Шахта Iron Mountain Mine , также известная как Richmond Mine at Iron Mountain , — это шахта недалеко от Реддинга в Северной Калифорнии , США. Геологически классифицируемая как «массивное месторождение сульфидной руды », на этом участке периодически добывали железо , серебро , золото , медь , цинк , кварц и пирит с 1860-х по 1963 год. Шахта является источником чрезвычайно кислых шахтных стоков , которые также содержат большое количество цинка, меди и кадмия . Это одно из самых токсичных мест свалок отходов в Америке, с 1983 года оно было включено в список федеральных объектов Superfund . [1]
Первое открытие ценных месторождений полезных ископаемых в Iron Mountain было сделано Томасом Джефферсоном Харрисоном, Робертом Лионом и Стефаном Алозо Миком в 1852 году. Он стал известен как Pumptown, позже известный как Buckeye, все три партнера продали свои права компании Quartz Hill Gold mining company, базирующейся в округе Кук, штат Иллинойс, историческое общество Shasta [ требуется ссылка ] В период своего расцвета более двухсот штамповых мельниц находились в эксплуатации, месторождение разрабатывалось Mountain Copper Company, Ltd., как под землей с использованием методов открытой выемки , так и на поверхности в форме открытой выемки и боковой выемки. В результате гора треснула, и месторождения полезных ископаемых подверглись воздействию кислорода, воды и определенных бактерий, что привело к образованию кислотного дренажа шахты.
Хотя горные работы были прекращены в 1963 году, на месте рудника до сих пор сохранились подземные горные выработки, отвалы пустой породы, отвалы хвостов и открытый карьер.
В 1983 году рудник был признан объектом Суперфонда, а в 1994 году была построена станция очистки воды. В 2000 году правительство достигло соглашения с Aventis CropScience (теперь часть Bayer ) о долгосрочном финансировании работ по очистке. [1] Aventis, ранее известная как Rhône-Poulenc , приобрела Stauffer Chemical в 1987 году. Stauffer приобрел Mountain Copper Company в 1968 году и тем самым взял на себя обязательства компании, включая очистку. [2]
Шахта расположена в 40°40′20″N 122°31′40″W / 40.67222°N 122.52778°W / 40.67222; -122.52778 в горах Кламат округа Шаста , примерно в 9 милях к северо-западу от Реддинга . Район шахты осушен несколькими ручьями, которые в конечном итоге впадают в водохранилище Спринг-Крик , образованное плотиной Спринг-Крик , и, наконец, в водохранилище Кесвик, образованное плотиной через реку Сакраменто .
Историческая горнодобывающая деятельность на этом участке разломила гору, обнажив минералы в горе для поверхностных вод, дождевой воды и кислорода. Когда пирит подвергается воздействию влаги и кислорода, образуется серная кислота. Эта серная кислота протекает через гору и выщелачивает медь, кадмий, цинк и другие тяжелые металлы. Эта кислота вытекает из просачиваний и порталов шахты. Большая часть кислотного дренажа шахты в конечном итоге направляется в водохранилище Спринг-Крик ручьями, окружающими шахту. Бюро мелиорации периодически сбрасывает накопленный кислотный дренаж шахты в водохранилище Кесвик. Плановые сбросы приурочены к наличию разбавляющих сбросов воды из плотины Шаста . Иногда, когда водохранилище Спринг-Крик достигало своей емкости, происходили неконтролируемые разливы и чрезмерные сбросы отходов. Без достаточного разбавления это приводит к выбросу вредных количеств тяжелых металлов в реку Сакраменто . Около 70 000 человек используют поверхностные воды в радиусе 3 миль в качестве источника питьевой воды. Низкий уровень pH и загрязнение тяжелыми металлами из шахты привели к фактическому исчезновению водной флоры и фауны на участках ручьев Сликрок-Крик, Боулдер-Крик и Спринг-Крик. [ необходима ссылка ]
Дренажная вода из шахты Iron Mountain является самой кислой водой, встречающейся в природе на Земле; некоторые образцы, собранные в 1990 и 1991 годах, имели значение pH -3,6. [3] Под землей были зафиксированы температуры воды до 47 °C. [4]
Дренажные воды подвергают опасности рыбу, включая зимнего чавычу , вид, находящийся под угрозой исчезновения и нерестящийся в реке Сакраменто. Гибель лосося отмечается с 1899 года.
В отверстии шахты находятся огромные сталактитовые и сталагмитовые структуры, которые простираются от пола до потолка и состоят из ромбоклаза и других минералов сульфата железа.
Бактерии и археи, живущие в шахте, такие как Leptospirillum (бактерии) и Ferroplasma (археи), представляют интерес, поскольку они могут выживать в этой экстремальной среде, а также потому, что их метаболизм способствует загрязнению. Они образуют розовую биопленку толщиной в несколько миллиметров, которая плавает на поверхности горячей воды с pH 0,8. Поскольку бактерии не могут быть изолированы и культивированы, ученые провели секвенирование ДНК сообщества пяти доминирующих видов сразу, впоследствии собрав геномы. Таким образом в 2004 году было идентифицировано четыре новых вида. В 2005 году были идентифицированы белки , продуцируемые этими бактериями; из 2033 найденных белков 572 были уникальными для этой биопленки. [5] В 2006 году Бейкер идентифицировал три новых археи, архейные ацидофильные наноорганизмы шахты Ричмонд . [6]
Бактерии получают углерод из углекислого газа воздуха и азот из газа N 2 воздуха . Они являются аэробами и получают энергию, используя кислород для окисления двухвалентного железа, растворенного в породе сульфида железа ; в процессе они производят серную кислоту , которая высвобождает больше металлов из породы. [5] Бактерии относятся к группе ацидофильных окислителей двухвалентного железа .