中国やベトナムなどのいくつかの国では、露天採炭が汚染 (淡水、土壌、または大気) の主な原因の 1 つとなっています。実際、石炭採掘からの表土と酸性鉱山の排水は土壌を汚染し、汚染を引き起こし、したがって非生産的な荒れ地を生み出します。
露天採炭では鉱石の採掘が行われ、大量の腐敗物が放出されます。その後、潜在的に有毒な微量金属元素 (Cd、Cu、Pb、Zn など) の特徴的な浸出による汚染が発生し、採掘現場の近くで栽培している個体群にとって大きな懸念事項となっています。石炭採掘は、いくつかの理由から特に強い懸念を引き起こします。これは大規模な活動であり (2016 年には世界中で 7,269 Mt が抽出されました)、多くの国で増加する電力需要を満たすために抽出レベルが高まっています。
これらの廃岩材料には多数の硫化物が含まれています。これらの鉱物には、黄鉄鉱 (FeS2 )、カルコパイライト (CuFeS2 ）、コーベライト（CuS）、カルコサイト（Cu2） S)、方鉛鉱 (PbS)、グリーノッカイト (CdS)、または閃亜鉛鉱およびウルツ鉱 [(Zn,Fe)S]。硫化物を含む廃岩の酸化による酸性鉱山排水は、石炭採掘に関連する一般的な環境問題です。
黄鉄鉱の酸化は、酸性鉱山排水の原因となる最も一般的な硫化物です。非常に複雑なプロセスでありながら、鉄イオン [Fe(II)] と鉄イオン [Fe(III)] を生成します。このプロセスの一般式は次のとおりです。
FeS2 + 7/2 O2 + H2 O ⇌ 2 SO4 + Fe + 2 HP
硫酸塩への硫化物の酸化は、Fe(II) を可溶化し、続いて Fe(III) に酸化されます。
Fe + ¼ O2 + H ⇌ Fe + ½ H2 O
どちらの反応も自然に発生する可能性があり、酸化反応からエネルギーを得る微生物によって触媒されます。生成された Fe(III) は、追加の黄鉄鉱も酸化し、次のように Fe(II) に還元されます。
FeS2 + 14 Fe + 8 H2 O ⇌ 2 SO4 + 15 鉄 + 16 馬力
これらの反応の主な効果は、プロトン (H) を放出することです。これにより、pH が低下し、Fe(III) の溶解度が維持されます。
このように、石炭採掘からの酸性鉱山の排水は、潜在的に有毒である微量金属元素の溶解性、動員、およびバイオアベイラビリティを高めます。このような汚染された地域では、コロイド状および浮遊粒子 (農地の灌漑に使用される水に存在) がこれらの微量金属元素をさらに輸送する可能性があります。
微量金属元素は、主食作物 (米など) の成長に危険な影響を与える可能性があります。それらはこれらの栽培された植物の食用部分に蓄積する可能性があり、炭鉱の近くに住む人々に深刻な健康上のリスクをもたらします.確かに、Cd、 Cu と Pb は小麦に悪影響を与える可能性があります (Triticum aestivum L.) または米 (Oryza sativa) L.) 成長。 有毒金属耐性は、イネ、ヒマワリ、コムギ、およびマメ科の種で知られています。このような耐性は、植物の食用部分における金属の取り込みと金属濃度の増加につながり、集団に深刻な健康上のリスクをもたらします.
最近の研究では、マルケス等。 (2018) は、ベトナムの石炭採掘活動の周りの微量金属元素 (すなわち、Cd、Cu、および Pb) の移動度と分配を定量化しようとしました。彼らの結果は、在来のイネは微量金属元素で汚染された土壌での生育に適応しているが、地元住民は深刻な健康リスクにさらされていることを強調しています.
水田土壌中のカドミウム、鉛、および銅の濃縮は、補完的な方法 (すなわち、逐次抽出およびバルク化学分析) によって示唆されました。鉛は無機相と有機相に均等に分布していることが示されています。銅は炭酸塩や有機物と結びついています。少量の Pb と Cu も鉄とマンガンの酸化物に関連しています。 Cd の 25%、Pb の 9%、および Cu の 48% のみが交換可能な画分に関連付けられています。この画分は移動可能であると考えられているため、植物が吸収するための生物学的利用能があります。
さらに、地元のイネ品種と対照イネ品種に対する微量金属元素濃度の増加の影響は、成長に顕著な違いを示しています（たとえば、Pbの図1）。より高い微量金属元素濃度にさらされても、地域の品種は対照値に近づきました。コントロールイネ品種の開発は、微量金属元素濃度の増加によって大幅に変更されます。この結果は、作物の食用部分に有毒な微量金属元素が蓄積していることを示唆しています。
これらの調査結果は、ジャーナル Sustainability に最近掲載された、Cam-Pha (ベトナム) のクアンニン炭鉱地域における米の成長に対するカドミウム、銅、鉛の影響というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、 アルベルト・ルートヴィヒス大学の J. エドゥアルド・マルケス、 セバスチャン・ウェバー、ティ・ビッチ・ホア・ホアン、およびラウル・E・マルティネスと、 UniLaSalle の オリビエ・プーレと ミシェル・ピエール・フォーコンによって行われました。
