ترشيح العناصر من رواسب السائل الأخضر من 16 مصنع لبّ وصُحُف في السويد بين 2017 و2019

تحويل مشكلتين نفايتين إلى حل واحد

في أنحاء السويد وحول العالم، تتسرب مياه حمضية غنية بالمعادن بهدوء من آلاف المناجم المعدنية القديمة إلى الجداول والتربة المجاورة. تنظيف هذه المواقع المتناثرة مكلف ومعقّد، لا سيما عندما تكون مواقع تاريخية لا يمكن إعادة تشكيل المنظر الطبيعي فيها. وفي الوقت نفسه، تنتج مصانع اللبّ والورق كميات كبيرة من رواسب السائل الأخضر، وهي مادة رخامية عادة ما تُطرح في مكبات النفايات. تستكشف هذه الدراسة ما إذا كان يمكن إعادة استخدام هذا الناتج الصناعي بأمان لكبح صرف المناجم الحمضي، محوّلاً النفاية إلى أداة لإصلاح البيئة.

ما هذا المادّة غير المتوقعة

تتكوّن رواسب السائل الأخضر عندما تستعيد مصانع اللبّ مواد الطهي المستخدمة. تُغلَب رقائق الخشب في محاليل قلوية قوية لفصل الألياف، ثم تُحرق السوائل المستعملة وتُعالَج لإعادة تدوير المواد الكيميائية. على امتداد هذه العملية يتكوّن رواسب شبيهة بالوحل تحتوي على كميّات متبقية من الجير ومركبات الصوديوم وآثار من المعادن. هي شديدة القلوية، قادرة على عَدّ الحمض، وتميل إلى الالتصاق بجسيمات أخرى عند الخلط. وبما أن معظمها يُطرَح في المكبات اليوم، فإن إيجاد مسار إعادة استخدام آمن قد يخفض تكاليف التخلص ويقلّل الأثر البيئي لصناعة اللبّ والورق.

كيف اختبرها الباحثون

لكي يَرَوْا كيف تتصرف هذه المادة في الواقع، جمع الباحثون 71 عيّنة من رواسب السائل الأخضر من 16 مصنعًا سويديًا على مدى عامين. بدلًا من دراسة عيّنة أو اثنتين فقط، حرصوا على تغطية طيف واسع من المصانع والفصول وظروف المعالجة. في المختبر، حركوا المادة الرطبة مع ماء نقي على مرحلتين، محاكين بذلك تقريبًا عدة دورات من مياه الأمطار تمرّ عبرها. ثم قاسوا مقدار قائمة طويلة من العناصر التي انتقلت إلى الماء، بما في ذلك مكونات شائعة مثل الصوديوم والكالسيوم وكذلك معادن أثرية قد تكون ضارة مثل الرصاص والكادميوم والكروم والزنك. استُخدمت نماذج حاسوبية لاستنتاج أي المعادن الصلبة داخل الرواسب كانت تتحكم فيما يذوب في الماء.

ما الذي يترشّح وما الذي يبقى مكانه

كشفت الاختبارات عن طباع مزدوجة. المكوّنات المالحة مثل الصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم تم غسلها بسهولة، فانتقل أكثر من ثلثي محتواها الكلّي إلى الماء في ظروف الاختبار. جاءت هذه بشكل رئيسي من أملاح بسيطة قابلة للذوبان متبقية من مواد مصانع اللبّ، وهي المسؤولة عن القلوية القوية في الدفعة الأولى من الماء. بالمقابل، قلّت تحرّكات الكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والعديد من المعادن المقلقة—مثل الزنك والرصاص والنيكل والنحاس—إلى حدّ يكاد لا يُذكر. كانت تراكيزها في الماء منخفضة، غالبًا أقل بكثير من واحد في المئة من الكميات الكلّية الموجودة في الصلب. وأشارت النمذجة إلى معادن مثل الكالسيت (شكل شائع من الحجر الجيري)، ومختلف هيدروكسيدات وأكسيدات المعادن بوصفها «أقفال» رئيسية تحجز هذه العناصر في مكانها وتتحكم في إطلاقها البطيء.

السلامة بالنسبة للمعادن الملوِّثة

بما أن رواسب السائل الأخضر قد تحتوي على كميات ملحوظة من المعادن الأثرية، يحتاج المنظمون إلى معرفة ما إذا كان استخدامها في مواقع المناجم قد يفاقم جودة المياه. قارنت الدراسة الكميات المترشِّحة بالحدود القانونية السويدية للمواد المودَعة في المكبات. بالنسبة لغالبية العينات، بقي الماء الخارج من الرواسب دون تلك الحدود للعناصر الأساسية مثل الزرنيخ والباريم والكادميوم والرصاص والزنك؛ وتجاوزت بعض العينات الشاذة الحدود بالنسبة للكروم والنحاس والمولبدينوم أو النيكل. ومن المهم أن اختبارات المختبر صُممت لتكون متشائمة: استُخدم ماء نقي وأوقات تلامس واسعة لتشجيع الترشيح. في ظروف المناجم الحقيقية، حيث تُخلَط الرواسب مع نفايات حمضية وتتطوّر الظروف بمرور الزمن، يتوقّع المؤلفون أن تكون معدلات الإطلاق لمعظم المعادن أقل حتى.

لماذا يهم هذا للمناجم القديمة

عندما تُعرَض الرواسب القلوية الشديدة إلى نفايات منجمية حمضية، يمكنها معادلة الحمض، وإبطاء تحلّل المعادن، وتشجيع التصاق المعادن بالصلب بدل البقاء في المحلول. تُظهر هذه الدراسة أن رواسب السائل الأخضر بمتوسطها تطلق فقط كميات متواضعة من المعادن المسبِّبة للمشاكل، بينما توفّر دفعة سريعة في الأس الهيدروجيني من الأملاح القابلة للذوبان وتأثيرًا عازلاً طويل الأمد من معادن الكربونات التي تذوب ببطء. يقترح هذا المزيج أنه يمكن حقنها أو إسقاطها مع نفايات منجمية كبريتيدية بأمان لتقليل تأثير صرف الحمض. إذا أكّدت اختبارات ميدانية إضافية هذه النتائج، يمكن للدول التي تجمع بين مصانع اللبّ والمناجم المهجورة معالجة عبئين بيئيين في آن واحد—تقليل الحاجة إلى مكبات النفايات لرواسب المصانع مع تحسين جودة المياه حول مواقع التعدين التاريخية.

الاستشهاد: Stahre, N., Sartz, L. & Bäckström, M. Element leaching from green liquor dregs from 16 Swedish pulp and paper mills between 2017 and 2019. Sci Rep 16, 14683 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51421-1

الكلمات المفتاحية: رواسب السائل الأخضر, صرف حمضي مناجم, استصلاح نفايات المناجم, إعادة استخدام ناتج صناعي, ترشيح المعادن