Entsyymi voi pelastaa vanhat kaivosalueet ympäristökatastrofilta

Kaivostoiminta jättää jälkeensä valtavia määriä jätettä, ja sen ympäristövaikutukset voivat jatkua vuosikymmeniä – jopa silloin, kun itse kaivos on jo suljettu. Arizonan osavaltionyliopiston (ASU) tutkijat ovat kehittäneet entsyymipohjaisen menetelmän, joka voisi vähentää näiden jätteiden aiheuttamia ympäristöriskejä merkittävästi.

Kaivostähteet ovat iso ongelma

Kaivostoiminnan suurin jäteongelma ovat niin sanotut rikastushiekat eli tailingit. Ne syntyvät, kun malmikivestä erotetaan arvokkaat mineraalit – jäljelle jää hienoksi jauhettua kiveä ja vettä sisältävä massa. Tämä massa voi sisältää haitallisia aineita kuten arseenia ja lyijyä. Kultakaivoksilla mukana voi olla myös syanidinprosessin jäämiä.

Tailinkeja varastoidaan usein lietealtaisiin tai kuivattuina kasoina. Vanhat kuivakasaukset eivät aina ole rakennettu yhtä huolellisesti kuin nykyiset, ja monien pohjoisamerikkalaisten kaivostaajamien ympärillä seisoo yhä vanhoja jätekasosia, jotka ovat matalan tason ympäristöriski. Tuuli ja eroosio voivat kuljettaa haitallisia aineita lähivesistöihin ja pohjaveteen.

Entsyymi muodostaa suojaavan kuoren

ASU:n tutkimusryhmä on kehittänyt entsyymipohjaisen käsittelyn, joka stabiloi näitä jätekasosia. Menetelmä hyödyntää entsyymiä, joka saa aikaan luonnollisia mineraalisidoksia maa-aineksen sisällä. Tuloksena syntyy suojaava kuori, joka vähentää eroosiota ja pölyämistä ilman raskaampia kemiallisia käsittelyjä.

Käsittely voi myös immobilisoida haitallisia aineita eli käytännössä sitoa ne paikoilleen niin, etteivät ne pääse kulkeutumaan vesistöihin.

Työtä johtaa apulaisprofessori Hamed Khodadadi Tirkolaei, joka toimii myös ASU:n kaivosalan innovaatioaloitteen vetäjänä. Hänen mukaansa yksi menetelmän selkeistä eduista on se, että se ei vaadi erikoislaitteita tai raskasta kalustoa. Käsittelyliuos voidaan valmistaa paikan päällä, mikä tekee siitä käyttökelpoisen myös syrjäisillä tai vaikeapääsyisillä kaivosalueilla – joita monet hylätyt kaivokset ovat.

Testaus käynnissä hylätyllä kaivosalueella

Menetelmää testataan parhaillaan Arizonan osavaltioympäristöviraston tuella Cash Minen hylätyllä kaivosalueella lähellä Prescottin kaupunkia Arizonassa. Kenttätestit ovat tärkeä askel sen selvittämiseksi, toimiiko menetelmä todellisissa olosuhteissa.

Tutkimusryhmä on kehittänyt myös vaihtoehtoisen lähestymistavan tilanteisiin, joissa entsyymihoito ei toimi parhaiten. Jos kaivostähteessä on erityisen suuria pitoisuuksia raskasmetalleja, ne voivat heikentää entsyymin toimintaa. Tähän on kehitetty kasvipohjaiseen biopolymeeriin perustuva tekniikka täydentämään menetelmää.

Kaivostoiminta on tällä hetkellä kasvussa, kun länsimaissa halutaan varmistaa kriittisten mineraalien saatavuus. Samalla vanhat ympäristövelat odottavat ratkaisua. Jos entsyymipohjainen menetelmä osoittautuu toimivaksi laajemmassa mittakaavassa, se voisi tarjota kohtuullisen helposti toteutettavan tavan puhdistaa vuosikymmeniä vanhoja kaivosalueita.