Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The leaching of mercury from hard coal and extractive waste in the acidic medium

Klojzy-Karczmarczyk Beata, Mazurek Janusz

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2021

|

T. 37, z. 2

163--178

EN

Sixteen samples were designed for analysis (hard coal, aggregate – barren rock, hard coal sludge). The total mercury content and the amount of mercury leaching were determined. The percentage of leachable form in the total content was calculated. The studies were carried out under various pH medium. The leachability under conditions close to neutral was determined in accordance with the PN EN 12457/1-4 standard. The leachability under acidic medium (pH of the solution – approx. 3) was determined in accordance with principles of the TCLP method. The mercury content was determined by means of the AAS method. For hard coal the total mercury content was 0.0384–0.1049 mg/kg. The level of leaching on mean was 2.6%. At the acidic medium the amount of leaching increases to an mean 4.1%. The extractive waste of aggregate type features a higher total mercury content in the finest fraction < 6 mm (up to 0.4564 mg/kg) and a lower content in the fraction 80–120 mm (up to 0.1006 mg/kg). The aggregate shows the percentage of the leachable form on mean from 1.4 to 2.2%. With pH decreasing to approx. 3, the amount of leaching grows up to mean values of 1.7–3.2%. Coal sludge features the total mercury content of 0.1368–0.2178 mg/kg. The percentage of mercury leachable form is approx. 1.8%. With pH decreasing the value increases to mean value of 3.0%. In general, the leachability of mercury from hard coals and extractive waste is low, and the leachability in an acidic medium grows approx. twice. Such factors as the type and origin of samples, their grain composition, and the pH conditions, have basic importance for the process. The time of waste seasoning and its weathering processes have the greatest impact on increasing the leaching of mercury from the extractive waste.

PL

Do analizy przeznaczono 16 próbek (węgiel kamienny, kruszywa – skała płonna, muły węgla kamiennego). Określono zawartość całkowitą rtęci oraz wielkość wymywania. Obliczono ponadto udział formy wymywalnej w całkowitej zawartości pierwiastka. Badania prowadzono w różnych warunkach pH środowiska. Wymywalność w warunkach obojętnych wykonano zgodnie z wytycznymi normy PN EN 12457/1-4. Wymywalność w warunkach kwaśnych (pH roztworu około 3) wykonano w oparciu o metodę TCLP. Przy oznaczaniu zawartości rtęci wykorzystano metodę AAS. Dla węgla kamiennego zawartość rtęci całkowitej kształtuje się w granicach 0,0384–0,1049 mg/kg. Wielkość wymycia kształtuje się na średnim poziomie 2,6%. W kwaśnym środowisku wielkość wymywania zwiększa się do średniej wartości 4,1%. Odpady wydobywcze typu kruszywa charakteryzują się wyższą zawartością rtęci całkowitej we frakcji najdrobniejszej < 6 mm (do 0,4564 mg/kg) i niższą we frakcji 80–120 mm (do 0,1006 mg/kg). Udział formy wymywalnej rtęci w kruszywach jest na średnim poziomie 1,4–2,2%. Przy obniżaniu pH do około 3, wielkość wymywania zwiększa się do średnich wartości 1,7–3,2%. Muły węglowe charakteryzują się zawartością rtęci całkowitej na poziomie 0,1368–0,2178 mg/kg. Średni udział formy wymywalnej jest na poziomie 1,8%. Przy obniżaniu pH udział ten osiąga średnią wartość 3,0%. Ogólnie wymywalność rtęci z węgli kamiennych oraz odpadów wydobywczych jest niska, a zwiększenie wymywalności w środowisku kwaśnym jest około dwukrotne. Podstawowe znaczenie dla procesu wymywania mają rodzaj i pochodzenie próbek, ich skład granulometryczny oraz warunki pH. Największy wpływ na zwiększenie wymywalności rtęci z materiału odpadowego sektora wydobywczego węgla kamiennego mają czas sezonowania materiału i procesy wietrzeniowe.

2

Wymywalność rtęci z węgli kamiennych i odpadów wydobywczych

Klojzy-Karczmarczyk Beata, Mazurek Janusz

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2019

|

nr 108

141--153

PL

Celem badań jest określenie zawartości rtęci w węglach kamiennych, losowo pobranych z GZW oraz w produktach ubocznych wydobycia węgla (odpady wydobywcze świeże), czyli kruszywach i mułach węgla kamiennego, a także odpadach górniczych ze zwałowiska Siersza (odpady zwietrzałe). Do analizy przeznaczono 34 próbki. Określono zawartość całkowitą rtęci oraz wielkość wymywania rtęci z próbek stałych. Obliczono ponadto udział formy wymywalnej w całkowitej zawartości pierwiastka, czyli poziom uwalniania rtęci z materiału (poziom wymycia). Badania wielkości wymywania rtęci określono metodą statyczną z zastosowaniem testu wymywalności 1:10. Najwyższą możliwością wymywania rtęci charakteryzują się odpady zwietrzałe ze zwałowiska Siersza i nieco niższą analizowane węgle kamienne z Górnośląskiego Z agłębia Węglowego (GZW). Dla próbek węgla kamiennego zawartość rtęci całkowitej kształtuje się w granicach 0,0275–0,1236 mg/kg. Natomiast wielkość wymywania rtęci z próbek węgli kształtuje się na poziomie 0,0008−0,0077 mg/kg. Odpady świeże typu kruszywa charakteryzują się wyższą zawartością rtęci całkowitej we frakcji najdrobniejszej 0-6 mm w granicach 0,1377−0,6107 mg/kg i zdecydowanie niższą we frakcji 80–120 mm w granicach 0,0508−0,1274 mg/kg. Wielkość wymywania jest porównywalna w obydwu frakcjach i kształtuje się na poziomie 0,0008−0,0057 mg/kg. Muły węglowe charakteryzują się zawartością rtęci całkowitej na poziomie 0,0937−0,2047 mg/kg. Obserwuje się także niskie wartości wymywania na poziomie 0,0014−0,0074 mg/kg. Odpady górnicze zwietrzałe charakteryzują się zawartością całkowitą rtęci w granicach 0,0622−0,2987 mg/kg. Obserwuje się jednak zdecydowanie wyższe wartości wymywania z odpadów zwietrzałych niż z odpadów wydobywczych świeżych. Wielkość ta kształtuje się na poziomie 0,0058−0,0165 mg/kg. W węglach kamiennych pobranych z GZW poziom wymycia kształtuje się na średnim poziomie 4,7%. Odpady wydobywcze charakteryzują się dużą zmiennością udziału formy wymywalnej rtęci a różnice wynikają z czasu sezonowania próbek. Odpady czy materiały uboczne produkcji węgla kamiennego typu kruszywa oraz muły węglowe wykazują udział formy wymywalnej rtęci na średnim poziomie 1,7%. W odpadach zwietrzałych udział formy wymywalnej zdecydowanie wzrasta do 7,3%. Charakterystyka wymywania jest zróżnicowana dla różnych grup badanego materiału. Podstawowe znaczenie a wykazane w pracy, mają czynniki takie jak rodzaj i pochodzenie próbek, ich skład granulometryczny oraz czas sezonowania materiału.

EN

The aim of the study is to determine the mercury content in hard coal, randomly taken from the U SCB and in by-products of hard coal mining (fresh mining waste), i.e. aggregates (gangue) and hard coal sludge and mining waste from the Siersza dump (weathered waste). The 34 samples were intended for analysis. The total mercury content and the amount of mercury leaching from solid samples was determined. The percentage of the leaching form in the total element content, i.e. the level of mercury release from the material (leaching level), was also calculated. The amount of mercury leaching was determined by a static method using a batch test 1:10. The highest possibility of leaching mercury is characterized by weathered waste from the Siersza dump and slightly lower analyzed hard coal from the U pper Silesian Coal Basin (USCB). For hard coal samples, the total mercury content is between 0.0275–0.1236 mg/kg. However, the amount of mercury leaching from coal samples is 0.0008–0.0077 mg/kg. The aggregate is characterized by a higher total mercury content in the finest fraction 0–6 mm, within 0.1377–0.6107 mg/kg and much lower in the 80-120 mm fraction, within 0.0508– –0.1274 mg/kg. The amount of elution is comparable in both fractions and amounts to 0.0008–0.0057 mg/kg. Coal sludge has a total mercury content of 0.0937–0.2047 mg/kg. L ow leaching values of 0.0014–0.0074 mg/ kg are also observed. Weathered mining waste has a total mercury content of 0.0622–0.2987 mg/kg. However, leaching values from weathered waste are much higher than from fresh mining waste. This value is 0.0058– –0.0165 mg/kg. In the hard coal extracted from U SCB, the leaching level is 4.7% on average. Mining waste is characterized by a large variation in the proportion of mercury leaching form and the differences result from the seasoning time of the samples. Waste or by-products of hard coal production, such as aggregates and coal sludge, show a mercury washout form at an average level of 1.7%. The proportion of leachable form in weathered waste increased strongly to 7.3%. Elution characteristics vary for different groups of materials tested. Factors such as the type and origin of samples, their granulometric composition and the seasoning time of the material are of fundamental importance and demonstrated in the work.

3

Wielkość wymywania rtęci z próbek gruntów i odpadów różnego pochodzenia

Klojzy-Karczmarczyk Beata, Mazurek Janusz

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2019

|

nr 475, Hydrogeologia z. 16

85--92

PL

Zawartość rtęci w różnego rodzaju odpadach i gruntach jest wyraźnie zróżnicowana, zależna od charakteru materiału. W warunkach laboratoryjnych wymywalność związków rtęci z materiału stałego (grunty, osady, odpady) kształtuje się na poziomie od kilku do kilkunastu procent zawartości całkowitej. Zanieczyszczone grunty, osady denne czy odpady wprowadzane do środowiska mogą zatem stanowić, w sprzyjających warunkach, potencjalne ognisko zanieczyszczenia zarówno dla wód powierzchniowych, jak i podziemnych. Badań dotyczących określenia poziomu uwalniania rtęci jest nadal niewiele. Należy więc dążyć do zwiększenia liczby badań i obejmować nimi kolejne obszary środowiska. W prezentowanej pracy do analizy zawartości całkowitej rtęci oraz wielkości jej wymywania z materiału przeznaczono 84 próbki środowiskowe o różnym pochodzeniu: odpady wydobywcze górnictwa węgla kamiennego (skała płonna, muły węglowe, odpady z nieczynnej hałdy), grunty piaszczyste (z otoczenia południowej obwodnicy Krakowa), osady denne (pobrane bezpośrednio przy linii brzegowej rzek Rudawa, Prądnik, Chechło). Zestawiono wyniki badań wielkości wymywania rtęci z próbek, zrealizowanych w latach wcześniejszych oraz dodatkowo rozszerzonych o nowe, kolejne doświadczenia. Celem było wykazanie związku pomiędzy poziomem wymycia rtęci a specyfiką środowiska, z którego pobrano materiał. Nie prowadzono analizy petrograficznej czy mineralogicznej analizowanych próbek. Przeprowadzono analizę wyników badań zawartości całkowitej oraz wielkości wymywania rtęci z próbek pobieranych na przestrzeni kilkunastu lat. Wymywanie prowadzono metodą statyczną z użyciem testu wymywalności 1:10 (faza stała / ciecz = 1 kg/10 dm3, L/S = 10 dm3/kg), zgodnie z Polską Normą PN-EN 12457-2. Do wykonania oznaczeń rtęci wykorzystano spektrometr absorpcji atomowej AMA 254 Altec. Na podstawie zawartości całkowitej i wielkości wymywania określono udział formy wymywalnej w całkowitej zawartości pierwiastka, czyli poziom uwalniania rtęci z materiału (poziom wymycia). Charakterystyka wymywania jest odmienna dla różnych grup badanego materiału, co świadczy o odmienności procesów kształtujących uzyskane wartości.

EN

The content of mercury in different types of waste and soils is clearly differentiated, depending on the nature of the material. The leaching of mercury from solid material (soils, bottom sediments, mining waste) ranges from a few to a dozen or so percent of the total content in laboratory conditions. Therefore, contaminated soils, bottom sediments or waste, introduced into the environment, may constitute, under favourable conditions, a potential source of pollution for both surface water and groundwater. The number of tests for determining the level of mercury release is still insufficient. It is necessary to increase the number of tests to perform them in other areas of the environment. In our study, 84 environmental samples of various origins were analysed for the total mercury content and the amount of leaching from the following materials: coal mining (extractive) waste (gangue, coal sludge, waste from a heap), sandy soils (from the southern Kraków bypass) and bottom sediments (taken directly at the shoreline of the Rudawa, Prądnik and Chechło rivers). The results of mercury leaching tests from samples, made in previous years and additionally extended with new, subsequent experiments, are summarized. The aim was to show the relationship between mercury leaching and the specificity of the environment from which the material was collected. No petrographic and mineralogical analyses of the samples have been carried out. Analysis of the results of total mercury and mercury leaching from samples collected over several years was performed. The leaching was carried out using the batch test 1:10 (solid / liquid = 1 kg/10 dm3, L/S = 10 dm3/kg), in accordance with the Polish Standard (PN-EN 12457-2). The AMA 254 Altec atomic absorption spectrometer was used to determine the mercury content. Based on the total content and amount of leaching, the proportion of the leaching form in the total element content was determined, i.e. the level of mercury release from the material (level of leaching). The leaching characteristics are different for different groups of the material tested, which indicates different processes that affected the obtained values.

4

Zanieczyszczenie metalami ciężkimi przypowierzchniowych warstw gruntu w otoczeniu południowej obwodnicy Krakowa

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/2

1296--1300

EN

Significant traffic congestion can lead to contamination of the soil and water environment within the range of its impact, i.a. with mercury, lead, cadmium, chromium and zinc. As a consequence of contamination of the subsurface soil layers, migration of metal ions into groundwater is possible, consequently leading to contamination of local aquifers. In 2015-2016 a soil test was conducted at a depth of 0.4-0.6 m below surface level in the vicinity of about a dozen kilometers from the southern ring road of Kraków. The total contents of mercury, lead, cadmium, chromium and zinc were measured in the collected samples (mainly medium and fine sands) and a leaching test was conducted using the classical batch test 1:10. The mercury content in the soil samples ranged between 0.02 and 0.06 mg/kg, cadmium 0.1 to 0.7 mg/kg, chromium 0.3 to as much as 116 mg/kg, lead from 3.7 to 26.6 mg/kg and zinc from 17 to 102 mg/kg. The conducted leaching tests have shown that in all samples the release of metal ions into the solution may be observed. The solubility of the compounds of the analyzed metals ranges from a fraction of a percentage point (0.01% for zinc) up to a few and even, as in the case of mercury, over a dozen percent (approx. 15.7%) of the total metal content accumulated in the soil.

5

Analiza jakości odpadów z nieczynnej hałdy górnictwa węgla kamiennego w odniesieniu do wymagań stawianych odpadom wydobywczym obojętnym

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Staszczak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 95

227--241

PL

Wytwarzanie odpadów wydobywczych jest nieodłącznym elementem wydobycia i wzbogacania surowców, w tym węgla kamiennego. Wydobycie węgla kamiennego przez lata pozostawiło wiele obiektów, w postaci różnych pod względem strukturalnym i wiekowym, do składowania odpadów pogórniczych (hałd, zwałowisk). Obiekty te charakteryzują się zmiennym składem i uziarnieniem materiału, a warunki panujące w bryle zmieniają się w czasie, w wyniku procesów wietrzenia fizycznego i chemicznego. W ostatnich latach znaczenie gospodarcze skał płonnych towarzyszących wydobyciu węgla uległo zmianie i obecnie coraz częściej traktowane są one nie jako odpady, ale jako źródło surowców mineralnych do wykorzystania gospodarczego. W pracy przedstawiono analizę dostępnych danych literaturowych w zakresie jakości odpadów wydobywczych, zarówno tych przeznaczonych do gospodarczego wykorzystania, jak też zgromadzonych na hałdach. Przeprowadzono rozpoznanie jakości odpadów górniczych w profilu hałdy górniczej, jaka pozostała po zamkniętej kopalni węgla kamiennego Siersza w Trzebini. Wiek składowanych odpadów przekracza w tym miejscu 15 lat. Powierzchnia hałdy w większości jest już zrekultywowana, a ponadto obszar ten częściowo zdążył się już wkomponować w krajobraz na drodze naturalnej sukcesji. Materiał przeznaczony do analiz pobierano w przypowierzchniowym odcinku profilu hałdy, z dwóch przedziałów głębokości: od 0,2 do 0,3 m p.p.t. oraz od 0,4 do 0,7 m p.p.t. Analizie poddano materiał w odniesieniu do parametrów i ich wartości granicznych stawianych dla odpadów wydobywczych zaliczanych do odpadów obojętnych. Próbki przebadano zatem na obecność siarki oraz arsenu, kadmu, kobaltu, chromu, miedzi, rtęci, molibdenu, niklu, ołowiu, wanadu oraz cynku. Analizie poddano zawartość składników w formie całkowitej oraz wymywalnej. Badania wielkości wymywania składników z poszczególnych próbek określono metodą statyczną z zastosowaniem testu podstawowego 1:10. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdza się, że w badanych odpadach z warstwy przypowierzchniowej hałdy górniczej całkowita zawartość poszczególnych pierwiastków jest zdecydowanie zróżnicowana w punktach poboru. Całkowita zawartość siarki w odpadach zdeponowanych na hałdzie przed kilkunastoma laty kształtuje się w szerokich granicach, osiągając uśrednioną wartość na poziomie 1,67 oraz 4,35% w zależności od głębokości poboru. zasadniczo obserwuje się niższe zawartości siarki w próbkach pobranych bliżej powierzchni niż w próbkach pobranych głębiej w profilu hałdy. Całkowita zawartość arsenu w odpadach deponowanych na hałdzie kształtuje się na uśrednionym poziomie 6,39 mg/kg, kadmu 1,90 mg/kg, kobaltu 7,18 mg/kg, chromu 116,19 mg/kg, miedzi 41,6 mg/kg rtęci 0,15 mg/kg, molibdenu 1,02 mg/kg, niklu 30,9 mg/kg, ołowiu 138,9 mg/kg, wanadu 86,9 mg/kg oraz cynku 477,4 mg/kg. Na podstawie przeprowadzonych badań nie można jednak sformułować wniosków o prawidłowości współwystępowania siarki i pozostałych pierwiastków w materiale badawczym. Otrzymane wyniki nie pozwalają na zaliczenie badanych odpadów do odpadów wydobywczych obojętnych, przede wszystkim ze względu na częste przekroczenia siarki oraz ołowiu i cynku w materiale oraz (w odniesieniu do wielkości wymywania) dodatkowo kadmu, chromu, miedzi, rtęci i niklu.

EN

Production of mining waste is inherent to the mining and enrichment of raw materials, including hard coal. Hard coal production over the years has left a number of objects in the form of variable, in terms of structure and age, mining waste storage facilities (heaps, dumps). These objects are characterized by varying composition and particle size distribution of the material and the conditions prevailing in the solid change over time as a result of physical and chemical weathering processes. In recent years, the economic importance of gangue accompanying coal production has changed and now more and more often it is treated not as waste but as a source of mineral resources for economic use. The paper presents an analysis of the available literature data on the quality of mining waste, both those intended for economic use and accumulated in dumps and heaps. Identification of the quality of mining waste was conducted in the profile of the dump, which remained after the closed Siersza hard coal mine in Trzebinia. the age of stored waste in this location is over 15 years. A majority of the dump’s surface is already reclaimed, and in addition the area has partly already managed to integrate into the landscape through natural reclamation. The material intended for the analyses was collected at the near-surface section of the heap’s profile, from two depth intervals: from 0.2 to 0.3 m below ground level and from 0.4 to 0.7 m below ground level. The material was analyzed in relation to the parameters and limits set for mining waste classified as inert waste. therefore, the samples were examined for the presence of sulfur and arsenic, cadmium, cobalt, chromium, copper, mercury, molybdenum, nickel, lead, vanadium, and zinc. The contents of the components in the total and leachable form was analyzed. The testing of elements leaching from each sample was determined using the static method with the basic 1:10 test. Based on the conducted analyses, it is concluded that the tested waste from the near-surface layer of the mining dump has a strongly variable total content of individual elements, depending on the sampling sites location. The total sulfur content in the waste deposited in the dump more than a dozen years ago reaches a wide range of values, with an average at 1.67% and 4.35%, depending on the depth of the collection. In general, a lower sulfur content is observed in the samples closer to the surface than in the samples collected somewhat deeper in dump. The total arsenic content in the waste deposited in the heap is at an average level of 6.39 mg/kg, cadmium 1.90 mg/kg, cobalt 7.18 mg/kg, chromium 116.19 mg/kg, copper 41.6 mg/kg, mercury 0.15 mg/kg, molybdenum 1.02 mg/kg, nickel 30.9 mg/kg, lead 138.9 mg/kg, vanadium 86.9 mg/kg and zinc 477.4 mg/kg. Based on the conducted studies, one cannot make conclusions about the accuracy of the coexistence of sulfur and other elements in the tested material. The obtained results do not allow for the inclusion of the tested waste into the category of inert mining waste, mainly due to the exceedance of sulfur, lead and zinc content in the material and (in relation to the leaching) also cadmium, chromium, copper, mercury and nickel.

6

Badania zawartości rtęci i siarki w odpadach z obszaru nieczynnej hałdy odpadów górnictwa węgla kamiennego

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

289--301

PL

Produkcja węgla kamiennego pozostawiła szereg obiektów w postaci różnych, pod względem strukturalnym i wiekowym, składowisk odpadów pogórniczych (hałd, zwałowisk). Hałdy odpadów górniczych to obiekty, które charakteryzują się zmiennym składem i uziarnieniem materiału, a warunki panujące w bryle zmieniają się w czasie w wyniku procesów wietrzenia fizycznego i chemicznego. Celem prezentowanych badań jest rozpoznanie zawartości rtęci oraz zawartości siarki w formie całkowitej oraz w formie wymywalnej w profilu hałdy górniczej, jaka pozostała po zamkniętej kopalni węgla KWK „Siersza” w Trzebini. Czas sezonowania odpadów przekracza w tym miejscu 15 lat. Powierzchnia hałdy jest w trakcie rekultywacji, a obszar ten zdążył się już częściowo wkomponować w krajobraz na drodze naturalnej sukcesji roślinnej. Materiał przeznaczony do analiz pobierano w przypowierzchniowym odcinku profilu hałdy, z dwóch przedziałów głêbokości: od 0,2 do 0,3 mp.p.t. oraz od 0,4 do 0,7 mp.p.t. W pobranych próbkach oznaczono zawartość całkowitą związków rtęci oraz związków siarki. Badania prowadzono dla próbek w stanie powietrzno-suchym a uzyskane wyniki przeliczono na stan suchy (Hgd, Sd) i podano w mg/kg s.m. Dodatkowo wyznaczono wielkość potencjalnie wymywanych związków rtęci oraz siarki do środowiska gruntowo-wodnego. Badania wielkości wymywania zanieczyszczeń z poszczególnych próbek określono metodą statyczną z zastosowaniem testu podstawowego 1:10. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdza się, że w badanych odpadach z warstwy przypowierzchniowej hałdy górniczej całkowita zawartość siarki oraz zawartości siarczanów w wyciągach wodnych są zdecydowanie zróżnicowane w punktach. Mniejsze zróżnicowanie obserwowane jest dla zawartości rtęci. Charakterystyka analizowanych próbek jest doskonałym elementem poznawczym w zakresie tworzenia całościowego obrazu zagrożenia dla środowiska gruntowo-wodnego pochodzącego ze starych, nieeksploatowanych już od wielu lat obiektów. Calkowita zawartość siarki w odpadach zdeponowanych na hałdzie przed kilkunastoma laty kształtuje się w szerokich granicach, osiągając uśrednioną wartość na poziomie 1,67 oraz 4,35% w zależności od głębokości poboru. Często obserwuje się niższe zawartości siarki w próbkach pobranych bliżej powierzchni niż w próbkach pobranych nieco głębiej. Zawartość oznaczonych siarczanów w wyciągach wodnych jest wysoka, a ich wartość uśredniona kształtuje się na poziomie około 1500 mg/dm3 i w większości przypadków przekracza warunki graniczne, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi. Zwiększenie obecności siarczanów w odpadach i ich wysoka wymywalność, sięgająca nawet kilkudziesięciu procent w stosunku do zawartości całkowitej, jest wynikiem przemian zachodzących w bryle zwałowiska na przestrzeni czasu. Całkowita zawartość rtęci w odpadach deponowanych na hałdzie kształtuje się na uśrednionym poziomie odpowiednio 0,132 oraz 0,266 mg/kg. Istotnym zagadnieniem jest ponadto określenie możliwości wzajemnego powiązania między występowaniem związków rtęci i siarki w odpadach zgromadzonych od lat na zwałowiskach. Na podstawie przeprowadzonych badań nie można jednak sformulować wniosków o prawidłowości współwystępowania rtęci i siarki w materiale badawczym. Brak korelacji pomiędzy występowaniem w próbkach siarki oraz rtęci jest potwierdzeniem dużego zróżnicowania związków rtęci w węglach i odpadach węglowych, a także odmiennych procesów decydujących o przemianach związków rtęci oraz związków siarki.

EN

The production of coal has left a number of mine waste dumps which differ in terms of structure and age (waste heaps, stockpiles). Heaps of mining waste are characterised by a variable composition and particle size distribution of the material, and the conditions prevailing in the dump change over time as a result of processes of physical and chemical weathering. The aim of this study is to identify the content of mercury and sulphur in the total and sulphate form (leached into the water environment) within the profile of the mining heap from the disused “Siersza” coal mine in Trzebina. Seasoning I’m nottime of thewaste in this location exceeds 15 years. The majority of the heap has not been reclaimed; however, the area has already partly managed to integrate into the landscape through natural processes. The material intended for the analyses was sampled in the subsurface section of the heap from two depth ranges – 0.2 to 0.3 m below ground level and 0.4 to 0.7 m below ground level. The samples were analysed for total mercury compound and sulphur compound content. Tests were carried out on the samples in air-dry condition, and the obtained data were converted to a dry state (Hgd, Sd) reported in mg/kg DM. Additionally, the amount of mercury and sulphur compounds potentially leached to the soil-water environment was determined. Analyses of the amount of leaching waste for individual samples were conducted via a static method using a basic 1:10 test. Based on these analyses, it may be concluded that in the examined waste from the subsurface horizon of the mining heap, the total sulphur and sulphate content in water extracts varies significantly in certain points. Less variation is observed for mercury content. The characteristics of the analysed samples provide excellent cognitive material in the development of a comprehensive image of soil-water environment hazards originating from such facilities that have been out of use for many years. Total sulphur content in the waste deposited in the heap over ten years ago covers a wide range with an average value of between 1.67% and 4.35%, depending on the depth of the sample. Generally, lower sulphur content in the samples closer to the surface can be observed than in the samples collected somewhat deeper. The content of the determined sulphates in water extracts is high, averaging about 1,500 mg/dm3 and inmost cases exceeding the limit values to be met when sewage is discharged into water or soil. The increasing content of sulphates in the waste and their high leachability – reaching several tens of percent relative to the total content – is the result of the changes taking place in the body of the heap over time. The total amount of mercury in the waste deposited in the heap is at an average level of 0.132 mg/kg to 0.266 mg/kg. It is also important to determine the possibility of correlations between the occurrence of mercury and sulphur compounds in the waste accumulated in the dumps over periods of many years. However, conclusions about the conditions for the co-occurrence of mercury and sulphur in the examined material cannot be made based on the conducted study. A lack of correlation between the occurrence of sulphur and mercury in the samples confirms a notable diversity of mercury compound content in coals and coal wastes as well as different processes affecting the transformation of mercury compounds and sulphur compounds.

7

Assessment of the Content and Solubility of Heavy Metals in Bottom Sediments of the Chancza Reservoir

Baran A., Tarnawski M., Jasiewicz C.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 7

941-950

EN

The investigations aimed at an assessment of the content and solubility of heavy metals in bottom sediments of the Chancza water reservoir. The bottom sediments were sampled from previously identified cross-sections characteristic for individual reservoir zones: inlet – section 8; middle – section 5; the dam-side – section 1. Bottom sediment was sampled along each section, in three points in the vicinity of the right and left bank and in the middle of the cross-section. In order to average the collected material, the samples were collected from 6 points within the radius of 5–8 meters from the appointed location. The sediment was sampled using Ekman’s sampler. Total contents of heavy metals (Zn, Cu, Ni, Cr, Pb and Cd) and their forms soluble in 1 mol HCl, in 0.01 mol CaCl2 dm–3 and in distilled water were assessed in air-dried samples of the sediments. Metal concentrations in the obtained solutions were assessed using ICP-AES method. The highest concentrations of heavy metals were assessed in the sediment samples collected on the reservoir inlet, then at the dam-side, whereas the lowest amounts were found in the samples from the middle part of the reservoir. Solubility of heavy metals depended on the extracting solution used and their total concentrations in the analyzed sediment. The best average solubility in 1 mol HCl dm–3 characterized Pb, followed by Cd > Zn > Cu > Ni > Cr, whereas in 0.01 mol CaCl2 dm–3: Cu > Pb > Ni > Cr > Zn. Strong linear correlations were demonstrated between individual pairs of heavy metals in bottom deposits, which indicates their identical origin, most frequently connected with the natural content.

PL

Celem badań była ocena zawartości i rozpuszczalności metali ciężkich w osadach dennych zbiornika Chańcza, zlokalizowanego na rzece Czarnej Staszowskiej (woj. świętokrzyskie). Próbki osadu dennego pobrano z wyznaczonych przekroi będących charakterystycznymi dla danej strefy zbiornika: wlotowej – przekrój 8, środkowej – przekrój 5, przy zaporowej – przekrój 1. Wzdłuż każdego z przekrojów pobrano osad denny w trzech punktach w okolicach brzegów (prawego, lewego) oraz w oerodku przekroju. W celu uśrednienia pobieranego materiału próbki pobrane były z 6 miejsc w promieniu 5–8 metrów od wyznaczonej lokalizacji. Pobranie osadu wykonano za pomocą próbnika Ekmana. W powietrznie suchych próbkach osadów oznaczono ogólną zawartosci metali ciężkich (Zn, Cu, Ni, Cr, Pb, Cd) oraz ich formy rozpuszczalne w 1 mol HCl, w 0,01 mol CaCl2 dm–3 i w wodzie destylowanej metodą ICP-AES. Największą zawartość metali ciężkich wykazano w próbkach osadów pobranych na wlocie zbiornika, następnie przy zaporze, a najmniejszą w srodkowej części zbiornika. Rozpuszczalność metali ciężkich była uzależniona od użytego roztworu ekstrahującego oraz całkowitej ich zawartości w badanym osadzie. Spośród badanych metali największą oerednią rozpuszczalnością w 1 mol HCl dm–3 charakteryzował się Pb, następnie Cd > Zn > Cu > Ni > Cr, natomiast w 0,01 mol CaCl2 dm–3: Cu > Pb > Ni > Cr > Zn. Wykazano silne korelacje liniowe pomiędzy poszczególnymi parami metali ciężkich w osadach dennych, co wskazuje na jednakowe ich pochodzenie, najczęściej związane z zawartoscią naturalną.