image
image
image
image
image
image
image
Posouzení hydrochemických rizik vodních
útvarů povrchových vod vzniklých v
důsledku báňské činnosti a návrh jejich
eliminace
Ing. Marek Baxa, Ph.D.
Ing. Lenka Kröpfelová, Ph.D.
Prof. Ing. Jan Vymazal, CSc.
2. odborná konference projektu Vita-min, Freiberg, 31.1.2019

image
image
Rozdělení malých vodních ploch dle jejich vzniku
A.
Rekultivační vodní nádrže
B.
Vodní plochy vzniklé na neupraveném
výsypkovém povrchu
C.
Vodní plochy vzniklé samovolně v
rekultivovaném území
D.
Vodní plochy vzniklé při patě výsypky
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
Metodika

image
image
Metodika
24 vodních
nádrží A1 až D6 situovaných na hnědouhelných výsypkách v
Ústeckém kraji na území okresů Chomutov, Most, Teplice a Ústí nad
Labem
Odběry vzorků březen až prosinec 2017
Naměřené hodnoty porovnány s limity NV č. 401/2015 Sb. a ČSN 75 7221
Kategorizace nádrží dle stáří, velikosti nádrže a dle převládající hloubky
Statistické zpracování výsledků
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
Ukazatel
Parametry
Všeobecné ukazatele
t, pH, O
2
, BSK
5
, CHSK
Cr
, TOC, Pcelk., Ncelk., N-NO
3
-
, N-NO
2-
, N-NH
4+
, RL105, RL550, NL105, Cl
-
, SO
42-
,
Mg, Ca
Mikrobiologické ukazatele
ECOLI, ENT, FC
Vybrané prioritní látky
Cd
-rozp.,
Ni
-rozp.,
Pb
-rozp.,
Hg
-rozp.
Vybrané specifické znečišťující
látky
Sb, As, Ba, Be, B, Sn, Al, Cr, Co, Mn, Cu, Mo, Se, Ag, V, Zn, Fe, Suma-PAU, Suma-PCB,
Uhlovodíky C10-C40
Doplňkové chemické ukazatele
vodivost, Na, K, P-PO
4
3-
, KNK-4,5, KNK-8,3, ZNK-4,5, ZNK-8,3
Biologické ukazatele
chlorofyl-a, zooplankton, fytoplankton, makrozoobentos

image
image
Definování potenciálních rizik ohrožujících kvalitu vody ve
vodních nádržích A1 – D6
Eutrofizace
Rybářské využití
Zazemnění mělkých nádrží
Změna chemismu vod
Rekreace
Specifické polutanty
Fytoplankton s ohledem na rozvoj sinic
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
Metodika

A
1
A
2
A
3
A 4
A 5
A
6
B
1
B
2
B
3
B 4
B 5
B 6
C 1
C 2
C 3
C 4
C
5
C
6
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
0
100
200
300
L o k a lita
Chl
a
( g/l)
H y p e r t r o f ie
E u tro fie
M e zo -o lig o tro fie
Eutrofizace
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
A 1
A 2
A 3
A 4
A 5
A 6
B 1
B 2
B 3
B 4
B 5
B 6
C 1
C 2
C
3
C 4
C
5
C
6
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
0 .0
0 .5
1 .0
L o k a lita
TP (m g/l)
H y p e r t r o f ie
E u tro fie
M e zo -o lig o tro fie
0,15 (lim it NV 401/2015 Sb.)
A3
D4
D5
C1
C3

2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
do
10
let
10
-
20
let
nad
20
let
0.0
0.5
1.0
1.5
TP
Stáří nádrže
m g/l
do
10
let
10
-
20
let
nad
20
let
0
100
200
300
C H la
Stáří nádrže
g /l
Eutrofizace
do
10
let
10
-
20
let
nad
20
let
0
10
20
30
TN
Stáří nádrže
m g/l
Obecně lze říci, že eutrofizace
jde ruku v ruce se stářím nádrže.
Na souboru dat se tento
mechanismus, prozatím, nepotvrdil.

Rybářské využití
a
postupné zazemňování nádrží
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
A 1
A 2
A 3
A 4
A 5
A 6
B 1
B 2
B 3
B
4
B
5
B
6
C
1
C
2
C
3
C 4
C 5
C 6
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
0
50
100
NL
L o k alita
m g/l
20
(lim it NV 401/2015 Sb.)
20 (limit NV 401/2015 Sb.)
A4
B3

A
1
A
2
A 3
A 4
A 5
A 6
B 1
B 2
B 3
B
4
B
5
B 6
C 1
C 2
C 3
C 4
C 5
C 6
D 1
D 2
D 3
D 4
D 5
D 6
0
1000
2000
SO
4
2-
L o k alita
m g/l
200
(lim it NV
401/2015 S b.)
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
do
10
let
10
-
20
let
nad
20
let
0
1000
2000
3000
4000
5000
RL (105)
Stáří nádrže
m g/l
Změna chemismu vod

Závěry
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
o
Potenciální hydrochemická rizika ohrožující kvalitu vody ve
vybraných vodních nádrží jsou spojená převážně s eutrofizací,
rybářským využitím, zazemněním mělkých nádrží, se změnou
chemismu vod v povodí, výskytem toxických sinic a rekreačním
využití krajiny.
o
Jednotlivá rizika jsou detailně popsána ve zprávě.
o
Dle dostupných dat nebyl zaznamenán prokazatelný rozdíl v kvalitě
vody mezi jednotlivými typy nádrží (
A až D
).
o
V roce 2017 měly sledované vodní nádrže převážně oligo až
mezotrofní charakter.
o
Důležitá role z hlediska vodního režimu v krajině.

image
image
Závěry
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019

Důlní drenážní vody obsahují většinou vysoké koncentrace železa,
manganu, hliníku, síranů a ve většině případů mají velmi nízké pH,
což je důsledek oxidace pyritu (FeS
2
) a následného kontaktu s vodou.
FeS
2
+ 7/2 O
2
+ H
2
O → Fe
2+
+ 2 SO
42-
+ 2H
+
Fe
2+
+ 1/4 O
2
+ H
+
→ Fe
3+
+ ½ H
2
O
Fe
3+
+ 3 H
2
O → Fe(OH)
3
+ 3H
+
FeS
2
+ 14 Fe
3+
+ 8 H
2
O → 15 Fe
2+
+ 2 SO
42-
+ 16 H
+
Koncentrace hlavních polutantů velmi kolísají v drenážních a
výsypkových vodách:
Možnosti čištění
Fe:
do 50 g/l
Mn:
do 240 mg/l
Al:
do 4 g/l
SO
4
2-
:
do 115 g/l
pH:
až 1.0

Metody čištění důlních a výsypkových vod
Abiotické:
“aktivní“ systémy: aerace, přídavek neutralizačních činidel
“pasivní“ systémy: anoxické vápencové drenáže (ALD – anoxic limestone drainage)
Biotické
: “aktivní systémy”: sulfidogenní bioraktory
“pasivní systémy” : aerobní mokřady
(anerobní) mokřady s přídavkem kompostu
propustné reaktivní bariéry (PRB –permeable reactive barriers)
kompaktní bioreaktory pro oxidaci železa
systémy produkující alkalitu
(RAPS- reducing and alkalinity producing systems nebo
SAPS - successive alkalinity producing systems)

image
Návrh pasivního čištění drenážních důlních vod (Favas et al., 2016). A. pohled shora, B.
boční pohled C. detail of ALD. Místo SAPS (systém produkující alkalitu) může být použit jen
anaerobní mokřad (pouze např. koňský hnůj, kompost)

image
image
image
image
Umělý mokřad Lick Run, Ohio, USA – aerobní mokřad osázený
Typha latifolia.
Čištění drenážních vod v Hope Pit ve Velké Británii– vyrovnávací nádrž (vlevo) a umělý mokřad s
volnou vodní hladinou (vpravo).

image
image
Děkuji za pozornost.

image
Děkuji za pozornost.

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
Kadaň
Chomutov
Most

image
1
0,9
0,8; 0,8
0,7; 0,7; 0,7; 0,7
0,6; 0,6; 0,6; 0,6;
0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5
0,4; 0,4; 0,4; 0,4
0,3; 0,3; 0,3
0,2; 0,2
0,1
Průměr
Směrodatná
odchylka
Uspořádání
bodů

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
A3

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
A4

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
B3

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
C1

image
image
image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
C3

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
D4

image
2. odborná konference projektu Vita-min,
Freiberg, 31.1.2019
D5