|
|
Efektivita chemické stabilizace kontaminované půdy pomocí amorfního oxidu manganu
Tomášová, Zdeňka ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Trakal, Lukáš (oponent)
Riziko spojené s kontaminací půd toxickými (polo)kovy je aktuálním tématem životního prostředí. Jednou z in situ sanačních technologií je chemická stabilizace kontaminovaných půd, např. pomocí přídavku oxidů železa, manganu nebo hliníku. Oxidy manganu se přirozeně vyskytují v půdách a díky svým příznivým vlastnostem, jako např. nízkému bodu nulového náboje, vysokému specifickému povrchu a struktuře umožňující snadné přijetí iontů, mohou být dobrými sorbenty toxických kovů a polokovů. Předmětem této diplomové práce je zjištění efektivity chemické stabilizace kontaminované půdy pomocí amorfního oxidu manganu (AOM) v různých pH podmínkách. V zemědělské půdě z oblasti Příbrami kontaminované imisemi z olověné hutě, s koncentracemi Pb 1 100 mg/kg, Zn 294 mg/kg, Cd 4,98 mg/kg, As 118 mg/kg a Sb 48,9 mg/kg, byl uložen AOM po dobu 2 a 6 měsíců. Na takto ošetřené půdě byl následně proveden pH-statický loužící test v rozsahu pH 3-8. Přítomnost oxidu v půdě vedla k zvýšení jejího přirozeného pH (z 5,77 původní půdy na 6,59 při 2 měsících inkubace a 6,23 po 6 měsících). Zatímco u Cd a Zn nebyl pozorován výrazný vliv AOM na vyluhovatelnost, v případě Pb, Cu, As a Sb se sorbent jevil jako efektivní stabilizační činidlo. K snížení dostupnosti Pb došlo pouze v kyselých podmínkách (např. při pH 3 na 22 % u vzorku s...
|
|
|
Mobilita anorganických kontaminantů a jejich toxicita v půdních profilech v oblasti hutě Mufulira (Copperbelt, Zambie)
Konečný, Ladislav ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Frouz, Jan (oponent)
i ABSTRAKT Hu v Mufuli e je jedna z n kolika aktivních m ných hutí operujících v Copperbeltu, Zambii. hem jejího tém 70 letého provozu docházelo k vypoušt ní všech plynných a pevných emisí do atmosféry. Ve vzdálenosti 3,6 km, 8 km a 24 km od huti bylo zkoumáno celkem šest p dních profil , z nich se t i nácházely pod korunami strom . Každý profil se setával z 9-10 vrstev p dy, souvisle odebraných od povrchu do hloubky 60-70 cm. U všech vrstev byly ur eny následující fyzikáln - chemické parametry: pH, TC, TS a CEC, dále pak celkové koncentrace Ag, As, Al, Fe, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V a Zn a jejich vyluhovatelnost pomocí EDTA. Celkové koncentrace kov a nekov byly stanoveny pomocí ICP-OES a kvadrupolového ICP-MS, obsah uhlíku a síry termální analýzou a mobilita kov posouzena na základ jejich extrahovatelnosti za pomoci EDTA. Cílem bylo porovnat vertikální distribuce i mobilitu p edevším Co, Cr, Cu, Pb, V, Zn mezi jednotlivými profily. U deseti vybraných vrstev p d (zahrnuje všechny povrchové vrstvy) byl proveden test toxicity, respektive stanovení vlivu látek v nich obsažených na inhibici reprodukce roupic druhu Enchytraeus crypticus. Celkové koncentrace kov v povrchových vrstvách (0-1 cm) se v tšinou zvyšovaly s klesající distancí od hut . Ve vzdálenosti 3,8 km od huti dosahovaly nejvyšších...
|
|
|
Vazba kontaminantů na koloidy ve vodách z důlní a hutní oblasti
Walter, Dominik ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Faimon, Jiří (oponent)
Tato práce se zabývá studiem koloidních částic a jejich schopností vázat stopové prvky v povrchových a podzemních vodách v důlní a hutní oblasti Příbramska. Pro studium koloidů byla zvolena kombinace metod kaskádové filtrace a ultrafiltrace s tangenciálním tokem, pomocí které byly ze zkoumaných vzorků vod postupně oddělovány jednotlivé koloidní frakce. K tomuto účelu byly použity filtry o nominální velikosti pórů 0,8 μm, 0,45 μm, 0,1 μm, 100 kDa, a 5 kDa. Vzorky vod byly po každém stupni filtrace analyzovány pomocí ICP-OES, ICP-MS a HPLC, měřeny byly také fyzikálně chemické vlastnosti vzorků vod (pH, Eh, elektrická vodivost). U vybraných vzorků byla provedena analýza rozpuštěného organického uhlíku (DOC) a analýza pevné fáze zachycené na použitých filtrech. Získaná data byla použita k termodynamickému modelování v programu PHREEQC-2. Výsledky ukazují, že hlavní a stopové prvky lze podle jejich zastoupení v jednotlivých velikostních frakcích přibližně rozdělit do několika skupin. Většina prvků se ve zkoumaných vodách vyskytuje dominantně jako zcela rozpuštěné látky (< 5 kDa), koloidy tvoří většinou nejvýše 5-20 % a to téměř výhradně ve frakci 5 kDa - 100 kDa. U prvků jako As, Co, Cr, Si, Sb a U byl pozorován postupný pokles koncentrace ve všech frakcích pouze při nízké hodnotě iontové síly 1,2...
|
|
|
Vazba stopových prvků na koloidy ve výluzích ze skládek TKO
Matura, Marek ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Pitter, Pavel (oponent) ; Faimon, Jiří (oponent)
1 ABSTRAKT Vazba stopových prvků na koloidy a částice ve výluzích ze dvou skládek TKO (uzavřené a aktivní) byla studována pomocí sekvenční kaskádové filtrace a ultrafiltrace po předchozím sledování sezónních změn v kvalitě výluhu. Obě studované lokality leží na území hlavního města Prahy a uzavřená skládka se řadí mezi vážné problémy životního prostředí této metropole. V první fázi proběhlo vyhodnocení dlouhodobého sledování změn v obsahu hlavních komponent, stopových prvků a charakteru pevné fáze ve výluhu v závislosti na hydrometeorologických a sezónních podmínkách. Hlavní vliv na změny v kvalitě výluhu mají srážkové události, které vedou k rozpouštění některých fází v tělese skládky (kalcit, hydratované oxidy Fe). V důsledku toho se ve výluhu zvyšují obsahy Cu, Zn a Cd, které jsou na tyto fáze vázány. U ostatních prvků dochází vlivem průsaku srážkových vod k intenzivnímu ředění. Mobilita většiny stopových prvků se tedy v důsledku infiltrace srážkových vod do tělesa skládky výrazně zvyšuje. Podmínky vhodné pro izolované odběry za účelem studia koloidní frakce, nastávají ve srážkově vyrovnaném období (rozdíl max. ± 20 % oproti dlouhodobému průměru) a mimo srážkové události. Jednotlivé frakce výluhu určeného ke studiu vazby stopových prvků na koloidy byly odděleny použitím filtrů o nominální velikosti pórů...
|
|
|
Rtuť v půdách z důlních a hutních oblastí Zambie a Namibie
Podolský, Filip ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Vaňková, Maria (oponent)
Diplomová práce, která je součástí projektu IGCP No. 594: "Assessment of impact of mining and mineral processing on the environment and human health in Africa.", měla za cíl stanovit a porovnat koncentrace Hg v 91 půdních vzorcích z hutních a důlních oblastí severní Namibie a 68 půdních vzorcích z důlní province Copperbelt v Zambii. Nejvyšší koncentrace Hg v půdách byly zjištěny v okolí namibijské huti Tsumeb (maximum 4,39 mg Hg kg-1 ). V Zambii byly koncentrace výrazně nižší (maximum 0,39 mg Hg kg-1 ). Na obou lokalitách byla potvrzena klesající kontaminace půd se vzdáleností od zdroje znečištění. Pro zjištění možného zdroje kontaminace bylo odebráno 23 vzorků z hutních procesů a odpadů. Nejvyšší koncentrace Hg byly zjištěny v Tsumebu a to 219 mg Hg kg-1 v prachu z rukávových filtrů a 3,5 mg Hg kg-1 v úpravárenských odpadech na odkalištích. Při studiu mobility Hg v půdách s využitím lineární korelace, byla zjištěna závislost obsahu Hg na obsahu organického uhlíku (Corg) a síry (Stot), tedy obsahu organické hmoty. Z kovů a metaloidů byla nejvýznamnější korelace Hg zjištěna pro Cu, As, Sb, Pb a Zn. Protože je Hg v současnosti studována hlavně v souvislosti s domorodou těžbou zlata, nebývá při studiu kontaminace způsobené těžbou a metalurgií barevných kovů často vůbec měřena a interpretována. Z...
|
|
|
Stabilita a efektivita nového sorbentu na bázi Mn oxidu v kontrastních půdách
Knytl, Vladislav ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Komárek, Michael (oponent)
Kontaminace půd kovy je v současné době ve světě jedním z nejdůležitějších environmentálních problémů. Jednou z možných metod remediace kontaminovaných půd je tzv. chemická stabilizace pomocí půdních přídavků. Oxidy a hydroxidy Fe, Mn a Al představují díky své stavbě a sorpčním schopnostem (pHZPC, specifický povrch, CEC) skupinu vhodnou pro stabilizační metody. Tato diplomová práce se zabývá zkoumáním stability a efektivity nového syntetického amorfního oxidu Mn (AOM) v kontrastních půdních vzorcích N (pH 4,2), H (pH 5,4), S (pH 7,3). Během 90ti denního laboratorního nádobového experimentu bylo zjištěno, že stabilita AOM je silně závislá na pH, kdy nejvíce se AOM rozpouštěl v kyselé půdě N (ztráta hmotnosti až 18%) a nejméně v zásadité půdě (ztráta hmotnosti 10%). Rozpouštění AOM bylo u kyselejších půd N a H spojeno s uvolňováním Mn do půdního roztoku. Nižší ztráta hmotnosti u půd H a S je navíc spojena s precipitací sekundárních karbonátů (rodochrozit - MnCO3, kutnahorit - (Ca,Mn)CO3), které byly detekovány u inkubovaného AOM pomocí rentgenové difrakce (XRD), transmisní elektronové mikroskopie (TEM) a skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Granulometrická měření ukazují, že částice AOM mají při expozici v půdě tendenci se shlukovat do větších agregátů ( ˃ 10 µm). Vzhledem k nižší rozpustnosti se...
|
|
|
Rtuť v dnových sedimentech z důlní a hutní oblasti: porovnání vzorkovacích kampaní po 10 letech
Sýkorová, Kateřina ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Navrátil, Tomáš (oponent)
Tato diplomová práce porovnává koncentrace rtuti v 64 vzorcích dnových sedimentů z oblasti Březohorského rudního revíru (Příbram, Česká republika), kde v minulosti probíhala těžba a hutní zpracování rud pro získání stříbra a olova. Vzorky byly odebrány ve třech kampaních v květnu 2003, září 2012 a v říjnu 2013 s cílem zhodnotit vliv povodní v srpnu 2002 a červnu 2013 na vývoj historické kontaminace dnových sedimentů rtutí. Ve všech třech odběrných letech můžeme u odebraných vzorků pozorovat vývoj koncentrací od oblasti nezasažené hornickou činností, kde jsou koncentrace rtuti zvýšeny pouze vlivem složení podloží a dosahují zde přibližně 0,2 mg Hg/kg a dále po toku drénujícím tuto hornickou oblast zvyšující se koncentrace dosahující až 3,2 mg Hg/kg. Zdrojem kontaminace jsou především úpravny rud zdejších dolů a přilehlá odkaliště, nacházející se v okolí toku. Několik havárií odkališť a časté povodně způsobily rozplavení kalů a usazení jemnozrnných sedimentů jak na dně toku, tak na jeho březích i v oblasti jeho nivy. V současnosti je hlavním antropogenním zdrojem kontaminace ve studované oblasti zejména huť zpracovávající olověný odpad, především použité akumulátory do automobilů, avšak její vliv na koncentrace rtuti v dnových sedimentech je nevýznamný. Možný je ale její vliv na obsah dalších...
|
|
|
Environmental characteristics of mineral waste from metallurgy
Vítková, Martina ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Bollinger, Jean-Claude (oponent) ; Dijkstra, Joris J (oponent)
Předmětem zkoumání byly metalurgické odpady z Cu-Co hutí z oblasti zambijského Copperbeltu a jejich mineralogické a geochemické charakteristiky. Pro identifikaci primárních a sekundárních fází metalurgických strusek a prachů byla použita řada instrumentálních analytických metod (XRD, SEM/EDS, EPMA, TEM/EDS). Dále byla provedena série loužících experimentů (pH-statický test CEN/TS 14997, vsádkový test EN 12457) v kombinaci s geochemickým modelováním. Testování bylo zaměřeno zejména na loužící charakteristiky potenciálních kontaminantů v závislosti na pH. Byl posouzen také vliv přípravy vzorku na vyluhovatelnost kovů ze strusky s ohledem na zmenšení velikosti částic, které je požadováno ve standardizovaných loužících protokolech. Bylo provedeno posouzení environmentálních a zdravotních rizik vzorků prachu. Hlavními nositeli kovů ve studovaných struskách byly sulfidy Cu (bornit, digenit, chalkozín), sulfidy Co (kobaltpentlandit), slitiny a intermetalické fáze s Co. Měď a kobalt byly detekovány také v silikátech a spinelech, v jejichž struktuře zastupují Fe nebo Mg, a ve skle. Přítomnost sekundárních fází, které byly pozorovány na povrchu vzorků strusek, ukazuje na reaktivitu strusek při jejich kontaktu s vodou/atmosférou. Výsledky mineralogického studia také ukázaly, že v odůvodněných případech je...
|
|
|
Experimentální studium rozpouštění popílku z metalurgie Cu v tropické půdě
Petráňová, Veronika ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Kříbek, Bohdan (oponent)
Pomocí laboratorního nádobového experimentu byla zjišťována časová závislost uvolňování kontaminantů z antropogenních popílků z metalurgie Cu do půdních roztoků a půdy. V experimentu byly použity popílky pocházející ze dvou různých Cu hutí v oblastech Mufulira a Chambishi (Copperbelt, Zambie). Experimentální sáčky s popílkem o navážce 0,5 g byly vloženy do 200 g lateritické půdy a zavlažovány deionizovanou vodou. Půda byla po celou dobu experimentu udržována při 80 % nasycení vodou. Pomocí lysimetrů zn. Rhizon bylo v časovém intervalu 504 h provedeno celkem 10 odběrů půdních roztoků, které byly následně analyzovány. Na základě výsledků byly v půdních roztocích určeny hlavními kontaminanty prvky Co, Cu a Zn. Časová závislost uvolňování Co a Cu do půdních roztoků C (půdní roztoky s popílkem z Chambishi) i M (půdní roztoky s popílkem z Mufuliry) vykazovala stejný trend, kdy koncentrace těchto prvků dosáhly v půdních vodách své maximální hodnoty během prvních 48 a 216 h a poté mírně klesaly až do konce experimentu. Koncentrace Zn v půdních vodách C a M rostla během prvních 24 a 144 h a poté začala klesat. Olovo se do půdních vod příliš neuvolňovalo, docházelo zřejmě k vazbě na půdní částice. Spolu s kovy se do půdních vod uvolňovalo i značné množství SO42-, které mělo významný vliv na speciaci...
|
|
|
Antropogenní částice v půdách historických těžebních areálů
Shalabai, Anastasiia ; Ettler, Vojtěch (vedoucí práce) ; Tuhý, Marek (oponent)
Půdy jsou významným receptorem antropogenní kontaminace. Cílem této bakalářské práce bylo shrnout informace o antropogenních částicích v půdách, charakterizovat jejich chemické a mineralogické složení a zjistit v jakých formách se v nich rizikové prvky vyskytují. Na příkladech půd z oblastí historické těžby a zpracování rud (Jihlava, Příbram) a pro srovnání též urbánní půdy (Praha - Suchdol) byla provedena experimentální část práce za účelem stanovení vazby kontaminantů v částicích antropogenního původu pomocí kombinace přenosné RTG fluorescenční spektroskopie (pXRF), optické mikroskopie, skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a elektronové mikrosondy (EPMA). Prachové částice ve studovaných půdách byly pocházející z těžby a zpracování kovů či spalovacích procesů nabohaceny zejména As, Pb, Zn a Fe. Hlavní kontaminanty jsou vázány především v silikátech, skle, oxidických fázích a sulfidech. Železo je také přítomno ve formě inkluzí čistého kovu. Nejvyšší koncentrace toxických prvků byla zjištěna ve vzorcích z Příbrami (mg/kg): As (1514), Pb (7970), Zn (10053). Arsen byl zastoupen v pyritu (až 2,27 hm.%), který pochází z těžby rud. Olovo je nejvíce vázáno ve struskovém skle (až 25,12 hm.% PbO) a v Mn-oxidech (až 32,57 hm.% PbO), koncentrace Zn je zvýšená také v Mn-oxidech (až 3,72 hm.% ZnO) a olivínu...
|
host ::
RSS.