4 Miljøvirkninger av sandgruvedrift

I løpet av de siste 20 årene har etterspørselen etter sandgruvedrift for byggematerialer tredoblet seg, og beløper seg til 50 milliarder tonn årlig. Imidlertid har det ikke blitt gitt mye oppmerksomhet til miljøpåvirkningene av sandgruvedrift. Vel, vi er her for å yte rettferdighet til det.

Det er nødvendig med hastetiltak for å unngå en «sandkrise», sier FNs miljøprogram.

Fem sentrale initiativ er listet opp i en nylig Rapport fra World Economic Forum å hjelpe sement- og betongindustrien redusere dens miljøeffekter.

Faktisk er byer bygget på sand. Behovet for sandbaserte byggematerialer, glass og betong øker etter hvert som verden blir mer urbanisert. Opptil 68 % av menneskene på planeten forventes å bo i byer innen 2050.

Men for å skaffe boliger til disse menneskene, skjer industriell sandgruvedrift, også kjent som aggregatutvinning, raskere enn etterfylling av materialene. Denne prosessen innebærer å fjerne sand og grus fra elveleier, innsjøer, havet og strender for bruk i konstruksjon. Dette har en negativ innvirkning på økosystemet.

Fakta om sandgruvedrift

Hvert år mudres nesten seks milliarder tonn sand fra havene over hele kloden. Sandmudring kan gjøre kystsamfunn mer sårbare for flom, ifølge UNEP. Ifølge nylige FN-anslag mudres nesten seks milliarder tonn sand årlig fra verdens havbunn.

Sand er den mest brukte naturressursen på verdensbasis, etter vann, ifølge data utgitt av FNs miljøprogram (UNEP) Center for Analytics. Betong, glass og teknologi som solcellepaneler er alle laget av sand.

Mudring skjer med en hastighet som øker og nærmer seg den naturlige påfyllingshastigheten på 10–16 milliarder tonn, ifølge data fra Marine Sand Watch.

Seks milliarder av de anslagsvis 50 milliarder tonnene med sand og grus som brukes årlig på verdensbasis, kommer fra verdens hav og hav, ifølge foreningen.

Sandmudring kan ha stor effekt på kystsamfunn og biologisk mangfold. Kystsamfunn vil være avhengig av sand for å befeste kystlinjene sine mot trusselen om økende havnivå og alvorlige værhendelser som orkaner.  

I følge UNEP letter tilstrekkelige sandnivåer også offshore-energisektoren, som inkluderer bygging av vind- og bølgeturbiner.

Miljøvirkninger av sandgruvedrift

• Riparian Habitat, Flora og Fauna
• Strukturell stabilitet
• grunnvann
• Vannkvalitet

1. Riparian Habitat, Flora og Fauna

Utover de umiddelbare gruvestedene kan instream-gruvedrift ha ekstra kostbare konsekvenser. Hvert år går kantområder som støtter dyrelivshabitater og rikelig tilførsel av tømmer tapt, sammen med mange hektar produktivt land ved elven.

Rekreasjonspotensial, biologisk mangfold og fiskeriproduktivitet er alle negativt påvirket av forringede bekkeøkosystemer. Alvorlig skadede kanaler kan redusere land og estetiske verdier.

For langsiktig liv trenger hver art et visst sett med miljøforhold. Innfødte planter i bekker har utviklet spesielle tilpasninger til miljøforholdene som rådet før betydelig menneskelig inngripen.

Disse har ført til betydelige habitatendringer som har kommet noen arter til gode fremfor andre og redusert biologisk mangfold og produktivitet generelt. Stabiliteten til kanalbunnen og breddene i de fleste bekker og elver har en direkte innvirkning på kvaliteten på økosystemet.

De fleste vannlevende arter kan ikke overleve i ustabile bekkekanaler. Variasjoner i mengden silt som er tilgjengelig, forårsaker ofte bunn- og bankustabilitet og forårsaker betydelige kanaljusteringer.

For eksempel er kantskogskjæring og instream gruvedrift to eksempler på menneskelige aktiviteter som fremskynder erosjon av bekkebredder og gjør bekkebredder til netto sedimentkilder, som ofte har skadelige effekter på liv i vann.

Sengustabilitet forårsaket av menneskeskapte aktiviteter som kunstig senker bekkeleiehøyden skaper en netto utslipp av silt i området rundt. Mange vanndyrs bekkehabitater gjøres enklere og dårligere av ustabile sedimenter. Disse påvirkningene er gunstige for få dyr.

De to hovedkonsekvensene av innstrøms sandgruvedrift på akvatiske miljøer er sedimentering og bedring, som begge kan skade akvatisk liv alvorlig.

Den delikate balansen mellom bekkestrøm, sediment tilført fra vannskillet og kanaldesign bestemmer stabiliteten til både grus- og sandbunnsbekker.

Kanal- og habitatutviklingsprosesser forstyrres av gruve-induserte endringer i sedimenttilførsel og kanalstruktur. I tillegg siler habitater nedstrøms som et resultat av ustabil substratbevegelse. Gruveintensiteten, partikkelstørrelsene, strømningsstrømmene og kanalmorfologien bestemmer alle hvor mye noe påvirkes.

Faunabestanden går ned som følge av tap av habitat i det akvatiske økosystemet, over og under bakken, forårsaket av total fjerning av vegetasjon og nedbrytning av jordprofilen.

Fiskevandring mellom bassengene hindres av kanalutvidelse, som grunner bekkebunnen og skaper flettet eller underjordisk intergrusflyt i riflesoner.

Ettersom dype bassenger fylles med grus og andre materialer, blir kanalen mer jevnt grunne, noe som resulterer i en reduksjon i mangfoldet av habitatet, strukturen til riflebassenger og bestanden av store rovfisker.

2. Strukturell stabilitet

Innstrømskanaler, sand- og grusutvinning kan forårsake skade på både offentlig og privat eiendom. Grusutvinning kan generere kanalinnsnitt som avslører underjordiske rørledninger og annen infrastruktur og setter brokaier i fare.

De to hovedtypene av instream mining som induserer bed-forringelse er:

• Gropgraving
• Barskimming

Kanalsnitt, et annet navn for sengnedbrytning, er forårsaket av to hovedprosesser:

• Hodekutting
• "Sulten" vann

Headcutting innebærer å grave ut et gruvehull i den aktive kanalen, som senker bekkebunnen og produserer et hakkepunkt som forbedrer strømningsenergien og lokalt bratter kanalskråningen. Et hakkepunkt opplever sengerosjon som gradvis sprer seg oppstrøms under kraftige flom.

Betydelige mengder strømbunnsslam mobiliseres ved headcutting og fraktes deretter nedstrøms for å avsettes i det utgravde området og andre nedstrømsområder.

Effekter nedstrøms for gruveplasser i grusrike bekker vil kanskje ikke vare lenge etter at gruvedriften er fullført fordi likevekten mellom sedimenttilførsel og transport på en lokalitet raskt kan gjenopprette seg.

I bekker med lite grus kan effekter oppstå raskt og vare i mange år etter at gruvedriften er fullført. Hodeskjæring er fortsatt et problem i både grusrike og grusfattige bekker, uavhengig av virkningene det har nedstrøms.

Headcuts reiser ofte store avstander oppstrøms og inn i sideelver; i visse vannskiller kan de til og med reise så langt som overvannet før de blir stoppet av naturlige eller menneskeskapte barrierer.

Når mineraler utvinnes, økes kanalens strømningskapasitet, noe som resulterer i en annen type lagnedbrytning. Lokalt øker barskimming strømningsbredden og gropgraving øker strømningsdybden.

Sedimenter fra oppstrøms lokasjoner avsettes på gruvestedet som et resultat av at begge omstendigheter gir lavere strømningshastigheter og lavere strømningsenergi.

Mengden transportert materiale som forlater stedet er nå mindre enn strømmens kapasitet til å frakte sediment ettersom strømmen går forbi stedet og strømningsenergien stiger som svar på den "normale" kanalformen nedstrøms.

Dette "sultne" vannet, eller sedimentmangelfulle strømmen, trekker opp mer sediment fra bekken som renner under gruveområdet, og fremskynder prosessen med beddegradering. Denne tilstanden vedvarer til stedets tilførsel og produksjon av sedimenter igjen er i balanse.

Nedenfor demninger, hvor materiale er fanget og "sulten" vann slippes ut nedstrøms, resulterer vanligvis kanalinnsnitt. Dette har en lignende effekt. Dette problemet forverres av instream mineralutvinning som skjer nedstrøms for demninger.

Mens lever, bankbeskyttelse og modifiserte strømningsregimer også oppmuntrer til kanalinnsnitt, er mineralutvinningshastigheter i mange bekker ofte størrelsesordener høyere enn vannskillets tilførsel av sediment, noe som indikerer at utvinning først og fremst er skyld i de observerte endringene i kanalene.

Sult-vann påvirker mottakelighet vil avhenge av utvinningshastigheten og påfyllingshastigheten. Bekker med lite grusinnhold vil være mer sårbare for forstyrrelser.

I tillegg til å skape vertikal ustabilitet i kanalbunnen, utvider kanalsnittet også kanalen og akselererer bekkebredderosjon, noe som resulterer i sideveis ustabilitet.

Når de mekaniske egenskapene til bankmaterialet ikke er i stand til å bære vekten av materialet, hever snittet høyden på bekkebredden og forårsaker banksvikt. Når dype bassenger fylles med grus og andre sedimenter, fører kanalutvidelse til at bekkebunnen blir grunnere.

Ekstreme temperatursvingninger i bekken økes ytterligere ved kanalforstørrelse og synking, og sedimentoverføring nedstrøms akselereres av kanalustabilitet.

Før betydelige kanaljusteringsstrømmer skjer, kan det ta flere år før gruve-indusert sjiktdegradering og andre kanalendringer manifesterer seg, og disse endringene kan vare lenge etter at utvinningen er fullført.

3. grunnvann

I tillegg til å sette broer i fare, gjør sandgruvedrift elveleier til store, dype hull. Dette fører til at grunnvannsspeilet faller, noe som tørker ut drikkevannsbrønnene på fyllingene til disse elvene.

Sengdegradering fra instream mining reduserer høyden på bekkestrømmen og vannspeilet i flomsletten, som igjen kan ødelegge vannspeilavhengige vedplanter i elvebredder og redusere våte perioder i våtmarker i elvebredden. Saltvann kan sive inn i ferskvannsforekomster i områder som ligger nær sjøen.

4. Vannkvalitet

Vannkvaliteten i elven vil bli påvirket av innstrøms sandgruvedrift.

Effektene inkluderer høyere kortsiktig turbiditet på gruvestedet fra resuspensjon av sediment, sedimentering fra organisk partikkelmateriale og overflødig gruvematerialelagring og dumping, og oljesøl eller lekkasjer fra graveutstyr og kjøretøy i bevegelse.

Mengden av suspenderte partikler i vannet på gravestedet og nedstrøms øker på grunn av økt elveleie og bankerosjon. Akvatiske økosystemer og vannbrukere kan bli negativt påvirket av suspenderte partikler.

Dersom vannbrukere nedstrøms eiendommen tar ut vann til bolig, vil påvirkningen være spesielt stor. Kostnader forbundet med å behandle vann kan økes kraftig av suspenderte partikler.

Hva kan gjøres for å unngå en sandkrise?

Regjeringer er under økende press for å regulere sandgruvedrift, men mer arbeid må gjøres for å finne alternativer for bruk i bygg og for å løse de pågående boligproblemene som kloden står overfor. I Singapore, for eksempel, brukes gjenvunnet glasssøppel i stedet for sand i 3D-printet betong.

Ti forslag er listet opp i UNEP-rapporten for å forhindre en sandkrise, som vil utgjøre et kompromiss mellom miljøbevaring og byggesektorens behov:

Hvordan UNEP sier at vi kan forhindre en sandkatastrofe. Bilde: UNEP

I følge UNEP må sand anerkjennes som en "strategisk ressurs på alle nivåer av myndigheter og samfunn", og økosystemer som har blitt skadet av sandgruveoperasjoner må repareres for at sandressursforvaltningen skal være "rettferdig, bærekraftig og ansvarlig" ."

Anbefalinger

• 8 Miljøkonsekvenser av skipsfart
  .
• 20 morsomme fakta om våtmarker
  .
• 11 Effekter av landforurensning på menneskers helse
  .
• 10 Positive og negative effekter av jordskred
  .
• 14 Metanutslipp fra deponier Problemer og løsninger