Deposit lithium terbesar di dunia dapat mengubah energi – tetapi mungkin menghancurkan ekosistem
Salar de Uyuni memegang cadangan lithium terbesar di dunia, tetapi pertambangan dapat mengancam ekosistem lokal. Sebuah studi oleh peneliti Universitas Duke menemukan bahwa kolam penguapan lithium-brine secara signifikan meningkatkan kadar arsenik, menimbulkan risiko terhadap satwa liar dan air tanah. Mereka juga menganalisis metode pengembalian untuk mencegah penurunan tanah, tetapi ini dapat mengganggu ekstraksi lithium.
Deposit lithium terbesar yang diketahui di dunia terletak di dalam Salar de Uyuni yang luas, loyang garam yang luas yang mencakup ribuan mil persegi di atas dataran tinggi Andean yang tinggi dan kering di Bolivia. Untuk sebagian besar tahun ini, medan bertatahkan kristal garam yang putih seperti gula manisan. Selama musim basah, memoles cermin air hujan di sekitar pegunungan dan langit.
“Salar adalah tempat ajaib bagi para pelancong dari seluruh dunia yang datang untuk melihat warna, refleksi, dalam lanskap putih yang tak berujung ini,” kata Avner Vengosh, Ketua Nicholas Kualitas Lingkungan di Sekolah Lingkungan Nicholas Universitas Duke.
Apa yang tidak dilihat sebagian besar wisatawan adalah cadangan luas lithium yang dilarutkan dalam air garam yang sangat salin tepat di bawah kaki mereka. Terjebak dalam sedimen dan garam yang memanjang dari beberapa kaki hingga lebih dari 160 kaki di bawah permukaan, trove yang belum dimanfaatkan ini bisa menjadi sumber yang penting untuk sektor energi terbarukan.
Selama beberapa tahun terakhir, Vengosh, yang juga ketua Divisi Ilmu Bumi dan Iklim di Nicholas School, dan Ph.D. Mahasiswa Gordon Williams telah bekerja untuk memahami potensi implikasi kesehatan lingkungan dari penambangan lithium, baik di AS maupun di luar negeri.
Studi komprehensif pertama tentang air limbah air garam lithium
Melaporkan Surat Ilmu & Teknologi Lingkungan Pada Januari 2025, keduanya melakukan analisis kimia menyeluruh pertama dari air limbah yang terkait dengan penambangan air garam lithium di Salar de Uyuni. Temuan mereka dapat menginformasikan strategi untuk mengelola operasi penambangan di masa depan dengan lebih berkelanjutan dan melindungi lingkungan Salar yang rapuh.
Penambangan lithium-brine saat ini mensyaratkan proses multi-langkah yang umumnya berjalan seperti ini: air garam dipompa dari bawah permukaan menjadi serangkaian kolam penguapan dangkal, di atas tanah. Saat cairan menguap di kolam berturut -turut, garam yang tidak diinginkan memicu. Lithium, bagaimanapun, menjadi lebih terkonsentrasi di air garam di setiap tahap. Lithium pekat akhirnya dipindahkan dari kolam penguapan ke fasilitas terdekat untuk diproses menjadi lithium karbonat – bahan yang masuk ke baterai yang dapat diisi ulang.
Ekstraksi lithium di Salar de Uyuni berada pada tahap awal. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa penambangan jangka panjang dari air garam lithium pada panci garam lainnya, seperti Salar de Atacama di Chili, dapat menyebabkan tingkat air tanah menurun dan mendarat mereda, atau tenggelam. Dampak seperti itu dapat mempengaruhi masa depan penambangan lithium di Salar de Uyuni, menurut Vengosh.
Untuk studi mereka, Williams dan Vengosh menganalisis kimia air garam lithium dan bahan limbah yang terkait dengan operasi penambangan pilot di Salar de Uyuni. Secara khusus, mereka tertarik untuk menentukan keasaman dan adanya elemen jejak, seperti arsenik, logam beracun yang dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan pada orang yang terpapar dan satwa liar. Sampel dari lokasi tambang termasuk air garam alami yang dipompa dari bawah tanah; air garam dari delapan kolam penguapan; dan air limbah dari fasilitas pemrosesan lithium.
Dalam sampel air garam alami, tim mengukur tingkat arsenik antara 1 dan 9 bagian per juta, serta keasaman yang relatif netral. Sebagai perbandingan, air garam kolam penguapan menjadi semakin asam karena menjadi lebih terkonsentrasi.
Tingkat arsenik juga meningkat secara dramatis dari kolam ke kolam. Sebagai contoh, kolam terakhir mengungkapkan tingkat arsenik pada hampir 50 bagian per juta – sekitar 1.400 kali lebih tinggi dari tolok ukur yang dianggap dapat diterima secara ekologis oleh Badan Perlindungan Lingkungan AS.
“Tingkat arsenik ini sangat tinggi,” kata Vengosh. “Kelompok saya telah bekerja di seluruh dunia – di Afrika, Eropa, Vietnam, India – dan saya tidak berpikir kita pernah mengukur tingkat arsenik itu.”
Risiko terhadap Kesehatan Satwa Liar dan Ekosistem
Seperti yang dicatat oleh penulis, pembuangan air garam yang bocor atau disengaja dari kolam penguapan ke panci garam di sekitarnya dapat mempengaruhi satwa liar secara negatif.
“Ada risiko bioakumulasi,” kata Williams, merujuk pada proses yang digunakan bahan kimia dalam organisme dari waktu ke waktu, dengan konsekuensi yang berpotensi berbahaya. Flamingo, misalnya, memakan udang air asin lokal, yang sensitif terhadap arsenik pada tingkat di atas 8 bagian per juta.
Tim juga menemukan bahwa tingkat boron – yang berpotensi dapat menyebabkan efek kesehatan tergantung pada sifat paparan – meningkat dari kolam penguapan ke kolam penguapan. Sebaliknya, air limbah dari pabrik pemrosesan lithium menunjukkan kadar boron dan arsenik yang relatif rendah mirip dengan, dan dalam beberapa kasus lebih rendah dari, kadar yang ditemukan pada air asin alami.
Selain itu, Williams dan Vengosh menyelidiki potensi dampak dari mengambil air garam yang dibelanjakan – yaitu, air garam yang tersisa setelah lithium dihilangkan – atau air limbah dari pemrosesan lithium dan menyuntikkannya kembali ke deposit lithium. Industri penambangan lithium telah mengindikasikan pendekatan ini dapat menangkal penurunan tanah.
Tim menemukan bahwa kedua metode injeksi akan memiliki konsekuensi yang tidak diinginkan. Misalnya, air garam bekas kemungkinan akan bercampur buruk dengan air garam alami, menghambat aliran air garam di bawah permukaan dan berpotensi mengganggu pemompaan. Di sisi lain, menyuntikkan air limbah ke dalam deposit bisa mencairkan sumber daya lithium.
Salah satu solusi potensial untuk mencegah penurunan tanah adalah dengan hati -hati memadukan air garam yang dihabiskan dengan air limbah untuk mencapai keseimbangan kimia dengan air garam alami, yang ditunjukkan oleh penulis. Namun, penelitian di masa depan harus menyelidiki lebih lanjut implikasi lingkungan dari strategi itu, tambah mereka.
Untuk bagian mereka, Williams dan Vengosh mengalihkan perhatian mereka ke asal lithium di Salar de Uyuni.
“Kami sedang membangun model geokimia untuk memahami mengapa lithium diperkaya pada air garam itu,” jelas Williams. “Apa sumbernya? Dan apa mekanisme yang menyebabkan konsentrasi ini?”
Selain itu, Williams, Vengosh, dan Ph.D. Siswa Hannah Wudke bekerja dengan tim sekolah Nicholas lainnya-yang dipimpin oleh John O. Blackburn, Profesor Erika Weinthal-untuk memahami bagaimana penambangan lithium-brine di Salar de Uyuni dapat memengaruhi kesehatan dan kesejahteraan masyarakat adat tetangga.
“Kami melihat lithium sebagai masa depan untuk keamanan energi, jadi kami mencoba menganalisisnya dari sudut yang berbeda untuk memastikan pembangunan dan persediaan yang berkelanjutan,” kata Vengosh.
Referensi: “Kualitas Air Limbah dari Penambangan Lithium-Brine” oleh Gordon DZ Williams dan Avner Vengosh, 17 Januari 2025, Surat Ilmu & Teknologi Lingkungan.
Doi: 10.1021/acs.estlett.4c01124
Pendanaan: Studi ini didukung oleh Program Benih Inovasi Penelitian Iklim Universitas Duke (CRISP), Duke University Josiah Charles Trent Memorial Foundation Endowment Fund, dan Penghargaan Perjalanan Penelitian Disertasi Sekolah Pascasarjana Universitas Duke.
