A lítiumbányászat környezeti hatásai

1817-ben Johan August Arfwedson svéd kémikus volt az, aki felfedezte a lítiumot. Jöns Jakob Berzelius laboratóriumának gyakori látogatójaként a petalit érc elemzése közben bukkant az addig ismeretlen anyagra. Bár a megfogalmazás nem egészen pontos, hiszen

a lítiumot a brazil Jozé Bonifácio de Andralda e Silva fedezte fel a svéd Utö szigeten az 1790-es években: ekkor figyelték meg, hogy tűzre dobva intenzív bíbor lángot ad.

Arfwedsonnak már csak az elemzés maradt: így jöttek rá, hogy egy korábban ismeretlen fémről van szó.

A lítium (Li) egy nagyon különleges elem:

születése egészen az Ősrobbanásig visszanyúlik, azaz 13,8 milliárd éve megtalálható Földünkön.

Fotó: Wikipedia / Dnn87

Körforgása a vulkáni tevékenységekkel írható le: a lítiumtartalmú magma a földkéregbe emelkedik, ahol lehűl és kőzetekké – például gránitokká vagy pegmatitokká – kristályosodik. Sok ezer évnek kell eltelnie ahhoz, hogy a feltárt kőzetek mállása gyengítse szerkezetüket, és lehetővé tegye a lítium-sók kimosódását, illetve folyókba áramlását. Az oldott lítium nagy része az óceánokba kerül, azonban a magas hegyvidéki régiókban a folyók nem érik el az óceánt, hanem zárt medencékben végződnek: itt a víz elpárolog, és lítiummal dúsított só csapódik ki, ami lítiumsós területek kialakulásához vezet. De más forrásai is vannak a lítiumnak: az olajmezők sóoldatai, a geotermikus sóoldatok és az agyagok.

A lítium tehát egyáltalán nem ritka, de mivel nagyon reaktív, tiszta formájában soha nem található meg a természetben. A periódusos rendszer legkönnyebb és legkisebb sűrűségű szilárd eleme, de vízzel érintkezve meggyullad, ezért csak ásványi anyagként vagy sóként található meg a természetben.

Fotó: 123RF

Mivel jó a hő- és elektromos vezetőképessége, lehetővé teszi az energia tárolását és továbbítását. Elég puha ahhoz, hogy késsel vágjuk, és alacsony az olvadáspontja (180,5 °C) illetve forráspontja (1347 °C) is.

Nagy elektródpotenciállal rendelkezik, nagy a töltöttsége és a teljesítmény/tömeg aránya – ennek köszönheti kiváló alkalmasságát az újratölthető akkumulátorok készítéséhez.

Fotó: Pexels / Wutthichai Charoenburi 

Első emberi felhasználása nem éppen a mai ismert területen történt:

köszvény kezelésére alkalmazták az 1860-as években.

Talán azt is csak nagyon kevesen tudják, hogy a legelső 7-Up italokban is volt lítium: a Bib-Label Lithiated Lemon-Lime Soda néven indult ital 1929-ben debütált a polcokon, és megalkotója, Charles Leiper Grigg azt állította, hogy a lítium-citrátot tartalmazó szóda javítja a hangulatot, víg kedélyt és jókedvet hoz. 1948-ban azonban az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága betiltotta a lítium-citrát használatát az italokban, így a receptúrát kénytelenek voltak megváltoztatni, így a mai 7-Up-ok már nem lítiumosak…

De még mindig nem hagyjuk el az egészségügyet: nem sokkal később egy John Cade ausztrál pszichiáter megállapította, hogy

a lítium képes kezelni a mániát, és azóta a lítium-karbonát a bipoláris és depressziós rendellenességek standard kezelésévé vált – a mai napig hozzáférhető terápiaként.

Fotó: 123RF 

Az 1940-es években végül megjelent ipari felhasználása is: repülőgép-hajtóművekben kapott szerepet.

Lett belőle adalékanyag, nagy szilárdságú üvegkerámia termékek nyersanyaga, indukciós főzőlapok anyaga, de kerámia fogsorok alkotóelemeként is megjelenik.

Ott van a légkondicionálókban, és a termonukleáris robbanás erejét fokozó nukleáris fegyveralkotók között is. Nincs okostelefon, tablet vagy más akkumulátoros egység nélküle – életünk számos területén használjuk.

Fotó: 123RF  

Dél-Amerika, különösen a Bolívia, Chile és Argentína által alkotott ún. „lítium-háromszög”, a világ lítiumkészleteinek több mint felét birtokolja, ami alapvető fontosságú a modern technológiai eszközök, mint például az okostelefonok és az elektromos járművek akkumulátorainak gyártásához. E készletek jelentős része található a chilei Salar de Atacama-ban, az észak-chilei sósivatag egy olyan területén, amely önmagában a világ lítiumkészletének több mint egy negyedét tartalmazza.

Az Atacama-sivatag azért számít a lítiumban leggazdagabbnak, mert itt a kiterjedt sóterületek alatt hatalmas lítiumban gazdag pala sórétegek találhatók, amelyek lehetővé teszik a lítium hatékony és költséghatékony kitermelését.

A Salar de Atacama a Föld egyik legelhagyatottabb területe. Ez a szikár, kietlen helyszín a világ egyik legnagyobb lítiumbányája, amelynek látványa még az űrből nézve is lenyűgöző. A területen elterülő színes medencékben található sóoldatok a mélyben, a sivatag alatt rejtőző ősi tározókból származnak, és lítium-karbonát koncentrációjuktól függően különféle színárnyalatokat öltenek, terjedelmük pedig meghaladhatja a több tucat futballpálya nagyságát.

A lítium igazi sikerét a LIB-eknek köszönheti, vagyis azoknak az egy újratölthető akkumulátoroknak, amelyekben a lítium-ionok a negatív elektródáról (anódról) a pozitív elektródára (katódra) mozognak kisülés közben, majd vissza töltés közben. Ezek az akkumulátorok szelik át mindennapjainkat, és mára a kitermelt lítium mintegy 85 százalékát ezekben a LIB-ekben használják fel – beleértve az elektromos járműveket és a megújuló energiát használó hálózati tárolási megoldásokat is.

A becslések szerint 2040-re ötszörösére nőhet a lítium iránti kereslet,

és a lítium szerepe a globális gazdaság szén-dioxid mentesítésében ma már annyira fontos, hogy több ország kritikus vagy stratégiai nyersanyagként tekint rá. Erre alapozzák a jövő közlekedését, az elektromos autókat, és számos fejlesztés ösztönzőjeként is szolgál.

Fotó: 123RF 

De vajon valóban jó-e ez nekünk és környezetünknek?

Először is azt kell megnéznünk, hogy magának a kitermelésnek milyen következményei vannak. És az sajnos vitathatatlan tény, hogy a lítium bányászata környezetrombolással jár. Technológiától függően más-más mértékű mindez, de Dél-Amerikában például – ahol egy kifejezetten vízigényes módszert alkalmaznak – igen erős a környezetkárosító hatás, főleg mivel a módszer még számos más káros anyag felhasználását is megkívánja. A számítások szerint ezzel a módszerrel

egy tonna lítium előállításához megközelítőleg kétmillió liter víz szükséges, ami egyben azt is jelenti, hogy egy átlagos elektromos autó előállításakor 18 ezer liter víz fogy.

Arról pedig már sokat beszéltünk, hogy a vízkészlet mekkora kincsünk, és milyen létfontosságú kérdés, hogy megőrizzük…

Fotó: 123RF

A következő szempont az elhasználódott Li-ion akkumulátorok hatása: bizonyosságot nyert, hogy ólomtartalmuk miatt veszélyesek, ahogy

egyelőre nem megoldott sem újrafelhasználásuk, sem újrahasznosításuk, és jelenleg veszélyes hulladékként szerepelnek a bolygó körforgás-rendszerében.

Bár nem sok kutatás foglalkozott ezidáig a lítiumbányászat környezeti hatásaival, azért van pár olyan kutatási eredmény, ami elgondolkodtató: 

• Bizonyosságot nyert, hogy a lítium megzavarja a gerinctelenek fejlődését: patkányoknál csökkentette az alomszámot és az utódok súlyát, illetve a csontok rendellenes fejlődését idézte elő.
• A toxicitási vizsgálatok szintén aggodalomra adnak okot: a lítiumot tartalmazó talajban élő földigiliszták esetében a toxicitást jelző LC50-érték 70 milligramm/kg (mg/kg) volt mindösszesen 7 hét expozíció után. A halak lítiummal szembeni érzékenysége szintén bizonyosságot nyert, és fajtól függően aggasztó értékeket mutatott.
• A Friends of the Earth jelentése szerint a lítium kitermelése hatással lehet a talajra és levegőszennyezést okozhat, a lítiumbányászati cégek pedig számos területen kimerítik a létfontosságú vízkészleteket – például Chilében.

Fotó: 123RF 

Nem kérdés tehát, hogy közel sem nevezhető „fehér aranynak” a lítium és a hozzá kapcsolódó tevékenységek, és nem szabad elmennünk a kétségek és kérdések megválaszolása mellett sem. Mivel még egy viszonylag friss útról van szó, értelemszerű, hogy nincs elég információnk a konkrét és valós hatásokról, az viszont kirajzolódni látszik, hogy oly sok más emberi tevékenység mellett, a lítium bányászatának és kitermelésének gyakorlata is veszélyes, megfontolandó, felelősen kezelendő és komoly átgondolásokat, tervezéseket igényel.

Nyitókép: A chilei Atacama-sivatagban található Soquimich lítiumbánya – Fotó: Flickr / Nuno Lucioano