ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЛІТІЮ НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ТА ПРОФЕСІЙНЕ ЗДОРОВ’Я
Цимбал Богдан Михайлович
Національний університет цивільного захисту України, Черкаси, Україна
ТОВ «Технічний університет «МЕТІНВЕСТ ПОЛІТЕХНІКА», Запоріжжя, Україна
https://orcid.org/0000-0002-2317-3428
Рибалова Ольга Володимирівна
Національний університет цивільного захисту України, Черкаси, Україна
http://orcid.org/0000-0002-8798-4780
Сула Володимир Євгенович
Харківський національний університет Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба, Харків, Україна
http://orcid.org/0009-0005-4233-5698
DOI: 10.52363/2522-1892.2025.1.3
Ключові слова: видобуток літію, професійне здоров’я, технології захисту, навколишнє середовище, хімічні небезпеки, акумуляторні батареї, відновлювальні джерела енергії
Анотація
Метою даного дослідження є оцінка екологічного впливу видобутку та використання літію, а також вивчення його впливу на професійне здоров’я працівників. З огляду на зростаючий попит на літій-іонні акумуляторні батареї та інші технологічні застосування цього металу, особливу увагу приділено питанням мінімізації негативних наслідків для довкілля та розробці заходів для захисту здоров’я працівників.
Методологія дослідження базується на комплексному підході, що включає аналіз даних екологічного моніторингу, медико-біологічні дослідження та розробку технологічних рішень щодо мінімізації впливу видобутку літію. Проведено оцінку рівня забруднення водних та ґрунтових екосистем, визначено потенційні ризики для біорізноманіття та здоров’я людини. Використано аналіз життєвого циклу (LCA) для оцінки впливу виробництва, використання та утилізації літій-іонних батарей на зміну клімату.
Результати дослідження показали, що внаслідок видобутку та переробки літію значно підвищується концентрація токсичних речовин у довкіллі, що негативно впливає на водні ресурси, ґрунти та атмосферу. Виявлено, що високі концентрації літієвих сполук можуть спричиняти загибель водних організмів, зміну хімічного складу води та деградацію ґрунтів. Запропоновано технологічні рішення для зменшення негативного впливу, включаючи замкнуті гідрометалургійні цикли, системи очищення стічних вод, пиловловлювальні установки та біоінженерні методи рекультивації.
Обмеження дослідження пов’язані з браком довгострокових даних про вплив літієвих відходів на довкілля та здоров’я людини, а також з варіативністю умов видобутку в різних регіонах. Основними припущеннями є сталість існуючих технологій видобутку та переробки літію та незмінність регуляторних норм у середньостроковій перспективі.
Практична цінність роботи полягає у розробці конкретних заходів для зниження екологічного навантаження від видобутку літію та покращення умов праці для зайнятих у цій сфері. Запропоновані рішення можуть бути використані підприємствами для оптимізації технологічних процесів та впровадження екологічно безпечних методів роботи.
Наукова новизна дослідження полягає в інтегрованій оцінці впливу літію на довкілля та професійне здоров’я, а також у розробці інноваційних технологій зменшення шкідливого впливу. Визначено критичні аспекти впливу видобутку літію, що потребують подальшого дослідження та впровадження нових підходів до мінімізації ризиків.
Посилання
1. The impact of lithium mining on the environment, what’s behind clean energy? URL: https://www.lithiumbatterytech.com/the-impact-of-lithium-mining-on-the-environment/.
2. Khaustov V. Prospects for the development of lithium ore mining and production of lithium containing products in Ukraine. Scientific Bulletin of International Association of Scientists. Series: Economy, Management, Security, Technologies. 2024. Vol. 3, no. 2. DOI: 10.56197/2786-5827/2024-3-2-5.
3. Xiaodong S., Ishchenko V. A. Waste lithium-ion batteries management in China. Visnyk of Vinnytsia Polytechnic Institute. 2023. Vol. 167, no. 2. P. 21–27. DOI: 10.31649/1997-9266-2023-167-2-21-27.
4. Білоус О. І., Слободян Б. І., Парфенюк В. О. Літієві пегматити України: проблеми і переваги освоєння родовищ. Мінеральні ресурси України. 2024. № 2. С. 3–9. DOI: 10.31996/mru.2024.2.3-9.
5. Kushnirenko O., Venger V., Romanovska N. Prospects and restrictions for the development of the lithium industry in Ukraine. Scientific Bulletin of International Association of Scientists. Series: Economy, Management, Security, Technologies. 2024. Vol. 3, no. 4. DOI: 10.56197/2786-5827/2024-3-4-2.
6. Andrusyshyna I. M., Barykin M. A. Lithium as a risk factor for human health and modern environmental pollution sources (literature review). Ukrainian Journal of Occupational Health. 2022. Vol. 2022, no. 3. P. 253–262. DOI: 10.33573/ujoh2022.03.253.
7. Гурков А. У Німеччині видобуватимуть літій без шкоди для природи? DW, 2020. URL: https://p.dw.com/p/3foLa.
8. Божко В. І., Черепаха А. С. Визначення впливу літій-іонних акумуляторів на довкілля протягом життєвого циклу транспортних засобів. Збірник матеріалів 86-ї Міжнародної студентської наукової конференції університету. Секція кафедри Екології. Харків : ХНАДУ, 2024. C. 5–9. URL: https://dspace.khadi.kharkov.ua/items/7f11b6b1-5b98-4a04-9b55-c3e880acf700.
9. Катенін В., Василенко А., Гринь С. Криза літієвих акумуляторів. Молодий вчений. 2018. №10 (62). С. 425-428. URL: https://molodyivchenyi.ua/index.php/journal/article/view/3800.
10. Шпонтак Ю. М. Ризики та виклики розвитку альтернативної енергетики та нової енергетичної економіки. Ефективна економіка. 2024. № 4. DOI: 10.32702/2307-2105.2024.4.85.
11. Kaunda R. B. Potential environmental impacts of lithium mining. Journal of Energy & Natural Resources Law. 2020. Vol. 38, no. 3.
P. 237–244. DOI: 10.1080/02646811.2020.1754596.
12. Environmental impact of direct lithium extraction from brines / M. L. Vera et al. Nature Reviews Earth & Environment. 2023. DOI: 10.1038/s43017-022-00387-5.
13. Flexer V., Baspineiro C. F., Galli C. I. Lithium recovery from brines: a vital raw material for green energies with a potential environmental impact in its mining and processing. Science of the Total Environment. 2018. Vol. 639. P. 1188–1204. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.223
14. Socio-environmental impacts of lithium mineral extraction: towards a research agenda / D. B. Agusdinata et al. Environmental Research Letters. 2018. Vol. 13, no. 12. Art. 123001. DOI: 10.1088/1748-9326/aae9b1.
15. Wanger T. C. The Lithium future-resources, recycling, and the environment. Conservation Letters. 2011. Vol. 4, no. 3. P. 202–206. DOI: 10.1111/j.1755-263x.2011.00166.x.
16. Giglio E. Extractivism and its socio-environmental impact in South America. Overview of the “lithium triangle”. América Crítica. 2021. Vol. 5, no. 1. P. 47–53. DOI: 10.13125/americacritica/4926.
17. Lithium: a review of applications, occurrence, exploration, extraction, recycling, analysis, and environmental impact / V. Balaram et al. Geoscience Frontiers. 2024. Art. 101868. DOI: 10.1016/j.gsf.2024.101868.
18. Environmental impact assessment of direct lithium extraction from brine resources: global warming potential, land use, water consumption, and charting sustainable scenarios / S. Mousavinezhad et al. Resources, Conservation and Recycling. 2024. Vol. 205. Art. 107583. DOI: 10.1016/j.resconrec.2024.107583.
19. Comparative life cycle assessment of lithium mining, extraction, and refining technologies: a global perspective / S. Khakmardan et al. Procedia CIRP. 2023. Vol. 116. P. 606–611. DOI: 10.1016/j.procir.2023.02.102.
20. Socio-environmental implications of the decarbonization of copper and lithium mining and mineral processing / M. Negrete et al. Resources Policy. 2024. Vol. 95. Art. 105135. DOI: 10.1016/j.resourpol.2024.105135.
21. The impacts of environmental, social and governance (ESG) issues in achieving sustainable lithium supply in the Lithium Triangle / E. Petavratzi et al. Mineral Economics. 2022. Vol. 35. P. 673–699. DOI: 10.1007/s13563-022-00332-4.
22. Environmental impacts of lithium production showing the importance of primary data of upstream process in life-cycle assessment / S. Jiang et al. Journal of Environmental Management. 2020. Vol. 262. Art. 110253. DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.110253.
23. Lithium mining, water resources, and socio-economic issues in northern Argentina: we are not all in the same boat / W. F. Díaz Paz et al. Resources Policy. 2023. Vol. 81. Art. 103288. DOI: 10.1016/j.resourpol.2022.103288.
24. Concerns about lithium extraction: A review and application for Portugal / C. Chaves et al. The Extractive Industries and Society. 2021. Vol. 8, no. 3. Art. 100928. DOI: 10.1016/j.exis.2021.100928.
25. Life cycle environmental impacts of current and future battery-grade lithium supply from brine and spodumene / M. Chordia et al. Resources, Conservation and Recycling. 2022. Vol. 187. Art. 106634. DOI: 10.1016/j.resconrec.2022.106634.
26. Sankar T. K., Abhilash, Meshram P. Environmental impact assessment in the entire life cycle of lithium-ion batteries. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 2023. Vol. 262. Art. 5. DOI: 10.1007/s44169-023-00054-w.
27. Environmental impacts of lithium supply chains from Australia to China / Y. Feng et al. Environmental Research Letters. 2024. DOI: 10.1088/1748-9326/ad69ac.
28. The influence of exploration activities of a potential lithium mine to the environment in Western Serbia / D. Đorđević et al. Scientific Reports. 2024. Vol. 14, no. 1. DOI: 10.1038/s41598-024-68072-9.
29. Parker S. S., Clifford M. J., Cohen B. S. Potential impacts of proposed lithium extraction on biodiversity and conservation in the contiguous United States. Science of the Total Environment. 2024. Vol. 911. Art. 168639. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.168639.
30. Wolters L., Brusselaers J. The energy transition paradox: how lithium extraction puts pressure on environment, society, and politics. The Extractive Industries and Society. 2024. Vol. 19. Art. 101498. DOI: 10.1016/j.exis.2024.101498.
31. Krishnan R., Gopan G. A comprehensive review of lithium extraction: from historical perspectives to emerging technologies, storage, and environmental considerations. Cleaner Engineering and Technology. 2024. Art. 100749. DOI: 10.1016/j.clet.2024.100749.
32. Lithium and water: hydrosocial impacts across the life cycle of energy storage / J. J. A. Blair et al. WIREs Water. 2024. DOI: 10.1002/wat2.1748.
33. Lithium nexus: Energy, geopolitics, and socio-environmental impacts in Mexico's Sonora project / V. Vivoda et al. Energy research & social science. 2024. Vol. 108. Art. 103393. DOI: 10.1016/j.erss.2023.103393.
34. Review of the current knowledge and identified gaps in assessing the social and environmental impacts of mining processes in the Lithium Triangle / R. G. Souza et al. Sustainable Production and Consumption. 2025. Vol. 53. P. 40–63. DOI: 10.1016/j.spc.2024.11.031.
35. Sakunai T., Ito L., Tokai A. Environmental impact assessment on production and material supply stages of lithium-ion batteries with increasing demands for electric vehicles. Journal of Material Cycles and Waste Management. 2021. Vol. 23, no. 2. P. 470–479. DOI: 10.1007/s10163-020-01166-4.