1 / 30

Environmentálne riziká tvorby kyslých banských vôd

Environmentálne riziká tvorby kyslých banských vôd . Otília Lintnerová PRIF UK, Bratislava Banská Bystrica 09. Ložiská s obsahom sulfidov a tvorba AMD. Vody s nízkym pH Vody s vysokým obsah sulfátov a kovov

shawn
Download Presentation

Environmentálne riziká tvorby kyslých banských vôd

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Environmentálne riziká tvorby kyslých banských vôd Otília Lintnerová PRIF UK, Bratislava Banská Bystrica 09

  2. Ložiská s obsahom sulfidov a tvorba AMD Vody s nízkym pH Vody s vysokým obsah sulfátov a kovov vysoká mobilizácia Fe a tvorba okrových zrazenín Interakcia kyslej vody s prostredím/okolím : Mobilizácia ťažkých toxických prvkov - kovov, vylúhovanie prvkov z hornín (Al) alebo živín z pôd a i. Nepriaznivé fyziologické účinky na subakvatické organizmy, vplyv na vegetáciu a deštrukcia pôd....

  3. Oxidácia pyritu a ostatných sulfidov • oxidácia pyritu – uvoľňovanie kyselín • FeS2(S) + (15/4)0 2 (AQ) + (7/2) H2O(L) = Fe(OH) 3(S) + 2 H2SO4(L) • Sulfidy iných kovov ako Fe (iné ako pyrit) nemusia nevyhnutne zvyšovať kyslosť vody počas oxidácii, ale budú uvoľňovať kovy do roztokov: • sfalerit : ZnS(s) + 2O2(aq) → Zn2+ + SO42- • galenit : PbS(s) + 2O2(aq) → Pb2+ + SO42- • millerit NiS(s) + 2O2(aq) → Ni2+ + SO42- • greenockit CdS(s) + 2O2(aq) → Cd2+ + SO42- • covellit CuS(s) + 2O2(aq) → Cu2+ + SO42- • chalkopyrit CuFeS2(s) + 2O2(aq) → Cu2+ + Fe2+ + 2 SO42-

  4. Sumárna rovnica oxidácie pyriru Oxidačné činidlo : kyslík FeS2(S) + (15/4)0 2 (AQ) + (7/2) H2O(L) = Fe(OH) 3(S) + 2 H2SO4(L) Produkty : hydroxid železitý a kyselina sírová Anorganický oxidačný mechanizmus Rýchlosť oxidácia sulfidu anorganickou cestou je limitovaná difúzia vzdušného kyslíka k povrchu sulfidu kinetikou Fe3+/Fe2+ reakcie : najpomalší krok určuje rýchlosť celej reakcie, a preto je veľmi významný pre oxidáciu pyritu 3. Keď pH klesne pod 4,5, Fe3+ sa stane viacej rozpustné a začne pôsobiť ako oxidačné činidlo a pod pH 3 je to jediný dôležitý oxidant pyritu.

  5. Thiobacillus ferrooxidans - bakteriálna katalýza • Baktérie Thiobacillus ferrooxidans zvyšujú rýchlosť oxidácie Fe2+ na Fe3+ o 5 – 6 rádov. Tento vzrast rýchlosti je o niečo vyšší ako je rýchlosť oxidácia pyritu Fe3+iónmi. • To znamená, že bakteriálna katalýza zabezpečuje dostatok Fe3+- oxidačného činidla, čím sa docieli rýchly priebeh celkovej oxidácia pyritu • FeS2 + 7/2O2 + H2O  FeSO4 + H2SO4 H = - 1440 KJ.mol-1 • katalyzátor Th. ferrooxidans • 2. 2FeSO4 + H2SO4 + 1/2O2 Fe2(SO4)3 + H2O H = - 102 KJ.mol-1 • 3.   FeS2 + Fe 2(SO4)3 + 2H2O + 3O2 3FeSO4 + 2H2SO4 Produkcia tepla

  6. Aeróbne baktérie potrebujú kyslík pre dýchanie, hoci niektoré baktérie sú schopné použiť alternatívny elektrónový akceptor namiesto kyslíka: získavajú ho z rozpustených NO3-, NO2-, alebo Fe3+) Ekologické podmienky : Teplota, živiny, spoločenstvo iných baktérií

  7. sekundárne minerály na povrchu oxidovaných kryštálov FeS (Th. ferrooxidans)

  8. Kde sa kyslé vody tvoria ?

  9. Neutralizácia AMD Spotreba vznikajúcej kyslosti : množstvo a rýchlosť tvorby Dôležité neutralizačné reakcie: Neutralizačné rozpúšťanie karbonátov – kalcitu, dolomitu (ale nie ankerit, siderit ) Neutralizačné rozpúšťanie oxyhydroxidov Fe Neutralizačné rozpúšťanie silikátov Kinetika pocesov – ako rýchlo prebehne reakcia oxidácie a neutralizačného rozpúšťania

  10. profil ložiskom Smolník ( prevzaté z Bartalský 1993)

  11. Ťažba ložísk : faktor ktorý zásadne mení rýchlosť a intenzitu zvetrávacích – exogénnych procesov v ložisku Cicmanová (1999) upravené

  12. Ťažba pyritu – surovina na síru – kyselinu sírovú

  13. Štúdie : Jaško et al., 1996, 1998, Šucha et al., 1996, Rojkovič et al., 2003

  14. Sútok Smolnícky potok–Hnilec

  15. Stav 2002-2004 Množstvá vody : hydrologické podmienky objem vody z bane – relatívne stabilné množstvo

  16. Transport látok - pred sútokom s Hnilcom priemerný prietok - 1 m3/s (5 m3/s) priemerný obsah suspenzií - 30mg/l priemerné zloženie suspenzií - 10.79 % Fe, 0.136 % Cu a 0.055 % Zn, potok transportuje v dolnom toku denne 2590 kg suspenzií obsahujúcich 280 kgFe, 3.54 kg Cu a 1.44 kg Zn. a zároveň 238.5 kg Fe, 13.05 Zn a 1.99 kg Cu v rozpustenej forme (na základe analýz vôd)

  17. Šobov – Banská Štiavnica: ložisko kremencov a pyritom

  18. Šucha et al. 1995, 1996, 2000

  19. Banská Štiavnica : Malé ložiská, nízkosulfidické odkaliská

  20. Vysokosulfidické odkaliská – viac ako 50 % pyritu/sulfidov

  21. AMD : kyslé banské vody

More Related