Detekce stopových prvků z energetických surovin ve vodních tocích

Bc. Marcela Cahová

Master's thesis

Detection of trace elements from energy raw materials in watercourses

Abstract:

Mostecká pánev je díky svým značným zásobám hnědého uhlí dobývána již od 14. století. Ovšem rozvoj těžby a průmyslu může mít negativní vliv na životní prostředí, který je v této oblasti zřejmý zejména na řece Bílině, jejíž tok je kvůli bezprostřední těžbě na mnoha místech regulován a sveden do potrubí. Do toku Bíliny se mohou dostat kontaminanty pocházející právě z těžby uhlí nebo průmyslových továren. Pro zhodnocení změn obsahů As, Cr, Ni a V v systému řeky Bíliny, v závislosti na vzdálenosti od potencionálního zdroje, byly kromě sedimentů analyzovány také vzorky uhelného jílovce a hnědého uhlí z hlavní sloje dolu Bílina. Pro zjištění mobility studovaných kovů za určitých podmínek byla použita sekvenční extrakční analýza modifikovaná podle prací Querol et al. (1996) a Feng et al. (2000). Množství kovů obsažených v jednotlivých extraktech bylo stanoveno pomocí metody ICP-MS. Bylo zjištěno, že kovy, obsažené v sedimentu, jsou převážně pevněji vázány v uhličitanové frakci a do prostředí se můžou uvolnit v kyselých podmínkách, které mohou nastat například po spadu kyselých dešťů. Riziko pro životní prostředí mohou představovat především vodou extrahovatelné kovy, které se snadno mobilizují. Nikl do říčního systému Bíliny z těžby uhlí ani průmyslových aktivit nevstupuje. Část vanadu, chromu a arsenu pravděpodobně pochází z antropogenních zdrojů, jako je těžba uhlí, výpusť čistírny Chemopetrolu nebo haldy. Při porovnání celkových obsahů kovů pohybujících se v desítkách až stovkách μg/g, jsou množství kovů extrahovaná v jednotlivých krocích extrakce dosahujících většinou pouze desetin až setin μg/g minimální. Těžba a petrochemický průmysl tedy na množství studovaných kovů v sedimentech řeky Bíliny výrazný vliv nemá.

Abstract:

The most basin has been mined thanks to its significant brown coal reserves since the 14th century. Development of mining and industry may have a negative impact on the environment, which is apparent particularly on the Bílina river, whose flow is regulated and piped in many places. The Bílina river can be contaminated because of the coal mining or industrial factories. For assessment of changes in contents of As, Cr, Ni and V in the Bílina river depending on the distance from potential sources, samples of sediments, coal clay and brown coal from the main Bílina seam were analyzed. It was used sequential extraction analysis modified according to Querol et al. (1996) and Feng et al. (2000) to find out mobility of studied trace elements. The amount of metals contained in particular extracts was determined by ICP-MS method. It was discovered that detected metals in sediments are mostly strongly bound by carbonate fraction and can be released into the environment under acidic conditions, which can occur for example after fallout of acidic precipitation. Danger for the environment can be especially metals extracted by water, which are easily mobilized. Nickel contained in the Bílina river doesn’t originate from the coal mining or industry activities. Certain amount of vanadium, chromium and arsenic probably come from the anthropogenic sources, such as coal mining, drainage from wastewater treatment plant of Chemopetrol or old dumps. Metal contents in particular fractions of sequential extractions varied from tenths to hundredths of μg/g in comparison to values of the total metal content varied from tents to hundreds of μg/g, represent really small amount of the entirety. Thus, coal mining and petrochemical industry have no significant impact on the amount of studied metals in river sediments.

Keywords

hnědé uhlí, říční sediment, stopové prvky, Bílina, mostecká pánev, SEA, arsen, chrom, nikl, vanad, brown coal, river sediment, trace elements, mostecká basin, arsenic, chromium, nickel, vanadium

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2019
• Supervisor: doc. Mgr. Eva Geršlová, Ph.D.
• Reader: Mgr. Rostislav Červenka, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geology / Geology