Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Efektywność stosowania powszechnie dostępnych materiałów odpadowych jako barier ochronnych środowiska wodnego w składowiskach siarczkowych odpadów metali nieżelaznych

Miszczak E., Twardowska I., Kmiecik E., Szczepańska-Plewa J.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 4

91--98

PL

Celem przedstawionych badań było określenie efektywności barier/warstw ochronnych z materiałów odpadowych (popiołów elektrownianych i komunalnych osadów ściekowych) jako sorbentów metali z kwaśnych wycieków infiltrujących przez warstwę siarczkowych odpadów z flotacyjnego wzbogacania rud metali nieżelaznych (na przykładzie odpadów z flotacji rud miedzi). Doświadczenia prowadzono jako porównawcze badania przepływowe w symulowanym cyklu 4-letnim na dwóch kolumnach wypełnionych odpadami pomiedziowymi o miąższości 1m – referencyjnej R oraz doświadczalnej z barierami d. Kolumny zasilano porcjowo symulowanym polimetalicznym roztworem ARD (Acid Rock Drainage) o pH 1,5 i najwyższych stwierdzonych stężeniach metali. Badane bariery wykazały wysoką efektywność sorpcji kationów mobilnych metali (Mn, Ni, Zn, Cd), wspomagającą naturalną zdolność krzemianowych odpadów pomiedziowych do wiązania metali o niskiej ruchliwości – Cu, Cr, Pb i Fe. Zastosowanie barier spowodowało również obniżenie dolnych granicznych wartości pH dla fazy sorpcji całkowitej metali mobilnych oraz dla sorpcji w fazie przejścia wszystkich metali. Stwierdzono, że przy zastosowaniu barier przy powszechnie występujących niższych stężeniach metali śladowych i pH>4 w ARD i wodach porowych składowisk odpadów rud metali nieżelaznych oraz znaczącej zdolności wiązania metali o niskiej mobilności przez te odpady, zagrożenie uwalniania metali śladowych z tych składowisk praktycznie nie będzie występowało.

EN

This study was performed to assess the efficiency of barriers/protective layers of waste materials (power-plant fly ash and municipal sewage sludge) as metal sorbents from acid solutions infiltrating the layer of sulfide wastes from flotation dressing of non-ferrous metal ores, on the basis of wastes from copper ore flotation. The study was carried out as comparative flow-through experiments in a simulated 4-year cycle on two columns filled with flotation wastes in the layers of 1m thick – reference column R and experimental column with barriers d. The barriers showed high-efficiency sorption of labile metal cations (Mn, Ni, Zn, Cd), supporting the natural ability of silicate wastes from flotation of copper ores to bind metals of low mobility (Cu, Cr, Pb, Fe). In addition, the application of barriers caused a decrease in the lower limit of pH values for the full sorption phase of labile metals as well as for a break-through phase of all of the tested metals. At commonly lower metal concentrations and pH>4 in ARD and pore waters in disposal sites of non-ferrous ore wastes, as well as significant binding capacity of the low mobility metals by these wastes, the application of protective barriers would practically eliminate the hazard of trace metals release from disposal sites.

2

Chlorowce w wodach powierzchniowych zlewni górnej Odry

Drzymała M., Pluta I., Szczepańska-Plewa J.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 4

32--39

PL

W pracy dokonano analizy zmian zawartości chlorowców (Cl-, Br-i I-) w wodach powierzchniowych zlewni górnej Odry z uwzględnieniem ich stanów: wysoki, średni i niski. Oceniono również stan chemiczny wód powierzchniowych badanego obszaru na podstawie następujących parametrów fizykochemicznych: Cl-, PEW, mineralizacja, SO4/2-i odczyn pH. Stwierdzono, że wody zlewni górnej Odry należy sklasyfikować jako nie osiągające dobrego stanu chemicznego dla całego okresu badań, jak i trzech analizowanych stanów.

EN

This paper presents an analysis of changes in halogens (Cl, Br and I) concentration in the surface waters of Upper Odra River Basin. Three water levels were considered: high, medium and low. Moreover, water’s chemical condition was assessed, on the basis of the following physical-chemical parameters: Cl, conductivity, mineralization, SO42 and pH. As a result, the surface waters of Upper Odra River Basin were attributed with bad chemical state in the period of study and for all levels of water.

3

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

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

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2013

|

nr 456 Hydrogeologia z. 14/2

555--561

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.

4

Wiązanie Potencjalnie Toksycznych Pierwiastków (PTP) w składowiskach odpadów górnictwa węgla kamiennego jako czynnik ochrony środowiska wodnego

Szczepańska-Plewa J., Twardowska I., Miszczak E.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 3

117--124

PL

Celem badań było rozpoznanie przebiegu procesu opóźnienia migracji Potencjalnie Toksycznych Pierwiastków (PTP) w warstwie odpadów górnictwa węgla kamiennego, czyli zdolności barierowych odpadów, w stosunku do metali migrujących w ich warstwie wraz z wodami infiltracyjnymi. Prowadzono badania przepływowe w symulowanym 4-letnim cyklu na kolumnie odpadów o miąższości 1 m zasilanej porcjowo modelowym polimetalicznym roztworem ARD (Acid Rock Drainage) o pH = 1,5 i stężeniach metali: Mn, Fe, Zn, Cd, Cr, Cu i Pb w zakresie maksymalnych stwierdzonych wartości w strefie aeracji składowisk odpadów wydobywczych zawierających siarczki.

EN

The aim of investigations was the recognition of the course of the process of Potentially Toxic Elements (PTE) migration retarding in the layer of hard coal extractive wastes, i.e. barrier abilities of wastes, in relation to metals migrating in their layers together with infiltration waters. Flow examinations in a simulated 4-year cycle on a waste column 1 m in thickness fed in portions with model polymetallic ARD (Acid Rock Drainage) solution with pH = 1.5 and concentrations of metals: Mn, Fe, Zn, Ni, Cd, Cu, and Pb within the range of maximally ascertained values in the zone of aeration of hard coal mining extractive wastes containing sulphides were conducted.

5

Opóźnienie migracji potencjalnie toksycznych pierwiastków (PTP) jako wynik ochrony środowiska wodnego w rejonach deponowania odpadów rud metali

Szczepańska-Plewa J., Twardowska I., Stefaniak S., Miszczak E.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/2

661--670

PL

Celem przedstawionych badań jest rozpoznanie zdolności barierowych siarczkowych odpadów wydobywczych (na przykładzie krzemianowych odpadów z flotacji rudy miedzi) w stosunku do metali generowanych w strefie przypowierzchniowej składowiska (strefa intensywnego wietrzenia) i migrujących w warstwie odpadów wraz z infiltrującymi wodami opadowymi. Badania prowadzono, jako przepływowe, w symulowanym 4-letnim cyklu, w kolumnie wypełnionej odpadami o miąższości 1 m. Odpady wypełniające kolumnę zasilano porcjowo symulowanym polimetalicznym roztworem ARD (Acid Rock Drainage) o pH 1,5 i najwyższych stężeniach metali: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn, przyjętych na podstawie opublikowanych danych dla odpadów wydobywczych. Stwierdzono wysoką zdolność wiązania w odpadach Cu, Cr, Fe i Pb, w szczególności w zakresie pH wycieku > 6. Zdolność odpadów do sorbowania Cd, migrującego z wodami infiltracyjnymi ze strefy wietrzenia, jest również stosunkowo wysoka, jednakże z uwagi na niepełne wiązanie może następować przekroczenie dopuszczalnego stężenia. Odpady te wykazały natomiast praktyczny brak właściwości wiążących w stosunku do Mn oraz słabe wiązanie Ni i Zn. Występowanie tych metali w wyciekach ze składowiska powinno zatem stanowić czynnik kontrolny decydujący o zakresie i skali przedsięwzięć prewencyjnych i ich efektywności. Uwzględnienie opóźnienia migracji metali wywołanego sorpcją w warstwie odpadów pozwoli na odpowiednie planowanie budowy składowiska i rozwiązań technicznych dla ochrony jakości wód podziemnych.

EN

The study was aimed to elucidating barrier capacity of sulfide extractive wastes (exemplified in silicate waste from floatation dressing of copper ore) with respect to metals generated in the weathering zone, which migrate in a waste layer with infiltration waters. It was carried out as a flow-through long-term experiment in the simulated 4-years’ cycle in a column of waste 1 m thick, to which doses of simulated polymetallic ARD (Acid Rock Drainage) of pH 1.5 and the highest envi, Mn, Cd, ronmentally relevant concentrations of metals: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn were applied. The waste showed high binding capacity with respect to Cu, Cr, Fe and Pb, in particular at leachate pH > 6.0. Waste sorption capacity for Cd appeared to be also relatively high, although exceeding MCL (Maximum Contaminant Level) due to incomplete binding might be a critical factor. The practical lack of binding properties of the waste for Mn, and poor binding of Ni and Zn was though observed. Occurrence of these metals in the leachate from a waste dump should thus be considered as a factor determining the range and scale of prevention measures and their efficiency. Giving consideration to retardation of metal migration due to sorption in a waste layer would allow adequate planning of a waste dump construction program and technical solutions for protection of a groundwater chemical status.

6

Analiza procesu oczyszczania z baru wód dopływających do kopalni "Staszic"

Pluta I., Plewa F., Szczepańska-Plewa J.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 10

63-66

PL

Naturalne wody kopalniane dopływające do kopalni "Staszic" na poziom 500 m zawierają siarczany, natomiast dopływy solankowe na poziomy 720 i 765 m są wzbogacone w bar. W wyniku wymieszania tych wód następuje wytrącenie osadu siarczanu barowego, który powoduje problemy techniczne w systemie ich transportu poprzez zanieczyszczenie ("zarastanie") rur, rurociągów, pomp. W wyrobiskach górniczych na poziomach 720 i 765 m stwierdzono proces oczyszczania wód z baru .u źródła" poprzez jego wytrącenie za pomocą siarczanów uwalnianych do wód z odpadów lokowanych od 1988 r. w pustkach i zrobach poeksploatacyjnych. Lokowanie odpadów w kopalni "Staszic" wpływa korzystnie na jakość wód odprowadzanych z kopalni do wód powierzchniowych, a przede wszystkim zabezpiecza systemy przesyłowe wód kopalnianych przed ich zanieczyszczeniem. W celu rozpoznania procesów oczyszczania wykorzystano wyniki badań pochodzenia siarczanów.

EN

Natural mine waters inflowing into "Staszic" mine, on the horizon 500m contain sulphates, however brines inflows on the horizons 720 and 765m are barium enriched. As result of these waters mixing follows precipitation of barium sulphate, causes technical problems in the waters transport systems, because of contamination (clogging) of pipes, pipelines, pumps. In mining workings on the horizons 720 and 765m the process of waters cleaning from barium "at the source" through its precipitation by means of sulphates liberated into waters from refuse deposited since 1988 year in the goafs. Locating of refuse in "Staszic" mine improves quality of the waters disposed from the mine and first of all protects the mine waters transport systems against contamination. In order to recognize cleaning processes, research results of sulphates origin were used.

7

Coal mining waste management and its impact on the groundwater chemical status exemplified in the Upper Silesia Coal Basin (Poland)

Szczepańska-Plewa J., Stefaniak S., Twardowska I.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 441 Hydrogeologia z. 10

157--166

EN

Sulfidic coal mining wastes constitute one of the the major global bulk waste stream and are extensively reused in engineering constructions. Occurrence in the waste rock of geochemically instable sulfides results in A/NRD (Acid/Neutral Rock Drainage) that makes this material environmentally problematic. The paper is focused on the impact assessment of coal mining waste management practices exemplified in different objects (coal mining waste dumps) and different waste management methods (residual coal extraction, embankment construction, ground leveling and using as a structural fill of a waterlogged quarry) on chemical status of groundwater. Long-term groundwater monitoring data in the vicinity of three dumping sites and the analysis of pore solutions extracted along the vertical profiles of the waste layers of different ARD generation potential shows that high sulfate salinity, which resulted from sulfide oxidation, is the major long-term source of strong groundwater deterioration caused both by ARD and NRD. Abundant constituents released by ARD are Mn and in anoxic groundwater environment also Fe. The results show the need of application of groundwater protection measures both with respect to ARD and NRD generating coal mining waste.

8

Ocena stabilności składu chemicznego wód leczniczych ze Zdroju Głównego w Krzeszowicach

Szczepańska-Plewa J., Kmiecik E., Drzymała M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2009

|

nr 436, z. 9/2

497-506

PL

Zdrój Główny w Krzeszowicach ujmuje wody podziemne z utworów mioceńskich. Eksploatacja ujęcia prowadzona jest z przerwami od 1780 roku. Wody te wykorzystywane są wyłącznie na cele lecznictwa balneologicznego. Badania jakości wód ze Zdroju Głównego w Krzeszowicach prowadzone są przez Katedrę Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej AGH od 2002 roku. Próbki pobierane są w odstępach miesięcznych. Składniki chemiczne (17 składników) oznaczane są w laboratorium KHGI metodą ICP-AES (PN-EN ISO 11885:2001), natomiast H2S oznaczany jest w akredytowanym laboratorium Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Krakowie, zgodnie z normąPN-C-04566.03:1982. W okresie od 31.01.2004 do 31.03.2008 pobrano ogółem 51 próbek. Ocenę stabilności składu chemicznego wód ze Zdroju Głównego w Krzeszowicach przeprowadzono dla trzech składników głównych, decydujących o typie hydrogeochemicznym: S04/2-, Ca2+, Mg2+ oraz składnika swoistego - siarkowodoru (H2S). Do identyfikacji obserwacji odstających zastosowano wykresy skrzynkowe. W celu weryfikacji rozkładu opisującego dane wykorzystano test Shapiro-Wilka. Ocenę stabilności oznaczeń przeprowadzono z wykorzystaniem metody kart kontrolnych (Szczepańska, Kmiecik,1998, 2005). Z przeprowadzonej analizy uzyskano następujące wnioski: stężenia głównych składników: SO4/2-, Ca2+ i Mg2+ w wodach ze Zdroju Głównego w Krzeszowicach mieszczą się w przedziale x+=2delta a zatem należy je uznać za stabilne; składniki te wpływają na typ hydrogeochemiczny wody - ich stężenia stanowią więcej niż 20% mval; stwierdzono rosnący trend wartości stężeń siarkowodoru w czasie, jednak na podstawie analizy przeprowadzonej z wykorzystaniem programu GWSTAT stwierdzono, że z prawdopodobieństwem 95% nie jest on statystycznie istotny.

EN

Zdrój Główny in Krzeszowice intakes sulfide waters from Miocene deposit. Exploitation of this intake has run since the 1780. Water from Zdrój Główny is being used only for balneological treatment. Since the 2002 Department of Hydrogeology and Geology Engineering (AGH - University of Science and Technology) has led up continuous monitoring of its water quality. Average interval between consecutive samplings was ca. one month. Samples were filtered through membrane filter (0.45 micro/m) and transported to laboratory. Chemical analyses of 17 elements were performed with ICP-AES method (PN-EN ISO 11885:2001) and H2S determination were performed in the accredited laboratory according to norm PN-C-04566.03:1982. Between January 2004 and March 2008 51 samples were collected. The assessment of stability was performed for components, which influence on the hydrogeochemical type of water: SO4/2- , Ca2+, Mg2+ and H2S (RMZ, 2006). To identify and reject outliers there were used Box-and-Whisker Plots. Verification of data distribution was made on the base of results from the Shapiro-Wilk Test. Control charts (Szczepańska, Kmiecik, 1998, 2005) were used to assess the stability of examined components. On the basis of this analysis the following information was derived: the content of SO4/2- , Ca2+ and Mg2+ in water from Zdrój Główny in Krzeszowice is stable (most of values are in range x- 2delta x+ 2delta); SO4/2-, Ca2+, Mg2+ influences on the hydrogeochemical type of water (their content is greater than 20% mval); the upward trend for H2S was detected, however detailed analysis with GWstat programme showed, that this trend is statisticaly non-significant (for 95% confidence level).