Badania przydatności wybranych technik remediacji terenów zdegradowanych działalnością przemysłu cynkowo-ołowiowego

• Autorzy: Janecka B. , Sobik-Szołtysek J.

Warianty tytułu

EN

Feasibility studies on the application of the selected remediation techniques for areas degraded by Zn-Pb industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z ujemnych skutków działalności przemysłu cynkowo-ołowiowego jest gromadzenie odpadów pogórniczych i pohutniczych. Nagromadzenie tych odpadów powoduje negatywne przekształcanie środowiska przyrodniczego na skutek pylenia i migracji metali do gleb oraz wód powierzchniowych i gruntowych. Z uwagi na ich niekorzystne właściwości rekultywacja takich składowisk jest utrudniona, zwłaszcza rekultywacja biologiczna. Celem badań był dobór najkorzystniejszych dodatków do odpadu popłuczkowego z przerobu rud Zn-Pb dla uzyskania optymalnych warunków wegetacji roślin. Jako dodatki organiczne, wzbogacające materiał odpadowy na składowisku w składniki odżywcze, zaproponowano torf ogrodniczy oraz "materiały odpadowe" w postaci kompostu z odpadów komunalnych, osadu ściekowego i zużytego podłoża do uprawy pieczarek. Przydatność zaproponowanych dodatków oceniano za pomocą testu Lepidium. Najkorzystniejszym dodatkiem okazał się kompost dodany do odpadu w ilości 5% wag. Dodatek osadu ściekowego powodował ograniczenie przyrostu korzeni rzeżuchy. Wyniki testu wykazały, że w odpadzie popłuczkowym nie występują czynniki fitotoksyczne, na które nasiona rzeżuchy są szczególnie wrażliwe. Podjęto również próbę modyfikacji składu granulometrycznego odpadu w celu poprawy właściwości fizykomechanicznych podłoża. Jak wykazały badania, każda modyfikacja składu granulometrycznego odpadu poprawiła jego właściwości jako podłoża dla wegetacji roślin, a przyrost świeżej biomasy na mieszaninach odpadu z substancją mineralną był większy od przyrostu uzyskanego na samym odpadzie.

EN

One of the major disadvantages of Zn-Pb industry is generation and accumulation of post-mining and post-metallurgic waste. The waste accumulated on a significant surface area causes deterioration of natural environment by various emissions and migration of heavy metals to soil as well as to surface and ground water, and thus introduces the toxic substances into the food chain. Washery waste is considered to pose a serious problem. The properties of washery waste, i.e. fine-grain particle size, deficiency of substances essential for proper growth of plants and also a high content of heavy metals, impede the process of biological reclamation applied to the areas where the washery waste were deposited. The aim of the presented investigation was to search for the efficient method, suitable for reclamation of washery waste landfills. This was done by applying selected materials containing the substances essential for plant growth and by modifying the granular content of investigated waste. The substrate for investigations was sampled from the washery waste (generated during gravitational Zn-Pb ore concentration) deposited at the landfill in Piekary Śląskie (South Poland). The fine-grained dolomite was the main constituent of the investigated waste. It contained about 7.0% Zn, 1.53% Pb and 0.36% Cd. Agricultural peat and compost produced from municipal waste, sewage sludge and spent mushroom substrate were used as the organic components for increasing the content of nutritional constituents in the investigated waste. Peat and compost were selected according to possible methods of waste management, availability of organic waste and localization of waste generating operations. The toxicity of the investigated waste and materials was assessed by the Lepidium biological test. The mixture of waste and 5% of compost (by weight) was considered to be the most beneficial option. The addition of sewage sludge to the mixture caused the inhibition of the growth of watercress roots. The highest value of inhibition rate was calculated for the mixture of waste and sewage sludge. The addition of agricultural peat and compost produced from municipal waste, sewage sludge and spent mushroom substrate did not improve the growth of watercress roots either. With the reference to the Lepidium test results, no phytotoxic components in the washery waste were present and the qualitative and quantitative addition of organic material to the mixture improved its properties as a soil base. The limited growth of plants on the soil base prepared from the investigated waste, apart from the lack of sufficient content of nutritional substances, could be due to poor structure of the soil base. Therefore, the modification of granular content of the investigated waste was performed in order to improve the waste physical and mechanical properties. The investigated waste was modified with the addition of sand and clay in a selected ratio. The increase in fresh biomass and root length of watercress was used to evaluate the efficiency of materials added to the waste mixture. According to the obtained results, each modification of waste granular content significantly improved the properties of the mixture as a soil base. The increase in fresh biomass was observed for each mixture of waste and mineral substance and was higher than the increase in fresh biomass grown on the investigated waste. The modification of granular content of the soil base did not significantly affect on the length of the root system of the investigated plant. Some of the proposed materials used in these investigations to modify the properties of washery waste are waste materials, therefore their application in the reclamation process would be of economic as well as ecological importance.

Słowa kluczowe

PL

odpady popłuczkowe Zn-Pb; składowanie; remediacja; odpady organiczne i mineralne; test Lepidium; fitotoksyczność; modyfikacja składu

EN

Zn-Pb washery waste; landfilling; remediation; organic and mineral waste; lepidium test; phytotoxicity; modification of granular content

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 12, nr 4
• Strony: 281--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Janecka B.

autor

Sobik-Szołtysek J.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] Bąba W., Błońska A., Kompała A., Wpływ przemysłu na kształtowanie się spontanicznej roślinności nieużytków przemysłowych, Materiały IV Konferencji Naukowej Śląskie seminarium ochrony środowiska nt. Restrukturyzacja przemysłu a problemy ochrony środowiska i transportu, Wyd. Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom 2003, 25-26.
• [2] Krzaklewski W., Pietrzykowski M., Problemy oraz możliwości biologicznej stabilizacji osadników odpadów po flotacji rud cynku i ołowiu, Miesięcznik WUG, 2001, 3, 10-17.
• [3] Sobik-Szołtysek J., Zieleń na ... metalu, Ekoprofit 2002, 4, 144-151.
• [4] Metodyka optymalizacji wykorzystania surowców mineralnych w procesach przeróbki i przetwórstwa, Praca zbiorowa, Synteza celu 12A CPBR 1.7., Studia i rozprawy - raport 14, Wyd. CPPGSMiE PAN, Kraków 1991.
• [5] Girczys J., Sobik-Szołtysek J., Odpady przemysłu cynkowo-ołowiowego, seria Monografie nr 87, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• [6] Rosik-Dulewska C., Karwaczyńska U., Cichy K., Wróbel R., Ocena zagrożenia środowiska naturalnego odpadami poflotacyjnymi rud cynku i ołowiu ze składowiska w Piekarach Śląskich oraz odpadami powtórnej flotacji, Archiwum Ochrony Środowiska 1998, 24, 2, 119-130.
• [7] Patrzałek A., Strzyszcz Z., Badania terenowe nad możliwością biologicznej odbudowy osadników poflotacyjnych, Archiwum Ochrony Środowiska 1981, 3-4, 165-174.
• [8] Strzyszcz Z., Właściwości fizyczne, fizykochemiczne i chemiczne odpadów poflotacyjnych rud cynku i ołowiu w aspekcie ich biologicznej rekultywacji, Archiwum Ochrony Środowiska 1980, 3-4, 19-50.
• [9] Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 r. w sprawie wykonania niektórych przepisów ustawy o nawozach i nawożeniu, Dz U 2008 Nr 119, poz. 765.
• [10] Ustawa o nawozach i nawożeniu (tekst jednolity) z 10 lipca 2007 r., Dz U 2007 Nr 147, poz. 1033.
• [11] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych, Dz U 2002 Nr 134, poz. 1140.
• [12] Walter I., Martinez, Cala V., Heavy metal speciation and phytotoxic effect of three sewage sludges for agricultular uses, Enviromental Pollution 2006, 139, 507-514.
• [13] Maila M. P., Cloete T. E., Germination of Lepidium sativum as a method to evaluate polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) removal from contaminated soil, International Biodeterioration and Biodegradation 2002, 50, 107-113.
• [14] Broda B., Grabias B., Ocena biologiczna aktywności cytotoksycznej niektórych związków chemicznych występujących w środowisku człowieka za pomocą testów roślinnych I. Test Lepidium, Farmacja Polska 1979, XXXV 12, 707-709.
• [15] Gong P., Wilke B.-M., Strozzi E., Fleischmann S., Evaluation and refinement of a continuous seeds germination and early seedling growth test the use in the ecotoxicological assessment of soil, Chemosphere 2001, 44, 491-500.
• [16] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 maja 2004 r. w sprawie warunków, w których uznaje się, że odpady nie są niebezpieczne, Dz U 2004 Nr 128, poz. 1347.
• [17] Siuta J., Natura i technologia środowiska glebowego, Człowiek i Środowisko 1983, 7, 377-398.
• [18] Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z., Badania ekologiczno-gleboznawcze, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2004.
• [19] Zawadzki S. (red.), Gleboznawstwo, Państwowe Wyd. Rolnicze i Leśne, Warszawa 1999.