Il più grande deposito di litio noto del mondo esiste all’interno di una vasta padella di sale chiamata Salar de Uyuni, che si estende per migliaia di miglia quadrate in cima a un altopiano andino secco e asciutto in Bolivia. Per la maggior parte dell’anno, i cristalli di sale increspano il terreno, bianco come lo zucchero del pasticcone. Durante la stagione delle piogge, raggruppando specchi di acqua piovana che circondano montagne e cielo.
“The Salar è un luogo magico per i viaggiatori provenienti da tutto il mondo che vengono a vedere i colori, i riflessi, in questo panorama bianco infinito”, ha dichiarato Avner Vengosh, presidente di Nicholas di qualità ambientale presso la Duke University Nicholas School of the Environment.
Ciò che la maggior parte dei turisti non vede è la vasta riserva di litio disciolta in salaria altamente salina o salata appena sotto le scarpe. Contenuto all’interno di sedimenti e sali che scendono a pochi metri a più di 160 piedi sotto la superficie, questo trave non sfruttato potrebbe essere potenzialmente una risorsa chiave per il settore delle energie rinnovabili.
Negli ultimi anni, Vengosh, che è anche presidente della divisione della Terra e delle scienze climatiche presso la Nicholas School e Ph.D. Lo studente Gordon Williams ha lavorato per comprendere le potenziali implicazioni per la salute ambientale dell’estrazione del litio, sia negli Stati Uniti che all’estero.
Riferire in Lettere scientifiche e tecnologiche ambientali A gennaio, il duo ha condotto la prima analisi chimica approfondita delle acque reflue associate all’estrazione della salamoia al litio al Salar de Uyuni. I loro risultati potrebbero informare le strategie per gestire le future operazioni di estrazione in modo più sostenibile e proteggere il fragile ambiente salar.
Il mining di litio-brine attualmente comporta un processo in più fasi che generalmente va così: la salamoia viene pompata da sotto la superficie in una serie di stagni di evaporazione superficiale e fuori terra. Poiché il liquido evapora negli stagni successivi, i sali indesiderati precipitano. Il litio, tuttavia, diventa più concentrato nella salamoia in ogni fase. Il litio concentrato viene infine spostato dagli stagni di evaporazione a una struttura vicina per l’elaborazione in carbonato di litio, il materiale che va in batterie ricaricabili.
L’estrazione di litio a Salar de Uyuni è in fasi preliminari. Tuttavia, la ricerca ha dimostrato che l’estrazione a lungo termine delle salamoie al litio in altre padelle di sale, come il Salar de Atacama in Cile, può causare il diminuire dei livelli delle acque sotterranee e la attesa di placano o affondare. Tali impatti potrebbero influenzare il futuro dell’estrazione del litio al Salar de Uyuni, secondo Vengosh.
Per il loro studio, Williams e Vengosh hanno analizzato la chimica della salamoia e i materiali di scarto di litio associati a un’operazione di mining pilota presso il Salar de Uyuni. In particolare, erano interessati a determinare l’acidità e la presenza di oligoelementi, come l’arsenico, un metallo tossico che può causare una serie di problemi di salute nelle persone esposte e nella fauna selvatica. I campioni del sito mine includevano salamoia naturale pompata dalla metropolitana; salamoia da otto stagni di evaporazione; e acque reflue dalla struttura di trasformazione del litio.
Nei campioni di salamoia naturale, il team ha misurato i livelli di arsenico tra 1 e 9 parti per milione, nonché un’acidità relativamente neutra. In confronto, la salamoia dello stagno di evaporazione è diventata sempre più acida quando è diventata più concentrata.
Anche i livelli di arsenico aumentavano drasticamente da stagno a stagno. Ad esempio, l’ultimo stagno ha rivelato livelli di arsenico a quasi 50 parti per milione, circa 1.400 volte superiore al punto di riferimento considerato ecologicamente accettabile dall’agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti.
“Questo livello di arsenico è estremamente alto”, ha osservato Vengosh. “Il mio gruppo ha lavorato in tutto il mondo – in Africa, Europa, Vietnam, India – e non credo che abbiamo mai misurato quel livello di arsenico.”
Come hanno notato gli autori, perdite o scariche intenzionali di salamoia dagli stagni di evaporazione alla padella di sale circostante potrebbero influenzare negativamente la fauna selvatica.
“Esiste il rischio di bioaccumulo”, ha affermato Williams, riferendosi al processo attraverso il quale i prodotti chimici si accumulano negli organismi nel tempo, con conseguenze potenzialmente dannose. I fenicotteri, ad esempio, si nutrono di gamberi di salamoia locale, che sono sensibili all’arsenico a livelli superiori a 8 parti per milione.
Il team ha anche scoperto che i livelli di boro – che possono potenzialmente causare effetti sulla salute a seconda della natura dell’esposizione – sono aumentati dallo stagno di evaporazione allo stagno di evaporazione. Al contrario, le acque reflue dell’impianto di trasformazione del litio hanno mostrato livelli relativamente bassi di boro e arsenico simili a e in alcuni casi inferiori a quelli che si trovano nelle salamoie naturali.
Inoltre, Williams e Vengosh hanno studiato le potenziali ripercussioni dell’assunzione di salamoia spesa – cioè la salamoia lasciata dopo il litio viene rimossa – o le acque reflue dall’elaborazione del litio e lo hanno iniettato nel deposito di litio. L’industria del minerario del litio ha indicato che questi approcci possono contrastare la subsidenza del terreno.
Il team ha scoperto che entrambi i metodi di iniezione avrebbero conseguenze indesiderate. Ad esempio, la salamoia esaurita probabilmente si mescolerebbe male con la salamoia naturale, ostacolando il flusso di salamoia sotto la superficie e potenzialmente interferendo con il pompaggio. D’altra parte, l’iniezione di acque reflue nel deposito potrebbe diluire la risorsa di litio.
Una potenziale soluzione per prevenire la subsidenza del terreno sarebbe quella di fondere con cura la salamoia spesa con le acque reflue per raggiungere un equilibrio chimico con la salamoia naturale, hanno indicato gli autori. Tuttavia, gli studi futuri dovrebbero studiare ulteriormente le implicazioni ambientali di tale strategia, hanno aggiunto.
Da parte loro, Williams e Vengosh stanno rivolgendo la loro attenzione all’origine del litio al Salar de Uyuni.
“Stiamo costruendo un modello geochimico per capire perché il litio è arricchito in quelle salamoie”, ha spiegato Williams. “Qual è la fonte? E qual è il meccanismo che causa questa concentrazione?”
Inoltre, Williams, Vengosh e Ph.D. La studentessa Hannah Wudke sta lavorando con un altro team della Nicholas School – guidato da John O. Blackburn illustre professore Erika Weinthal -Per capire come l’estrazione del litio-brine al Salar de Uyuni possa influenzare la salute e il benessere delle comunità indigene vicine.
“Vediamo il litio come il futuro per la sicurezza energetica, quindi stiamo cercando di analizzarlo da diverse angolazioni per garantire uno sviluppo e forniture sostenibili”, ha affermato Vengosh.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
