Wypłukiwanie metali ciężkich (Fe, Zn i Ni) ze skał przywęglowych

The majority of heat and energy delivered to Polish houses derive from coal combustion. The exploitation of underground resources is connected with excavation of huge quantities of metal-rich waste rocks. These metals may be released to the environment and contribute to the pollution of water and soil systems which is dangerous for biota and human health. The mobility and bioavailability of metals depend on their chemical form. In present work, we determined geochemical speciation of Fe, Ni and Zn in samples of waste rocks from five coal mines from both USCB and LCB. The most abundant metal in easily-extractable phases (water-soluble, exchangeable, acid-soluble) was Zn (MFZn = 24.4÷53.4) followed by Ni (MFNi = 5.1÷19.2) and Fe (MFFe = 0.2÷3.6). The mobility of Fe was similar in rocks originating from both coal basins (K-W, p = 0.2253), Ni was higher in LCB whereas Zn in USCB rocks (K-W, p < 0.05). It was also found that during first years of storage and exposure to natural weathering, only a small portion of metals was released to the environment as the total concentrations and fractionation of Fe, Ni and Zn were similar in fresh and weathered coal waste rocks from Wesola and Murcki coal mines, up to 3 and 15 years of weathering, respectively.Większość ciepła i energii dostarczanej do polskich domostw pochodzi ze spalania węgla kamiennego. Podziemna eksploatacja tego surowca związana jest z wydobyciem na powierzchnię dużych ilości bogatych w metale skał przywęglowych. Metale te mogą zostać uwolnione do środowiska, przyczyniając się tym samym do zanieczyszczenia gleby i wody, które jest niebezpieczne dla organizmów żywych i zdrowia ludzi. Mobilność i biodostępność metali zależy od ich chemicznej postaci. W bieżącej pracy przedstawiono wyniki geochemicznej specjacji Fe, Ni oraz Zn w próbkach odpadowych skał przywęglowych z pięciu kopalni GZW i LZW. Wykazano, że w łatwo wypłukiwanej formie (wodno-rozpuszczalnej, wymiennej, kwaso-rozpuszczalnej) największe stężenia osiągał Zn (MFZn = 24,4÷53,4), następnie Ni (MFNi = 5,1÷19,2) i Fe (MFFe = 0,2÷3,6). Mobilność Fe była porównywalna w skałach pochodzących z obu Zagłębi (K-W, p = 0,2253), Ni większa z LCB, natomiast Zn z USCB (K-W, p < 0,05). Przeprowadzone badania wskazują, że przez pierwsze lata składowania jedynie niewielka część metali zostaje uwolniona do środowiska, ponieważ zarówno stężenia całkowite, jak i specjacja Fe, Ni i Zn były podobne w świeżych i zwietrzałych skałach kopalni Wesoła i Murcki (odpowiednio do 3 i 15 lat wietrzenia)