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

górnictwo węgla kamiennego, nieczynne hałdy górnicze, odpady, rtęć, siarka, zawartość całkowita, forma wymywalna

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.