Добыча лития создала дефицит пресной воды для жителей Анд

В Литиевом треугольнике на высокогорном плато Анд, где сосредоточено более половины мировых запасов лития, в 27 из 28 водосборных бассейнов уже наблюдается критический дефицит пресной воды — приток воды в них составляет не более 33 миллиметров в год. Это ставит под угрозу существование местных экосистем и коренных сообществ, особенно на фоне наращивания добычи лития, которое происходит с повсеместным ростом спроса на аккумуляторы. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Communications Earth & Environment.

Литий необходим для производства современных электроаккумуляторов, поэтому на фоне всеобщего энергоперехода в ближайшие десятилетия спрос на него может вырасти в 40 раз. Добыча лития во многом зависит от обстановки в регионе, который называют Литиевым треугольником. Это часть Андского плато на пересечении Боливии, Аргентины и Чили с большим перепадом высот (от 2300 до 6800 метров над уровнем моря), крайне засушливым и неоднородным в пространстве климатом. Благодаря формированию насыщенных солями лития озер в этом регионе испарение в течение миллионов лет преобладало над осадками и здесь образовались залежи лития, на которые приходится более половины мировых запасов.

Основные методы добычи лития — испарительная концентрация и прямая экстракция, и оба они требуют использования значительных количеств пресной воды для промывания литиевого концентрата от примесей и остаточных солей, наполнения прудов-испарителей, кристаллизации, переработки и фильтрации конечного продукта — карбоната лития. При этом пресная вода внутри Литиевого треугольника в большом дефиците (там выпадает всего 20-250 миллиметров в год), и она нужна для поддержания коренных сообществ и местных экосистем.

Ученые под руководством Александера Киршена (Alexander Kirshen) из Массачусетского университета в Амхерсте изучили доступность пресной воды в водосборных бассейнах Литиевого треугольника и сопоставили свою оценку с прогнозами, которые выдают глобальные гидрологические модели. С помощью базы HydroSheds они выделили в регионе 28 бассейнов, которые уже используются для добычи лития или будут окончательно подготовлены к производству в течение трех лет. 25 из них имели ядро солончака (плотная плита из галита, которая образует рассолы при контакте с водой), а еще три образовались вокруг соленых озер.

Авторы также оценили пространственное распределение осадков в области Литиевого треугольника, используя спутниковые данные и данные прямых инструментальных измерений с аргентинских и боливийских метеостанций. Это позволило рассчитать речной сток, пополнение запасов грунтовых вод из водосборов и итоговое доступное количество пресной воды за вычетом ее промышленного потребления. Одним из результатов исследования стало создание новой гидрологической модели LiCBWA, с помощью которой ученые предлагают оценивать доступность воды именно в закрытых литиевых бассейнах.

Оказалось, что в Литиевом треугольнике в доступную для экосистем и местного населения воду конвертируется порядка 9–16 процентов выпадающих осадков, а приток пресной воды в водосборные бассейны составляет от 2 до 33 миллиметров в год. Авторы сравнили полученные данные с результатами, которые получаются при расчетах в двух наиболее широко используемых гидрологических моделях — WaterGAP 2.2 и PCR-GLOBWB 2.0. Если новая модель оценила 27 из 28 бассейнов региона как имеющие критический дефицит пресной воды, то классические модели сочли такими 13 и 1 бассейн соответственно.

Существенной была и разница в погрешностях: у LiCBWA она составила три миллиметра в год (26 процентов), у WaterGAP — 168 миллиметров в год (1322 процента), у PCR-GLOBWB — 482 миллиметра в год (3800 процентов). Авторы подчеркнули, что в регионе даже без наращивания добычи лития уже наблюдается критический дефицит пресной воды, и дальнейший мониторинг экологической обстановки важно проводить с использованием более точных моделей и данных.

В будущем многие сообщества столкнутся не только с дефицитом пресной воды, но и с резким снижением ее качества. Согласно расчетам ученых, к концу XXI века среднее потепление грунтовых вод в мире может достигнуть 2,1 градуса, в результате чего от 77 до 188 миллионов человек будут проживать в зонах с недопустимыми тепловыми характеристиками питьевой воды.