The Influence of Drainage Wells Barrier on Reducing the Amount of Major Contaminants Migrating from a Very Large Mine Tailings Disposal Site

• Autorzy: Duda R.

Identyfikatory

DOI

10.2478/aep-2014-0041

Warianty tytułu

PL

Wpływ bariery studni drenażowych na ograniczenie ilości głównych zanieczyszczeń migrujących z bardzo dużego składowiska odpadów wydobywczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of the research is one of the largest World’s mine tailings disposal sites, i.e. Żelazny Most in the Legnica-Głogów Copper Mining District (south-western Poland), where flotation tailings are poured out after copper ore treatment. The protective hydraulic barrier made of 46 vertical drainage wells was characterized and evaluated in view of reduction of major contaminants (Cl, Na, SO₄, Ca) migrating from the facility to its foreground. The efficiency of groundwater protection was determined on the basis of a new approach. In applied method the loads of characteristic and commonly recognizable compounds, i.e. salt (NaCl) and gypsum (CaSO₄) were calculated, instead their chemical components. The temporal and spatial variability of captured main contaminants loads as well as its causes are discussed. The paper ends with the results of efficiency analyses of the barrier and with respect to the predicted increase in contaminant concentrations in the pulp poured out to the tailings site.

PL

Przedmiotem badań jest jedno z największych na świecie składowisk odpadów górniczych Żelazny Most w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym (południowo-zachodnia Polska), na które wylewane są odpady po przeróbce rudy. Scharakteryzowano zabezpieczającą środowisko wodne barierę hydrauliczną składającą się z 46 studni drenażu pionowego i oceniono jej wpływ na ograniczenie ilości głównych zanieczyszczeń (Cl, Na, SO₄, Ca) migrujących z obiektu na przedpola. Efektywność ochrony wód podziemnych określono na podstawie nowego podejścia polegającego na obliczeniu ładunków charakterystycznych i powszechnie rozpoznawalnych związków chemicznych, zamiast ich poszczególnych składników. W tym przypadku były to sól (NaCl) i gips (CaSO₄). Scharakteryzowano czasową i przestrzenną zmienność ilości ładunków przejętych studniami i omówiono jej przyczyny. Artykuł zakończono wnioskami dotyczącymi oceny skuteczności bariery na podstawie przeprowadzonych badań i w odniesieniu do przewidywanego wzrostu stężeń głównych zanieczyszczeń w pulpie wylewanej na składowisko.

Słowa kluczowe

EN

mining waste; tailings; disposal site; wells; barrier; vertical drainage; contamination; effectiveness; Żelazny Most

PL

odpad wydobywczy; odpadki; składowisko; studnie; bariera hydrauliczna; drenaż pionowy; zanieczyszczenia; ocena skuteczności; Żelazny Most

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 40, no. 4
• Strony: 87--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.,

Twórcy

autor

Duda R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] An, D., Jiang, Y., Xi, B., Ma, Z., Yang, Y., Yang, Q., Li, M., Zhang, J., Bai, S. & Jiang, L. (2013). Analysis for remedial alternatives of unregulated municipal solid waste landfills leachate-contaminated groundwater, Frontiers of Earth Science, 7, 3, 310–319.
• [2] Anderson, E.I. & Mesa, E. (2006). The effects of vertical barrier walls on the hydraulic control of contaminated groundwater, Advances in Water Resources, 29, 1, 89–98.
• [3] Arlotti, D., Bozzini, R., Petitta, M., Mancini, M., Pianu, M., Alberto Blanco, G., Sbarbati, C. & Colombo, R. (2012). Control and dynamic management of a sixty-seven wells hydraulic barrier, Chemical Engineering Transactions, 28, 247–252.
• [4] Badura, J., Czmiel, J., Górski, R., Janicki, K. & Król, P., et al. (2007). The Żelazny Most tailings disposal site. in: The Monograph of KGHM Polska Miedź S.A., Piestrzyński, A. (Ed.), Wyd. II, KGHM CUPRUM Sp. z o.o. CBR Wrocław, Lubin, pp. 579–625 (in Polish).
• [5] Bayer, P. & Finkel, M. (2006). Conventional and combined pump-and-treat systems under nonuniform background flow, Ground Water, 44, 2, 234–243.
• [6] Dobrzański, Z., Kołacz, R., Lewiński, J. & Mizera, A. (1992). The impact of copper ore flotation tailings pond to the content of heavy metals in some plant feed. Archives of Environmental Protection, 18 (3–4), pp. 135–142 (in Polish).
• [7] Duda, R. & Witczak, S. (2003). Modeling of the transport of contaminants from the Żelazny Most fl otation tailings dam, Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 19, 4, 69–88.
• [8] Jamiolkowski, M., Carrier, W., Chandler, R., Hoeg, K., Swierczynski, W. & Wolski, W. (2010). The geotechnical problems of the second world largest copper tailings pond at Zelazny Most, Poland, Geotechnical Engineering Journal, SEAGS & AGSSEA, 41, 1, 1–15.
• [9] Lasocki, S., Antoniuk, J. & Moscicki, J. (2003). Environmental protection problems in the vicinity of the Żelazny Most flotation wastes depository in Poland, Journal of Environmental Science and Health, Part A – Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering, 38, 8, 1435–1443.
• [10] Millano, E.F., Jones, H.V. & Ball, R.O. (1993). Hazardous waste: storage, disposal, remediation, and closure, Water Environment Research, 65, 4, 442–452.
• [11] Nierzewska, M., Mizera, A. & Lewiński, J. (2007). Environmental impact of the Żelazny Most flotation tailings pond. in: The Monograph of KGHM Polska Miedź S.A., Piestrzyński, A. (Ed.), Wyd. II, KGHM CUPRUM Sp. z o.o. CBR Wrocław, Lubin, pp. 881–921 (in Polish).
• [12] Quevauviller, Ph. (2010). General introduction on communication and education needs, [In] Ph. Quevauviller (ed.), Water Systems Science and Policy Interfacing, pp. 305–309, RSC Publishing, Cambridge.
• [13] Rosik-Dulewska, Cz., Karwaczyńska, U., Cichy, K. & Wróbel, R. (1998). Assessment of natural environment hazard due to zinc and lead flotation tailings dumped in Piekary Śląskie and wastes after repeated flotation. Archives of Environmental Protection, 24 (2), pp. 119–130 (in Polish).
• [14] Sawyer, C.S. & Lieuallen-Dulam, K.K. (1998). Productivity comparison of horizontal and vertical ground water remediation well scenarios, Ground Water, 36, 1, 98–103.
• [15] Stalnacke, P., Nagothu, U.S. & Quevauviller, Ph. (2012). Developing the science-policy interface to integrate water research and management, [In] C. Sessa (ed.), Sustainable Water Ecosystems Management in Europe, from Bridging the Knowledge of Citizens, Scientists and Policy-makers, pp. 7–14, IWA Publishing, London.
• [16] SYZEM (2010). SYZEM – the numerical system of information on the Żelazny Most tailings disposal site; the database as of 31 December 2010. KGHM Polska Miedź S.A. o. Zakład Hydrotechniczny, Rudna (in Polish).
• [17] Tsanis, I.K. (2006). Modeling leachate contamination and remediation of groundwater at a landfill site, Water Resources Management, 20, 1, 109–132.
• [18] Vo, D., Ramamurthy, A.S., Qu, J. & Zhao, X.P. (2008). Containment wells to form hydraulic barriers along site boundaries, Journal of Hazardous Materials, 160, 1, 240–243.
• [19] Wiencław, E. & Garbulewski, K. (1993). Assessment of contamination of water and soils in the Łuków landfill substratum. Archives of Environmental Protection, 19 (3-4), pp. 203–220 (in Polish).
• [20] Witczak, S. (1995). Drainage of saline water flowing to foreground of Żelazny Most tailings pond – a base of groundwater and surface water protection. in: Proc. of VII Sozological Conference „Environmental problems around the Żelazny Most flotation tailings disposal site. Polkowice, CPPGSMiE PAN Publishing, Kraków, pp. 41–47 (in Polish).
• [21] Witczak, S. & Duda, R. (2009a). Groundwater hazard and protection in the Żelazny Most tailings dam area – conceptual model of groundwater flow in tailings dam and its bedrock. Geologia – Kwartalnik AGH, Kraków, 35 (2/1), pp. 289–295 (in Polish).
• [22] Witczak, S. & Duda, R. (2009b). Groundwater hazard and protection in the Żelazny Most tailings dam area – water environment impact assessment. Geologia – Kwartalnik AGH, Kraków, 35 (2/1), pp. 297–304 (in Polish).