Nach Schätzungen einer Studie speichern legale Bergbaustandorte in Brasilien 2,55 Gigatonnen Kohlendioxid in Vegetation und Boden

Während die globalen Temperaturen weiterhin Allzeithochs erreichen und die Diskussionen über Möglichkeiten zur Abmilderung der negativen Auswirkungen des Klimawandels intensiviert werden, haben Forscher der Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ-USP) der Universität São Paulo in Brasilien über die Ergebnisse einer Studie berichtet Wissenschaftliche Studie, die zeigt, dass, wenn alle aktiven legalen Bergbaustandorte des Landes in den kommenden Jahrzehnten weiter betrieben werden, die Emissionen aufgrund des Verlusts von Vegetation (0,87 Gt CO2-Äq) und Boden (1,68 Gt CO2-Äquivalent) insgesamt schätzungsweise 2,55 Gigatonnen Kohlendioxidäquivalent (Gt CO2-Äquivalent) betragen werden CO2eq).

Diese Summe entspricht etwa 5 % der weltweiten jährlichen Treibhausgasemissionen durch menschliche Aktivitäten.

Ein Artikel zur Studie ist veröffentlicht In Kommunikation Erde und Umwelt.

Nach Angaben der Forscher gibt es in Brasilien 5,4 Millionen Hektar aktive legale Minen. Das ist etwas weniger als die Fläche Kroatiens (5,6 Mio. ha). Legale Minen gibt es in ganz Brasilien, die meisten liegen jedoch in subtropischen und tropischen Gebieten und verfügen über die größten organischen Kohlenstoffvorräte im Boden, die auf 1,05 Gt CO2-Äquivalent geschätzt werden.

Sie befürworten eine naturbasierte Lösung zum Ausgleich dieser Emissionen, die aus einer Rekultivierung nach der Mine besteht, bei der Böden unter Verwendung von Minenrückständen und anderen Rückständen wie Haushalts- und Industrieabfällen wiederhergestellt werden. Diese anthropogenen Böden, bekannt als Technosole, könnten potenziell bis zu 60 % (1,00 Gt CO2eq) der bodenbedingten CO2-Emissionen ausgleichen.

„Als wir über Kohlenstoffvorräte nachgedacht haben, bestand der erste Schritt darin, die Emissionen zu analysieren. Obwohl sich die meisten bisherigen Untersuchungen auf die Auswirkungen der Erzverarbeitung durch die Verbrennung von Brennstoffen und den Stromverbrauch konzentrierten, ist der Tagebau in Gruben oder Lagerstätten die Regel.“ in Brasilien und im Rest der Welt, und der Boden ist das wichtigste terrestrische Kohlenstoffspeicher-Ökosystem. Wenn der Boden entfernt wird, verändern sich organische Stoffe und Vegetation, wodurch CO2 eliminiert wird. Wir haben die potenziellen Emissionen aus der Entfernung von Boden und Vegetation auf 2,55 GT CO2eq geschätzt. „Francisco Ruiz, ein Ph.D. Kandidat bei ESALQ-USP, sagte Agência FAPESP.

Für Tiago Osório Ferreira, Professor an der Abteilung für Bodenkunde der ESALQ-USP, korrespondierender Autor des Artikels und Ruiz‘ Berater für die Abschlussarbeit, ist einer der wichtigsten Punkte der Studie die Demonstration, dass Technosole ein produktiver Weg zur Dekarbonisierung sein können.

„Es zeigt, dass Abfälle und Reststoffe auf diese innovative Weise zum Aufbau einer grundlegenden Ressource genutzt werden können, nämlich des Bodens als stabile Form der Kohlenstoffspeicherung. Es dient als Erinnerung für andere Länder, insbesondere für große Bergbauunternehmen wie China und die Vereinigten Staaten.“ „Behauptet, dass es in diesem Wettlauf, mit dem Klimawandel Schritt zu halten, Alternativen gibt“, sagte Ferreira, der die Soil Geochemistry Research Group (GEPGeoq) der ESALQ-USP leitet.

Der Boden ist neben der Atmosphäre, dem Ozean und den Pflanzen einer der vier wichtigsten Kohlenstoffspeicher des Planeten. Degradierte Böden und Vegetation setzen jedoch CO2 frei.

Laut a Umfrage Laut MapBiomas, einem kollaborativen Netzwerk von Nichtregierungsorganisationen, Universitäten und Technologie-Startups, das Landnutzung und Landbedeckung kartiert, verfügt Brasilien über 37 Gt organischen Kohlenstoffs (SOC) im Boden, von dem fast zwei Drittel (63 % oder 23,4 Gt) gespeichert sind in Gebieten mit stabiler einheimischer Pflanzendecke, hauptsächlich im Amazonasgebiet. Nur 3,7 Gt werden in Gebieten gelagert, die seit 1985 für anthropische Nutzungen genutzt wurden.

Technosole basieren auf Material, das aus menschlichen Aktivitäten stammt, einschließlich Industrie-, Stadt- und Bergbauabfällen. Sie tragen nicht nur zur Regulierung des Klimas bei, sondern können auch wichtige Ökosystemleistungen wiederherstellen, die beispielsweise durch den Bergbau zerstört wurden, etwa die Nahrungsmittel- und Energieproduktion oder den Schutz der Artenvielfalt, der Wasserqualität und des Nährstoffkreislaufs. Bei richtiger Behandlung zur Neutralisierung toxischer Substanzen können sie auch einheimische Pflanzen, Nutzpflanzen und Wälder unterstützen, indem sie Kohlenstoff binden, wenn sich organische Stoffe ansammeln.

Brasilien ist einer der zehn größten Produzenten mineralischer Rohstoffe weltweit. Der Bergbau ist ein wichtiger Motor der wirtschaftlichen Entwicklung, aber er ist auch eine Quelle der Verschlechterung des Ökosystems, einschließlich der Verschmutzung von Boden und Wasser sowie des Verlusts der Artenvielfalt. Die Bergbauindustrie verursachte in Brasilien kürzlich zwei Katastrophen aufgrund des Einsturzes von Absetzbecken in Mariana (2015) und Brumadinho (2019) im Bundesstaat Minas Gerais mit hohen menschlichen, wirtschaftlichen und ökologischen Kosten.

Verfahren

Das zur Herstellung von Technosolen verwendete Wissen basiert auf dem Verständnis der natürlichen Prozesse, durch die organische Bodensubstanz gebildet, verwittert und stabilisiert wird. Um die Hypothese zu testen, dass der Technosol-Bau die CO2-Emissionen aus dem Tagebau verringert, schätzten die Forscher die Kohlenstoffvorräte in brasilianischen Bergbaustandorten anhand von Daten aus der Literatur.

Der erste Schritt des Prozesses bestand darin, mithilfe von SIGMINE, einer Online-Plattform der National Mining Agency (ANM), den geografischen Standort und das Gebiet aller legalen Bergbaustandorte zu bestimmen.

Sie fanden heraus, dass die Wiederherstellung organischer Bodenvorräte mit Technosolen klimaabhängig ist, wobei tropische Technosole aufgrund des hohen Eintrags von pflanzlichem Kohlenstoff und des starken Potenzials für die Kohlenstoffstabilisierung durch mineralisch-organische Wechselwirkungen das größte Potenzial für die Wiederherstellung des Kohlenstoffbestands aufweisen.

Die Forscher betonen in dem Artikel, dass einige Arten von Grubenabfällen potenziell toxische Elemente wie Arsen, Quecksilber, Cadmium, Kupfer und Blei enthalten und dass Vorkehrungen getroffen werden sollten, um ihre Verwendung zu vermeiden oder sie mit Strategien zur Vermeidung von Verschmutzung und Einschluss zu kombinieren von Schwermetallen, einschließlich Sanierungstechniken wie Phytoremediation (Einsatz von Pflanzen und damit verbundenen Bodenmikroben zur Reduzierung des Gehalts oder der toxischen Wirkung von Schadstoffen) und Bodenverbesserung (Zugabe von Material zur Verbesserung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens).

„Eine unserer wichtigsten Erkenntnisse ist die Menge an Kohlenstoff, die in Technosolen gewonnen wird. In einigen Fällen übersteigt sie die Gesamtmenge in natürlichen Böden. Die von Francisco durchgeführten Studien [Ruiz] zeigen, dass es in sehr kurzer Zeit möglich ist, Böden zu schaffen, die noch leistungsfähiger sind als natürliche Böden und dazu beitragen, die negativen Auswirkungen des Klimawandels abzumildern“, sagte Ferreira.

Ruiz beschäftigt sich seit seiner Masterarbeit mit Technosolen. Im Jahr 2020 wurde ihm von der Zeitschrift ein Preis für herausragende Leistungen in der brasilianischen Bergbau- und Metallurgieindustrie verliehen Minérios & Mineralien. Die fragliche Studie konzentrierte sich auf die Verwendung von Rückständen durch einen Bergmann aus dolomitischem Kalkstein in Saltinho im Bundesstaat São Paulo, um Technosol zu bauen und die Topographie und Pflanzenbedeckung wiederherzustellen.