A Gyöngyösoroszi Pb-Zn Bánya által okozott környezetszennyezés kockázatfelmérés és remediáció Esettanulmány, 1. rész

Átírás

1 A Gyöngyösoroszi Pb-Zn Bánya által okozott környezetszennyezés kockázatfelmérés és remediáció Esettanulmány, 1. rész Dr. Feigl Viktória, Vaszita Emese, Dr. Gruiz Katalin BME, Vegyipari és biomérnöki műveletek,

2 Gyöngyösoroszi felhagyott ércbánya

3 Gyöngyösoroszi bányászat története 18. század - Au, Ag bányászat 19. század - Pb, Ag bányászat 1949-től aktív Pb, Zn bányászat, flotációs üzem és meddőhányó építése 1970-es évek végére veszteségessé vált 1986 bányászat felhagyása 2003-tól bányabezárás, terület rekultivációja

4 Kockázat felmérése

5 Főbb objektumok és szennyezőforrások a Toka patak északi vízgyűjtőjében Toka patak Altárói bányabejárat Bányavíztisztító mű Ércszállítási útvonal Bányavíztisztítási (vörös)iszap tározó Bányameddőhányók N Toka patak Ipari víztározó Flotációs meddőhányó Flotációs üzem Toka patak Mezőgazdasági víztározó Mezőgazdasági terület

6 1. lépés Szennyezőforrások azonosítása Elsődleges szennyezőforrások Másodlagos szennyezőforrások kémiai időzített bomba Pontszerű Diffúz

7 Elsődleges szennyezőforrások: Pontszerű szennyezőforrások: Bányameddőhányók Új Károly táró meddőhányója Felszínen lefolyó víz okozta erózió meddő szétszóródása savas csurgalék képződése fémkioldás leülepedés Erdei út patak

8 Bányameddőhányók Mine waste and soil Minimum metal concentration of mine wastes Maximum metal concentration of mine wastes Typical forest soils average in the Northern Toka catchment HU Environmental Quality Criteria for soil (B)* As Total metal concentration (Aqua Regia extract) mg/kg Cd Cu Pb Zn Felszínen lefolyó víz okozta erózió és a víz terjedési útvonala Patakmeder meddőhányó alatt

9 Toka patak Toka patak folyásiránya Savas csurgalék és a szállított üledék Toka patak vizének fémtartalma több éves átlag alapján: As: 50 μg/l Cd: 2 μg/l Pb: 30 μg/l Zn: 800 μg/l Hatás alapú terület specifikus határérték nem érzékeny vízhasználatra : As: 10 μg/l Cd: 0,2 μg/l Pb: 10 μg/l Zn: 100 μg/l

10 Területen gyűjtött ásvány

11 Területen gyűjtött ásvány

12 Flotációs üzem Flotációs üzem reagensek adagolása, őrlés Flotációs üzem Zúzda Szállítási útvonal vége

13 Pontszerű szennyezőforrás Flotációs meddőhányó Ülepítő tó Befelé haladva épített gát Flotációs meddőhányó mélyégi szelvénye Ülepítő tó Leülepedett flotációs meddő

14 Pontszerű szennyezőforrás Bányavíz Altárói bányabejárat Kezeletlen savas bányavíz

15 Bányavíztisztító üzem területe savas bányavíz semlegesítése Mész adagolás a bányavízbe Savas bányavíz meszezés előtt

16 Pontszerű szennyezőforrás Bányavíztisztítási iszap tározója

17 Másodlagos szennyezőforrások: Bányameddőhányókból eredő diffúz szennyezettség Patakmeder néhány 100 méterre a meddőhányótól

18 Bányászati eredetű diffúz szennyezőforrások - nagy területet érint Szétszórt meddőanyag az erdőben Szétszórt meddőanyag az erdőben diffúz szennyezettség

19 Ércdarabok a szállítási útvonalon Ércszállítási útvonal (kisvasúton) Altáró és Flotációs üzem között diffúzan szennyezett terület Kiömlött ércdarabok a szállítási útvonalon

20 Pontszerű szennyezőforrás: Ipari víztározó (flotációs üzemhez ipari víz)

21 Mezőgazdasági víztározó a falu alatt

22 Ipari víztározóból származó üledék mélységi szelvénye (2001)

23 Toka-patak áradása

24 Patakmeder Gyöngyösorosziban áradás után (1996)

25 Mezőgazdasági terület az áradás után (1996)

26 Patakmeder Gyöngyösoroszi alatt a mezőgazdasági területen Sárgás színű meddőkőzet

27 Mezőgazdasági terület a falu alatt Gyöngyösoroszi Mátra Toka-patak felöli oldal

28 Szennyezett növények és állatok Gombák a Gyöngyösoroszi erdőben

29 Mintavételezés és analízis Patak vízminőségének vizsgálata

30 Fúrt minta vétele a Flotációs meddőhányón

31 Fémszennyezettség felmérése hordozható XRF készülékkel

32 Mintavétel meddőanyagokból és talajból

33 Kiskertek: talaj és növénymintavétel

34 Növényminták

35 Probléma ismertetése: Toka északi vízgyűjtője Szennyezőforrások: diffúz és pontszerű (bányameddőhányók) Szennyezőanyagok: Cd, Zn, Pb, (As) szulfidércekből Folyamatok: erózió meddőkőzet mállása és fémek eső általi kilúgzása biológiai kioldással párosul (bioleaching) savas környezet fémmel telített savas csurgalék megoszlás Domináns kockázat: felszíni víz fémtartalma Szennyezőanyag transzport: felszínen lefolyó víz

36 Toka-patak vízgyűjtőjének térinformatikai eszközökkel (GIS) történt modellezése Digitális terepmodell Összegyülekezési térkép

37 As, Pb, Zn eloszlása a talajban a Toka patak mentén

38 A Gyöngyösoroszi Pb-Zn Bánya által okozott környezetszennyezés kockázatfelmérés és remediáció Esettanulmány, 2. rész Dr. Feigl Viktória, Dr. Gruiz Katalin BME, Vegyipari és biomérnöki műveletek,

39 Kockázat csökkentése

40 Korlátozások A tározókban fürdés és az öntözés megtiltása Legszennyezettebb mezőgazdasági területek termelés alól való kivonása Gumós, leveles növények termesztésének visszaszorítása, pl. bogyós növényekkel történő helyettesítéssel

41 Remediációs terv - Gyöngyösoroszi Bánya szakszerű bezárása Pontforrások: eltávolítás és kezelés Pontforrások eltávolítása után visszamaradt szennyezettség Diffúz szennyezettség Kémiaival kombinált fitostabilizáció

42 Bánya bezárása

43 A bánya bezárásán dolgozó bányászok

44 Pontforrások kezelése Hagyományos építőmérnöki és hulladékmenedzsment technológiák Kiásás, eltávolítás és a flotációs meddőhányón történő elhelyezés Bányászati meddőkupacok Víztározók üledéke Patak menti kb. 2 m-es legszennyezettebb sáv Izolálás, letakarás Flotációs meddőhányó Vízkezelés és víztisztítási csapadék tárolása izolált lerakón Meszezéssel semlegesített bányavíz és a keletkező csapadék

45 Pontszerű szennyezőforrás: Ipari víztározó (flotációs üzemhez ipari víz) áprilisi állapot évi állapot Remediáció: vízleeresztés, meder kotrás, üledék elszállítása 2012-es állapot

46 Ipari víztározó remediációja Az elterelt Toka-patak Pontforrások kitermelt anyagának szállítása a flotációs meddőhányóra

47 Víztározók és a patakmeder remediációja Kisebb víztározók remediációja és a szennyezett patakmeder rendezése A mezőgazdasági víztározó leeresztve

48 Altáró üzemudvar felülnézetből

49 Pontszerű szennyezőforrások eltávolítása Bányavíztisztítási iszap tározója július április

50 Új csapadéktároló Megfelelően izolált tározó a bányavíz semlegesítésekor keletkező csapadék számára Meszezés

51 Flotációs meddőhányó felülnézetből

52 Biológiai technológiák fémmel szennyezett talajok kezelésére Ni hiperakkumulátor Sebertia acuminata Fitoremediáció (növényekkel) Fitoextrakció Fitostabilizáció Bioremediáció (mikroorganizmusokkal) Biológiai kioldás Biológiai kicsapás Acid Mine Drainage Az Almásfüzitői vörösiszap tározó felületének fitostabilizációja Biológiai kioldás prizmákban Shewanella oneidensis által immobilizált uránium

53 Kémiaival kombinál fitostabilizáció Kémiai stabilizálószer Tápanyag

54 Hatékony kémiai stabilizálószer Hatására csökken: Fémek mobilitása és oldhatósága víz általi transzport környezeti kockázat Növények számára hozzáférhető fémtartalom elősegíti megtelepedésüket és növekedésüket egészségesebb növények, nagyobb biomassza Hatását hosszú távon megőrzi Hozzáadás a növények telepítése előtt

55 Fitostabilizációra alkalmas növények Fémtoleráns Kis fémakkumuláció a föld feletti részekben csökken a táplálékláncba jutó fémmennyiség Növelik a talaj komplexitását és humusz-tartalmát csökken a fémek kimosódása Csökkentik a víz és szél általi eróziót A fémek transzportja minden lehetséges útvonalon csökken

56 Bányabérci meddőhányó

57 Bányabérci meddőhányó

58 Fémszennyezettség Összes fémtartalom a szennyezett mezőgazdasági talajokban és bányameddőben (mg/kg) As Cd Cu Pb Zn talaj ,1 11, meddő ,9 22, Határérték talajra* 15 1, *6/2009 (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendelet Összes Cd és Zn 11 16%-a vízoldható Összes Cd és Zn 17 34%-a acetáttal extrahálható (ph=4.6)

59 Szabadföldi parcellák kialakítása

60 Szabadföldi parcellák

61 Vízgyűjtés

62 Szabadföldi kísérletek bányabérci meddővel A parcellákon átfolyó vizek Cd és Zn tartalma Kezelés Cd Zn ph Kezeletlen (µg/l) ,9 Pernye (µg/l) ,1 Pernye + mész (µg/l) ,2 Határérték felszín alatti vízre Pernye (%-os csökkenés) 68,8 65,9 Pernye + mész (%-os csökk.) 98,5 99,7

63 Kezelés hatása a fű növekedésére 0,16 ppm Cd (Hat.é.=1 ppm) 58 ppm Zn (Hat.é.=100 ppm) Élelmiszerekre és takarmányokra vonatkozó határérték 44/2003. (IV.26.) FVM rendelet és 17/1999. (VI. 16.) EüM rendelet

64 Sorghum fajok növekedése Seprőcirok Július Szeptember 0,27 ppm Cd (Hat.é.=1 ppm) 43 ppm Zn (Hat.é.=100 ppm) Szudáni fű 0,43 ppm Cd (Hat.é.=1 ppm) 59 ppm Zn (Hat.é.=100 ppm) Július Szeptember

65 Kémiaival kombinált fitostabilizáció Károlytáró 2012

66 Remediáció ütemezése Remediációs munkák befejezése 2015-ig Hosszú távú feladatok Bányavíz kezelés Monitoring Utógondozás DE: 10 év alatt 34 milliárd Ft, újabb 14 milliárd Ft

67 Ajánlott irodalom KÖRINFO weboldal ( Gyöngyösoroszi bányaterület kockázatmenedzsmentje