Vazba a mobilita arzenu v historických důlních odpadech

Abstract

Na celém světě se nachází nespočetné množství historických důlních hald s vysokými koncentracemi zdraví škodlivých prvků. Mineralogické složení důlních odpadů zásadní měrou ovlivňuje uvolňování a migraci těchto prvků do okolí, kde mohou způsobovat environmentální problémy. Cílem této diplomové práce je poznat vazbu a mobilitu arzenu ve stejně starých důlních haldových materiálech na ložiskách Jedová jáma u Vejprt a Dlouhá Ves u Havlíčkova Brodu. Pro účely tohoto výzkumu byly na obou lokalitách odebrány vzorky důlního haldového materiálu a jejich pórových vod. Pevné vzorky byly charakterizovány celou řadou mineralogických (XRF, RTG, SEM-WDS a Ramanovská mikrospektrometrie) a geochemických (sekvenční extrakce) metod. Kapalné vzorky byly analyzovány na hlavní kationty a stopové prvky (IPC-MS), anionty (HPLC) a specie železa (spektrofotometrie Fe3+ /Fetot). Z výsledků vyplývá, že primárním zdrojem As v haldovém materiálu na obou lokalitách byl arzenopyrit. Arzen se na lokalitě Jedová jáma váže zejména do amorfních Fe arzeničnanů (HFA). Dalšími významnými As nositeli zde jsou krystalický skorodit a Fe (hydr)oxidy (max. 3,2 hm. % As2O5 v hematitu). V Dlouhé Vsi dochází díky zvětrávání velkého množství sulfidů (sfalerit, chalkopyrit, galenit, pyrit a pyrhotin) k vytvoření velmi kyselých podmínek (pH ~...

There are many locations with historical mining wastes around the world that contain high concentrations of pollutants and harmful elements. Mineralogical composition of those wastes has a major impact on release and later migration of dangerous elements into surrounding environments, resulting in potential environmental risk. Goal of this master thesis is to characterize mobility and major sinks of arsenic in 50-years-old mining waste materials at Jedová mine near Vejprty and Dlouhá Ves mine near Havlíčkův Brod. For this purpose, solid waste and pore water samples were collected from both mining waste dumps. Solid samples were analysed by mineralogical (XRF, XRD, SEM-WDS and Raman microspectroscopy) and geochemical (sequential extraction) methods, while pore water samples were analysed using IPC-MS (cations), HPLC (anions) and spectrophotometry (Fe3+/Fetot species). Arsenopyrite is the primary source of As at both localities. In the mining waste at Jedová jáma mine, As precipitates predominantly as amorphous ferric arsenate (HFA) and is also accumulated in scorodite and Fe (hydr)oxide (up to 3.2 wt.% of As2O5). In Dlouhá Ves, due to weathering of large amount of sulphides (sphalerite, chalcopyrite, galena, pyrite and pyrrhotite), acidic conditions prevail (pH ~ 2.7). Under this pH, the major part...