اعتماد و درک متقابل بین مس سونگون و دانشگاه تبریز

همین تفاهم نامه های همکاری علمی و پژوهشی باعث شد مس منطقه آذربایجان برای طرح "مطالعه، طراحی و اجرای سیستم تصفیه زهاب باطله های معدن مس سونگون" سراغ دانشگاه تبریز برود.
"عبدالرضا واعظی هیر" عضو هیات علمی و رئیس اداره ارتباط با صنعت، مالکیت فکری و کارآفرینی دانشگاه تبریز، از همکاری در این پروژه گفته است. همکاری که به گفته ی این دکترای آب شناسی و مجری طرح، ناشی از اعتماد و درکی دوطرفه است:

دانشگاه تبریز چه نقشی در طراحی و اجرای سیستم تصفیه زهاب باطله‌های معدن مس سونگون داشت؟

ابتدا لازم است به این نکته اشاره کنم که حتی قبل از این‌که معدن مس سونگون شروع به فعالیت کند، در محدوده معدن دره شمالی معدن آلایندگی‌هایی وجود داشت و دره‌ای که در این منطقه وجود دارد «پخیر» نام‌گذاری شده بود. پخیر در ترکی به معنی مس است و دلیل این نام‌گذاری هم این است که رودخانه جاری در این دره چون از این ماده معدنی عبور می‌کرده، آغشته به عناصر سنگین ازجمله مس می‌شده و تغییر رنگ می‌داده است. با شروع فعالیت شرکت ملی صنایع مس ایران در این منطقه و بهره‌برداری از معدن مس سونگون، این وضعیت تشدید می‌شود چراکه این دره به عنوان Tailings Dam برای دپو شدن باطله‌های جامد در نظر گرفته شد. طبیعی است که با ایجاد بارندگی این باطله‌ها زه‌کشی شوند و درنتیجه غلظت مس و برخی عناصر سنگین دیگر در داخل آب رودخانه افزایش پیدا کند. درنتیجه پس از شروع کار معدن ما شاهد افزایش غلظت مس و سایر عناصر سنگین مانند مولیبدن در محدوده دره پخیر هستیم؛ به‌طوری‌که رنگ آب رودخانه جاری در این دره به رنگ کات کبود (سبزآبی) درآمده بود. مساله مهمی که در این‌جا وجود داشت، این بود که رودخانه پخیر به رودخانه سونگون ملحق می‌شود و رودخانه سونگون به رودخانه ایلگنه‌چای می‌ریزد که این رودخانه نیز درنهایت به رودخانه ارس می‌رسد. علاوه بر این، این موضوع را مد نظر داشته باشید که همه این اتفاق‌ها در منطقه حفاظت‌شده‌ای به اسم ارسباران دارد روی می‌دهد. حساسیت‌های زیست‌محیطی در این منطقه بسیار بالا بوده و خود شرکت مس هم نسبت به این موضوع بسیار حساس است و بارها پیش‌قدم شده بود که آلایندگی‌های موجود در این منطقه را کنترل کرده و یا از بین ببرد. در نتیجه شرکت مس سراغ دانشگاه تبریز آمد تا برای زهاب اسیدی خود چاره‌جویی کند.

چرا از عنوان «زهاب اسیدی» استفاده می‌کنید؟ وجود فلزات سنگین در آب باعث اسیدی شدن آن می‌شود؟

به دلیل وجود کانی‌های سولفیدی در باطله‌ها، وقتی زه‌کشی از داخل آن‌ها اتفاق می‌افتد، میزان اسیدیته آب بالا می‌رود. زهاب اسیدی یعنی آبی که زه‌کشی شده و در عین حال اسیدیته آن بالا بوده و در عین حال pH آن پایین. PH آب‌های اسیدی ممکن است تا عدد سه هم برسد. در سال 1393 در این منطقه PH زهاب 6 تا 6.5 بود یعنی آب خیلی اسیدی نشده بود. ولی به تدریج PH پایین‌تر آمده و به عدد 4.5 هم رسید.

طرح دانشگاه تبریز برای مدیریت این زهاب‌ها چه بود؟

پنج سال پیش یک تفاهم‌نامه بین شرکت مس آذربایجان و دانشگاه تبریز منعقد شد. بعد از آن درقالب همین تفاهم‌نامه جلسات مشترکی بین دو طرف برگزار شده است. در همین جلسات بود که مطرح شد، چنین مشکلی در دره پخیر وجود دارد و شرکت مس آذربایجان مصمم است آن را حل کند. پس از تهیه تصویب پروپوزال‌ پیشنهادی دانشگاه، و انجام امور قراردادی، طرح مدیریت زهاب‌ دره پخیر توسط دانشگاه کلید خورد. این طرح پژوهشی انجام و منجر به طراحی یک سیستم تصفیه برجا برای زهاب دره پخیر شد.

در صورت تصفیه نشدن این زهاب‌ها چه آسیبی به محیط‌زیست منطقه وارد می‌شد؟

در بازدیدهایی که قبل از اجرای این طرح از منطقه صورت گرفت، مشاهده گردید که زهاب اسیدی از پاشنه باطله که خارج می‌شود در فاصله 500 متری تا الحاق به رودخانه سونگون به دلیل غلظت بالای عناصر سنگین در آن، آب و بستر رودخانه کاملا تغییر رنگ داده و به رنگ سبزآبی درآمده بود که به دلیل اسیدیته بالا، در چنین آبی کمتر موجود زنده‌ای امکان حیات دارد. ازسوی دیگر آب رودخانه سونگون تمیز بوده و از نظر استانداردهای زیست محیطی در محدوده غیرآلوده قراردارد و پیوستن رودخانه پخیر به آن، رودخانه سونگون را نیز آلوده می‌کرد و می‌توانست تا چند کیلومتر طول این رودخانه را نیز طوری متاثر کند که جانوران و گیاهان آبزی امکان رشد در آن نداشته باشند. البته به‌خاطر خاصیت خودپالایی رودخانه چند کیلومتر پایین تر کیفیت رودخانه تا حدزیادی احیا شده و به محدوده استاندارد مجاز بر می گردد. به‌طوری‌که کیفیت آب رودخانه ایلگینه چای در محل الحاق رودخانه میانکافه دوباره در حد استانداردهای زیست‌محیطی قرار می گیرد. با این حال شرکت مس اعتقاد داشت غلظت آلاینده ها در زهاب خروجی معدن باید در حد مجاز باشد و از همین رو این طرح را اجرا کرد. با اجرای این طرح حتی اگر آسیبی هم به محیط‌زیست زده شده باشد، جبران خواهد شد چون در طول دو سالی که ما در حال مطالعه، طراحی و اجرای این طرح بودیم، مشاهده کردیم که در فصول تر که غلظت آلاینده ها در آب رودخانه‌ بهبود پیدا می‌کرد محدوده تحت تاثیر آلودگی کاهش پیدا می‌کرد. این نشان می‌دهد که اگر غلظت آلاینده‌ها کم شود، رودخانه توان بازیابی خودش را دارد. بنابراین به نظر می‌رسد هرچه از اجرای این طرح بگذرد، کیفیت آب و رسوبات بستر رودخانه بهبود پیدا خواهد کرد.

با اجرای طرح مشکل تغییر رنگ آب رودخانه پخیر هم حل شده است؟

بله، واقعیت این است که نتایجی که طرح داشت فراتر از انتظار ما بود. این طرح برای اولین بار است که در ایران اجرا می‌شود و حتی از یک نظر اولین بار است که در دنیا چنین طرحی اجرا شده است که در ادامه عرض خواهم کرد هرچند که مشابه این طرح در تگزاس امریکا و کانادا انجام شده است ولی راستش را بخواهید ما حتی با نوعی عدم قطعیت در این طرح مواجه بودیم که ناشی از تعمیم نتایج آزمایشگاهی و مدلسازی به مقیاس واقعی است. اما پس از این‌که طرح اجرا شد، دیدیم که زهاب خروجی از سیستم تصفیه هم از نظر غلظت عناصر سنگین و هم از نظر pH در سطح استانداردهای زیست‌محیطی است. هم‌اکنون میزان مس در محل خروجی سیستم به زیر 10 میلی‌گرم در لیتر رسیده است و pH هم 6.5 است. این نشان می‌دهد که موفقیت این طرح بسیار بالا بوده است. البته طرح پس از این نیز نیاز به نگهداری دارد که با بهره برداری صحیح، این وضعیت تداوم خواهد شد.

اشاره کردید این طرح اولین بار است که در دنیا اجرا می‌شود. کدام ویژگی طرح باعث می‌شود چنین ادعایی درباره آن داشته باشید؟

مشابه این سیستم تصفیه پیش از این با نام Open Lime Channels یا کانال‌های آهکی روباز در امریکا و کانادا اجرا شده است. یعنی کانال هایی با بستر آهکی که باعث افزایش pH می شود. با افزایش pH آب، عناصر سنگین نمی‌توانند در آب محلول بمانند و رسوب می‌کنند. ما در این طرح به‌وسیله مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی و ریاضی که انجام شد متوجه شدیم این کانال‌های آهکی روباز برای دره پخیر جواب‌گو نیست و ما نمی‌توانیم با انجام این کار غلظت عناصر سنگین را کاهش دهیم. در زمانی که ما این طرح را اجرا می‌کردیم غلظت مس در آب دره پخیر بین 25-35 میلی‌گرم در لیتر متغیر بود. با مدل‌سازی‌هایی که انجام شد متوجه شدیم که با کمک آهک ما می‌توانیم این عدد را به 15 میلی گرم برسانیم. 15 قابل قبول نیست چون استانداردهای زیست‌محیطی برای آب‌های سطحی زیر 10 میلی گرم در لیتر است و ما می‌خواستیم میزان مس در آب را به زیر 10 میلی‌گرم برسانیم. بنابراین از یک مکانیزم مکمل در این طرح استفاده کردیم. در جریان آزمایش‌هایی که داشتیم زئولیت رفتار موفقیت آمیزی در حذف عناصر سنگین از خود نشان داد که البته پیش از این نیز نقش آن در جذب عناصر سنگین اثبات شده بود. اما این‌که ما آن را به صورت مکمل با آهک استفاده کردیم، کاری جدید و بی‌سابقه بود. عملکرد تصفیه‌خانه دره پخیر به این شکل است که زهاب وارد کانال می‌شود و غلظت عناصر سنگین آن در اثر عملکرد آهک به 15 میلی‌گرم در لیتر می‌رسد و پس از این مرحله زهاب وارد فیلتر زئولیت می‌شود که بعد از فیلتر آهک تعبیه شده است. این فیلتر زئولیت آن بخش از عناصر سنگین را که آهک توان حذفش را ندارد، جذب می‌کند. نکته قابل توجه این است که مکانیزم حذف عناصر سنگین توسط زئولیت با آهک متفاوت است. آهک با افزایش pH اما زئولیت با مکانیزم جذب عمل تصفیه را انجام می دهد. ما این مکانیزم افزایش pH و مکانیزم جذب را در کنار یکدیگر قرار دادیم و بنابراین غلظت عناصر سنگین را تا حد پنج میلی‌گرم در لیتر کاهش داده‌ایم.

و همین ترکیب است که برای اولین بار در دنیا اجرا شده است؟

بله، طراحی یک سیستم ترکیبی از آهک و زئولیت برای اولین بار در دنیا انجام گرفته است. ما کانال‌های آهکی به طول 120 متر و فیلترهای زئولیتی به طول 250 متر در این طرح تعبیه کرده‌ایم که این اعداد از نتایج مطالعات آزمایشگاهی و مدلسازی بدست آمده است.

آیا این طرح ویژگی منحصربه‌فرد دیگری هم دارد؟

ویژگی منحصربه‌فرد دیگر این طرح انعطاف‌پذیری آن است. ما این طرح را به‌گونه‌ای طراحی کرده‌ایم که در صورت افزایش غلظت آلاینده‌ها در دره پخیر، با یک تغییر جزئی در طرح بتوان توان تصفیه سیستم را افزایش داد. چراکه اولاً طول این فیلترها قابل افزایش است تا بتواند غلظت آلاینده‌ها را بیشترکاهش دهد و مهم‌تر از آن این‌که حوضچه‌های کنترلی در فواصل مختلف در نظر گرفته‌ایم که اگر زمانی غلظت آلاینده‌ها افزایش پیدا کرد، بتوانیم با اضافه کردن مستقیم سود سوزآور یا همان NaOH به زهاب، فرآیند افزایش pH را به صورت تهاجمی سرعت دهیم.

آیا این شکل تصفیه زهاب‌های اسیدی در صنایع دیگر هم کاربرد دارد؟

در تمامی صنایعی که آلایندگی عناصر سنگین دارند ازجمله معادن فلزی این روش قابل استفاده است. این روش برای کاهش بیشتر عناصر سنگین مثل سرب، روی، کادمیوم و... می‌تواند با یک بازطراحی استفاده شود. برای مثال از صنایع چرم‌سازی که آلودگی کروم دارند تا صنایع فلزی می‌توان از این سیستم استفاده کرد. امیدواریم از این روش در سایر صنایع هم استفاده شود. خدا را شاکر هستیم که هم اکنون ما به دانش فنی مدیریت زهاب های اسیدی از صفر تا صد یعنی از مرحله شناخت اولیه تا پاکسازی دست یافته ایم.

یعنی این طرح کاملاً با توان بومی و داخلی انجام گرفته است؟

بله، درست است که ما در این طرح از مباحث علمی مطرح شده در دنیا در قالب کتاب و مقاله استفاده کرده‌ایم اما کل فرآیند آن را متخصصین داخلی متشکل از تیمی از اساتید و دانشجویان دانشگاه تبریز انجام داده اند.و ما حتی مشاور خارجی هم نداشته‌ایم و معتقدم این طرح یک نقطه عطف در ارتباط صنعت و دانشگاه است.

چرا؟

بگذارید یک جمله از مدیر محترم HSE شرکت مس آذربایجان در این زمینه نقل کنم که به نظر من به بهترین شکل نمایان‌گر این ارتباط است. ایشان به ما گفتند حتی اگر این طرح شکست هم خورد شما به کارتان ادامه دهید چون این کار بومی است و دارد توسط یک دانشگاه داخلی انجام می‌شود ما پشت شما هستیم.
این برای دانشگاه خیلی مهم است که بداند با مجموعه‌ای وارد کار شده است که نگاهش این نیست که اگر n ریال در یک پژوهش هزینه کرد باید n+1 ریال برایش سود داشته باشد و در غیر این صورت آن پژوهش به درد نمی‌خورد. این‌که دانشگاه و صنعت حرف یکدیگر را بفهمند مقدمه ارتباط این دو است. البته باید به این موضوع هم اشاره کرد که دانشگاه تبریز هم دغدغه‌های صنعت مس را به‌خوبی درک می کند. ما می‌دانستیم که دیگر عمر پژوهش برای پژوهش در دنیا به سر رسیده است و پژوهش باید کاربرد داشته باشد. ما می‌دانستیم که شرکت مس به دنبال حل معضل است و از ما برای حل معضل کمک خواسته نه این‌که گزارشی آماده شود که برود داخل کتاب‌خانه خاک بخورد! این موضوع نتیجه ارتباط تنگاتنگی است که شرکت مس آذربایجان با دانشگاه تبریز دارد. بیش از چهار سال است که ما جلسات ماهانه با شرکت مس آذربایجان داریم و این یک ارتباط نمونه بین صنعت و دانشگاه است.