Нехватка воды угрожает добыче лития и экосистемам Анд

Новое исследование, посвященное добыче лития в так называемом «Литиевом треугольнике», охватывающем территории Чили, Аргентины и Боливии, где сосредоточено более половины мировых запасов этого металла, выявило серьезные просчеты в существующих моделях оценки водных ресурсов. Расчеты, используемые для определения доступных объемов воды для извлечения лития и оценки экологических последствий, как показывают результаты, ошибочны более чем на порядок.

В статье, опубликованной в научном журнале Communications Earth and Environment, сообщается, что доступных запасов пресной воды в регионе значительно меньше, чем предполагалось ранее. Учитывая прогнозируемый сорокакратный рост спроса на литий в ближайшие десятилетия, который является критически важным компонентом аккумуляторов для «зеленого перехода», исследование настоятельно рекомендует местным сообществам, регулирующим органам и компаниям, занимающимся добычей лития, незамедлительно начать сотрудничество для приведения водопользования в рамки устойчивых пределов.

Дэвид Баутт, профессор геонаук Массачусетского университета в Амхерсте и старший автор исследования, объясняет, что литий является необычным элементом. Это самый легкий из металлов, но он не стремится находиться в твердой форме. Литий часто встречается в слоях вулканического пепла и активно реагирует с водой. Когда дождевая или талая вода просачивается сквозь пепел, литий выщелачивается в грунтовые воды и стекает вниз, накапливаясь в плоских бассейнах. Там он остается в виде раствора – соленой смеси воды и лития. Поскольку этот рассол очень плотный, он оседает под слоями пресной поверхностной воды, образуя лагуны.

Эти лагуны часто становятся убежищем для уникальных и хрупких экосистем, включая такие знаковые виды, как фламинго. Они также жизненно важны для местных сообществ, в том числе коренных народов, для которых «Литиевый треугольник» является домом на протяжении многих веков. Любое использование пресной воды несет риск нарушения как экологического баланса региона, так и традиционного уклада жизни коренного населения. Именно этим аспектом занимается команда Баутта, ранее публиковавшая работы о возрасте и жизненном цикле воды в «Треугольнике».

Александр Киршен, ведущий автор исследования, выполнивший работу в качестве научного сотрудника в Массачусетском университете в Амхерсте, сообщает, что они изучили 28 различных бассейнов в «Литиевом треугольнике». Основная цель, по его словам, заключалась в том, чтобы понять, насколько остро стоит проблема дефицита пресной воды.

Задача осложняется тем, что эти бассейны расположены в очень высоких, чрезвычайно засушливых и относительно удаленных районах Анд. Площадь «Литиевого треугольника» превышает 160 000 квадратных миль (около 414 000 кв. км), при этом в регионе мало датчиков и станций мониторинга для отслеживания таких параметров, как речной сток и количество осадков.

Баутт констатирует, что климат и гидрологию «Литиевого треугольника» очень трудно понять. Поэтому ученые и инженеры полагались на глобальные модели водных ресурсов для оценки доступности воды и воздействия добычи лития на окружающую среду в этом регионе.

Две наиболее часто используемые глобальные модели предполагают, что приток пресной воды в бассейны «Литиевого треугольника» составляет примерно 90 и 230 мм в год. Однако Киршен говорит, что уже после первоначальной оценки они заподозрили, что эти данные будут слишком неточными для их целей.

Поэтому команда разработала собственную модель под названием Lithium Closed Basin Water Availability (LiCBWA). Полученные результаты резко разошлись с общепринятыми представлениями. Баутт заявляет, что в эти системы поступает очень мало новой пресной воды. В то время как глобальные модели оценивают средний приток в 90 и 230 мм в год, модель LiCBWA дает оценки от 2 до 33 мм в год в зависимости от конкретного бассейна, при среднем значении всего 11 мм в год для 28 исследованных бассейнов. Баутт подчеркивает, что общепринятые оценки завышают количество воды как минимум на порядок. Исследователи обнаружили, что все, кроме одного из 28 бассейнов, следует классифицировать как «критически дефицитные по воде», даже без учета текущих, не говоря уже о будущих, потребностей в водных ресурсах.

Одновременно меняются и технологии добычи лития. Старый метод, известный как испарительное концентрирование, вытесняется прямым извлечением лития (DLE). При этом 56% объектов DLE в «Треугольнике» используют больше воды, чем старый испарительный процесс. Почти треть (31%) установок DLE потребляют в 10 раз больше воды, чем метод испарительного концентрирования.

Авторы приходят к выводу, что поскольку добыча лития является реальностью в «Литиевом треугольнике», ученые, местные сообщества, регулирующие органы и производители должны сотрудничать для сокращения водопользования. Кроме того, необходимо обеспечить более качественный мониторинг осадков, речного стока и уровней грунтовых вод для получения еще более точной гидрологической картины.

В исследовании приняли участие ученые из Университета Аляски в Фэрбенксе, Университета Аляски в Анкоридже и Университета Дейтона. Финансирование предоставили BMW Group и BASF.