Mobilizace chemických složek struskové deponie v národní přírodní rezervaci Rudické propadání

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216224%3A14310%2F18%3A00105963" target="_blank" >RIV/00216224:14310/18:00105963 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/00025798:_____/18:00000109

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Mobilizace chemických složek struskové deponie v národní přírodní rezervaci Rudické propadání

Popis výsledku v původním jazyce

V NPP Rudické propadání dochází opakovaně ke svahovým pohybům a sesuvům struskového materiálu z podemletých svahů žlíbku „Ve struskách“ do koryta občasného toku, který za mimořádných srážkových událostí ústí do krasového systému v místě ponoru Jedovnického potoka. Struska pochází z výroby železné rudy ve vysokých pecích, které nechal v 19. století vybudovat v nedalekých Jedovnicích knížecí rod Salmů a které byly ca před sto lety zrušeny. Struska spláchnutá do Rudického propadání prokazatelně mechanicky poškozuje krasovou krápníkovou a sintrovou výzdobu. Její geochemické vlastnosti byly předmětem naší studie. Chemické složení bylo stanoveno silikátovými analýzami na ÚGV PřF MU v Brně a laboratořemi ACME v Kanadě, obsahy těžkých kovů metodou AAS a ICP-MS tamtéž. Petrografická charakteristika strusky a jejích uzavřenin byla získána bodovými analýzami na mikrosondě (WDX). K předpovědi geochemického chování strusky ve vodném prostředí byla použita metodika sekvenčních extrakčních analýz (SEA) podle Tessiera (1979). Byla potvrzena prostorová proměnlivost základního chemického složení struskové deponie i obsahů těžkých kovů v ní. Byly zjištěny významně zvýšené koncentrace Cd a zejména Zn. Struskový materiál má sklovitou amorfní strukturu a vedle toho obsahuje krystaly minerálů, kapky surového nebo zoxidovaného železa a cizorodé fragmenty (například úlomky dřevěného uhlí či vyzdívky vysoké pece). Při zvětrávaní strusky dochází k oxidaci surového železa a vzniku limonitu. Jinak nepodléhá výrazným sekundárním přeměnám. Z výsledků sekvenčních extrakčních analýz odebraných vzorků strusky s půdou vyplynulo, že Cd a Zn jsou významnými obsahy chemicky vázány na „karbonátovou frakci“ podle SEA, která se v kyselém prostředí rozpouští. V jeskynních systémech v karbonátových horninách kyselé podmínky nepanují. Nelze však vyloučit mobilizaci kovů ani jejich další transport horninovým prostředím po destrukci kusového „inertního“ podílu a dlouhodobé expozici minerálů a matrice rozvolněné strusky ve specifickém prostředí na konkrétní lokalitě a při různých hodnotách pH a Eh.

Název v anglickém jazyce

Mobilization of chemical compounds associated with slag dumps in the area of the Rudice stream sink National Nature Monument

Popis výsledku anglicky

The Rudice swallow hole (Rudické propadání) National Nature Monument is a locality affected by occasional mass movements and landslides. During exceptional rainfall events, the slag material from the slopes of a small valley called “Ve struskách” (“In the Slags”) slides into an episodic stream, which enters the local karst system near the swallow hole of the Jedovnice Creek (Jedovnický potok). The slag was dumped in the locality in consequence of the past processing of iron ore in blast furnaces, which had been built near Jedovnice by the princely Salm family in the 19 th century. Even though the blast furnaces were closed down a hundred years ago, the slag components leaking into the Rudice stream sink cave system still demonstrably damage the speleothems. This was the major impulse for us to have a closer look at the geochemical properties of the slag. The chemical composition was determined by silicate analyses carried out in the Institute of Geological Sciences at the Faculty of Sciences of the Masaryk University in Brno and in the ACME laboratories in Canada. The ACME laboratories determined heavy metal contents by atomic absorption spectroscopy (AAS) and by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The pet - rographic characterization of the slag and its enclosures was conducted based on point analyses by a wavelength dispersive X ray (WDX) electron microprobe. Predictions regarding the geochemical behavior of the slag components in an aqueous environment were made using the sequential extraction analysis (SEA) according to Tessier (1979). We have found the expected spatial variability of the basic chemical composition of the slag dumps, as well as the presence of heavy metals (cadmium and especially zinc are present at high concentrations). The slag material exhibits a glassy amorphous structure containing occasional mineral crystals, droplets of pure or oxidized iron and fragments of other materials (such as charcoal or blast furnace bricks). The ongoing weathering of the slag is accompanied by oxida - tion of crude iron and formation of limonite. Apart from that, the material is not subject to significant secondary transformations. The results of the sequential extraction analyses of slag and soil samples suggest that Cd and Zn are chemically bound to the “carbon - ate fraction”, which, in general, tends to dissolve under acidic conditions. Even though the environment of the carbonate rock cave systems is typically alkaline, there is a persisting risk of mobilization of heavy metals by acid soil solutions. From the environmental point of view, the slag deposition primarily represents a source of clastic material, which contaminates the cave system and damages speleothems by mechanical abrasion.

Druh

J_SC - Článek v periodiku v databázi SCOPUS

CEP obor

—

OECD FORD obor

10511 - Environmental sciences (social aspects to be 5.7)

Projekt

—

Návaznosti

V - Vyzkumna aktivita podporovana z jinych verejnych zdroju

Rok uplatnění

2018

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku

ISSN

1212-6209

e-ISSN

—

Svazek periodika

25

Číslo periodika v rámci svazku

2

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

5

Strana od-do

108-112

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85060110247