podmienky uzatvárania a monitoringu úložísk

Podmienky uzatvárania Podmienky uzatvárania a monitoringu úložísk.a monitoringu úložísk.

Školenie pracovníkov orgánov štátnej správy pre manažment

ťažobných odpadov

RNDr. Radovan MasiarTel.: 048/4712440 e-mail: [email protected]

Realizované s finančnou podporou EÚ v rámci programu Prechodný fond

Obsah prednášky

1. Podmienky pre uzatváranie a monitoring úložísk odpadov z ťažobného priemyslu ako súčasť požiadaviek vyplývajúcich zo smernice Európskeho parlamentu a rady 2006/21/ES o nakladaní s odpadom z ťažobného priemyslu, ktorá bola do právnej praxe Slovenskej republiky uvedená zákonom č. 514/2008 Z. z. o nakladaní s odpadom z ťažobného priemyslu a o zmene a doplnení niektorých zákonov.

2. Podmienky a postup uzatvárania úložísk ťažobných odpadov (ďalej len „úložiská“)

legislatívny a technologický postup pri uzatváraní úložiska povinnosti prevádzkovateľa po uzavretí úložiska


Legislatívne podmienky uzavretia úložiska


Uzavrieť úložisko ťažobných odpadov je možné len na základe povolenia príslušného orgánu (§ 11 ods. 1 zákona č. 514/2008 Z. z.)

Príslušný orgán je podľa § 22 písm. b) zákona č. 514/2008 Z. z. - obvodný úrad životného prostredia – v prípade odkaliska, okrem odkaliska vzniknutého pri banskej činnosti a podľa § 24 písm. d) zákona č. 514/2008 Z. z. obvodný banský úrad – v prípade odvalu a odkaliska, ktoré vzniklo pri banskej činnosti

Na povoľovanie uzavretia úložiska sa vzťahujú okrem zákona č. 514/2008 Z. z. aj osobitné predpisy, napríklad:zákon č. 50/1976 Zb. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku, zákon č. 51/1988 Zb. o banskej činnosti, výbušninách a o štátnej banskej správe, zákon č. 478/2002 Z. z. o ochrane ovzdušia, zákon č. 364/2004 Z. z. o vodách v znení neskorších predpisov

Ustanovenia § 11 sa nevzťahujú na inertný ťažobný odpad a neznečistenú zeminu, ktoré pochádzajú z banskej činnosti alebo činnosti vykonávanej banským spôsobom, alebo z ťažby, úpravy a skladovania rašeliny a ktoré nie sú ukladané na úložisko kategórie A.

Legislatívne podmienky uzavretia úložiska


Povolenie na uzavretie úložiska ťažobných odpadov vydáva príslušný orgán na základe žiadosti prevádzkovateľa úložiska.

Žiadosť o povolenie uzavretia úložiska musí obsahovať podobné údaje, ako žiadosť o povolenie zriadenia a užívania úložiska, v primeranom rozsahu (podľa § 7 ods. 2 a 3). Z technického hľadiska uzavretia sú v povolení na uzavretie dôležité hlavne tieto náležitosti:

aktualizovaný plán nakladania s ťažobným odpadom

porovnanie technického zabezpečenia úložiska s najlepšou dostupnou

technikou*

Postupnosť krokov príslušného orgánu pri uzatváraní úložiska ustanovuje § 11 ods. 2 zákona č. 514/2008 Z. z.

* Reference Document on Best Available Techniques for Management of Tailings and Waste-Rock in Mining Activities. European Commission, Directorate-General JRC, Joint Research Centre, 2004

Technické podmienky uzavretia úložiska


Technické podmienky uzavretia úložiska


Kroky príslušného orgánu podľa § 11 ods. 2 zákona č. 514/2008 Z. z.:

záverečná miestna ohliadka, na základe oznámenia prevádzkovateľa

vyhodnotenie všetkých správ a podkladov predložených

prevádzkovateľom

potvrdenie, že územie ovplyvnené úložiskom bolo rekultivované

vydanie rozhodnutia o uzavretí úložiska, ktorého súčasťou sú aj

podmienky

vyplývajúce pre prevádzkovateľa po uzavretí úložiska

Povinnosti prevádzkovateľa po uzavretí úložiska


Prevádzkovateľ je povinný vykonávať už počas prevádzky úložiska vhodné opatrenia na

budúce uzavretie úložiska a na rekultiváciu územia ako aj pre etapu po uzavretí úložiska

(§ 10 ods. 6 písm. b) a zabezpečiť vykonávanie potrebnej údržby, monitoringu, kontroly

a nápravných opatrení po uzavretí úložiska v súlade s vydaným povolením (§ 11 ods. 4

zákona č. 514/2008 Z. z.).

Príslušný orgán s prihliadnutím na stav a charakter úložiska a na miestne environmentálne podmienky môže prevádzkovateľovi rozhodnutím nariadiť

ďalšiepovinnosti (§ 11 ods. 5):

zabezpečenie kontroly úložiska aj po jeho uzavretí, najmä zabezpečenie fyzickej

a chemickej stability úložiska vykonanie opatrení na minimalizáciu negatívnych environmentálnych

vplyvov uzavretého úložiska z hľadiska ochrany vôd tak, aby všetky objekty patriace

k úložisku boli udržiavané a monitorované pomocou kontrolných a meracích prístrojov,

ktoré sú trvalo pripravené na použitie a prepady, odľahčovacie kanály a odtoky tam,

kde to prichádza do úvahy, boli udržiavané čisté a voľné.



Miestne environmentálne podmienky sú charakter a stav životného prostredia v mieste situovania úložiska a v jeho okolí, ktoré môže byť dotknuté nepriaznivými vplyvmi vyplyvajúcimi z prevádzky úložiska alebo zo závažnej havárie, s osobitným zreteľom na zložky životného prostredia chránené podľa osobitných predpisov (§ 11 ods. 6).

Ďalšie povinnosti prevádzkovateľa, ktoré môže nariadiť príslušný orgán po uzavretí úložiska, sa nevzťahujú na ťažobný odpad, ktorý nie je inertný a nie je zaradený do kategórie nebezpečného odpadu podľa zákona č. 223/2001 Z. z. a ktorý nie je ukladaný na úložisko kategórie A.

Postup pri uzatváraní úložísk čiastočne upravujú aj osobitné predpisy. Požiadavky týchto predpisov sú rôznorodé a nie vždy dostačujúce z hľadiska ochrany životného prostredia a zdravia ľudí.

V zákone č. 514/2008 Z. z. sa preto jednoznačnejšie vymedzuje postup prevádzkovateľov a príslušných orgánov pri uzatváraní úložísk a v etape po uzavretí úložísk.



Fyzickou a chemickou stabilitou úložiska sa myslí zabezpečenie konštrukčne stability úložiska (t. j. udržanie ťažobného odpadu v hraniciach úložiska) a zabezpečenie úložiska proti nežiaducim prejavom chemickej nestability, napr. tvorbou priesakovej kvapaliny a jej migráciou do okolia, znečisťovaním podzemnej a povrchovej vody, zvetrávaním hornín na haldách a s tým spojenou povrchovou eróziou háld, ich rozplavovaním a podobne.

Opatrenia uvedené v § 11 ods. 5 zákona č. 514/2008 Z. z. je potrebné vykonávať počas doby určenej rozhodnutím príslušného orgánu. Zákon č. 514/2008 Z. z. neurčuje implicitne túto dobu, analogicky z zákonu o odpadoch a jeho vykonávacej vyhlášky by to však malo byť niekoľko desiatok rokov (podľa § 34 vyhlášky Ministerstva životného prostredia SR č. 283/2001 Z. z. je to minimálne 30 a maximálne 50 rokov).



Prevádzkovateľ je povinný v prípade závažných udalostí vzniknutých po uzavretí úložiska:

bez zbytočného odkladu, najneskôr do 48 hodín od zistenia, oznámiť príslušnému orgánu každú udalosť, ktorá by mohla ovplyvniť stabilitu úložiska,

bez zbytočného odkladu, najneskôr do 48 hodín od zistenia, oznámiť akékoľvek závažné negatívne environmentálne vplyvy, ktoré sa zistili monitoringom alebo kontrolou,

postupovať podľa vnútorného havarijného plánu v prípade vzniku závažnej havárie alebo inej mimoriadnej udalosti alebo ich bezprostrednej hrozby, plniť pokyny príslušného orgánu, ktoré vyplývajú z vonkajšieho havarijného plánu a znášať náklady na vykonané opatrenia,

Monitoring a kontrola úložiska po uzavretí


Monitoring je sledovanie dlhodobých účinkov úložiska ťažobného odpadu na vybrané zložky životného prostredia, alebo sledovanie účinnosti rekultivácie a sanácie úložísk odpadov z ťažobného priemyslu na vybrané zložky životného prostredia.

Návrh kontrolných a monitorovacích postupov pre úložisko po jeho uzavretí je súčasťou plánu nakladania na uzavretie úložiska, vrátane jeho rekultivácie, postupov a monitorovania (§ 5 ods.3 písm. f)), ktorý je povinnou súčasťou plánu nakladania s ťažobným odpadom.

Plán monitoringu a kontroly po uzavretí úložiska musí byť vypracovaný už v štádiu projektovania úložiska – aktualizovaný počas prevádzky úložiska a znova je posúdený pri povoľovaní uzavretia úložiska.

Všeobecné požiadavky na monitoring a kontrolu úložiska (osobitne pre odkaliská a odvaly) sú ustanovené v návrhu vykonávacej vyhlášky k zákonu č. 514/2008 Z. z.

Konkrétne požiadavky na rozsah sledovaných ukazovateľov a frekvenciu sledovania budú uvedené v povolení na uzavretie úložiska, ktoré vydá príslušný orgán.

Monitoring a kontrola úložiska po uzavretí


Pri vypracúvaní plánu monitoringu sa vychádza predovšetkým z požiadaviek všeobecne záväzných právnych predpisov (návrh vykonávacej vyhlášky k zákonu č. 514/2008 Z. z., Vyhláška Ministerstva životného prostredia Slovenskej republiky č. 458/2005 Z. z. , ktorou sa ustanovujú podrobnosti o výkone odborného technicko-bezpečnostného dohľadu nad vodnými stavbami a o výkone technicko-bezpečnostného dozoru).

Povolenie má predovšetkým obsahovať:

vymedzenie monitorovacích objektov, rozsah stanovovaných parametrov periodicitu monitorovania podmienky predkladania monitorovacích správ dobu monitorovania podmienky úpravy plánu monitoringu v závislosti na priebežných

výsledkochmonitorovania

Všeobecné zásady monitoringu a kontroly po uzavretí odkaliska


Všeobecné zásady monitoringu a kontroly po uzavretí odvalu


Metódy rekultivácie a sanácie Metódy rekultivácie a sanácie úložísk ťažobných odpadov úložísk ťažobných odpadov

Školenie pracovníkov orgánov štátnej správy pre manažment

ťažobných odpadov

RNDr. Radovan MasiarTel.: 048/4712440 e-mail: [email protected]

Bratislava, 4.9.2009



Obsah prednášky

Sanácia a rekultivácia uzavretých a opustených úložísk odpadov z ťažobného priemyslu (ďalej „ťažobný odpad“) je súčasťou problematiky smernice Európskeho parlamentu a rady 2006/21/ES („O nakladaní s odpadom z ťažobného priemyslu“), ktorá bola do právnej praxe Slovenskej republiky uvedená zákonom č. 514/2008 Z. z. o nakladaní s odpadom z ťažobného priemyslu a o zmene a doplnení niektorých zákonov.

Cieľom prednášky je poskytnúť súhrnné informácie o environmentálne bezpečných, všeobecne akceptovaných a technicky realizovateľných rekultivačných postupoch a sanačných technológiách.

Prezentované riešenia sú zamerané na potreby praxe a nezahŕňajú technologické metódy, ktoré zatiaľ nenašli širšie praktické uplatnenie, alebo neboli odskúšané v plnej miere.


Rekultivácia a sanácia – čo tieto pojmy zahŕňajú a ich vzájomný vzťah

Pojmy rekultivácia a sanácia sú obsahom blízke a v praxi sa často zamieňajú.

Rekultivácia je taká úprava územia ovplyvneného úložiskom, ktorá umožní návrat do uspokojivého stavu s osobitným dôrazom na kvalitu pôdy, voľne žijúce živočíchy a voľne rastúce rastliny, prirodzené biotopy, sladkovodné ekosystémy, krajinu a vhodné využitie územia.

Sanácia je súbor technických nápravných opatrení, ktorých účelom je zníženie alebo odstránenie znečistenia pôdy, horninového prostredia, podzemnej a povrchovej vody, vzniknutého v dôsledku nevhodného ukladania ťažobného odpadu, prípadne zabránenie ďalšieho šírenia sa znečistenia alebo ohrozovania zdravia ľudí.


Rekultivácia a sanácia – čo tieto pojmy zahŕňajú a ich vzájomný vzťah

Druhy rekultivácie podľa spôsobu využívania rekultivovaného územia :

1. „pôdohospodárska“ (tiež „poľnohospodárska“) rekultivácia vracia územie vo forme pasienkov alebo ornej pôdy na pôdohospodárske využitie,

2. „lesnícka“ (alebo „lesná“) rekultivácia vytvorí na rekultivovanom území les,

3. „vodohospodárska“ (alebo „vodná“) rekultivácia vytvorí v území – ťažobnej jame alebo odkalisku – vodnú stavbu.

Súbor rekultivačných opatrení, ktorého výsledkom je využiteľná plocha bez bližšej špecifikácie označuje aj ako „technická rekultivácia“.

Potom „biologická rekultivácia“, ktorá niekedy nadväzuje na „technickú“, je vlastne zazelenenie.


Ciele rekultivácie a sanácie

Technológia rekultivácie sa navrhuje vždy s ohľadom na budúce využívanie územia.

Rekultiváciou sa musia zabezpečiť dlhodobo vyhovujúce charakteristiky telies odvalov a odkalísk v kategóriách:

1) geotechnická (fyzikálna) stabilita úložiska prevyšujúceho pôvodnú úroveň terénu,

2) chemická a filtračná stabilita

3) biologická stabilita

4) zamedzenie alebo minimalizácia akýchkoľvek dlhodobých negatívnych účinkov (migrácia znečisťujúcich látok z úložiska ovzduším, podzemnými vodami, alebo povrchovými vodami)

Sanáciou sa zabezpečuje:

odstránenie alebo fixovanie nebezpečných látok ktoré unikajú, alebo majú potenciál unikať do prostredia mimo telesa úložiska, alebo zníženie ich koncentrácie na prípustnú mieru.


Vysvetlenie pojmov

Ťažobné odpady sú vo všeobecnosti tvorené rôznorodými materiálmi v závislosti od druhu ťažených surovín a geologických pomerov na ložisku.

Časť odpadov nepredstavuje bezprostredné alebo potenciálne riziko pre okolie.

Za nebezpečné odpady (úložisko kategórie A) sa považujú odpady z ťažby kovov (mobilné kovy, rozpustené a suspendované formy), osobitne z ťažby sulfidických rúd (tvorba kyslých priesakových kvapalín a mobilizácia prvkov) a zlata (kyanidové technológie úpravy, mobilizácia kovov).


Vysvetlenie pojmov

Geotechnická a filtračná stabilita

• stabilita hrádzí odkalísk a ich podložia

• stabilita svahov odkalísk a odvalov

• filtračná stabilita materiálov konštrukcie hrádze a odkaliska - odolnosť voči sufózii

• odolnosť voči potenciálnym geodynamickým javom a zvetrávaniu

• účinky stavebných zásahov, otrasov (napr. dopravných), poddolovania

• účinky vegetácie, živočíchov a nepovolaných osôb

• režim podzemných a priesakových vôd


Vysvetlenie pojmov

Chemická stabilita

• chemická stabilita materiálov konštrukcie hrádze a odkaliska

• chemizmus podzemných vôd a priesakových kvapalín

• odolnosť voči uvoľňovaniu tuhých, tekutých a plynných emisií do okolia,

• odolnosť voči tleniu a horeniu,

• zabránenie prenikaniu polutantov do prostredia pod odkaliskom a jeho nasledujúcu degradáciu, vrátane povrchových a podzemných vôd.

Biologická stabilita

• prírodný, vyvážený ekosystém, typický pre danú oblasť a/alebo introdukcia biologicky rozmanitého prirodzeného prostredia, alebo taký stav, aby sa podporila prirodzená obnova.


Najčastejšie problémy

• geomechanické - deformácie povrchu telesa úložiska, geodynamické javy, narušená statická a dynamická stabilita, deformácia hrádze a telesa odkaliska a jeho hlavných objektov, poklesy, trhliny v hrádzi a svahoch okolia odkaliska, deformácia podložia hrádze odkaliska, sufózia, degradácia fyzikálno-mechanických vlastností stavebných materiálov hrádze odkaliska a ich zmeny v čase

• hydrogeologické - zmeny hladín a režimu prúdenia podzemných vôd, deformácie povrchu v dôsledku odvodnenia alebo podmáčania, funkčnosť a stav ochranných drenážnych a tesniacich prvkov odkaliska alebo odvalu a jeho podložia, neželateľné priesaky

• geochemické a hydrogeochemické - vynášanie nebezpečných látok na povrch, tvorba kyslých vôd a nebezpečných priesakových kvapalín, únik priesakových kvapalín, emisie plynov, znečistenie podzemných a povrchových vôd a následná kontaminácia horninového prostredia (zemín)

• fyzikálno-mechanické - emisie prachu a aerosólov, veterná erózia, tlenie a horenie

• iné - škody na flóre a faune, vizuálne hľadiská


Inžinierskogeologický prieskum

Ak nie je k dispozícii dostatok údajov o úložisku potrebných pre vypracovanie projektu rekultivácie alebo sanácie, je potrebné vykonať inžinierskogeologický prieskum a/alebo geologický prieskum životného prostredia a naň nadväzujúci monitoring.

Rozsah a druh geologických prác sa navrhuje individuálne podľa špecifických podmienok úložiska (napr. STN EN ISO 14688-1,2 a 14689, STN EN 1997-1 a 2, EN ISO 22475-1 a 22476-2,3, EN ISO 22 282).

Na základe informácií z prieskumu sa posúdi charakter materiálu, z ktorého je úložisko vytvorené, vykoná sa petrografické overenie zloženia hornín, stanovenie obsahu nebezpečných látok, stanovenie potenciálu tvorby kyselín (v príprave EN 15875 Charakterizácia odpadov. Statická skúška na stanovenie potenciálu tvorby kyselín u odpadov obsahujúcich sírniky alebo zásad, termických procesov, uvoľňovanie plynov, spresnenie litológie a geomechanických vlastností materiálu úložiska a podložných hornín).


Základné aspekty uzavretia úložiska

Inventúra a súpis aktuálneho stavu zariadení používaných počas prevádzky úložiska - nepotrebné zariadenia je potrebné vo fáze uzatvárania odstrániť

Modelovanie konečného tvaru telesa úložiska a jeho stabilita

- posúdenie odkaliska alebo odvalu, posudok o stabilite

- stanovenie stupňa bezpečnosti (stability) generálnych svahov úložiska výpočtovými alebo grafickými metódami (metódy medznej rovnováhy alebo deformačné metódy)

- vypracovanie projektu technickej sanácie úložiska, ktorý zahŕňa preformátovanie svahov a jednotlivých etáží s ohľadom na výsledky stabilitných výpočtov

V zmysle referenčného dokumentu BAT sa vyžaduje hodnota stupňa faktora bezpečnosti

po uzavretí úložiska minimálne 1,3, pričom pri úložiskách s trvalým vodným pokryvom je vhodnejšie technickými opatreniami dosiahnuť hodnotu 1,5 (vyhláška Slovenského banské úradu č. 29/1989 Zb.)

Čím vyšší faktor bezpečnosti sa dosiahne po uzavretí úložiska, tým viac je následne možné redukovať náklady na dlhodobý monitoring úložiska po jeho uzavretí.


Základné aspekty uzavretia úložiska

Realizácia konečných svahových uhlov odvalov závisí od:- navrhnutej technológie izolovania svahov, - použitého materiálu na izoláciu, - plošných možností tvarovanie svahov (prisýpanie, odťažovanie), - výsledkov monitoringu a ekonomických kritérií.

Dva základné spôsoby tvarovania etáží a podetáží sú:- šikmý konečný tvar svahového uhla,- terasovitý konečný tvar svahového uhla.

Výška etáží a jednotlivých terás (podetáží) závisí od geomechanických vlastností uloženého materiálu so zohľadnením potenciálnych exogénnych vplyvov (erózie).

Šírka etážnej plošiny závisí od svahového uhla a od použitej mechanizácie.

Etážna rovina sa proti prelievaniu zrážkových vôd zabezpečuje zošikmením v smere kanálov na odvod povrchových vôd.


Úpravy povrchu telesa úložiska

Technická etapa

Prednostne je treba projektovať selektívne ukladanie, nebezpečný odpad sa má ukladať v najnižších vrstvách odvalu, pokiaľ je to technologicky možné.

Odpad, ktorý nie je inertný, nemá prísť do kontaktu s priesakovými kvapalinami a podzemnou vodou.

Všeobecne platí, že nízky odval rozprestretý na veľkej ploche je odolnejší voči oxidácii ako vysoké kužeľovité odvaly s rovnakým objemom hmoty.

Konečné utlmenie nežiaducich procesov v telese úložiska sa dosiahne jeho zaizolovaním, odvedením povrchových a zrážkových vôd a vykonaním biologickej rekultivácie (presun zemín, ukladanie, rozprestieranie, hutnenie s prednostným využitím odstránenej ornice).

Materiál s nebezpečnými vlastnosťami sa pokrýva neutrálnym materiálom a v prípade potreby sa odval prekrýva vodonepriepustnými materiálmi.



Biotechnická etapa

Najjednoduchšie riešenie je úložisko prekryť úrodnou pôdou (odstránená a uložená pôda pred budovaním odvalu).

Úrodnej pôdy je väčšinou nedostatok, preto sa vykonávajú zložitejšie riešenia, úprava fyzikálnych a chemických vlastností pôd (kyslosť, štruktúra), hnojenie a dodávanie živín do pôd, agrotechnické opatrenia. V prípade nízkeho pH (< 4,5) je potrebné zvýšiť pH na hodnoty približne 6,0.

• nízke odvaly so zodpovedajúcou kvalitou uloženého materiálu (podiel súdržných zemín a humusu) sú vhodné pre poľnohospodárske kultúry• stredne vysoké a nízke odvaly s kyslými pôdami sa najčastejšie zalesňujú

V dôsledku zhoršených hydropedologických podmienok je v zrážkovo deficitných obdobiach potrebné zavlažovanie založených rastlinných kultúr. Veľmi často je používaná chemická príprava pôdy pred vlastným zatrávňovaním či zalesňovaním.



Schematický príklad rekultivácie úložiska


Prehľad používaných sanačných a rekultivačných opatrení

Úspešne odskúšané v krajinách Európskej únie a odporúčané spôsoby uzavretia rôznych typov úložísk odpadov z ťažobného priemyslu sú podrobnejšie popísané v Referenčnom dokumente na aplikáciu najlepších dostupných techník (Best Available Techniques - BAT) pre nakladanie s hlušinou a odpadmi pri banskej činnosti (European Commission, Directorate General JRC, Join Research Centre, Institute for Prospective Technological Studies, 2004).

V nasledovnom prehľade uvádzame výber metód použiteľných v podmienkach Slovenskej republiky.


Uzávierka úložísk obsahujúcich nereaktívne hlušiny z ťažby a úpravy

Pri uzávierke odkalísk a odvalov obsahujúcich inertný ťažobný odpad musia byť vyriešené tieto problémy:

- dlhodobá fyzikálna stabilita

- úprava terénu a ozelenenie

- prevencia erózie a prašnosti

Hladina podzemnej vody sa technickými opatreniami udržiava pod povrchom uloženého odpadu prostredníctvom priepadu tak, aby sa zabránilo porušeniu päty hrádze.

Teleso úložiska odpadu sa prekryje zeminami s vyhovujúcimi parametrami, je zatrávnené a sú vysadené kríky a stromy.


Odkaliská s vodným pokryvom

• Bezpečnostný faktor pre dlhodobú stabilitu ≥1,5.• Vzdušné svahy hrádzí so sklonom < 1 : 3 v európskych podmienkach mierneho pásma dlhodobo stabilné (z hľadiska vodnej a veternej erózie, premŕzania, zvetrávania a podpory rastu vegetácie.• Dimenzovanie šírky voľného brehu (pláže) a protierózna ochrana brehov a svahov musí zohľadňovať prevládajúce vetry vyvolávajúce vlnenie. Dĺžka pláže čo najväčšia (zlepšenie stability svahu, zníženie gradientu hladiny a plochejšieho priebehu prúdnic, zníženie rizika sufózie v dôsledku). Pri uzávierke sa prekryje nepriepustnou vrstvou materiálu (ochrana proti infiltrácii zrážkových vôd, prevzdušňovaniu a zvetrávaniu).• Výpustný objekt - dlhodobá stabilita, vybudovaný ako priepad v prirodzenej hornine, nie v hrádzi. Vypúšťacia kapacita ≥ 2,5 krát väčšia ako najvyšší kedykoľvek v minulosti zaznamenaný prietok (napr. storočná voda).• Zamedzenie sufóznych javov - drenážne prvky v telese a pod pätou hrádze .Uhol hydraulického gradientu v telese hrádze nižší o 50 % ako Φ materiálu, z ktorého je hrádza vybudovaná.


Odkaliská s vodným pokryvom

Hrádza pre permanentný vodný pokryv1. Jemnozrnná hlušina, 2. Hrubozrnná hlušina, 3. Nadvyšovacia hrádza, 4. Stabilizačná časť na zabezpečenie dlhodobej stability, 5. Nepriepustný pokryv s protieróznou ochranou


Odvodnené odkaliská a odvaly

• Zníženie hladiny podzemnej vody po uzavretí odkaliska zvýši stabilitu svahov a zníži riziko sufóznych javov.

• Vzdušné svahy hrádzí sa upravia tak, aby bol zaistený dostatočný stupeň bezpečnosti pre dlhodobú stabilitu a seizmické zaťaženie.

• Odvedenie priesakov musí byť zabezpečené adekvátnou drenážou.

• Musia byť vykonané opatrenia na zachytenie a bezpečné odvedenie vôd z povrchového odtoku (erózne javy). Hrádza musí byť dlhodobo stabilná proti procesom pomalej degradácie.

• Vhodný pokryv na zabránenie alebo spomalenie infiltrácie vôd a difúzie vzdušného kyslíka, ak má materiál úložiska kyselinotvorný potenciál.


Odvodnené odkaliská a odvaly

Hrádza pre odvodnené odkaliská1. Jemnozrnná hlušina, 2. Hrubozrnná hlušina, 3. Nadvyšovacia hrádza, 4. Stabilizačná časť na zabezpečenie dlhodobej stability, 5. Nepriepustný pokryv a protierózna ochrana, 6 Piezometrická výška hladiny podzemnej vody


Typické spôsoby prekrytia

Typické krycie vrstvy pre odkaliská


Uzávierka úložísk obsahujúcich ťažobný odpad s potenciálom tvorby kyslých priesakových kvapalín

Uzávierka úložiska s potenciálom tvorby kyslých priesakových kvapalín musí vždy vychádzať z analýzy rizík založenej na dôkladnom poznaní fyzikálnych a chemických vlastností uložených materiálov.

Väčšina rekultivačných (sanačných) metód je zameraná na minimalizáciu rýchlosti oxidácie sulfidov a následnej mobilizácie produktov zvetrávania obmedzením alebo zabránením transportu kyslíka k sulfidom použitím bariéry („suchý“ alebo „mokrý“ pokryv, prípadne „kyslík spotrebovávajúci“ pokryv).

Ďalšími, menej používanými metódami sú napríklad odstránenie sulfidických minerálov, prídavok minerálov s pufračnou schopnosťou, minimalizácia bakteriálnej aktivity, alebo zmenšenie povrchu zŕn, ktoré môžu zvetrávať.


Zaplavenie úložiska - vodný „mokrý“ pokryv

Využíva hladinu voľnej vody ako difúznu bariéru proti prestupu kyslíka z atmosféry do telesa odkaliska.Koeficient difúzie kyslíka pre vodu je 10-4 menší ako pre vzduch.

Podmienky použitia:• pozitívna vodná bilancia• dlhodobá fyzikálna stabilita hrádze so zabezpečenou dostatočnou kapacitou odtoku • dostatočná hĺbka vodného telesa (možná tvorba suspenzií v dôsledku vĺn na hladine)

Príklad riešenia na odkalisku Stekenjokk TMF


Prekrytie úložiska - „suchý“ pokryv

• Voda z povrchu odkaliska je odstránená, povrch sa nechá vyschnúť.

• Materiál v telese úložiska je naďalej saturovaný vodou (jemnozrnné častice ostávajú nasýtené vodou, materiál je mäkký).

• Povrch úložiska sa prekryje vrstvou, alebo vrstvami vhodného materiálu s nízkou priepustnosťou a schopnosťou dobre odvádzať vody z povrchového odtoku. Súčasťou prekrytia môže byť aj oddeľovacia a drenážna vrstva.

Pokryv obmedzuje difúziu kyslíka z povrchu odkaliska do medzizrnových priestorov, znižuje reakčnú rýchlosť a vznik kyslých priesakových kvapalín. Prekrytie znižuje infiltráciu povrchovej vody, čo obmedzí transport reakčných produktov.



Podmienky použitia:

• dostatok materiálu v blízkom okolí v požadovanom množstve a kvalite

• pred prekrytím musí byť odkalisko odvodnené dostatočne dlhý čas, aby materiál konsolidoval (počas konsolidácie pred zakrytím môže byť nutné vykonať opatrenia proti emisiám prachu)

•„suchý“ pokryv obvykle pozostáva z niekoľkých vrstiev, tvorených rôznymi typmi súdržných a nesúdržných zemín

• celková hrúbka pokryvných vrstiev sa bežne pohybuje v rozmedzí 0,3 – 3,0 m, priepustnosť tesniacej vrstvy má byť v rozmedzí v rozmedzí 1.10-7 - 1.10-9 m.s-1

• sklon povrchových častí odkaliska sa upravuje na 0,5 – 1° smerom k zberným priekopám na odvádzanie vôd z povrchového odtoku.

• najvrchnejšia vrstva musí chrániť pokryvný plášť pred vysychaním a eróziou a býva zazelenená.



Návrhy rôznych typov minerálneho povrchového tesnenia


Informatívne porovnanie - príklady uzavretia skládok podľa podmienok STN 83 8104

Parková rekultivácia – najjednoduchšie riešenie - navezenie, rozprestretie minimálne 30 cm hrubej vrstvy potenciálne úrodnej zeminy alebo úrodnej vrstvy pôdy, jej biologickej rekultivácie a osiatia. Vhodné rastliny uvádza príloha B normy.

Rekultivačná pokryvná vrstva na poľnohospodárske využitie - min. hrúbka prekrytia skládky odpadu (úložiska) 70 cm potenciálne úrodnej zeminy a 30 cm úrodnej vrstvy pôdy.

Pri rekultivácii na lesnícke a sadové úpravy - hrúbka rekultivačnej vrstvy musí zaručovať stabilitu vyrastajúcich stromov (1,5 m hrubá vrstva zeminy, z ktorej 1,2 m môže byť hrubozrnná zemina a min. 0,3 m úrodná vrstva pôdy). Dreviny nesmú koreňovým systémom narušiť prekrytie skládky (úložiska).


Príklady uzavretia skládok podľa STN 83 8104

Príklad uzavretia skládok Variant A (vrstvy v poradí):

1. pokryvná a rekultivačná vrstva,

2. filtračná oddeľovacia vrstva (geotextília),

3. drenáž hrúbky kamenivo frakcie 16-32 mm – vo svahu môže byť nahradené geosyntetickou drenážou s kmin.≥1.10-3 m.s-1,

4. ochranná geotextília,

5. tesniaca fólia HDPE,

6. minerálne tesnenie,

7. oddeľovacia vrstva,

8. (plynová drenáž),9. odpad.

Variant B (vrstvy v poradí):

1. pokryvná a rekultivačná vrstva,

2. geosyntetická drenáž s ochrannou geotextíliou (kmin.≥1.10-3 m.s-

1),3. tesniaca fólia

HDPE,4. minerálne tesnenie

(ak sa v okolí skládky nenachádza vhodná zemina, možno aplikovať ílové rohože, alebo geosyntetické ílové membrány adekvátnych tesniacich vlastností zodpovedajúcim 0,5 m hrúbky minerálneho tesnenia),

5. oddeľovacia vrstva,6. (plynová drenáž),7. odpad.


Alternatívne metódy uzavretia úložísk obsahujúcich ťažobný odpad s potenciálom tvorby kyslých priesakových kvapalín

Pokryv spotrebovávajúci kyslíkVrstva s nízkou priepustnosťou a vysokým obsahom vody, ktorá má funkciu difúznej kyslíkovej bariéry. Vrstva má vysoký obsah organických látok, ktoré pri rozklade spotrebovávajú kyslík.

Podmienky použitia:• vysoký prebytok vhodných organických látok v pokryvnej vrstve (napr. papierenské kaly a drevný odpad, zmiešané napríklad s popolčekom za účelom zvyšovania hodnoty pH).• účinná vrstva sa prekrýva relatívne priepustnejšou ochrannou vrstvou chrániacou proti erózii a zároveň umožňujúcej migráciu vlhkosti potrebnej pre rozkladné procesy spotrebovávajúce kyslík.

Vytvorenie mokradeMetóda podobná ako vodný pokryv, ale s menšou hĺbkou vody. Na dne mokrade sa vytvára a stabilizuje rastlinný pokryv – zábrana proti opätovnému uvoľňovaniu jemnozrnnej hlušiny a vzniku suspenzií vplyvom pohybu na hladine vody.Menšie množstvo vody, ktoré je potrebné akumulovať v odkalisku znižuje potenciálne riziká narušenia hrádze.


Alternatívne metódy uzavretia úložísk obsahujúcich ťažobný odpad s potenciálom tvorby kyslých priesakových kvapalín

Zvýšená hladina podzemných vôdMedzistupňové riešenie – zvyšuje sa stupeň nasýtenia uloženej hlušiny vodou bez nutnosti vytvárania otvorenej nádrže s vodou (eliminácia rizík spojených s hrádzou)Metóda je nákladnejšia ako mokrý pokryv, ale lacnejšia ako suchý pokryv.Výhoda: okrem malej hrúbky pokryvu nie je potrebné zhutnenie a požiadavky na kvalitu materiálu uzatváracej vrstvy sú nižšie ako pri metóde suchého pokryvu.V nasýtenom materiáli sú redukované oxidačné procesy podobne ako pri mokrom pokryve.

Podmienky použitia:

• možné použiť iba na odkaliskách, kde sa hladina podzemnej vody nachádza blízko pod povrchom• dokonalé údaje o hydrogeologických pomeroch podložia odkaliska a jeho okolia a matematické modelovanie prúdenia podzemných vôd, v ktorom je zahrnutý aj vplyv povrchových vôd na režim podzemných vôd


Odvaly hlušiny z úpravy uhlia

Voda presakujúca cez odvaly uhoľných hlušín môže obsahovať rozpustené látky, chloridy, a pri oxidácii pyritu sa môže zvyšovať obsah síranov a mikroprvkov.

Možná tvorba kyslých priesakových kvapalín - vyčerpáva sa pufračná kapacita hlušiny alebo zvodne a môže dochádzať k mobilizácii stopových prvkov.

Hlavným environmentálnym cieľom pri uzavretí odvalu je ochrana podzemných vôd. Vhodné riešenie je možné vybrať v závislosti na špecifických podmienkach lokality.

Najčastejšie používaným riešením je prekrytie úložiska, odvedenie vôd z povrchového odtoku a zazelenenie.


Nakladanie s vodami a priesakovými kvapalinami

Pri uzatváraní musí byť vyhodnotená vodná bilancia:- pre vykonanie plánu uzavretia- pre hodnotenie prvkového hmotnostného zaťaženia z odkaliska- pre výpočet prúdenia z odkaliska alebo odvalu do podzemných vôd

Vodná bilancia odkaliska zahŕňa predovšetkým tieto zložky:- zrážky- povrchový odtok- odtok prevádzkovej vody- recyklovanú prevádzkovú vodu- výpar- odtok do povrchových tokov- priesak hrádzou a pod hrádzou

Niektoré parametre nie je možné exaktne zmerať, a preto musia byť odhadnuté.


Nakladanie s vodami a priesakovými kvapalinami

Rozhodovací diagram pre uzatváranie odkalísk a odvalov, ktoré sú potenciálnym zdrojom kyslých priesakových kvapalín


Podmienky riadenia vzniku a migrácie kyslých priesakových kvapalín

Ak proces zvetrávania hlušiny nemohol, alebo nemôže byť obmedzený v priebehu ťažby, potom musí byť migrácia vznikajúcich kyslých vôd riadená.

Metódy na minimalizáciu vplyvu kyslých priesakových kvapalín zahŕňajú napríklad:

• opatrenia na odchýlenie prúdenia neovplyvnených povrchových a podzemných vôd

• zachytávanie ovplyvnenej povrchovej vody a riadenie prúdenia podzemných vôd

• primiešavanie materiálu (hlušina z ťažby alebo úpravy) s vysokou neutralizačnou kapacitou

• prídavok minerálov s pufračnou kapacitou (vápnenie)

Prídavok materiálu s pufračnou schopnosťou (napríklad vápenec) sa bežne používa pred aplikáciou suchého pokryvu.

Dosiahnutie dlhodobého efektu pufrácie vysoké finančné náklady.

Miešanie prídavkov je realizovateľné iba na lokalitách kde existuje materiál s dostatočnou pufračnou schopnosťou v dostatočnom množstve (napr. ako súčasť produkovanej hlušiny).


Nakladanie s odsedimentovanou vodou a priesakovými kvapalinami

Nakladanie s odsedimentovanou vodou• priame vypúšťanie do povrchových vôd• zhromažďovanie v nádrži na čistenie alebo recykláciu (odparovanie) pod odkaliskom • úprava pred vypúšťaním do recipienta

Nakladanie s priesakovými kvapalinami• predpokladom pre návrh systému nakladania s priesakmi je podrobná znalosť hydrogeologických pomerov lokality.• základné monitorovanie prostredníctvom inštalovaných piezometrov• zachytávanie priesakov hrádzou v priekopách, kde je monitorovaný prietok a kvalita vody• ak je kvalita priesakovej vody vyhovujúca, môže sa nechať presakovať do podložia (vypúšťanie do podzemných vôd)



Ďalšie možnosti riadenie emisií do podzemných vôd:

• zachytenie priesakov čerpaním - (záväzok dlhodobého čerpania – musí byť rozpracovaná už v pláne rekultivácie a uzavretia úložiska)

• vybudovanie prehradzujúcich priekop alebo hydraulických bariér na okrajoch odkaliska (náročné a nákladné opatrenia s obmedzeným hĺbkovým dosahom)

• najefektívnejšou metódou pre zamedzenie priesakov do podložia je správny výber lokality (hg pomery, ktoré spôsobujú prúdenie podzemnej vody do odkaliska, a nie naopak)

• je potrebné dať prednosť obmedzeniu priesakov do úložiska pred opatreniami na utesnenie dna (je prakticky nemožné dodatočne vybudovať, alebo opraviť poškodené zaťažené tesnenie, tesniace injektážne práce sú obtiažne, nákladné a nie všade použiteľné)



• množstvo priesakových vôd je podmienené veľkosťou hydraulického gradientu

• odvodnenie a prekrytie hlušín zníži alebo zabráni vytvoreniu súvislej hladiny a tým i priesakom - najvhodnejšie riešenie problému priesaku na uzavretom odkalisku

• veľmi jemnozrnné flotačné hlušiny majú po konsolidácii podobnú priepustnosť ako minerálne tesnenia (konsolidácia môže trvať i niekoľko rokov), týmto spôsobom je vykonané sekundárne uzavretie

• v tomto prípade syntetické tesnenie poskytuje základné uzavretie v prvej etape, neskôr izolačnú funkciu preberá konsolidovaná flotačná hlušina. Tesnenie (v medziach stavebných štandardov) zníži priesaky na takú mieru, že nespôsobia významné znečistia podložia (podzemných vôd)


Najbežnejšie systémy tesnení



Regulácie priesakov

V praxi prichádzajú do úvahy prevažne dva typy opatrení:

• priesakové bariéry alebo reakčné bariéry (izolačné priekopy, cemento-ílové steny a cementačné bariéry)

• vratné systémy (priekopy alebo vrty)

• kombinácia metód

Tieto opatrenia sa musia vždy posudzovať aj s ohľadom na stabilitu hrádze.


Techniky na zníženie emisií do vody

Úprava rozpustených kovov• využitie adsorpčnej schopnosti jemnozrnných hlušín (flotačných) na čistenie vôd (drenážne vody z odvalov, banské vody) obsahujúcich rozpustené kovy.Kovy sa zachytávajú na povrchu minerálnych zŕn pri vhodných hodnotách pH (napr. > 7 pre Zn, > 5 pre Cu, jednoduchý systém vhodný pri prevádzke odkaliska a menej po uzavretí)

Suspendované častice a rozpustené látky

Čistenie sa môže vykonávať:• v otvorenej vodnej ploche• v zariadení, ktoré je na tento účel postavené.

Technológia zahŕňa:• zrážanie rozpustených kovov (hlavne vápnenie v kombinácii s ďalšími činidlami napr. FeCl3, separáciu zrazeniny a častíc)• oddelenie zrazeniny a tuhých častíc gravitačnou separáciou v nádržiach alebo zahusťovačochVytvorený kal si vyžaduje osobitný manažment nakladania podľa miestnych podmienok (na úložisku, alebo na skládke príslušnej kategórie).


Techniky na zníženie emisií do vody

Úprava kyslých vôd

Technológie úpravy kyslých vôd eliminujú alebo znižujú aciditu a zrážajú ťažké kovy.

Rozdeľujú sa na:

• aktívne –neutralizácia kyslých vôd alkalickými činidlami - výstavba, prevádzka a používané chemikálie sú nákladné

• pasívne – výstavba systému úpravy vôd využívajúceho prírodné biologické alebo chemické reakcie drenážnych vôd, pri ktorých je nutný len minimálny manažment (anoxická drenáž, kanály z vápenca, alkalický charakter podzemnej vody a prechod drenážnych vôd cez umelo konštruované mokrade alebo iné sedimentačné objekty).

Možná je tiež kombinácia aktívnych a pasívnych technológií úpravy (napríklad vápnenie a umelé mokrade).


Techniky na zníženie emisií do vody – aktívne metódy

Vápenec (uhličitan vápenatý) (všeobecne použiteľný)Výhody:- nízke náklady,- ľahké použitie, - vznik hustého kalu s ľahkým nakladanímNevýhody:- dlhý reakčný čas- zníženie účinnosti v dôsledku zrazenín železa- neúčinné pre odstraňovanie Mn

Hydratované vápno (hydroxid vápenatý) (používa sa hlavne v uhoľnom priemysle)Výhody:- jednoduché a bezpečné použitie- dobrá účinnosť- priaznivá cenaNevýhody:- produkcia veľkého objemu kalov- vyššie náklady na úpravňu vzhľadom na jej potrebnú veľkosť.



Sóda (uhličitan sodný) – (vhodný pre úpravu malých emisií kyslých výluhov)Výhody:- použiteľný v citlivých oblastiachNevýhody:- vysoké náklady-zlá sedimentácia kalu

Kaustická sóda (hydroxid sodný) (vhodný pre úpravu malého prietočného množstva)Výhody:- použiteľný v citlivých lokalitách- vhodný pre úpravu kyslých priesakových kvapalín s vysokým obsahom MnNevýhody:- vysoké náklady- nebezpečné vlastnosti hydroxidu, tuhnutie pri nízkych teplotách- zlé vlastnosti kalu



Amoniak – bezvodý amoniak (účinný pre úpravu kyslých výluhov s vysokým obsahom Fe3+/Mn).Výhody:- podobné ako pri hydroxide sodnomNevýhody:- použitie je technologicky náročné, nebezpečné a môže ovplyvniť biologické podmienky recipientu- vedľajšími dôsledkami môžu byť prejavy toxicity na akvatické formy života, eutrofizácia a nitrifikácia- pri použití sa vyžaduje dodatočný monitoring, povolenie použitia je legislatívne problematické


Techniky na zníženie emisií do vody – pasívne metódy

Umelo vytvorené mokradeVyužívajú pôdne a vo vode sa vyskytujúce mikroorganizmy viazané na mokraďné rastliny umožňujúce odstraňovať z vôd kovy v rozpustenej forme.• systém nevyžaduje plynulé riadenie, alebo iba minimálne• relatívne nová metóda so špecifickými nepreskúmanými mechanizmami• kyslé vody s obsahom kovov pretekajú cez aeróbnu a anaeróbnu zónu mokraďného systému• kovy sú odstraňované prostredníctvom iónovej výmeny, adsorbcie, absorbcie a zrážaním s geochemickou a mikrobiologickou oxidáciou a redukciou.• vyzrážané a adsorbované kovy sedimentujú v odkaľovacom priestore, alebo sú filtrované presakovaním vody špecifickým prostredím alebo rastlinami

Proces môže byť adaptovaný i pre úpravu alkalických alebo neutrálnych výluhov.Najväčšie uplatnenie pri úprave malých prietokov, rádovo okolo desiatok litrov za minútu.

Limitujúce faktory použitia: účinnosť nie je dobre známa, náklady na realizáciu nemusia byť finančne úmerné, premenlivá teplota a prítok môžu byť príčinou nerovnomernej účinnosti.


Techniky na zníženie emisií do vody – pasívne metódy

Otvorené vápencové kanály alebo anoxická vápencová drenáž

Otvorené kanály vyplnené vápencom - konštrukčne najjednoduchšia metóda pasívnej úpravy, ktorá je tvorená otvorenými kanálmi, ktoré sú vyplnené vápencom.Pri anoxickej drenáži sú kanály zakryté.Účinnosť metódy môžu znižovať povlaky zrazenín železa a hliníka vytvárané na povrchu vápencov.

Záchytné vrty

Podporný prvok v kombinácii s ďalšími opatreniami po uzavretí úložiska.Záchytné objekty (vrty, šachty, nádrže) vyplnených drveným vápencom.

Pasívne systémy väčšinou nepostačujú ako jediné sanačné opatrenie (závislosť na vonkajších faktoroch, usádzanie povlakov)


Techniky na zníženie emisií do vody – špecifické metódy

Úprava alkalických vôdAlkalické vody z odkalísk je možné neutralizovať prídavkom kyseliny sírovej alebo CO2.(problém Al - optimálne pH 6,85, keď sa hliník stáva vo vode nerozpustný a zrazenina sedimentuje - flokulačná nádrž). Čistá voda je vypúšťaná podľa možností alebo použitá.

Úprava vôd s obsahom arzénu• v bežných podmienkach technologický proces čistenia zahŕňa pridávanie rozpustnej železitej soli, ktoré je doplnené pridaním dostatočného množstva hydroxidu, ktorý spôsobí vznik nerozpustného hydroxidu železitého• odstraňovanie arzénu sa vykonáva vyzrážaním vo forme arzeničňanu, alebo viac rozpustného a menej stabilného arzenitanu• prítomnosť kovových iónov Cu, Pb, Ni, Zn znižuje rozpustnosť As - vznikajú menej rozpustné arzeničňany kovov. Čím vyšší je pomer Fe a As, tým stabilnejšia a menej rozpustná je zrazenina (pri molárnom pomere Fe : As > 8 arzeničňany kovov sú o rád menej rozpustné ako relatívne nerozpustný areničňan železnatý v rozpätí pH od 2 do 8• prídavkom hydroxidu železitého môže byť znížená koncentrácia As i ďalších kovov ako Sb, Mo na úroveň menej ako 0,5 mg.l-1


Techniky na zníženie emisií do vody – špecifické metódy

Odstraňovanie kyanidovNajrozšírenejšia metóda odstraňovania kyanidov - prirodzená degradácia kyanidov.

Často býva dopĺňaná ďalšími procesmi úpravy:


Remediačné metódy na elimináciu negatívnych vplyvov spôsobených odpadmi z ťažobného priemyslu - technológie

sanácie zemín in situ

Biologické postupy

Fytoremediácia a rizoremediáciaFytoremediácia je využitie rôznych rastlinných druhov pri degradácii, extrakcii, či imobilizácii látok kontaminujúcich pôdu alebo vodu

Fytoremediácia využívaná:- in situ- na dekontamináciu vyťaženého materiálu landfarmingom alebo formou prirodzených alebo umelých mokradí.

Metóda je použiteľná pre:• odstraňovanie anorganických a organických polutantov, vhodná predovšetkým pre veľkoplošné použitie

Obmedzenie použitia: • pomalá metóda závislá od sezónnych klimatických podmienok, ktorou nie je možné dosiahnuť úplné odstránenie znečistenia• polutanty musia byť biologicky dostupné a ich hĺbková distribúcia musí byť v dosahu koreňového systému rastlín




Základné dekontaminačné postupy využívajúce rastliny:

- fytoextrakcia – priama absorbcia a presun kontaminantov do rastlinných tkanív- fytotransformácia – uvoľňovanie enzýmov podporujúcich biochemickú transformáciu v pôde- rizosférna biodegradácia – degradácia polutantov spôsobená činnosťou húb a mikroorganizmov v koreňovej sfére- fytostabilizácia - použitie rastlín na zníženie pohyblivosti a biologickej dostupnosti znečisťujúcich látok- fytovolatilizácia – presun kontaminantov z pôdy a vody a ich následné uvoľňovanie transpiráciou do atmosféry

Optimálny rastlinnný druh dobre toleruje a akumuluje organické alebo anorganické polutanty, rýchlo rastie a produkuje veľké množstvo biomasy (s možnosťou ďalšieho technického alebo energetického využitia) a ľahko sa zbiera technickými prostriedkami.

Biodostupné kovy pre príjem rastlinami sú Ni, Cd, Zn, As, Se, CuMenej dostupné s prídavkom komplexačných činidiel sú Co, Mn, Fe. Pb, Cr, U




Fyzikálne a chemické postupy

Vymývanie pôdy- infiltrácia vodného roztoku aktívnych látok (kyseliny, zásady, rozpúšťadlá, povrchovo aktívne látky) schopných rozpúšťať a meniť povrchové vlastnosti polutantov viazaných v horninovom prostredí vertikálnymi alebo horizontálnymi objektmi- prevedenie polutantov do roztoku alebo narušenie sorpčných väzieb s časticami horninového prostredia a následné odstránenie roztoku

Metóda je použiteľná pre:• technológiu je možné použiť pre saturovanú i nesaturovanú zónu• použiteľná pre odstránenie širokého spektra polutantov, pri odpadoch z ťažobného priemyslu pripadajú do úvahy ťažké kovy (Pb, Zn, Cu), rádionuklidy, výbušniny a ropné látky, avšak nie v zmesnej kombinácii

Obmedzenie použitia:• nízka priepustnosť a heterogenita horninového prostredia• zmesná kontaminácia rôznymi druhmi kontaminantov• silná sorpcia polutantov na povrch častíc hornín




Zakrytie, uzavretie a enkapsulácia- sanačné metódy, ktorých technické riešenia sú podobné, alebo zhodné s metódami uzavretia a rekultivácie úložísk odpadov z ťažobného priemyslu- zakrytím sa zabráni prístupu zrážkovej vody, vzduchu, alebo iných aktívnych činiteľov do uzavretého úložiska

Metóda je použiteľná pre:• zakrytie bez ďalších opatrení je možné použiť iba za podmienky, že je preukázané nemožnosť úniku znečistenia cez dno a boky telesa uzatváraného materiálu• prekrytie je doplnené bočnými vertikálnymi bariérami, ktoré siahajú až do nepriepustného podložia a tvoria s vrchným prekrytím spoločný tesniaci systém

Obmedzenie použitia:• absencia prirodzeného izolátora v podloží s vyhovujúcimi vlastnosťami

V prípade sanácie hlboko uloženého a ťažko prístupného nebezpečného dopadu a pri absencii prirodzeného nepriepustného podložia je možné použiť princíp enkapsulácie, pri ktorom sa metódami injektáže, alebo tryskovej injektáže vytvorí súvislý obal okolo telesa nebezpečného odpadu.




Stabilizácia a solidifikácia in situ

- stabilizácia je proces chemického viazania nebezpečných látok prítomných v kontaminovanom materiáli do stabilnej málo rozpustnej formy, ktorá znamená nízke alebo žiadne riziko pre okolité prostredie

- solidifikácia je fyzikálna premena a uzavretie kontaminovaného materiálu do monolitickej, mechanicky odolnej a obmedzene priepustnej štruktúry, chemické vlastnosti škodlivých látok nemusia byť týmto procesom ovplyvnené

-technológia solidifikácie a stabilizácie je založená na premiešavaní sanovaného odpadu so spojivom a s ďalšími chemickými činidlami (najčastejšie sa používajú hydraulické spojivá, ako cement, pucolány, popolček, vápenný hydrát alebo organické spojivá)

- po premiešaní dochádza pri stabilizácii pomocou chemických reakcií k zníženiu alebo odstráneniu nebezpečných vlastností ťažobného odpadu

- vplyvom tvrdnutia spojiva sú takto upravené častice odpadu uzavreté do inertnej a málo priepustnej matrice

Procesy stabilizácie a solidifikácie sú vzájomne prepojené a dopĺňajúce sa procesy




Metódy sú použiteľné pre:

• kontaminované zeminy, kalové lagúny a sedimenty s obsahom nebezpečných látok a s rôznym stupňom konzistencie, od tekutej, kašovitej až po pevnú

• metódami solidifikácie a stabilizácie je možné sanovať ťažké kovy (predovšetkým Hg, As, Pb, Zn, Cd, Cr), rozpustné zlúčeniny (chloridy, sulfáty, fluoridy), uhľovodíky, organokovové zlúčeniny (ferokyanidy) a ďalšie látky

Obmedzenie použitia:

• hĺbka technického dosahu sanácie obvykle neprekračuje 15 m, so špeciálnym strojovým vybavením je možné dosiahnuť hĺbku až 35 m

• prítomnosť niektorých látok, ako napríklad síranov, niektorých kovov a organických látok môže narúšať správny priebeh tuhnutia spojív, kovy (mikropolutanty) sa ťažšie viažu

• spracovanie veľkého objemu nebezpečného odpadu môže byť technicky a ekonomicky problematické

Receptúra solidifikácie a stabilizácie sa pre každú aplikáciu navrhuje osobitne.




Vitrifikácia (termická solidifikácia)

Podstatou je elektrické odporové tavenie zemín s nebezpečnými vlastnosťami pri teplote 1600 až 2000 °C. Tavenie prebieha medzi grafitovými elektródami situovanými v sanovanej vrstve. Vzniknutá sklovitá tavenina uzatvára neprchavé kontaminanty, prchavé kontaminanty sa čiastočne rozložia alebo vyprchajú.

Metóda je použiteľná pre:• solidifikáciu a imobilizáciu kovov a rádionuklidov.

Obmedzenia použitia:• hĺbková dostupnosť metódy je maximálne 7 m• sanovaná zemina musí obsahovať dostatok kremíka, hliníka a oxidov alkalických kovov• nemožno aplikovať v blízkosti podzemných vedení a v zeminách s obsahom stavebných odpadov alebo spáliteľného organického znečistenia viac ako 20 hm%• vyžaduje sa dostatočný príkon elektrickej energie, metóda je vysoko energeticky náročná• tavením dochádza k zmenšeniu objemu sanovaného materiálu a poklesu povrchu terénu




Chemická oxidácia in situ

Infiltrácia roztoku oxidačného činidla do nesaturovanej zóny systémom horizontálnych vrtov vertikálnych drénov premiešanie s kontaminovanou zeminou tak, aby došlo k rozkladu prítomných kontaminantov. Výslednými produktmi oxidačných reakcií sú v závislosti na druhu použitých činidiel málo rozpustné oxidy železa alebo mangánu, oxid uhličitý a voda.Najbežnejšie používané oxidačné činidlá sú manganistan draselný, manganistan sodný, peroxid vodíka (Fentonovo činidlo), ozón.

Metóda je použiteľná pre:• sanáciu saturovanej zóny, ale i nesaturovanej zóny a odstránenie širokého spektra organických látok, v rámci riešenej problematiky prichádzajú do úvahy niektoré ropné uhľovodíky a výbušniny • rýchly rozpad kontaminantov na neškodné produkty a žiadna produkcia nebezpečných odpadov





• metóda je málo účinná voči niektorým látkam s nízkou rozpustnosťou, hlavne pri použití manganistanu ako oxidačného činidla na rozklad ropných látok a ďalších látok

• vysoký obsah oxidovateľných prirodzených zložiek v sanovanom horninovom prostredí

• zariadenia na skladovanie a prípravu oxidačných činidiel na lokalite sú nákladné a náročné na odbornú obsluhu

• príprava sanačného zásahu a správny návrh dávkovania činidiel si vyžaduje náročnú predsanačnú prípravu pozostávajúcu z laboratórnych skúšok, stopovacích skúšok a pilotnej skúšky vo vybranej časti lokality




Elektrokinetická dekontaminácia

Vytvorením jednosmerného elektrického poľa v pórovitej kontaminovanej matrici dochádza pôsobením elektrického napätia k transportným javom, ako pohyb iónov v elektrickom poli (elektromigrácia) a pohyb vodných roztokov v matrici elektroosmóza.

Riešenie spočíva v pravidelnom systéme vrtov do ktorých sú striedavo inštalované kladné a záporné elektródy umiestené v elektrolyte.

V okolí elektród sú generované vodíkové a hydroxylové ióny, ktoré spôsobujú výrazný posun pH. Sanácia môže prebiehať s následnou úpravou pH (kondicionácia), alebo bez.

Metóda je použiteľná pre:

•prostredia s malou priepustnosťou pre vodu, kde sú iné techniky nepoužiteľné

•prostredie s dostatočnou elektrickou vodivosťou, vlhkosť matrice sa musí blížiť skoro nasýtenému stavu

•odstraňovanie kontaminantov v iónovej forme, napríklad toxické kovy

•látky rozpustené alebo dispergované vo vodnom roztoku





•použitie je obmedzené predpismi pre prácu s elektrickým napätím

•nežiaduce zvýšenie mobility kontaminantov - nevýhodná vysoká pohyblivosť iných iónov ako kontminantov (sodík, draslík, vápnik, horčík, vodík, hydroxylové ióny)

•veľké straty elektrickej energie spôsobenej premenou na teplo (matrica sa zohrieva)

O použití tejto metódy v danom type matrice by sa malo rozhodnúť až po vykonaní laboratórnych skúšok a modelov.



sanácie zemín ex situ

Použitiu metód ex situ vždy predchádza vyťaženie kontaminovaného materiálu a jeho preprava na miesto, kde sa vykoná zvolená sanačná metóda. Technológie ex situ umožňujú homogénnu sanáciu celého objemu kontaminovaného materiálu.

Biologické postupy

Biostabilizácia a bioimobilizácia

- eliminácia toxicity polutantov, ktoré sú biologicky ťažko rozložiteľné, alebo nerozložiteľné (kovy)

- v sanovanom materiáli sa dávkovaním látok, ktoré slúžia ako heterotrofný substrát pre mikroorganizmy vytvoria redukčné podmienky pre biologickú tvorbu látok, ktoré viažu molekuly polutantov a tým znižujú ich biodostupnosť, škodlivosť a mobilitu

- enzymatická redukcia kovov je schopná niektoré kovy zbaviť toxicity

- zmena molekúl kontaminantu biologickou cestou na nerozpustné, čím sa zníži ich mobilita a škodlivosť (biologickou redukciou vyššie oxidovaných foriem kovov sa dosiahne, že kovy v nižšom oxidačnom stupni sú v nerozpustnej forme, takže sa znižuje ich mobilita)





• odstraňovaní vplyvov spôsobených ťažkými kovmi (Cr6+ a Hg2+), rádionuklidmi, výbušninami

Obmedzenie metódy:

• nemôže sa aplikovať v prostredí s veľmi vysokou toxicitou, pri ktorej dochádza k inhibícii biologickej činnosti

• nedochádza k rozkladu kontaminantov, ale k obmedzeniu ich pôsobenia na prírodné prostredie a zdravie

• použitie v praxi je limitované používaním sanačných limitov vyjadrených analyticky stanovenými koncentračnými hodnotami nebezpečnej látky, bez zohľadnenia hodnotenia jej ekotoxicity.




Landfarming- aerobný biologický rozklad polutantov rozprestretých v tenkej vrstve- kontaminovaný materiál sa rozprestrie na nepriepustnú a protihavarijne zabezpečenú plochu v hrúbke, ktorá zodpovedá hĺbkovému dosahu technického vybavenia - v prípade potreby sa pridáva vyľahčovací materiál, väčšinou lignocelulózového charakteru, makrobiotické prvky (N, P), alochtónne organizmy, udržuje sa optimálna vlhkosť (12-30 % hm) a hodnota pH (6-8).- agrotechnickými činnosťami (preorávanie, kyprenie, zavlažovanie) je do pôdy dodávaný vzdušný kyslík v takých intervaloch, aby nevznikali anaeróbne podmienky


•sanáciu ropných kalov, vzniknutých pri ťažbe ropy

Obmedzenie metódy:

•inhibičné vlastnosti kontaminantov (zisťuje sa laboratórnymi testami pokiaľ je autochtónna aktivita nedostatočná)

•zimné obdobie s nízkymi teplotami - premŕzanie relatívne tenkej vrstvy sanovaného materiálu



sanácie zemín ex situChemické a fyzikálne metódy

Fyzikálne mechanická separácia- využíva výlučne mechanické princípy separácie zložiek zo zmesi materiálu (oddeľovanie na sitách, gravitačná separácia, magnetická separácia), nebezpečné látky sú koncentrované v jednej z oddelených zložiek- druhá zložka obsahuje menej alebo žiadne nebezpečné látky - separácia je väčšinou prvá etapa inej sanačnej technológie aplikovanej na vyseparovaných zložkách materiálu- látky s nebezpečnými vlastnosťami majú afinitu viazať sa na jemnozrnnejšie frakcie

Metóda je použiteľná pre:• pre oddeľovanie a koncentráciu zemín a niektorých druhov odvodnených kalov s obsahom ťažkých kovov.

Obmedzenie metódy:• vysoký podiel jemnozrnných zložiek ílovej frakcie a malý rozdiel mernej hmotnosti znižuje účinnosť separačného procesu.• adhézia jemnozrnných častíc ílovej a prachovej frakcie na hrubozrnnejšie častice pieskovej a štrkovej frakcie




Pranie - vymývanie znečistenia z pevnej matrice vodou alebo vodným roztokom aktívnych látok znečisťujúca látka prevedená do roztoku- oddelené znečistenie alebo frakcia materiálu, ktorá je jeho dominantným nosičom

Viacstupňový proces:- predúprava - odstránenie kameňov, väčších úlomkov- doprava do pracieho zariadenia (sitá, zmiešavače, vodné trysky)- odvedenie pracej vody do čistiaceho zariadenia (opäť použitá v procese prania alebo - je vypúšťaná do vhodného recipienta).- ďalšie nakladanie s hrubozrnnými a jemnozrnnými podielmi zemín oddelenými v procese prania podľa analyzovaného obsahu nebezpečných látok

Použiteľnosť metódy:• zeminy znečistené ťažkými kovmi (napr. pre arzén jediná účinná sanačná technológia)

Obmedzenia použitia:• vysoký podiel jemnozrnnej frakcie zemín• ekonomická nevýhodnosť pre čistenie zemín s nižšími koncentráciami polutantov




Solidifikácia a stabilizácia ex situProcesy solidifikácie a stabilizácie ex situ sú totožné s princípmi solidifikácia a stabilizácie in situ.Solidifikácia a stabilizácia ex situ sa používa v prípadoch, keď je nutné materiál z nebezpečnými vlastnosťami s rôznych dôvodov odťažiť.Odťažený odpad sa môže spracovať buď v blízkosti miesta odťaženia v mobilnom zariadení, alebo môže byť odvážaný na vzdialenejšie miesto do stacionárneho spracovateľského závodu.

Použiteľnosť metódy:• odpady s obsahom ťažkých kovov (predovšetkým Hg, As, Pb, Zn, Cd, Cr)• rozpustné zlúčeniny (chloridy, sulfátu, fluoridy)• uhľovodíky• organokovové zlúčeniny (ferokyanidy)• ďalšie látky (napr. s obsahom azbestu)

Obmedzenia použitia metódy:• rovnaké ako v prípade modifikácie in situ


Technológie sanácie podzemných vôd a priesakových kvapalín in situ

Biologické postupyBiotransformácia a bioredukciaBiotransformácia je proces, pri ktorom je jedna látka premieňaná na inú látku reakciami katalyzovanými enzýmami mikroorganizmovBioredukcia znamená zníženie mocenstva chemického prvku v dôsledku činnosti mikroorganizmov - vyzrážanie nerozpustných zlúčenín toxických prvkov - redukciu kovových iónov sprostredkovávajú špecifické bakteriálne kmene, ktoré je potrebné inokulovať do vodného prostredia Aplikácia metódy sa vykonáva cyklicky v ako - donor elektrónov používajú rôzne organické látky (alkoholy, fenoly, organické kyseliny, cukry, molekulárny vodík).- opakovaných cykloch pomocou vhodných infiltračných objektov zvolených podľa miestnych podmienok

Použiteľnosť metódy:• redukcia toxických foriem kovov na netoxické: Cr, U, As, Se, vyzrážanie (Cd, Zn) Obmedzenie použitia metódy:• viaczložkové znečistenie (inhibičné vlastnosti niektorých kovov) riziko mobilizácie vyzrážaných zlúčenín ďalšou činnosťou mikroorganizmov.



Monitorovaná prirodzená atenuáciaV dôsledku niektorých prirodzených pochodov prebiehajúcich v horninovom prostredí bez zásahu ľudskej činnosti dochádza za priaznivých fyzikálnochemických podmienok k zmenám a rozkladu polutantov.Tieto zmeny sú pomalé, žiaduce znižovanie koncentrácií kontaminantov je možné očakávať v časovom období rokov až desiatok rokov.Prirodzené procesy podieľajúce sa na možnej atenuácii sú predovšetkým:disperzia, riedenie, sorpcia, chemická alebo biologická stabilizácia, hydrolýza, rádioaktívny rozpad, odparenie alebo rozklad.Existencia takýchto procesov a ich rýchlosť sa zisťuje nepriamymi opakovanými meraniami súborov rôznych fyzikálnochemických parametrov a overuje sa výpočtami a špecializovanými matematickými modelmi.Základnou podmienkou použitia metódy je, že nedochádza k zväčšovaniu mraku kontaminácie v čase a z dlhodobého hľadiska nie je ohrozený žiadny receptor v jeho dosahu.Dlhodobé merania vývoja hydrogeologických parametrov, koncentrácií polutantov a ďalších parametrov sa porovnávajú s vypočítanými teoretickými predpokladmi.



Podporovaná atenuáciaVyužíva procesy prirodzenej atenuácie, pričom sa optimalizujú podmienky na elimináciu inhibičných a obmedzujúcich podmienok na lokalite.Hlavným atenuačným pochodom v prípade sanácie odpadov z ťažobného priemyslu je transformácia.Proces prirodzenej spotreby kyslíka, znižovania ORP a vzniku redukčného prostredia sa podporuje infiltráciou heterotrofných substrátov do podzemnej vody. Prídavok substrátu musí odstrániť nedostatok organického uhlíka, makrobiotických prvkov alebo nedostatočne aktívnu autochtónnu bakteriálnu populáciu.Použiteľnosť metódy:• metóda je použiteľná pri odstraňovaní niektorých ťažkých kovov a rádionuklidov, najčastejším spôsobom podpory prirodzených atenuačných procesov je eliminácia nedostatku donorov elektrónov pre transformáciuObmedzenia:• metódu nie je možné použiť v prostrediach s nepriaznivými podmienkami pre atenuačné procesy a kde doba sanácia i po podpore by bola neprimerane dlhá



Chemické a fyzikálne metódyBariéryPod pojmom bariéra sa v rámci sanačných metód rozumie podzemná zóna obmedzujúca alebo brániaca šíreniu kontaminantu do horninového prostredia a podzemných vôd. Bariéry často súbežne plnia funkciu sanačného aj rekultivačného prvku.Vertikálne bariérypodľa pôdorysného tvaru:• uzavreté (kompletne obkolesujú zdroj znečistenia)• otvorené (oddeľujú mrak znečistenia od okolia v smere jeho šíreniapodľa hĺbky založenia:• úplné (votknuté do nepriepustného podložia)• neúplné (založené v priepustných horninách)podľa funkcie:• nepriepustné (tesniace alebo separačné)• drenážne• hydraulické (systém vrtov)• priepustné (reaktívne)



Použitie:- sanačný prvok v tých prípadoch, keď iné sanačné metódy neumožňujú efektívne odstránenie znečistenia- doplnkové opatrenie inej metódyNepriepustná bariéra musí mať o niekoľko rádov nižšiu hodnotu koeficienta priepustnosti pre znečistenú vody, resp. priesakovú kvapalinu v porovnaní s okolím, materiál musí byť dlhodobo odolný voči pôsobeniu kvapalín s agresívnymi vlastnosťami. Rozdelenie vertikálnych bariér podľa typu a spôsobu konštrukcie:podzemné tesniace steny - hĺbené drapákom, rýpadlom, hydrofrézou,kompozitné podzemné tesniace steny – zaťahované v ryhe, uložené po vertikálnych pásoch,tenké steny – predrážané vibračne s injektážnou výplňou,štetovnicové steny – baranené alebo vibrované,premiešavané zeminy – vrtákmi alebo frézou,injekčná clona – impregnačná injektáž a tlaková výplň,trysková injektáž – jednoradová, dvojradová, usmernená



Drenážne bariéry

Použitie:• vertikálne prvky na odvedenie a sústredenie alebo usmernenie prúdenia podzemnej vody alebo priesakovej kvapaliny, hlavne v nehomogénnom prostredí na zachytenie kontaminovaných kvapalín prúdiacich prednostne preferenčnými cestami

Obmedzenia:• potenciálna kolmatácia drénu • problematické použitie drenážnych prvkov je vo veľmi členitom teréne a geotechnicky nestabilnom teréne



Priepustné reaktívne bariéryPoužitie:• priepustná zóna, ktorá obsahuje alebo vytvára reaktívnu oblasť pôsobenia, odstraňuje polutanty z prúdiacej podzemnej vody pasívnym spôsobom, fyzikálnymi, chemickými alebo biologickými procesmi• priepustné reaktívne bariéry sú vhodné riešenie v priepustnom geologickom prostredí s ustáleným režimom prúdenia podzemných vôd a s hydrogeologickým izolátorom v podloží.• priepustné reaktívne bariéry môžu byť použité pre kyslé aj alkalické vody• technológia je použiteľná aj na rekultivované úložiská, kde niekoľko rokov po uzavretí je produkované malé množstvo kyslých priesakových kvapalín, resp. vôd obsahujúcich ťažké kovy.• podzemné reaktívne bariéry sú vhodnejšie na sanáciu nižších koncentrácií nebezpečných polutantov ako elimináciu vysokých koncentrácií menej nebezpečných látok.



Reaktívna (reduktívna) výplň: organický alebo anorganický materiál, najčastejšie využíva nulamocné Fe (železné piliny, troska, železité oxidy na redukciu kovov Cr, U, As, Tc, Pb, Cd, Mo, Hg, P, Se, Ni). Okolo reaktívnej zóny môžu byť vybudované pufrovacie zóny.

Účinnosť bariéry musí byť sledovaná pomocou pozorovacích vrtov vhodne situovaných pred a za bariérou.

Obmedzenia:• vysoký gradient - nedostatočná doba zdržania podzemnej vody• kolmatácia a inkrustácia filtračných častí zrazeninami z chemických rekcií• veľmi nízka priepustnosť horninového prostredia (k<10-6 m.s-1)



Spôsoby konštrukcie podzemných reaktívnych bariér:• plne pretekaná reaktívna bariéra sa buduje ako súvislý výkop alebo ako línia širokopriemerových vzájomne sa prekrývajúcich vrtov vyplnených reaktívnym materiálom• reaktívna bariéra s prietočnou bránou (niekedy sa používa prebraté označenie zo zahraničnej literatúry: systém lievik – brána) pozostáva z otvorenej tesniacej steny, zvyčajne s pôdorysom v tvare písmena U alebo L. Bočné krídla usmerňujú prúdenie podzemnej vody smerom do čelnej časti, orientovanej priečne k smeru prúdenia podzemnej vody. V tejto časti podzemnej steny je inštalovaná jedna alebo viac reaktívnych brán navrhnutých individuálne pre daný typ znečistenia• systém drén-brána využíva drenážne účinky podzemného drény na usmernenie podzemnej vody, ktorá preteká podzemným reaktorom. Prečistená voda gravitačne prúdi prostredníctvom drenážneho systému späť do horninového prostredia• línia infiltračných vrtov plní podobnú funkciu ako reaktívna bariéra. Vrty v tomto prípade slúžia ako aplikačné prvky na priebežné alebo cyklické dodávanie reakčného činidla do zvodneného prostredia



Injektáž

Tlaková injektáž• princípom injektáže je vyplnenie medzizrnových priestorov a puklín okolo znečisteného priestoru alebo aj priamo v znečistenom priestore tlakovým dávkovaním vhodného média• injektované médium môže mať po vytvrdnutí funkciu hydrogeologického izolátora alebo môže tiež reagovať s okolitým materiálom • hĺbkový dosah závisí od miestnych podmienok, dosahuje desiatky až stovky metrov.• zloženie injektážnej zmesi sa navrhuje individuálne podľa podmienok v mieste použitia• injektuje sa po etážach vzostupným spôsobom obvykle sa vykonáva prostredníctvom špeciálnych injektážnych vrtov, ktoré sú utesnené proti úniku injektovanej zmesi mimo vymedzenú etáž



Trysková injektáž

• podobné použitie ako tlaková injektáž

• vytvorenie tesniacich a enkapsulačných bariér

• dochádza k dezintegrácii štruktúry horninového prostredia a premiešaním jeho častíc s injektovaným médiom

• injektuje sa obvykle po obvode vrtu otáčaním injektážneho náradia o 360° alebo sa injektuje usmernene vo zvolenom rozmedzí azimutu

• dosah lúča môže byť podľa miestnych podmienok až 1,5 m

• postupným vyťahovaním injektážneho náradia vzniká preinjektované stĺpovité teleso alebo rebro

• vzájomným spájaním alebo prekrývaním takýchto telies vznikajú priestorové bariéry, ktorých polohu je možné navrhovať prakticky ľubovoľne


Technológie sanácie podzemných vôd a priesakových kvapalín ex situ

Biologické metódy

Umelé mokrade

Umelé mokrade je možné využiť na dočisťovanie priesakových kvapalín vytekajúcich z telies úložísk, pokiaľ koncentrácie nebezpečných látok (kovov) nie sú príliš vysoké a ekotoxicita umožňuje prežívanie potrebných mikroorganizmov a cievnatých rastlín. Tento spôsob čistenia je možné použiť na odstraňovanie kovov a ďalších anorganických látok.

Umelé mokrade sa navrhujú individuálne podľa hydrogeologických podmienok na lokalite, mikroklimatických podmienok, prietoku a kvality pretekajúcej vody.

Mokrade môžu byť s povrchovým tokom, podpovrchovým horizontálnym alebo vertikálnym tokom. Podľa spôsobu rastu rastlín môžu byť s vynoreným rastom, ponoreným rastom alebo plávajúce a ďalej sa delia podľa zloženia dna.

Mokrade sa úspešne dajú využiť na odstraňovanie kovov, avšak uplatnenie mokradí ako samostatného sanačného prvku je v klimatických podmienkach Slovenskej republiky problematické.



Chemické a fyzikálne metódy

Použitie chemických a fyzikálnych metód ex situ sanácie podzemnej vody zahŕňa kombináciu klasického sanačného čerpania, alebo iného spôsobu zachytávania podzemných vôd alebo priesakových kvapalín (napríklad drény) a špecializované postupy čistenia navrhnuté na odstraňovanie príslušných kontaminantov z odčerpávanej vody.

Zrážanie

- pridaním vhodného činidla sa zo sanovaných vôd odstraňujú polutanty vyzrážaním, ktoré sa dosiahne, alebo zmenou fyzikálnochemických podmienok

- nerozpustná zrazenina sa z kvapalnej fázy odstráni separačnými postupmi (sedimentácia, filtrácia, koagulácia, flotácia)

Použiteľnosť metódy:• odstraňovanie rozpustených zlúčenín kovov (Al3+, Fe2+, Ba, Cd, Co, Cr3+, Cr6+, Cu, Hg, Ni, Pb) alebo kyanidov z podzemných vôd, povrchových vôd alebo priesakových kvapalín



Obmedzenie:• použitie komplikované v prípade súčasného znečistenia viacerými zložkami, ktorých vyzrážanie si vyžaduje rozdielne fyzikálnochemické podmienky a ktoré sa v roztoku navzájom ovplyvňujú a tvoria komplexné zlúčeniny• v prípade produkcie veľkého množstva kalov, ktoré je potrebné odvodniť a zneškodniť • v prípade, že požiadavky na kvalitu podzemnej vody sú prísnejšie, ako je možné dosiahnuť technológiou zrážania (technológia je limitovaná súčinom rozpustnosti cieľovej zlúčeniny)

Odstraňovanie kovov s vysokými zvyškovými koncentráciami, alebo vysokými hodnotami pH, ktoré je potrebné na zrážanie je potrebné doplniť o technológie na následnú neutralizáciu alebo zachytávanie zvyšných kovov metódami adsorpcie alebo iónovýmeny.

Typické usporiadanie zrážacej technologickej linky pozostáva z redukčného reaktora, miešaného reaktora s dávkovaním zrážacích chemikálií a zariadení na sedimentáciu, zahustenie a odvodnenie kalu.



Koagulácia a flokulácia

Koaguláciou je možné z vody odstrániť kontaminanty tvorené termodynamicky nestálymi disperziami – koloidnými sólmi (napr. sulfidy kovov v podzemnej vode alebo priesakovej kvapaline). Proces koagulácie je založený na porušení agregátnej stability nerozpustených koloidných látok. Flokulácia je súčasť procesu, pri ktorom sa z mikrovločiek tvoria veľké vločky.

Použiteľnosť metódy:

• metódu koagulácie, resp. flokulácie je možné použiť na agregáciu koloidných suspenzií vzniknutých zrážaním nerozpustných zlúčenín kovov (Al3+, Fe2+, Ba, Cd, Co, Cr3+, Cr6+, Cu, Hg, Ni, Pb), celková účinnosť koagulácie je závislá na kvalite vzniknutých vločiek, agregátnej stabilite odstraňovanej látky a účinnosti separácie vzniknutých vločiek (sedimentácia, zahusťovanie)

Obmedzenia metódy: • koaguláciou vznikajú veľké množstvá kalov, ktoré je potrebné následne odvodniť a zneškodniť• procesy koagulácie sú závislé na teplote, nízka teplota spomaľuje tvorbu vločiek



• pri sanáciách sa vzhľadom na zložitosť procesov koagulácia navrhuje v kombinácii so zrážaním alebo čistením koncentrovaných výluhov získaných pri sanácii horninového prostredia, resp. priesakových kvapalín

• technologická skladba koagulačnej linky a zrážacej linky je podobná, avšak reaktor na zrážanie je nahradený reaktorom rýchleho miešania s krátkou dobou zdržania (perikinetický reaktor) a reaktor na koaguláciu a flokuláciu je vybavený miešaním pre ortokinetickú koaguláciu, ktorá vyžaduje dlhšiu dobu zdržania

• medzi základné a najčastejšie používané koagulačné činidlá patria chlorid železitý, síran železitý, síran hlinitý, alebo polyaluminiumchlorid (PAX).

• medzi pomocné koagulačné činidlá (flokulanty) patria zaťažkávadlá (perlit, jemný vápenec, práškové aktívne uhlie, prírodné organické polyméry (na báze škrobov) alebo syntetické polyméry (katiónaktívne alebo anión aktívne na báze polyakrylamidu)

• na separáciu vločiek koagulantu sa preferujú gravitačné princípy, sedimentácia a zahusťovanie


Ďakujem za pozornosť.

podmienky uzatvárania a monitoringu úložísk

Documents