Metody ługowania zanieczyszczeń z odpadów mineralnych w aspekcie możliwości ich zastosowania w budownictwie hydrotechnicznym

• Autorzy: Rosik-Dulewska C. , Karwaczyńska U.

Warianty tytułu

EN

Methods of leaching contaminants from mineral waste in the aspect of its potential utilization in hydrotechnical construction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Grupę odpadów mineralnych stanowią m.in. popioły lotne i żużle z elektrowni spalających węgiel kamienny i brunatny. Obecnie jeszcze około 40% popiołów lotnych jest gromadzona na składowiskach. Lokowanie popiołów na nie izolowanych od podłoża składowiskach powoduje wymywanie do gleb i wód gruntowych rozpuszczalnych substancji chemicznych w nich zawartych. Dlatego też ważne jest prowadzenie badań nad wymywalnością składników rozpuszczalnych z popiołów i ich rozprzestrzenianiem się w środowisku. Aby ograniczyć powierzchniowe składowanie popiołów, wciąż poszukuje się nowych możliwości gospodarczego ich wykorzystania, co wymaga dobrej i poprzedzonej badaniami znajomości ich składu fizykochemicznego, właściwości i podatności na dalszą przeróbkę wg różnych technologii oraz zachowań w zetknięciu z różnymi czynnikami zewnętrznymi. Wykorzystywanie UPS do wytwarzana betonów, wyrobów i materiałów budowlanych wymaga przeprowadzenia badań promieniotwórczości i zawartości metali ciężkich ze względu na konieczność ochrony zdrowia ludzi. W ostatnich latach w coraz szerszym zakresie stosuje się odpady energetyczne jako składnik spoiw mieszanych przydatnych do wykonywania ulepszonego podłoża zwłaszcza przy stosowaniu cementów z dodatkami UPS w budownictwie hydrotechnicznym, budowie uszczelnień oraz do podsadzki, wypełniania zrobów i profilaktyki przeciwpożarowej w podziemiach kopalń. Wpływ lokowania popiołów w wyrobiskach górniczych jest oceniany na podstawie opinii hydrogeologicznej w rejonie lokowania oraz testów wymywalności podstawowych składników zanieczyszczeń z odpadów Celem prezentowanych badań było poznanie dynamiki procesów ługowania składników rozpuszczalnych z popiołów lotnych z węgla kamiennego oraz określenie wpływu wymywanych substancji na środowisko wodne. Pełną ocenę wpływu na środowisko sporządzono wykorzystując obowiązujące regulacje prawne (w tym Prawa Geologicznego i Górniczego, Ustawy o odpadach oraz wykonawczych aktów prawnych do niej).

EN

The research conducted in static and dynamic conditions was aimed at determining the vulnerability of soluble compounds contained in ashes to leaching with the objective to define the quantity and type of contaminants which may affect soil, ground and surface waters in the case of ash utilization or disposal on land surface. Silica, aluminum and iron oxides are the basic compounds of fly ashes while calcium, magnesium, potassium as well as other oxides occur in significantly less amounts. Taking into account the chemical composition recalculated into SiO2, CaO, Al2O3, SO3, the following 3 categories of ashes have been recognized in Poland: silica, aluminum and calcium ashes. Solubility tests of the Polish fly-ashes showed that depending on the ash category, 0,5% (aluminium ashes) up to 10% and more (calcium ash) of their mass may dissolve in water. In different conditions of the leaching processes, the vulnerability of fly ashes to the release water soluble compounds contained in them may vary. The main substances leached from the analyzed ashes ( in descending order) were sulphates, calcium, sodium and chloride ions, while the trace elements included chromium, cadmium and lead. The leachability of other elements was insignificant. Eluates from the investigated fly-ashes were characterised by an elevated reaction and the content of some ions (SO4 -2, Cr3+, Cd2+, Pb2+) exceeding the permissible concentrations compared to the standards for wastewater discharged to waters or soil, which in consequence may lead to a negative impact on the water environment in the vicinity of the disposal sites. A comprehensive environmental impact analysis has been made based on the effective legal regulations (including Geological and Mining Law, Waste Act and its executive regulations). Doubts have been raised if determining the potential risk to the environment based on the leachability test is sufficient as it does not reflect the volume of the leached substances under natural conditions. Tests conducted in dynamic conditions showed that the total load of the leached substances was significantly higher compared to the leachability test data. The dynamic method (alternative I and II) simulates the course of the leaching processes taking place in natural conditions and allows foreseeing the concentration distribution the leached contaminants in a given time. The conducted research proved the real-time dynamic leaching method more reliable in conducting a preliminary environmental impact assessment. Also as a result of the studies the thesis has been confirmed that fly ashes are vulnerable to the release of soluble compounds contained in them and thus show some negative tendencies in their impact on the environment. Disposal of fly ashes in landfills or their underground storage in mines may cause degradation of surface and groundwaters due to the penetration of the leachable compounds from waste in the areas of its disposal

Słowa kluczowe

PL

ługowanie; popioły lotne

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Tom 10
• Strony: 205--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Rosik-Dulewska C.

autor

Karwaczyńska U.

• Uniwersytet Opolski

Bibliografia

• 1. Założenia programu działań górnictwa węgla kamiennego i energetyki w zakresie zmniejszenia negatywnych skutków produkcji i spalania węgla na środowisko naturalne i optymalizacja działań organizacyjnych i inwestycyjnych w tym zakresie (synteza). Zespół powołany przez Ministra Przemysłu i Handlu. Katowice 1993.
• 2. Kucowski J., Laudyn D., Przekwas M.: Energetyka a ochrona środowiska. Wyd. Nauk.-Tech. Warszawa 1993.
• 3. Broś B.: Wpływ popiołów lotnych z węgla kamiennego na środowisko wodne. Aura 1992,10.
• 4. Grzegorczyk S., Lipowski G.: Popioły lotne i ich wpływ na reologię i hydratację cementów, Politechnika Opolska, 2002, Opole.
• 5. Żak M.: Przyczyny i sposoby przeciwdziałania pyleniu popiołów lotnych na składowiskach. Ochr. Pow. i Probl. Odp. 1994,1
• 6. Michalik B.: Promieniotwórczość naturalna popiołów i żużla. Laboratorium Radiometrii GIG, Zalecenia w sprawie dopuszczalnych stężeń naturalnych izotopów promieniotwórczych w odpadach wykorzystywanych do robót inżynieryjnych na powierzchni oraz lokowanych w podziemiach kopalń, Katowice 1993.
• 7. Zarządzenie Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki z 19.05.1989r., Monitor Polski Nr18,poz.125.
• 8. Instrukcja Nr 234 Instytutu Techniki Budowlanej pt.: Wytyczne badania promieniotwórczości naturalnej surowców i materiałów budowlanych.
• 9. Giergiczny Z., Gawlicki M.: Popiół lotny jako aktywny składnik cementów i dodatek mineralny do betonu, Polski Cement, 2004, Kraków.
• 10. Rosik-Dulewska Cz.: Mineralne surowce odpadowe przemysłu energetycznego, cz. I – Metody zagospodarowania i II – Metody składowania. Materiały Konferencyjne – Inicjatywy gospodarcze i legislacyjne w zakresie zarządzania środowiskiem w aspekcie jego ochrony, wydane przez Biuro Usług Geotechnicznych i Kartograficznych, Kraków 12,13.09.1996.
• 11. Łączny J., Wita E., Rzychoń D.: Próba określenia obszaru wymywania jonów: wapniowego i siarczanowego z popiołów lotnych w wodzie. Arch. Ochr. Środ.,1990,1-2.
• 12. Hycnar J. i współ.: Oznaczanie zawartości substancji rozpuszczalnych w wodzie w popiołach lotnych i żużlach. Praca analityczno-badawcza, Przedsiębiorstwo Zagospodarowania Odpadów Elektrownianych, Katowice 1983r.
• 13. Hycnar J.: Wykorzystanie odpadów z przeróbki i spalania węgla kamiennego. Materiały Konferencyjne - Wykorzystanie odpadów kopalnianych i pyłów elektrownianych w aspekcie ochrony środowiska, Instytut Mechaniki Górotworu PAN, Kraków 24.06.1993.
• 14. Maciejowski M.: Lokowanie w górotworze odpadów górniczych i elektrownianych. Aura, 1993/10
• 15. Król R.: Lokowanie odpadów paleniskowych w górnictwie węgla kamiennego. Aura 1992/10.
• 16. Mysłek Z., Plewa F.: Zagospodarowanie odpadów elektrownianych i poflotacyjnych w podsadce samo zestalającej. Politechnika Śląska
• 17. Ocena warunków koniecznych do bezpiecznego pod względem ekologicznym wykorzystania popiołów lotnych i żużla dostarczanego przez PPH UTEX do podsadski, wypełniania zrobów, budowy tam i profilaktyki przeciw pożarowej w podziemiach kopalń, T 1, ekspertyza naukowa, Zabrze 1993.
• 18. Rozporządzenie z 24.07.2006r.w sprawie substancji szczególnie szkodliwych wprowadzanych do wód lub do ziemi, Dz. U. Nr137, poz.984 z 31 lipca 2006r..
• 19. Gospodarcze wykorzystanie popiołów lotnych i żużla w podziemiach kopalń w aspekcie ochrony środowiska naturalnego, materiały konferencyjne Rybnik 09.03.1994.
• 20. Rozporządzenie z dnia 21.12.1999r., Dz.U. Nr 110, poz. 1263.