Forscher aus Nord-Minnesota nähern sich der Sulfat-Verschmutzungslösung

Aug 23, 2023

Vor der Kläranlage in der Iron Range-Stadt Aurora könnte ein kleiner Anhänger Hinweise zur Lösung eines großen Umweltproblems im Norden Minnesotas enthalten – wie man Wildreis vor Sulfat schützt, einem Schadstoff, der von Eisenerzminen, Kläranlagen und anderen freigesetzt wird Branchen.

Mei Cai, Umweltingenieurin am Natural Resources Research Institute der University of Minnesota Duluth, weist auf eine Reihe von Tanks hin, in denen eine Chemikalie namens Bariumchlorid mit gelöstem Sulfat im Wasser reagiert und Partikel bildet.

Dann wird eine weitere Chemikalie hinzugefügt, die diese Partikel zu größeren Stücken zusammenklumpt und einen Schlamm bildet, der aus dem Wasser entfernt werden kann, das dann einen abschließenden Filterprozess durchläuft.

Das Wasser, das aus der Aurora-Kläranlage kommt, weist einen hohen Sulfatgehalt auf; etwa 250 Teile pro Million. Die Technologie, die Cai im mobilen Anhänger demonstriert, hat den Sulfatgehalt im Wasser der Anlage erfolgreich auf unter 10 Teile pro Million gesenkt, was niedrig genug ist, um die strengen Sulfatvorschriften des Staates für Wasser zu erfüllen, das in Seen und Flüsse eingeleitet wird, in denen Wildreis wächst.

MPR News ist ein von Mitgliedern unterstütztes öffentliches Medium. Zeigen Sie noch heute Ihre Unterstützung, spenden Sie und stellen Sie sicher, dass jeder Zugang zu lokalen Nachrichten und ausführlichen Gesprächen hat.

Das könnte hier in Aurora besonders wichtig sein, weil das von der städtischen Wasseraufbereitungsanlage aufbereitete Wasser schließlich in den Partridge River fließt, der kürzlich von der US-Umweltschutzbehörde in die Liste der Gewässer Minnesotas aufgenommen wurde, die nicht dem Wildreissulfatstandard des Bundesstaates entsprechen .

„Wir wollen hier zeigen, dass wir das Sulfat, egal was aus der Anlage kommt, so weit reduzieren können, dass das Abwasser aus der Anlage, wenn es in die Umwelt gelangt, keine nennenswerten Auswirkungen auf das Sulfat hat.“ Konzentration in der Region", sagte Rolf Weberg, Geschäftsführer des Natural Resources Research Institute (NRRI).

Minnesotas Wildreis-Sulfatstandard ist weltweit einzigartig – die Gesetzgeber des Bundesstaates haben ihn in den 1970er Jahren übernommen, nachdem Untersuchungen ergeben hatten, dass Wildreis in Gewässern mit hohem Sulfatgehalt nicht gut wuchs.

Der Standard wurde jedoch selten durchgesetzt. Im Jahr 2011 forderte der Gesetzgeber des Bundesstaates die Minnesota Pollution Control Agency auf, die Regel zu prüfen und zu prüfen, ob sie einer Aktualisierung bedarf, nachdem die Handelskammer von Minnesota eine Klage eingereicht hatte, die Regel abzuschaffen, und nachdem Umweltverbände und Indianerstämme Druck auf sie ausgeübt hatten, mit deren Durchsetzung zu beginnen .

Die MPCA stellte fest, dass die Regel nicht falsch sei, sagte aber, sie sei ungenau. Deshalb schlug die Agentur 2017 eine komplexe, flexible Formel vor, die bestimmen würde, welcher Standard für jeden bestimmten See oder Bach angemessen wäre. Doch ein Richter lehnte diesen Vorschlag im darauffolgenden Jahr ab.

Das bedeutet, dass der staatliche Wildreis-Standard von 10 Teilen pro Million weiterhin in Kraft bleibt.

„Die US-Umweltschutzbehörde hat im Grunde gesagt, dass die MPCA das Gesetz anwenden muss. Punkt“, sagte Paula Maccabee, Advocacy-Direktorin der Gruppe WaterLegacy.

Doch seit Jahren argumentieren die meisten Bergbauunternehmen und Kläranlagen, dass die einzige bewährte Technologie, die den Standard erfüllt – Umkehrosmose oder Nanofiltration – unerschwinglich teuer sei.

Lediglich PolyMet Mining, das die erste Kupfer-Nickel-Mine des Bundesstaates eröffnen will, hat der Installation einer Umkehrosmose-Technologie zur Sulfatbehandlung zugestimmt.

„Sie sprechen von Kapitalkosten in der Größenordnung von Hunderten Millionen Dollar“, sagte Daniel Marx, ein Anwalt, der eine Gruppe namens Minnesota Environmental Science and Economic Review Board vertritt, die sich aus kommunalen Abwasseraufbereitungsanlagen im ganzen Bundesstaat zusammensetzt.

Marx sagte, es würde Wasserkraftwerke außerdem jedes Jahr Millionen von Dollar kosten, die energieintensive Technologie zu betreiben und zu warten und das übrig gebliebene salzige Nebenprodukt zu entsorgen.

„Es handelt sich um eine Situation, in der eine Sulfatbehandlung weder technisch noch wirtschaftlich machbar ist.“

Aus diesem Grund hat NRRI in den letzten Jahren daran gearbeitet, Technologien zur Sulfatreduzierung zu identifizieren, die sich von der Umkehrosmose unterscheiden und zu einem Bruchteil der Kosten funktionieren könnten, einschließlich Technologien, die Mikroben und sogar Torf nutzen.

Marx sagte, die Stadtwerke seien von diesen neuen Möglichkeiten begeistert. Aber er sagte, sie hätten viele Fragen – wie viel billiger werden Alternativen zur Umkehrosmose sein? Und was kann man mit dem übriggebliebenen Salzschlamm machen?

Jeff Hanson glaubt, eine Antwort auf die letzte Frage zu haben. In seiner Heimatstadt Babbitt in der Iron Range gründete er ein Unternehmen namens Clearwater BioLogic, das einen Bioreaktor entwickelte, der in Grubenseen schwimmen und das Wasser von Sulfat reinigen sollte.

Nach Jahren der Forschung sagte er, sein Unternehmen habe kürzlich eine Möglichkeit gefunden, das übrig gebliebene Nebenprodukt wirksam zu behandeln. Er hat sich mit einem anderen Unternehmen zusammengetan, das eine sinnvolle Verwendung für das, was früher ein Abfallprodukt war, identifiziert hat.

„Und wenn man einen Wert für dieses Abfallmaterial hat, nichts, was man auf die Mülldeponie werfen oder wegwerfen könnte, verbessert sich auch hier die Kostensituation dramatisch“, sagte Hanson.

Hanson hofft, diesen Sommer Feldversuche auf der Iron Range durchführen zu können.

Paula Maccabee von der Umweltgruppe WaterLegacy sagte, es sei sinnvoll, neue Technologien zu verfolgen, um alte Bergbauverschmutzung zu beseitigen. Aber sie sagte, Staatsbeamte sollten sich bei der Entscheidung über die Erteilung von Genehmigungen für neue Projekte nicht auf sie verlassen.

„Das ist die größte Sorge, die wir haben: Wenn die Leute anfangen zu sagen: ‚Vielleicht schaffen wir es irgendwann in der Zukunft‘, könnte das eine Entschuldigung dafür sein, die Technologien nicht zu nutzen.“ Es sind die Auskleidungen oder die Nanofiltration, die jetzt notwendig sind, um weitere Verschmutzung zu verhindern.“

Mittlerweile hat die US-Umweltschutzbehörde den Behörden von Minnesota klar gemacht, dass sie sich mit übermäßigem Sulfatgehalt im Wasser befassen müssen. Die Frage ist wie.

„Im Moment besteht aus unserer Sicht große Unsicherheit darüber, wie MPCA das tun wird“, sagte Marx, der kommunale Wasserwerke vertritt.

Eine der Fragen der Gruppe ist, wie die MPCA vorgehen wird, „angesichts ihrer Erkenntnisse, dass es Probleme mit dem aktuellen Standard der Bücher gibt, die möglicherweise veraltet sind“, sagte Marx.

Hanson, der in Babbitt die schwimmende Bioreaktortechnologie entwickelt, sagte, dass der Staat eine Rolle spielen müsse, um das Sulfatproblem anzugehen.

„Wir müssen [Bergbauunternehmen] manchmal auf Trab halten“, sagte Hanson. „Und deshalb haben wir Agenturen, die Standards setzen und diese durchsetzen.“

MPCA-Sprecher Darin Broton sagte, die Agentur führe weiterhin Gespräche mit Stammesnationen, Gemeinden und Industrieanlagen zum Thema Sulfat.

„Es gibt keine einfachen Lösungen oder einen einheitlichen Ansatz“, sagte Broton. „Aber wir hoffen, dass neue Technologien dazu beitragen können, einige der Bedenken auszuräumen.“

Und diese Technologien sind möglicherweise nicht mehr weit von ihrer Einführung entfernt. Weberg von NRRI sagte, der nächste Schritt bestehe darin, mit Wasseraufbereitungsanlagen zusammenzuarbeiten, um herauszufinden, welche zusätzlichen Daten sie benötigen, und mit einer Anlage zusammenzuarbeiten, um eine Pilotanlage zu bauen. Er glaubt nicht, dass die Zukunft so weit entfernt ist.

„Es könnte ein oder zwei Jahre dauern, aber zehn Jahre sind es sicher nicht“, sagte Weberg.