Interakcja odpadów powęglowych i odpadów elektrownianych oraz jej wpływ na chemizm roztworów porowych w składowisku

• Autorzy: Stefaniak S. , Miszczak E. , Kmiecik E. , Szczepańska-Plewa J. , Twardowska I.

Warianty tytułu

EN

Interaction of coal mining wastes and powerplant coal ash and its effect on the pore solution chemistry in a disposal site

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przedstawionych badań było rozpoznanie charakteru interakcji odpadów górnictwa węglowego i odpadów elektrownianych na przykładzie składowiska odpadów elektrownianych Przezchlebie, gdzie po upływie 12 lat od momentu zamknięcia składowiska wystąpiło zakwaszanie odwodnionych odpadów elektrownianych i roztworów porowych oraz faza III wietrzenia, określana jako faza przesuniętego w czasie intensywnego uwalniania makroskładników i pierwiastków śladowych. Składowisko to po upływie 15 lat od momentu zamknięcia zostało przykryte warstwą odpadów powęglowych o miąższości od 1 do 3 m. Opróbowanie i badania wykonano po 13 latach od przykrycia składowiska. W pracy skoncentrowano się na badaniu (przy użyciu ICP-MS) roztworów porowych wydzielanych z próbek pobranych wzdłuż pionowych profili składowiska i symulacji hydrogeochemicznej wyników przy użyciu komputerowego programu hydrogeochemicznego USGS/PHREEQC Interactive v. 2.15.0. Stwierdzono, że przykrycie warstwy odpadów elektrownianych znajdujących się na etapie III procesów wietrzeniowych, świeżymi odpadami górniczymi i zasilanie ich wodami infiltracyjnymi z nadległej warstwy odpadów górniczych spowodowały ponowną alkalizację materiału i powrót stanu procesów równowagowych do etapu II (rozpuszczania się), a nawet etapu I (wymywania). Należy przypuszczać, że skutki zaznaczającego się zakwaszania warstwy odpadów powęglowych uwidocznią się w warstwie popiołów znacznie później, ale też ich intensywność, z uwagi na wystąpienie zewnętrznego czynnika zakwaszającego (kwaśnych wód infiltracyjnych), może być znacznie większa niż obserwowana w układzie naturalnym odpadów elektrownianych.

EN

This study was aimed at elucidating the mode of interaction of coal mining waste and coal ash, exemplified in the Przezchlebie fly ash impoundment, where 12 years after closure, acidification of dewatered material and pore solutions occurred, along with development of the phase III of weathering defined as time-delayed extensive release of macro-components and trace elements. 15 years after closure, the impoundment was covered with a layer of coal mining waste, 1–3 m thick. Sampling along vertical profiles was performed 13 years later. The study was focused on analysis (with use of ICP-MS) of pore solutions extracted from the samples and hydrogeochemical simulation of the obtained data with use of the USGS/PHREEQC Interactive v. 2.15.0 computer program. It was found that the cover of coal ash at the stage III of weathering transformations with freshly generated sulfidic mining waste and infiltration of water from the upper layer of coal mining wastes resulted in the renewed alkalization of coal ash and recurrence of a state of equilibrium processes to the phase II (dissolution), and even to the phase I (wash-out). Presumably, the effects of a marked acidification of the coal mining waste layer will be shown in the coal ash much later, but the process intensity due to occurrence of an external source of acidification (acid rock drainage- ARD) might be considerably stronger than that observed in the natural system.

Słowa kluczowe

PL

współskładowanie; odpady stałe; przemiany wietrzeniowe; interakcja; roztwory porowe; migracja pierwiastków; zagrożenie wód podziemnych

EN

co-disposal; solid waste; weathering transformations; interaction; pore solutions; element migration; hazard to ground waters

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 456 Hydrogeologia z. 14/2
• Strony: 555--561
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Stefaniak S.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

autor

Miszczak E.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

autor

Kmiecik E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Szczepańska-Plewa J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Twardowska I.

• Polska Akademia Nauk, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze

Bibliografia

• [1] FITZGERALD T., 2009 — Current issues in the regulation of coal ash, 1–25. W: 2009 World of Coal Ash (WOCA) Conference, May 4–7, 2009, Lexington, KY, USA.
• [2] PETRIC L.F.,WHITE R.A., KLINK M.J., SOMERSET V.S., BURGERS C.L., FEY M.V., 2003 — Utilization of South African fly ash to treat acid coal mine drainage, and production of high quality zeolites from the residual solids, 61:1–26. W: 2003 International Ash Utilization Symposium, Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Lexington, KY, USA.
• [3] RAICHEL A., RAICHEL S., NACHUMI A., ORGYR TECHNOLOGIES LTD., 2006 — Use of coal ash for the safe disposal of mineral waste. Patent Cooperation Treaty Application, pat.no.WO06035427.
• [4] ROZPORZĄDZENIE, 2008 — Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych. DzU 2008.143.896 z dnia 6 sierpnia 2008 r.
• [5] SURENDER D., PETRIC L., 2005 — Development of a co-disposal protocol for the neutralization and amelioration of acid mine drainage with fly ash, 1–13. W: 2005 World of Coal Ash (WOCA) Conference, April 11–15, 2005, Lexington, KY, USA.
• [6] TWARDOWSKA I., SZCZEPAŃSKA J., 2002 — Solid waste: terminological and long-term environmental risk assessment problems exemplified in a power plant fly ash study. Sci.Total Environ., 285, 1–3: 29–51.
• [7] TWARDOWSKA I., SZCZEPAŃSKA J., 2004 — Coal combustion waste, 319–385, w: Solid waste: assessment, monitoring and remediation (Twardowska I., Allen H.E., Kettrup A.A.F., Lacy W.J. (red.)). Waste Manag. Ser., 4, Elsevier, Amsterdam.
• [8] TWARDOWSKA I., STEFANIAK S., SZCZEPAŃSKA J., 2004 — High-volume mining waste disposal, 865–909, w: Solid waste: assessment, monitoring and remediation (red. I. Twardowska i in.). Waste Manag. Ser., 4, Elsevier, Amsterdam.