Posouzení hydrochemických rizik vodních útvarů povrchových vod vzniklých v důsledku báňské činnosti a návrh jejich eliminace Ing. Marek Baxa, Ph.D. Ing. Lenka Kröpfelová, Ph.D. Prof. Ing. Jan Vymazal, CSc.
Metodika Rozdělení malých vodních ploch dle jejich vzniku A. Rekultivační vodní nádrže B. Vodní plochy vzniklé na neupraveném výsypkovém povrchu C. Vodní plochy vzniklé samovolně v rekultivovaném území D. Vodní plochy vzniklé při patě výsypky
Metodika 24 vodních nádrží A1 až D6 situovaných na hnědouhelných výsypkách v Ústeckém kraji na území okresů Chomutov, Most, Teplice a Ústí nad Labem Odběry vzorků březen až prosinec 2017 Naměřené hodnoty porovnány s limity NV č. 401/2015 Sb. a ČSN 75 7221 Kategorizace nádrží dle stáří, velikosti nádrže a dle převládající hloubky Statistické zpracování výsledků Ukazatel Všeobecné ukazatele Mikrobiologické ukazatele Vybrané prioritní látky Vybrané specifické znečišťující látky Doplňkové chemické ukazatele Biologické ukazatele Parametry t, ph, O 2, BSK 5, CHSK Cr, TOC, Pcelk., Ncelk., N-NO 3-, N-NO 2-, N-NH 4+, RL105, RL550, NL105, Cl -, SO 4 2-, Mg, Ca ECOLI, ENT, FC Cd-rozp., Ni-rozp., Pb-rozp., Hg-rozp. Sb, As, Ba, Be, B, Sn, Al, Cr, Co, Mn, Cu, Mo, Se, Ag, V, Zn, Fe, Suma-PAU, Suma-PCB, Uhlovodíky C10-C40 vodivost, Na, K, P-PO 4 3-, KNK-4,5, KNK-8,3, ZNK-4,5, ZNK-8,3 chlorofyl-a, zooplankton, fytoplankton, makrozoobentos
Definování potenciálních rizik ohrožujících kvalitu vody ve vodních nádržích A1 D6 Eutrofizace Rybářské využití Zazemnění mělkých nádrží Změna chemismu vod Rekreace Specifické polutanty Metodika Fytoplankton s ohledem na rozvoj sinic
A3 C1 C3 D4 D5 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 C h l a ( g / l ) Eutrofizace 3 0 0 H y p e r t r o f i e 2 0 0 E u t r o f i e M e z o - o l i g o t r o f i e 1 0 0 0 L o k a l i t a
m g g / / l l / l Eutrofizace 3 0 13. 05 0 2 0 1. 00 T N C HP l a Obecně lze říci, že eutrofizace jde ruku v ruce se stářím nádrže. Na souboru dat se tento mechanismus, prozatím, nepotvrdil. 0 1. 0 50 0. 0 0 d o 1 0 l e t d o 1 0 l e t d o 1 0 l e t 1 0-2 0 l e t 1 0-2 0 l e t 1 0-2 0 l e t n a d 2 0 l e t n a d 2 0 l e t n a d 2 0 l e t S St át ář ří í n ná ád r rž že
A 1 A 2 A 3 A A4 4 A 5 A 6 B 1 B 2 B B3 3 B 4 B 5 B 6 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 m g / l Rybářské využití a postupné zazemňování nádrží N L 1 0 0 5 0 20 (limit NV 401/2015 Sb.) 2 ( l 0 L o k a l i t a
A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 m g / l m g / l Změna chemismu vod R L ( 1 0 5 ) 5 0 0 0 S O 4 2-4 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 ( l i m i t N V 4 0 1 / 2 0 1 5 S b. ) 0 L o k a l i t a d o 1 0 l e t 1 0-2 0 l e t n a d 2 0 l e t 2. odborná konference S tprojektu á ř í Vita-min, n á d r ž e
Závěry o o o o Potenciální hydrochemická rizika ohrožující kvalitu vody ve vybraných vodních nádrží jsou spojená převážně s eutrofizací, rybářským využitím, zazemněním mělkých nádrží, se změnou chemismu vod v povodí, výskytem toxických sinic a rekreačním využití krajiny. Jednotlivá rizika jsou detailně popsána ve zprávě. Dle dostupných dat nebyl zaznamenán prokazatelný rozdíl v kvalitě vody mezi jednotlivými typy nádrží (A až D). V roce 2017 měly sledované vodní nádrže převážně oligo až mezotrofní charakter. o Důležitá role z hlediska vodního režimu v krajině.
Závěry
Možnosti čištění Důlní drenážní vody obsahují většinou vysoké koncentrace železa, manganu, hliníku, síranů a ve většině případů mají velmi nízké ph, což je důsledek oxidace pyritu (FeS 2 ) a následného kontaktu s vodou. FeS 2 + 7/2 O 2 + H 2 O Fe 2+ + 2 SO 4 2- + 2H + Fe 2+ + 1/4 O 2 + H + Fe 3+ + ½ H 2 O Fe 3+ + 3 H 2 O Fe(OH) 3 + 3H + FeS 2 + 14 Fe 3+ + 8 H 2 O 15 Fe 2+ + 2 SO 4 2- + 16 H + Koncentrace hlavních polutantů velmi kolísají v drenážních a výsypkových vodách: Fe: do 50 g/l Mn: do 240 mg/l Al: do 4 g/l SO 2-4 : do 115 g/l ph: až 1.0
Metody čištění důlních a výsypkových vod Abiotické: aktivní systémy: aerace, přídavek neutralizačních činidel pasivní systémy: anoxické vápencové drenáže (ALD anoxic limestone drainage) Biotické: aktivní systémy : sulfidogenní bioraktory pasivní systémy : aerobní mokřady (anerobní) mokřady s přídavkem kompostu propustné reaktivní bariéry (PRB permeable reactive barriers) kompaktní bioreaktory pro oxidaci železa systémy produkující alkalitu (RAPS- reducing and alkalinity producing systems nebo SAPS - successive alkalinity producing systems)
Návrh pasivního čištění drenážních důlních vod (Favas et al., 2016). A. pohled shora, B. boční pohled C. detail of ALD. Místo SAPS (systém produkující alkalitu) může být použit jen anaerobní mokřad (pouze např. koňský hnůj, kompost)
Umělý mokřad Lick Run, Ohio, USA aerobní mokřad osázený Typha latifolia. Čištění drenážních vod v Hope Pit ve Velké Británii vyrovnávací nádrž (vlevo) a umělý mokřad s volnou vodní hladinou (vpravo).
Děkuji za pozornost.
Děkuji za pozornost.
Chomutov Most Kadaň
1 Uspořádání bodů Směrodatná odchylka Průměr 0,9 0,8; 0,8 0,7; 0,7; 0,7; 0,7 0,6; 0,6; 0,6; 0,6; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5 0,4; 0,4; 0,4; 0,4 0,3; 0,3; 0,3 0,2; 0,2 0,1
A3
A4
B3
C1
C3
D4
D5