據美國地質學家Rudy Molinek報道,最新研究揭示,長期廢棄的煤礦可能仍通過排放水悄然釋放二氧化碳(CO?)至大氣,成為溫室氣體的一個不被重視的來源。地球化學家Dorothy Vesper的發現指出,這些被遺忘的礦井對氣候變化存在潛在影響。
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研究顯示,無管控和未處理的礦井徑流能將巖石中的二氧化碳帶入大氣。賓夕法尼亞州工業化煤礦開采已持續約250年,至1830年匹茲堡每日煤炭消耗量已超過400噸。雖然煤炭燃燒直接加劇氣候變化,但礦業活動帶來的環境影響遠不止于此。美國國會1977年制定聯邦標準之前遺棄的大量礦井,至今泄漏污染性排水,其長期影響可能更為深遠。
在美國地質學會2025年會議上,西弗吉尼亞大學地球化學家Vesper展示了廢棄礦井通過滲漏水持續釋放CO?的證據。她團隊在2016年研究中發現,賓州僅有140座遺棄礦井的排水每年的二氧化碳排放量已與一個小型燃煤電廠相當。不僅如此,實際廢棄礦井數目前無法準確統計,因此相關溫室氣體排放可能遠超預期,且這一現象存在于全球范圍。
Vesper稱,“我們非常希望能掌握這些碳排放的真實規模。現在的難點就是很多排放口甚至不知具體位置,這不只是阿巴拉契亞地區,而是世界各地都可能存在這種礦井水。”
煤礦水富含由于煤層化學反應產生的硫酸,與附近石灰巖等碳酸鹽巖發生反應,釋放出數百萬年前形成時封存的二氧化碳。當酸性水溶解碳酸鹽礦物時,生成碳酸根離子(CO?),隨后在水體表面與空氣接觸過程中釋放為二氧化碳,進入大氣,增加溫室氣體濃度。
以往對于礦井排水脫氣產生的二氧化碳排放未有廣泛量化。難點在于廢棄礦數量不明,以及現場常規儀器無法檢測極高濃度的CO?。Vesper團隊發現某些礦井排水中的CO?濃度可比普通淡水高出1000倍。為此,她采購了起源自飲料行業的特種儀器——本用于啤酒廠監測高濃度二氧化碳的大型便攜式設備。
Vesper團隊持該儀器深入廢礦實地測量,部分礦井排水所含CO?與地熱溫泉相當,遠高于天然石灰巖洞穴水。而且各礦井的排放量會隨地下水條件而變動。她計劃未來繼續拓展調查礦井對象、延長監測周期、加測甲烷并研究不同修復工藝對減少溫室氣體排放的效果。
“我認為即使簡單調整修復設計也能有貢獻,比如使用管道將排水引入地下再流入處理濕地,這樣二氧化碳就不易在環境中脫氣。”Vesper表示。
編譯自/ScitechDaily
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