山顶采矿遗产:摧毁阿巴拉契亚的溪流

山顶清除开采跨阿巴拉契亚造成的环境损害已被充分记录。但科学家们现在开始了解,采矿业务最持久的损害可能是由倾倒在谷溪流中的大量碎片引起的。

月桂树枝谷曾经是西弗吉尼亚的一个小山谷,有陡峭的、森林覆盖的山坡和一条小溪,根据季节和雨水的变化,流或涓涓流入约200码以下的泥河。这条小溪充满了微生物和昆虫,每年春天它都成为山谷里鸟类、鱼类和两栖动物的盛宴。

但是在过去的十年里,霍贝特21山顶采煤作业已经摧毁了周围25平方英里的高地。从空中看,这座10英里长的煤矿是一片绿色中斑驳的灰色斑点,卡车和推土机纵横交错,还有一片黑色的煤泥湖。

自19世纪初以来,剖宫制家庭在空洞的嘴上拥有房子。他们的许多邻居都离开了,但骗事主乐队争夺并阻止了爱好者试图迫使他们出售他们的财产。展开,采矿业务只是在他们的土地上转向,并将一个山的岩石碎片倾倒到劳雷尔分支到他们的物业线。

当山脉被爆炸物拆除以收获煤层,数百万吨碎的页岩,砂岩和煤炭碎屑

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安妮塔·米勒在西弗吉尼亚州贝瑞布兰奇观察采矿作业。她住在离她家不远的地方。

必须去某个地方,最方便的景点就在山谷附近。采矿业务清除山坡,从字面上“填充”山脉空洞,有时高于岩石碎片。在中空的口中,填充的外边缘通常被设计成类似于坝的高耸的壁。

最近,当我和家人安妮塔·米勒(Anita Miller)以及她的母亲劳伦·考迪尔(Lorene Caudill)一起参观劳蕾尔·布兰科时,两辆推土机在我们上方200多英尺的山顶上来回爬行,把它雕刻成一个陡峭的三层斜坡。当它不能到达更高的地方时,煤炭公司就在山坡上种上草,然后继续前进。但山谷填充物对环境的影响将持续更长的时间。

在所有由山顶工程引起的环境问题中——砍掉山峰、砍伐森林、显著的碳足迹——科学家们发现,山谷填埋造成的破坏最大,因为它们破坏了源头溪流和周围的森林,而这些对山地生态系统的运作至关重要。

“那里以前有松树,那是一个非常漂亮的阴凉处。有一条通往山谷的小路很漂亮,我过去常带孙女去那里,我们会在山上吃人参(收割人参根,这是阿巴拉契亚的习俗),”米勒说,他的祖父在1920年建造了这个家庭宅第。“她真的很怀念没有这样做的日子。她说,‘我们不能去别的地方吗?那里没有高山可爬。’”

剩下的月桂分支长度,跑过房子进入河流,已成为污染的水闸:由于雨水运行了发髻21的拆除山腰并填充,它挑选矿物质和污染物,损坏下游的微妙流化学。月桂树分支和多个山谷填充,就像它喂养泥河,这是用硒污染的泥泞,这是一种重金属,通过更大的浓度通过食物链锻炼。一项研究与畸形相关联 - 包括弯曲的脊柱和头部一侧的两只眼睛 - 在下游储层中的鱼类幼虫中发现。

当奥巴马政府上个月宣布将加强对山顶迁移的监督,而不是禁止或以其他方式打击时,原本希望采取果断行动的环保组织被激怒了。在西弗吉尼亚州,当地的激进分子用非暴力反抗发起了抗议活动。演员Darryl Hannah和美国宇航局科学家詹姆斯·汉森在西弗吉尼亚州日晷市举行的一次反山顶抗议活动中,有31人被捕。

但是,山顶迁移的科学图片现在正在显现——从其他事物中,比如对劳蕾尔布兰奇山谷填充的研究——在它的方式上,比任何抗议都要戏剧化得多。在过去的15年里,阿巴拉契亚中部的山顶迁移让科学家们有机会研究以前无法想象的环境破坏规模:美国环境保护署(EPA)估计,到2013年,相当于特拉华州面积的森林将被破坏,超过1200英里的河流已经受到严重破坏。

由于这种足迹已经发展,因此在同行评审的科学论文和正在进行的调查中概述的证据表明损害比以前理解的损失更广泛。

奥巴马政府的方法对煤炭公司对煤炭公司的压力造成了监管机构,以限制山顶拆除的一些令人震惊的影响。这可能有一些效果,但它将受到政府的煤炭挖掘监管计划的限制,这些计划挖掘监管计划是20世纪70年代,从未考虑过山脉被拆除时产生的巨大损害。

例如,在谷填充的情况下,只有EPA通过洁净水法行动,通过净化的水法造成了生态系统责任,该行为控制可能倾倒在溪流和水道中。但原子能机构的权力是限制的;它与美国军队的工程师共享权威,实际上授予倾销许可证,并采取了更加同情的做法。与此同时,内部部门通过另一项法律监督山顶项目,表面采矿控制和填海行动。

尽管如此,白宫正在投注山顶矿业可以管理,并且损坏最终修复。但科学表明,这种增量方法可能永远不会有效。山顶拆除对庞大和微观的鳞片造成损伤,从水文变化超过数百平方英里以影响最小的流微生物的生命周期。监督此类损害的修复超出了任何政府机构的能力;最严重的影响 - 对溪流 - 可能是全部但不可能修复。

马里兰大学的生物学教授Margaret Palmer是科学家团队的一部分,编制了一个全面的37,000名美国河流和流恢复项目的数据库。她发现任何可以称为生态成功的采矿相关的流建筑项目的记录。

你能从头开始创造这些流吗?没有证据,”帕尔默说,他代表西弗吉尼亚州的环保组织在一场指责陆军工程兵团水流管理的诉讼中作证。“几千年来,我认为你可以做到。你必须对土地进行侵蚀,恢复水文。我是一名修复生态学家——我希望能做到。但考虑到它们造成的损害,我现在不这么认为。”

稍微回来一会儿。山区生态系统在数百万年开发的串联,具有不断发展的雪和降雨模式。在一个未受破坏的山上,一些雨立即被土壤吸收,而其余的速度涓涓细流,并最终流入

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山顶移除行动,就像这次在霍贝特21核电站的行动一样,通过爆破数百英尺的岩石来提取煤层。

较大的水道。降雨之间,山地土壤作为一种海绵:一些水被树木和其他植物吸收,一些逐渐释放到溪流中。该系统在春季和夏季创造了稳定的流动,可维持整个流域和依赖于它们的周围生态系统。

表面挖掘摧毁了那些古老的相互关系,并在很多英里扰乱了它们。马里兰州环境研究中心大学的科学家科学家凯斯·塞尔曼(Appalachian Laboratory)是一项持续的研究,就剥离矿场地区在马里兰州山上的影响。Using satellite imagery and data collected in the field, Eshleman and other scientists have documented significant changes in hydrology and the ecosystem functioning on sites that have been reclaimed — i.e., restored to the satisfaction of government agencies, typically by bulldozing the mined land smooth and replanting it with grass.

eShleman将我带到他的马里兰州一家学习遗址,一个在大野蛮山上的再生矿,他称之为“来自地狱的网站”。它不是山顶清除网站,而是一个前高墙矿:一个斜坡垂直剥离,煤炭在十年的早期开采。像许多回收的网站一样,现在是牧场。eShleman和他的同事在底部附近的小捕获盆地监控径流。它大约10英尺跨越,带有附着的深度计和空在小山谷填充物上空的水槽。他们的观察结果表明,来自矿井的径流和侵蚀多于未受破坏的山腰或更仔细回收的网站。

这并不令人惊讶,因为植被很少,而不是表层,所以采矿企业使用碎石来回收,这并没有吸收太多的水。在山区溪流中,在下雨期间存在稳定的流动;在这个系统中,几乎没有任何稳定的流动,而是突然突然,暴风雨期间的极端脉冲。例如,在最近三英寸的下雨期间,捕获盆地填满并短暂溢出。较近的岩石,近期侵蚀的其他迹象仍然可见,上下填海部位。仪表表明,90毫米的水落下,60毫米 - 或三分之二 - 耗尽;在森林山脉上,该数字通常不到一半。

这种现象是整个阿巴拉契亚地区矿区附近频繁发生山洪的原因之一,也是对附近社区的严重安全威胁。Eshleman和他的同事们最近将他们的研究范围扩展到了西弗吉尼亚州的山顶迁移区。他们预计这些发现将与马里兰州的发现相似。

巨大改变在水流和土壤和植被丧失的环境影响可能是碳和氮循环的灾难性和维持生命的其他基本功能。Eshleman和若干同事的2008年纸在回收的条带矿山中发现了许多生态系统健康受损的迹象,包括低水平的碳,氮和磷。“目前矿山填海的目标只是建立永久植物覆盖物,”作者写道。“这种方法是短暂的,并没有考虑到生态系统过程的重要性,如营养循环,也不是产生的潜在有害的条件,如高土壤和流气温。因此,恢复可比生态系统函数的恢复将花几个世纪。“

一些科学家表示,这些问题至少在理论上是可控的。“复垦并不能完全恢复因开采煤炭而失去的自然群落和过程;但是,如果处理得当,它可以创造条件,允许许多这样的群落和过程随着时间的推移回到被开采的土地上,”弗吉尼亚理工大学环境科学教授卡尔·齐珀(Carl Zipper)在与我的电子邮件往来中写道。Zipper是鲍威尔河项目的负责人,该项目主要研究和测试再生技术(主要由煤炭公司资助)。

然而,问题是“良好”的填海融化是昂贵的,并且擅长在愿意花费必要的时间和金钱的便宜数量的较差的挖掘操作。联邦法律要求

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马里兰大学的科学家Keith Eshleman站在大萨维奇山(Big Savage Mountain)重新开采矿区的一个被侵蚀的河床上。

采空区应恢复到“近似原始轮廓”,并种植“多样、有效、永久的植被覆盖”。但要重建许多山峰几乎是不可能的,所以“近似”这个词被解释得相当宽泛。再植同样是不稳定的——完全的再植是罕见的;许多地点最终变成了草地。这些问题与挖矿给溪流带来的问题相比是直截了当的。这些“间歇性和短暂性”的河谷溪流随着季节和降雨的变化时而出现,时而消失。但它们是地下稳定的“常年”溪流的源头,也是更广泛的森林生态系统的基础:最显著的是,它们是昆虫的繁殖地,为鸟类和其他动物提供生物量。当这些河流被破坏时,其影响远远超出了山谷填充物附近地区,科学家们说,这些影响是不可替代的。

在埃什尔曼盆地的下面,不断的急流在小山谷中凿出了一条越来越深的车辙。填充物在树木处戛然而止,剩下的天然河床已经干涸。“这是他们的‘流’,”Eshelman说。“这意味着要取代这里的原生溪流。你看这像山间小溪吗?”

这是山顶迁移地点的一个典型问题。玛格利特·帕尔默说,在大多数情况下,采矿排水沟被改造成小溪,用于在填海地区输送水。“事实上,他们已经创造了一个排水沟或沟渠,”她说。“如果你看看里面有什么生物,就会发现它与自然溪流完全不同。”

此外,当河流生态系统被破坏时,麻烦就会随着径流流向下游。美国环保署淡水生物实验室的科学家们在威灵,西弗吉尼亚州。作为法院下令对山顶采矿进行的一项重大环境影响评估的一部分,他于21世纪初开始研究山谷填埋对下游的影响。他们的
2008关于主题的论文提请监管机构,煤炭公司和科学家的关注,因为它表明矿场外的溪流遭受污染,改变化学和生物损害。“我们的结果表明,[山顶矿业]与下游生物障碍强烈相关,”该研究说。

EPA科学家发现,来自矿部位的溶解金属和硫酸盐的异常高浓度的离子杀死整个

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桂枝谷填充物的径流受到了各种矿物质、重金属和煤的污染。

蜉蝣的数量,一个更广泛的生态系统健康的重要指标。该研究的首席科学家格雷格·庞德(Greg Pond)说:“让我们担忧的是,在一些溪流中,我们正在失去整个一群蜉蝣。”“你会在一个小样本中发现8到10个物种,通常我们只能得到1个或0个。”其他研究表明,这种化学变化会持续数十年,这意味着如果没有重大干预,蜉蝣和其他受影响的物种将不会恢复。环境保护署的研究结论是,生态破坏已经严重到足以触发《清洁水法》(Clean Water Act)的一项条款,要求该州采取措施监测和减少污染,尽管这可能不足以让野生动物恢复。

在月桂枝空心谷填充,矩形池塘过滤器沉积物并在它倒入剩余的流床然后泥河河水中进行化学处理水。然而,研究表明,池塘做了过滤化学品的不完整工作,泥河尤为艰难。

最普遍的下游污染形式可能是重金属硒,一种常见的元素与煤层。硒是一种微量的必需营养素,但它会在组织中生物积累,如果浓度足够高,会导致野生动物和人类的健康和生殖问题。2003年,美国环保署的环境影响评估发现,山谷填充物下游的硒含量显著升高。

流经霍贝特21的泥河因其高硒含量而臭名昭著。美国林务局(U.S. Forest Service)专门研究硒污染的生物学家丹尼斯·莱姆利(a . Dennis Lemly)发现,在距考迪尔家下游约10英里处的泥河上游水库中,硒含量非常高,并记录了蓝鳃鱼幼虫的畸形。2007年,国家发布了一项建议,要求人们限制对水库鱼类的消费。在州政府提起诉讼后,霍贝特同意向州政府支付350万美元,并采取措施减少运营过程中硒的流失。

在山顶去除之前,严重硒污染的病例主要限于燃煤发电厂排放。现在,他们在莱梅地区的山脉附近出现在阿巴拉契亚州,他最近写了一份报告,该报告概述了他对挑战山顶的环境集团的调查结果。

李先生认为没有重大变化,泥浆的污染鱼群可能只是崩溃。“如果是泥河河,那些[鱼群]在采矿业务下游很少几英里 - 20至30英里或以上,”他说。“这是很长的路要走。硒刚与水一起移动。“