Trendy v remediačných technológiách – čistenie

banských vôd, AMD

Otília Lintnerová

Prif. UK

Katedra ložiskovej geológie

Zásadné polutanty a dopady banského prostredia

Rozpustené kovy Koloidné a suspendované kovy Zmeny pH Kyanidy

priame problémy s kvalitou vody

Preventívne technológie

solídne vedecké poznatky o procesoch cenovo prijateľné postupy („lacné “ a

efektívne) využívanie vhodných surovín a odpadov využívanie biotechnológií minimálna tvorba ďalších odpadov dlhodobé pôsobenie

AMD: Stratégie čistenia

Chemické -– neutralizácia riedením a pridávaním neutralizačných látok , vyzrážanie pevných fáz s využívaním procesov sorbcie - aktívne čistenie vody

Biologické - pasívne systémy – redukcia organickou hmotou a redukujúcimi baktériami a používanie látok na zabránenie bakteriálnej redukcii (bakteriocidy organické a anorganické)

Kombinácia s rôznymi fyzikálnymi princípmi

BAT – preventívne techniky – AMD odkaliská

Ciel kontroly Technika

Odstránenie sulfiov alebo ich izolácia

Ošetrenie a zmena podmienok v odkalisku/v halde

Vylúčenie vody subaerické prekrytie

-pôdny alebo sysntetický koberec -

Vylúčenie kyslíka subakvatické uloženie (pod hladinu vody, pôda a syntetické membrány)

zvyšovanie pH pridávanie alkalických aditív (karbonáty, vápno/fosfáty/silikáty)

riadenie aktivity baktérií (mikroorganizmov )

pridávanie bakteriocidov (anionové povrchové látky, organické kyseliny

AMD:

SmolníkŠobov

Suché prekrytie Profil vrstva primárna funkcia použitý materiál význam/

A povrchová

vrstva

podporuje rast vegetácie a evapotranspiráciu

povrchová humusová pôda,

geotextílie

zabraňuje erózii, vodnej a veternej

B Ochranná

vrstva

zachytáva vodu, ochraňuje C pred prenikaním koreňov, humusu, zvierat, D pred presakovaním a premrzaním

zmiešaná pôda ochranná vrstva, môže byť jedna pôdna vrstva (A+B)

C drenážna

vrstva

drénuje infiltrujúcu vodu, zabraňuje strate vlhkosti z D, tým že bráni kapilárnemu vzlínaniu, zabezpečuje stbilitu

Piesok, štrk, geotextília, geonets

filter musí mal by byť položený na vrchnú časť C

D bariéra minimalizuje prenikaniu vody a vzduchu do odpadu

kompaktná ílová vrtva, geomembrány, geosyntetické íly

aby bola efektívna, musí byť udržovaná v nasýtenom stave

E podporná podporuje vrchné vrstvy, bráni kapilárnemu vzlínaniu

štrk, inertný odpad, hornina

F kal – kontaminov. zemina

Nové trendy - „čistenie“ banskej kontaminácie pasívnymi systémami

Výhody

Účinnosť pre rôzne typy - banské dielo, banské odpady – znečistené vody a pevné odpady a iné špecifické znečistenie

Špecifické požiadavky (Fe, Mn, Al – oxidy, + rôznorodé kovy, sírany, kyanidy a i.)

Dlhodobé účinky bane na prostredie - dlhodobá účinnosť pasívnych systémov

Veľké objemy a/alebo nerovnomerné pôsobenie Minimálna tvorba sekundárnych odpadov

nevýhoda - komplikovaný postup Laboratórny výskum Pilotný projekt Aplikácia v teréne – inštalácia

komplexné informácie o lokalite/prostredí potrebné zohladniť (zakonponovať) do projektu pred inštaláciou technológie

(aj pri klasických postupoch)

Údržba a obnova

výhodne/nevýhodné ?! (je to lacné ?)

5- ty rámcový program EU do roku 2003

Laboratórne štúdium kľúčových procesov

Systém podpovrchovej bariéry pre ošetrenie kyslých bansých vôd (Subsurface Barrier System for the Treatment of AMD)

Sorpcia a povrchové procesy

(Sorption and surface proceses) Interakcia mikroorganizmov s ťažkými kovmi v pôdach a

odpadoch a ich potenciálne použitie pre remediáciu pôd a rekultiváciu poškodených banských pôd

(Microbial interaction with heavy metals in soil and waste – potential use for soil remdiation and reclamation of mine waste soils

(R. Herbert, M. Ledin, L. Lorgren, 1998-2003)

Znalosť problematiky – vedecký prínos

1. Kritický význam rastlín pre dosiahnutie nízkej Fe koncetrácii v aerobickom systéme, bol demonštrovaný spolu s pochopením vplyvu rastúceho obsahu protónov a aktivity kovov na rastliny

2. Nízka cena materiálov na zachytenie kyslosti – syntetické zeolity,kausutcké magnézium, organická hmota, zelená odpadová hmota – podpora bakteriálnej činnosti

3. Oxidačno-redukčný systém pre čistenie banským vôd s vysokým obsahom arzénu, As-oxidačné baktérie sa mali osobitne skúmať

4. Bolo tiež sledované

- bezpečné a pasívne odstraňovanie reziduálnych kyanidov zo zlatých odaklísk s použitím kompostových wetlandových systémov, ktoré tiež zachytávajú reziduálnu Cu.

- zachytávanie kyanidov do komplexov a deštrukcia = degradácia kyanidov

Postupnosť a prepojenie informácii pred zavedení /terénnym overovaním

Potrebné informácie o podmienkach na mieste

Meranie šírenia znečistenia (povrchové, podzemné)

Hydrogeochemické hodnotenie vzoriek, vzorkovanie na mieste, v laboratóriu

Zhodnotenie vlastností miesta Vlastnosti (fyzikálne, hydraulické a

i.) podložia, zemín, (metódy –meranie povrchové, vrty a i)

Topografia Kategorizovanie kontaminácie

miesta/územia

Použitý princíp pasívneho čistenia

Aerácia Usadzovacia nádrž (lagúna) Aeróbny močiar (wetland) SCOOFI reaktor (surface-

catalysed oxidation of ferrous iron)

Anoxická alebo oxická vápencová drenáž

kompostový „wetland“ Redukčný a alkalizačný

systém Priepustná reaktívna bariéra

Aerácia

Aeróbny močiar

Reaktívna bariéra : využitie vhodného materiálu na konštrukciu ovplyvňuje životnosť bariéry

Sedimentačná lagúna –modelový výpočet

parametrov

Mechanizmus odstraňovania kovov

formovanie sulfidov kovov

formovanie a vyzrážanie hydroxidov Fe

priama sorbcia na živé rastliny

organické komplexotvorné reakcie

katiónová výmena na miestach so záporným nábojom

Banská Štiavnica - Šobov

Pasívny systém na Šobove

Výsledky pilotného projektu

Schéma systému na Smolníku

Zhrnutie

doposiaľ pomerne malé skúsenosti s činnosťou a prevádzkovaním pasívnych systémov pre banské odpady

poznatky z pilotných programov, ktoré trvali len niekoľko mesiacov

kombinácia aktívnych a pasívnych častí systémov čistenia kalov, vôd

Maďarsko, 2005