y el agua, reduciendo así la cantidad de tierra accesible para los grandes mamíferos. [76] Esta relación se ha puesto de relieve en las zonas ricas en hierro de la India, donde los impactos antropogénicos de la minería se han reducido mediante regulaciones sobre la producción de residuos, mitigando los efectos adversos de la extracción de minerales en la fauna local, como los elefantes. [76] Si bien se cree que la minería afecta directamente a la fauna cerca del sitio de extracción, también puede tener efectos indirectos en la biodiversidad de los mamíferos al impulsar la construcción de carreteras e infraestructura para alojar a los empleados de las empresas 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 los estudios destinados a probar la salud de estos mamíferos más grandes. [76] Esto permitirá 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 tiene lugar en el oeste de Ghana. [75] Durante las últimas décadas, las actividades mineras se han expandido rápidamente por toda África; esto ha impulsado la deforestación a gran escala y un aumento de los asentamientos humanos en las regiones oriental y occidental ricas en minerales de Brong-Ahafo (tierras forestales 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 destaca un impacto indirecto significativo de la minería en la fauna local en las tierras forestales 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 diferencias en la biodiversidad de la fauna entre las áreas impactadas por la minería. y áreas sin impactos significativos de la minería. [75] Después 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 daña la biodiversidad animal local. [75] Este escenario ejemplifica las profundas repercusiones ecológicas de la minería en la biodiversidad de la fauna y destaca la necesidad urgente de implementar estrategias de conservación para mitigar los impactos de la extracción de minerales en las poblaciones de vida silvestre locales. [75]
Los animales pueden ser envenenados directamente por los productos y residuos de las minas. La bioacumulación en las plantas o en los organismos más pequeños que comen también puede provocar intoxicación: en determinadas 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 suelos que contienen altos niveles de cobre, en las cercanías de una mina de cobre. [44] Si se encuentran menos hormigas, hay mayores posibilidades 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 determinar si un área 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 la modificación del 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 del total de bacterias 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 presentan una amplia variedad de genes entre su población total, por lo que existe mayor probabilidad de supervivencia de la especie 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, lo que resultará en un potencial reducido de adaptaciones a cambios posteriores. El suelo no desarrollado en áreas contaminadas con metales pesados podría ser un signo de 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 todavía está muy reducida en comparación con el hábitat no perturbado. [48]
Los hongos micorrizas arbusculares son especialmente sensibles a la presencia de productos químicos y, a veces, el suelo se altera tanto que ya no pueden asociarse con las raíces de las plantas. 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 suelos contaminados. Por el contrario, algunos microbios pueden deteriorar el medio ambiente: lo que puede provocar niveles elevados 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 residuos son una mezcla de agua, arena, arcilla y betún residual. Los relaves se almacenan comúnmente en estanques de relaves hechos de valles existentes naturalmente o de 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 asienten o que se almacenen y reciclen el agua. [79]
Los relaves tienen un gran potencial para dañar el medio ambiente al liberar metales tóxicos mediante el drenaje ácido de las minas o al dañar la vida silvestre acuática; [80] Ambos requieren 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 rotura de las presas. Los estanques de relaves generalmente están formados por rellenos derivados localmente (suelo, 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 relacionados con un aumento del riesgo de cáncer. [82] Los relaves alrededor de la mina china de Bayan Obo 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 sobrecarga acumulada que se eliminó de una mina durante la extracción de carbón o mineral. Estos materiales de desecho están compuestos de tierra y rocas ordinarias, con el potencial de estar contaminados con desechos químicos. Los desechos son muy diferentes de los relaves, ya que son material procesado que queda después de que los componentes valiosos se han extraído del mineral. [86] La combustión de los vertidos de desechos puede ocurrir con bastante frecuencia, ya que los vertidos de desechos más antiguos tienden a estar sueltos y volcarse sobre el borde de una pila. Como los desechos se componen principalmente de material carbonoso que es altamente combustible, pueden encenderse accidentalmente al encender un fuego o al arrojar 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 humanos también nos vemos afectados por la minería. Hay muchas enfermedades que pueden provenir de los contaminantes que se liberan al aire y al agua durante el proceso minero. Por ejemplo, durante las operaciones de fundición se emiten grandes cantidades de contaminantes del aire, como partículas suspendidas, SOx , partículas de arsénico y cadmio. Los metales también suelen emitirse al aire en forma de partículas. También hay muchos riesgos de salud ocupacional a los que se enfrentan los mineros. La mayoría de los mineros padecen diversas enfermedades respiratorias y cutáneas 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 productos químicos en diversas concentraciones que se depositan en el agua dulce. [89] La preocupación por las sustancias químicas activas en el agua puede representar un gran riesgo para la salud humana, ya que pueden acumularse en el agua y en los peces. [89] Se realizó un estudio sobre una mina abandonada en China, la mina Dabaoshan, y esta mina no estuvo activa durante muchos años, pero el impacto de cómo se pueden acumular los metales 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 produce en las regiones cercanas a estos sitios mineros, y muchos han sido diagnosticados con cáncer de esófago y cáncer de hígado. [90] Resultó 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 tomar más medidas de limpieza en las áreas circundantes.
Los efectos a largo plazo asociados con la contaminación del aire son numerosos, incluidos el asma crónica, la insuficiencia pulmonar y la mortalidad cardiovascular. Según un estudio de cohorte sueco, la diabetes parece ser inducida después de una exposición prolongada a la contaminación del aire. Además, la contaminación del aire parece tener varios efectos malignos para la salud en las primeras etapas de la vida humana, como trastornos respiratorios, cardiovasculares, mentales y perinatales, que conducen a la mortalidad infantil o a enfermedades crónicas en la edad adulta. La contaminación afecta básicamente a quienes viven en grandes zonas urbanas, donde los flujos callejeros contribuyen en mayor medida a la degradación de la calidad del agua. También existe el riesgo de que se produzcan accidentes mecánicos, en los que la propagación de una neblina dañina puede ser letal para las poblaciones de las regiones circundantes. La dispersión de los venenos depende de numerosos parámetros, entre los que destacan la sonoridad barométrica y el viento. [91]
En la minería a cielo abierto, la sobrecarga, que puede estar cubierta de bosque, debe eliminarse antes de que pueda comenzar la minería. Aunque la deforestación debida a la minería puede ser pequeña en comparación con la cantidad total, puede provocar la extinción de especies si existe un alto nivel de endemismo local . El ciclo de vida de la minería del carbón es uno de los ciclos más sucios que provoca deforestación debido a la cantidad de toxinas y metales pesados que se liberan en el suelo y el agua. [92] Aunque los efectos de la minería del carbón tardan mucho 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 que puede destruir paisajes, bosques y hábitats de vida silvestre cercanos a los sitios. [92] Se talan árboles, plantas y tierra vegetal de la zona minera, lo que puede provocar la destrucción de tierras agrícolas . Además, cuando llueve, las cenizas y otros materiales son arrastrados a los arroyos que pueden dañar a los peces. Estos impactos aún pueden ocurrir después de que se complete el sitio minero, lo que altera la presencia de la tierra y la restauración de la deforestación lleva más tiempo de lo habitual porque la calidad de la tierra está degradada. [92] La minería legal, aunque más controlada ambientalmente que la minería ilegal, contribuye en un porcentaje sustancial a la deforestación de los países tropicales [93] [94]
Los factores ambientales de la industria del carbón no solo afectan la contaminación del aire, la gestión del agua y el uso de la tierra, sino que también causan graves efectos en la salud debido a la quema del carbón. La contaminación del aire está aumentando en número de toxinas como mercurio , plomo , dióxido de azufre , óxidos de nitrógeno y otros metales pesados . [95] Esto está causando problemas de salud que involucran dificultades respiratorias y está impactando la vida silvestre en las áreas circundantes que necesita aire limpio para sobrevivir. El futuro de la contaminación del aire sigue sin estar claro, ya que la Agencia de Protección Ambiental ha intentado evitar algunas emisiones pero no cuenta con medidas de control para todas las plantas que producen minería de carbón. [95] La contaminación del agua es otro factor que se está dañando durante este proceso de extracción de carbón; las cenizas del carbón generalmente se arrastran con el agua de lluvia que fluye hacia sitios de agua más grandes. Puede llevar 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 en aguas profundas en busca de nódulos de manganeso y otros recursos ha generado preocupación entre científicos marinos y grupos ambientalistas sobre 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 marina profunda. [96] [97]
El litio no se encuentra naturalmente como metal ya que es altamente reactivo, pero se encuentra combinado en pequeñas cantidades en rocas, suelos y cuerpos de agua. [98] La extracción de litio en forma de roca puede estar expuesta al aire, al agua y al suelo. [99] Además, las baterías son demandadas a nivel mundial por contener litio. En lo que respecta a la fabricación, los productos químicos tóxicos que produce el litio pueden afectar negativamente a los seres humanos, los suelos y las especies marinas. [98] 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. [100] El litio se descubre y extrae de 150 minerales, arcillas, numerosas salmueras y agua de mar, y aunque la extracción de litio de forma rocosa es dos veces más costosa que la del litio extraído de salmueras, el depósito promedio de salmuera es mayor que en comparación. a un depósito promedio de roca dura de litio. [101]
Las rocas que contienen fosfato se extraen para producir fósforo , un elemento esencial utilizado en la industria y la agricultura. [102] El proceso de extracción incluye la eliminación de la vegetación superficial, exponiendo así las rocas de fósforo al ecosistema terrestre, dañando el área terrestre con el fósforo expuesto, lo que resulta en la erosión del suelo. [102] 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 ). [103]
La pizarra bituminosa es una roca sedimentaria que contiene querógeno del que se pueden producir hidrocarburos. La minería de esquisto bituminoso impacta el medio ambiente y puede dañar la tierra y los ecosistemas biológicos. El calentamiento térmico y la combustión generan una gran cantidad de materiales y residuos 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 genera grandes cantidades de gases de efecto invernadero. Entre la contaminación del aire, la contaminación del agua es un factor importante, principalmente porque las lutitas bituminosas contienen oxígeno e hidrocarburos . [104] Hay cambios en el paisaje de los sitios mineros debido a la extracción de esquisto bituminoso y la producción con productos químicos. [105] Los movimientos de suelo dentro del área de minería subterránea es un problema que es de largo plazo porque provoca áreas no estabilizadas. La minería subterránea provoca una nueva formación que puede ser adecuada para el crecimiento de algunas plantas, pero podría ser necesaria una rehabilitación. [105]
La minería de remoción de cimas de montañas (MTR) ocurre cuando se talan árboles y se eliminan las vetas de carbón mediante máquinas y explosivos. [106] Como resultado, el paisaje es más susceptible a inundaciones repentinas y a causar posible contaminación por productos químicos. [107] La zona crítica perturbada por la remoción de las cimas de las 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 la remoción de las cimas de las montañas afecta la respuesta hidrológica y las cuencas hidrográficas a largo plazo. [108]
La extracción de arena y grava crea grandes pozos y fisuras en la superficie terrestre. En ocasiones, la minería puede extenderse tan profundamente que afecta el agua subterránea, los manantiales, los pozos subterráneos y el nivel freático. [109] Las principales amenazas de las actividades de extracción de arena incluyen la degradación del lecho del canal, la formación de ríos y la erosión. [110] 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. [111]
Existen varias técnicas de mitigación para reducir los impactos de la minería en el medio ambiente; sin embargo, la técnica implementada suele depender del tipo de entorno y de la gravedad del impacto. [112] Para garantizar la finalización de la recuperación o la restauración de tierras mineras para uso futuro, muchos gobiernos y autoridades reguladoras de todo el mundo exigen que las empresas mineras depositen una fianza que se mantendrá en custodia hasta que se haya demostrado de manera convincente la productividad de las tierras recuperadas , aunque si se realiza la limpieza Los procedimientos son más costosos que el tamaño de la fianza, la fianza puede simplemente abandonarse. Además, una mitigación eficaz depende en gran medida de la política gubernamental, los recursos económicos y la implementación de nuevas tecnologías. [113] Desde 1978, la industria minera ha recuperado más de 2 millones de acres (8.000 km 2 ) de tierra sólo en los Estados Unidos. Esta tierra recuperada ha renovado la vegetación y la vida silvestre en tierras mineras anteriores e incluso puede usarse para agricultura y ganadería.