阿根廷盐沼锂提取技术的水足迹研究:洞察环境影响与资源权衡

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Heliyon 3.4

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  为解决锂提取项目用水相关争议及量化用水问题,研究人员对阿根廷盐沼中 Olaroz 和 Fenix 两个锂矿开展水足迹(WF)和卤水消耗(BC)估算研究。结果显示两矿 WF 和 BC 不同,且用水影响因地理环境而异。该研究为评估锂提取用水提供数据,意义重大。

  在全球能源转型的浪潮中,锂作为关键的电池原材料,其需求与日俱增。阿根廷北部盐沼地区拥有丰富的锂资源,众多锂提取项目纷纷落地。然而,这些项目的用水问题却引发了广泛争议。一方面,矿业公司认为锂提取用水比农业、其他矿业少;另一方面,当地社区担心用水会破坏生态平衡,影响他们的生活和生计。而且,目前对于锂提取用水的量化研究并不完善,缺乏综合全面的分析。在这样的背景下,来自阿根廷国家科学技术研究委员会(CONICET)、萨尔塔国立大学(UNSa)等机构的研究人员开展了相关研究,旨在准确估算锂提取过程中的水足迹,深入了解其对当地生态系统和社区的影响。该研究成果发表在《Heliyon》杂志上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:一是依据环境影响报告(EIRs)获取数据,这是阿根廷省级矿业部门决策的重要文件;二是运用 Hoekstra 等人提出的水足迹评估方法,分别对蓝色水足迹(WFblue)、绿色水足迹(WFgreen)和灰色水足迹(WFgray)进行估算;三是通过计算卤水消耗(BC)、蓝色水强度(WIblue)和人口当量(PE)等指标,综合评估锂提取项目的用水情况。

水足迹研究结果


研究人员对 Olaroz 和 Fenix 两个项目的水足迹进行估算。结果显示,Olaroz 项目 2021 年的总水足迹为 51.0 m3/ 吨,包括 WFblue(46.7 m3/ 吨)和 WFgray(4.3 m3/ 吨);Fenix 项目总水足迹为 135.5 m3/ 吨,仅包含 WFblue。从单位产品来看,Fenix 项目的总水足迹是 Olaroz 项目的 2.7 倍。这主要是因为锂提取技术不同,且卤水特性、生产水平和产品纯度等因素也会影响水消耗。同时,由于 EIRs 中废水数据不完整,导致 WFgray的估算存在局限性,Olaroz 项目的 WFgray仅与营地废水有关,Fenix 项目则因未报告营地废水而未估算。

卤水消耗研究结果


在卤水消耗方面,Olaroz 项目 2021 年的 BC 为 537.4 m3/ 吨,Fenix 项目为 319.6 m3/ 吨。Olaroz 项目单位产品的卤水消耗比 Fenix 项目多 217.8 m3,但 Fenix 项目的产量是 Olaroz 项目的 1.5 倍。这表明 Fenix 项目在卤水消耗效率上更具优势,采用的直接锂提取(DLE)技术相对传统蒸发技术有一定先进性,但这并未转化为淡水消耗的减少。

蓝色水足迹的综合评估


通过对蓝色水强度(WIblue)的分析发现,Olaroz 项目的 WFblue占当地蓝色水可利用量(WAblue)的 30%,而 Fenix 项目仅占 10%。虽然 Fenix 项目的 WFblue高于 Olaroz 项目,但因其当地蓝色水可利用量较大,对当地蓝色水可用性的影响相对较小,处于中等 WIblue强度类别。此外,研究还计算了人口当量(PE),Olaroz 项目的 WFblue相当于当地 Susques 部门人口年用水量的 8 倍,Fenix 项目的 WFblue则相当于 Antofagasta de la Sierra 部门人口年用水量的 70 倍,这凸显了锂提取项目用水对当地水资源的巨大压力。

研究结论与讨论


研究表明,淡水可用性对 DLE 项目的限制比传统蒸发技术更大。随着锂提取项目的扩张,寻找替代水源迫在眉睫,如卤水淡化,但这也可能带来新的环境问题,因此深入了解当地水文系统至关重要。同时,该研究的水足迹评估仅考虑了直接用水,未来研究应关注间接用水,如电力消耗相关的水足迹。虽然 EIRs 存在数据不完整、不规范等问题,但仍是研究锂提取用水的重要数据来源。研究还强调了水足迹在评估锂提取项目中的重要性,它不仅能反映用水情况,还能作为技术、环境和社会评估的关键指标,有助于推动更公平的水资源管理决策,避免陷入 “水文幻想”,保护当地水资源和生态系统。
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