Kisele rudničke vode

Opisane kisele rudničke vode (AMD) su vode koje nastaju oksidacijom pirita i drugih sulfidnih minerala pod dejstvom vazduha i vode tokom rudničkih voda. Intenzivna eksploatacija i prerade rude (cinka, bakra, nikal) dovelo je do degredacije i zagađenja stotine hektara zemljišta usled odlaganja velike kolicine rudarskog otpada(rudnička raskrivka, jalovina i flotaciona jalovina) i pojave kiselih rudničkih voda.Često su rudnici bakra glavni krivci za stvaranje kiselih voda.Na nekim rudnicima kisela voda se detektuje u roku od 2-5 godina nakon početka eksplatacije.

Nastanak kiselih rudničkih voda

Ovaj proces se dešava prirodno na neoštećenim stenama, i to se javljaju na stenama koje imaju pirita u sebi.Sama eksplatacija minerala postiče nastajanju AMD-a kroz povećanu izloženost sulfida vodi i vazduhu. Naime, pri podzemnoj ili površinskoj eksplotaciji u rudnicima najčešće prisustvo voda.Tako dolazi do oksidacije pirita i drugih sulfida i stvaranja sumporne kiseline koja zakiseljava rudničke vode.Kada voda dostigne određeni stepen kiselosti, prirodno prisustvo bakterije(rodovi Thiobacillus,Leptospirillium i dr.) ubrzavaju proces oksidacije i acidifikacije, čime dolazi do snižavanja pH vrednosti, kao i do rastvaranja veće količine teških metala i drugih metala iz rudnog tela. Rudničke vode zagađene teškim metalima ugrožavaju vodne resurse, zemljište, ljude u građevine koji se nalaze na ugroženom području.

Glavni problemi

Glavni problemi izazvani ovom vrstom zagađenja su:

• opasnosti po zdravlje povezani sa prisustvom toksičnih metala u vodama,
• opasnosti po zdravlje koji su rezultati neizvesne rehabilitacije rudničkih lokaliteta, a povezani su sa udisanjem i gutanjem prašine nošene vetrom sa rudničkog lokaliteta koja u sebi sadrži kadmijum,olovo,živu,srebro,arsen itd.,
• estetsko zagađenje vodotokoa povezano sa promenom boja vode uzrokovano unošenjem hidroksidnih soli gvožđa,aluminijuma ili arsena, gde uništavaju akvatičnog života,
• opasnost po zdravlje prouzrokovane nesrećama velikih razmera kao posledica ispuštanje velike količine otpadnih rudničkih voda,
• opasnost izazvano korišćenjem ovako zagađene vode i tla u poljoprivrredne svrhe,
• izazvanje ubrzane korozije opreme, građevine i betonskih konstrukcija.

Faktori nastanka AMD-a

Brojni faktori dovode do stvaranja AMD-a ali se oni mogu svrstati u tri grupe:

• faktori koji upravljaju brzinu oksidacije sulfida,
• faktori koji menjaju sastav rudničke vode u rudniku i procesnoj jalovini
• faktori koji menjaju sastav rudničkih voda nakon izlaska izvan rudnika.

Hemijske reakcije

Jedan od najzastupljenih i najvažnih minerala koji dovode do stvaranje AMD-a je pirit, shodno tome se decenijama istražuje luženje pirita.Oksidacija pirita i sulfidnim minerala bakra u vodenoj sredini nastaju usled dva istovremena mehanizma rastvaranja tj. hemijskog i biohemijskog mehanizma koji uključuje mikroorganizme. Oksidacija pirita se može opisati sledećim stehiometrijskim reakcijama:

* 2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4
* 4FeSO4 + O2+ 2H2SO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2O
* Fe2(SO4) + 6H2O  → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4

Prikazane reakcije oksidacija pirita u prirodni treba posmatrati kao bakterio-hemijsi proces koji u sebi uključuje hemijske, mikrobiološke i elektrohemijske reakcije koje uavise od specifičnih ambijentalnih uslova na pojedinim lokacijama.Ključna uloga bakterija je oksidacija gvožđa(II) do gvožća(III) odnosno regeneracija oksidansa.

Tretmani

Tretman i kontrola kiselih rudničkih voda na samom izvoru nastajanja

Da biste zaustavili formiranje sumporne kiseline, otpad i jalovina iz rudnika moraju biti sprečeni da stupe u kontakt sa kiseonikom. Kiseonik može doći iz bilo kojih tekućih voda ili vazduha.Potapanje jalovine se vrši kako bi izbegli kontakt sa vodom, zatvarajući ih iza sintetičkih barijera ili ukopavati ih u zemlju.

Aktivni

Aktivni tretmani kiselih rudničkih voda se zasniva na konvencialnim metodama, koje si poznate kao tehmologija za povećanje pH vrednosti ovih voda, odnosno stvaranje redoks uslova.

Pasivni

Jedan oblik lečenja je pasivni koji podrazumeva stvaranje veštačkih močvara gde mikrobiološki procesi budu podstaknuti da stalože neke od metala.Međutim, ovo rešenje je nepraktično za velike rudnike zbog masovnog područja močvara koja će biti potrebna.

Vidi još

• Industrijska voda
• Rudarstvo u Srbiji
• Odaganje otpada