ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΒΩΞΙΤΗ, ΜΠΕΝΤΟΝΙΤΗ ΚΑΙ ΠΕΡΛΙΤΗ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΙΩΝ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΒΩΞΙΤΗ, ΜΠΕΝΤΟΝΙΤΗ ΚΑΙ ΠΕΡΛΙΤΗ Αύγουστος 1999

2 Μεθοδολογία Οι δοκιμές και αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν για τον περιβαλλοντικό χαρακτηρισμό των δειγμάτων δίνονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1 Κατάσταση αναλύσεων/δοκιμών για τον περιβαλλοντικό χαρακτηρισμό των δειγμάτων βωξίτη, μπεντονίτη και περλίτη α/α Δοκιμές/Αναλύσεις 1 Χημική ανάλυση στα στοιχεία Si, Ti, Fe, Al, Ca, Pb, Cd, Zn, Cu, Mn, Mo, As, Ni, Cr και S ολικό Πρότυπες δοκιμές εκχυλισιμότητας μετάλλων 2 Πρότυπη δοκιμή τοξικότητας (Toxicity Characteristic Leaching Procedure, TCLP, Method 1311, SW-846, U.S. EPA 1996) 3 Δοκιμή πολλαπλών εκχυλίσεων (Multiple Extraction Procedure, MEP, Method 1320, SW-846, U.S.EPA 1996) 4 Δοκιμή εκχύλισης μέχρι επίτευξης ισορροπίας (Equilibrium Leach test, ELT, Environment Canada and Alberta Environmental Center, 1986) Προσδιορισμός δυναμικού παραγωγής/ εξουδετέρωσης οξύτητας 5 ph πολφού (Soil and waste ph, Method 9045C, SW-846, U.S.EPA 1996) 6 Προσδιορισμός καθαρού δυναμικού εξουδετέρωσης (Net Neutralisation Potential test, Sobek et al., 1978) Χημική ανάλυση Για τη χημική ανάλυση των δειγμάτων προηγήθηκε διαλυτοποίηση των στερεών σύμφωνα με τις μεθόδους που δίνονται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2 Μέθοδοι διαλυτοποίησης των στερεών δειγμάτων Στοιχείο Μέθοδος διαλυτοποίησης Pb, Cd, Zn, Cu, Mn, As, Ni και Cr Κατεργασία με μίγμα οξέων HCl/ HNO 3 σε αναλογία 1:3. Si Σύντηξη με Na 2 B 2 O 7.10H 2 O, Na 2 CO 3, K 2 CO 3 Ti, Al, Ca, Mo α) Κατεργασία με HF, HClO 4, HNO 3, HCl β) Σύντηξη με Na 2 B 2 O 7.10H 2 O, Na 2 CO 3, K 2 CO 3 Fe α) Κατεργασία με μίγμα οξέων HCl/ HNO 3 σε αναλογία 1:3 β) Κατεργασία με HF, HClO 4, HNO 3, HCl

3 Η μέτρηση της συγκέντρωσης των στοιχείων στα διαλύματα πραγματοποιήθηκε στο Φασματοφωτόμετρο Ατομικής Απορρόφησης PERKIN ELMER 2100 με χρήση φλόγας και φούρνου γραφίτη. Τα όρια ανίχνευσης των τεχνικών δίνονται στον Πίνακα 3. Πίνακας 3 Ορια ανίχνευσης αναλυτικών τεχνικών Στοιχείο Mn Cu Zn Fe Pb Cd As Ca Cr Ni Ti Mo Al Si Φασματοφωτομετρία Ατομικής Απορρόφησης Φλόγα Φούρνος γραφίτη Διάλυμα (ppb) Στερεό (mg/kg) Διάλυμα (ppb) Στερεό (mg/kg) ,0 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0, ,2 0, ,0 0, ,0 0, ,0 0, Η μέτρηση του ολικού θείου στα στερεά δείγματα έγινε στη LECO. Το όριο ανίχνευσης της τεχνικής είναι 0.2%. Δοκιμές περιβαλλοντικού χαρακτηρισμού Οι δοκιμές περιβαλλοντικού χαρακτηρισμού που πραγματοποιήθηκαν διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: α) Δοκιμές εκχυλισιμότητας μετάλλων και β) Δοκιμές προσδιορισμού του δυναμικού παραγωγής και εξουδετέρωσης οξύτητας Πρότυπες δοκιμές εκχυλισιμότητας μετάλλων Τα εξεταζόμενα δείγματα υποβλήθηκαν σε πρότυπες δοκιμές που έχουν αναπτυχθεί από την Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (U.S. EPA) και το Τμήμα Περιβάλλοντος του Καναδά (Environment Canada) για τον προσδιορισμό της εκχυλισιμότητας των βαρέων και τοξικών στοιχείων από στερεά απορρίμματα. Οι δοκιμές εκχυλισιμότητας περιλαμβάνουν την ανακίνηση του εξεταζόμενου στερεού δείγματος με καθορισμένο όγκο του εκχυλιστικού μέσου για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Ακολουθεί μικροδιήθηση του δείγματος (χρήση φίλτρων με διάμετρο πόρων 0.45 μm) και μέτρηση της συγκέντρωσης των διαλελυμένων μετάλλων. Ανάλογα με τη δοκιμή το εκχυλιστικό μέσο που χρησιμοποιείται είναι απιονισμένο νερό και διαλύματα οξέων όπως οξικό οξύ (CH 3 COOH), θειϊκό οξύ (H 2 SO 4 ), μίγμα H 2 SO 4 / HNO 3

4 (προσομοιωμένη όξινη βροχή). Οι δοκιμές περιλαμβάνουν ένα ή και περισσότερα στάδια εκχύλισης και διαρκούν από 18 ώρες έως και μερικές ημέρες. Οι συνθήκες των δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν στα δείγματα βωξίτη, μπεντονίτη και περλίτη δίνονται στον Πίνακα 4. Πίνακας 4 Δοκιμές περιβαλλοντικού χαρακτηρισμού α/α Δοκιμή Μέσο εκχύλισης Μέγιστο μέγεθος κόκκων 1 Πρότυπη δοκιμή οξικό οξύ τοξικότητας,tclp ph:2,88±0,05 ή ph: 4,93±0,05 2 Δοκιμή πολλαπλών εκχυλίσεων, MEP 3 Δοκιμή εκχυλίσεως μέχρι επίτευξης της ισσοροπίας, ELT α) οξικό οξύ β) όξινη βροχή Απιονισμένο νερό Λόγος υγρού /στερεού Αριθ. σταδίων εκχύλισης Διάρκεια δοκιμής 9,5 mm 20: h 9,5 mm 16:1 20: h ανά στάδιο 150 μm 4:1 1 7 ημέρες Πρότυπη δοκιμή τοξικότητας (Toxicity Characteristic Leaching Procedure, TCLP Method 1311, SW846, U.S. EPA 1996). Η δοκιμή αυτή έχει θεσμοθετηθεί στις ΗΠΑ για το χαρακτηρισμό της τοξικότητας των στερεών απορριμμάτων. Το εκχυλιστικό μέσο που χρησιμοποιείται προσδιορίζεται από την αλκαλικότητα του δείγματος και είναι είτε διάλυμα CH 3 COOH σε ph: 2,88±0,05 ή ρυθμιστικό διάλυμα CH 3 COOH/NaOH σε ph:4,93±0,05. Σημειώνεται ότι η μέθοδος προσομοιώνει τις συνθήκες που επικρατούν σε χώρο απόθεσης των αστικών απορριμμάτων. Η εφαρμογή της σε μεταλλευτικά και βιομηχανικά απορρίμματα προσομοιώνει το δυσμενέστερο σενάριο διαχείρισης, κατά το οποίο αυτά συναποτίθενται με αστικά απορρίμματα και επιτρέπει τον προσδιορισμό της μέγιστης εκχυλισιμότητας των περιεχόμενων βαρέων και τοξικών στοιχείων. Δοκιμή πολλαπλών εκχυλίσεων (Multiple Extraction Procedure, MEP Method 1320, SW846, U.S. EPA, 1996). Η δοκιμή αυτή περιλαμβάνει δέκα (10) ή και περισσότερα διαδοχικά στάδια εκχύλισης. Στο πρώτο στάδιο χρησιμοποιείται διάλυμα οξικού οξέος, ph:5,0 σαν εκχυλιστικό μέσο, σύμφωνα με τη μέθοδο Extraction Procedure (EP) Toxicity test, Method 1310 A της U.S. EPA. Στα επόμενα στάδια, το διάλυμα οξικού οξέος αντικαθίσταται από διάλυμα που προσομοιώνει την όξινη βροχή, δηλαδή απιονισμένο νερό που ρυθμίζεται σε ph:3,0 με προσθήκη διαλύματος H 2 SO 4 /HNO 3 σε αναλογία 60/40 % κ.β. Η μέθοδος αυτή αναπτύχθηκε για την εκτίμηση της γεωχημικής συμπεριφοράς των στερεών απορριμμάτων σε συνθήκες όξινης βροχής και επιτρέπει τον προσδιορισμό της μέγιστης εκχυλισιμότητας των εξεταζόμενων στοιχείων υπό όξινες συνθήκες.

5 Δοκιμή εκχύλισης μέχρι επίτευξης ισορροπίας (Equilibrium Leach test, ELT, Εnvironment Canada and Alberta Environmental Center, 1986). Η δοκιμή αυτή περιλαμβάνει την εκχύλιση του εξεταζόμενου δείγματος με απιονισμένο νερό σε αναλογία στερεού:υγρού 1:4 για 7 ημέρες. Οι συνθήκες της δοκιμής επιτρέπουν τον προσδιορισμό της μέγιστης εκχυλισιμότητας των εξεταζόμενων στοιχείων σε ήπιες συνθήκες. Καθαρό Δυναμικό Εξουδετέρωσης (Net Neutralisation Potential test, Sobek et al., 1978) Σύμφωνα με τη μέθοδο που εφαρμόστηκε στην παρούσα εργασία, το Μέγιστο Δυναμικό παραγωγής Οξύτητας (ΜΔΟ) υπολογίζεται από την % κ.β περιεκτικότητα του δείγματος σε ολικό θείο επί το συντελεστή 31,25 για τη μετατροπή σε μονάδες kg CaCO 3 /t. Το Δυναμικό Εξουδετέρωσης (ΔΕ) που επίσης εκφράζεται σε kg CaCO 3 /t προκύπτει από την προσβολή του υλικού με υδροχλωρικό οξύ και τον προσδιορισμό της ποσότητας του οξέος που εξουδετερώνεται λόγω της διαλυτοποίησης των περιεχόμενων αλκαλικών ορυκτών. Η διαφορά των δύο παραπάνω παραμέτρων δίνει το Καθαρό Δυναμικό Εξουδετέρωσης (ΚΔΕ) του υλικού: ΚΔΕ (Net Neutralisation Potential, NNP kg CaCO 3 /t) =ΔΕ-ΜΔΟ Θεωρητικά, ένα δείγμα παράγει οξύτητα εάν το δυναμικό οξύτητας υπερβαίνει το δυναμικό εξουδετέρωσης. Σημειώνεται ότι ο προσδιορισμός του δυναμικού παραγωγής /εξουδετέρωσης οξύτητας είναι απαραίτητος για τον περιβαλλοντικό χαρακτηρισμό των απορριμμάτων που προκύπτουν από την εκμετάλλευση θειούχων μεταλλευμάτων, λιγνίτη και άνθρακα. Επειδή η περιεκτικότητα των δειγμάτων βωξίτη, μπεντονίτη και περλίτη σε θειούχα ορυκτά είναι μηδαμινή, το δυναμικό παραγωγής οξύτητας των υλικών που εξετάζονται στην παρούσα εργασία αναμένεται να είναι επίσης μηδαμινό. Παρόλα αυτά η εφαρμογή της δοκιμής προσδιορισμού του Καθαρού Δυναμικού Εξουδετέρωσης επιτρέπει την εκτίμηση της αλκαλικότητας των δειγμάτων, παράμετρος που επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη γεωχημική συμπεριφορά των υλικών. ph πολφού (Soil and waste ph, Method 9045C, SW846, U.S. EPA, 1996) Η δοκιμή αυτή περιλαμβάνει την προσθήκη απιονισμένου νερού σε δείγματα εδάφους και απορριμμάτων σε αναλογία στερεού:υγρού 1:1. Ακολουθεί ανάδευση για 5 λεπτά, στη συνέχεια ο πολφός αφήνεται σε ηρεμία για 1 ώρα και μετράται το ph του υπερκείμενου υγρού. Η δοκιμή αυτή αποτελεί μια εύκολη και γρήγορη μέθοδο για την εκτίμηση της οξύτητας/ αλκαλικότητας του εξεταζόμενου δείγματος και εφαρμόζεται συνήθως συμπληρωματικά. 4. Αποτελέσματα και αξιολόγηση Οι αναλύσεις και δοκιμές περιβαλλοντικού χαρακτηρισμού πραγματοποιήθηκαν εις διπλούν για κάθε δείγμα. Τα αποτελέσματα και η αξιολόγησή τους για κάθε υλικό που

6 εξετάστηκε παρουσιάζονται στις επόμενες παραγράφους. Αναλυτικά αποτελέσματα δίνονται στο Παράρτημα. Δείγμα βωξίτη Χημική ανάλυση Η χημική ανάλυση του δείγματος βωξίτη δίνεται στον Πίνακα 5. Η περιεκτικότητα του υλικού στα κύρια στοιχεία, δηλ. Al, Fe, Si και Ti δίνεται % κ.β σε οξείδια. Τα ιχνοστοιχεία δίνονται σε mg/kg υλικού. Ενωση/ Στοιχείο Πίνακας 5 Χημική ανάλυση δείγματος βωξίτη D99098 Μονάδα Τιμή Ολλανδικά όρια για εδάφη 1 Ενδεικνυόμενο Ανώτατο SiO 2 % 1,00 TiO 2 % 5,50 Fe 2 O 3 % 12,93 Al 2 O 3 % 65,57 CaO % 0,03 Pb mg/kg 8, Zn mg/kg 15, Cd mg/kg 1,6 0,8 12 Cu mg/kg 8, Mn mg/kg 9,6 - - Cr mg/kg 160, Ni mg/kg 90, As mg/kg 29, Mo mg/kg 10, Dutch soil quality guidelines, 1994 Εκχυλισιμότητα μετάλλων Οι συγκεντρώσεις των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr στα διαλύματα που προέκυψαν από την εκχύλιση του δείγματος βωξίτη με διαλύματα οξέων (δοκιμές TCLP, MEP) και απιονισμένο νερό (δοκιμή ELT) δίνονται στον Πίνακα 6. Οπως προαναφέρθηκε οι δοκιμές εκτελέστηκαν εις διπλούν στο δείγμα βωξίτη και στον Πίνακα 6 δίνονται τα αποτελέσματα της πρώτης δοκιμής και της επανάληψης. Πίνακας 6

7 Αποτελέσματα δοκιμών εκχυλισιμότητας Δείγμα βωξίτη D99098 (ανάλυση σε ppb) Εκχυλιστικό Στάδιο ph Pb Cd As Cr μέσο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο Δοκιμή TCLP CH 3 COOH, ph:4,93 1 4,91 4, ,6 1, Δοκιμή MEP CH 3 COOH, 1 5,00 5,00 4,0 6,0 <0,2 <0,2 38,0 31,0 96,0 86,0 ph: 5,0 H 2 SO 4 /HNO 3 1 4,11 4,00 <1,0 <1,0 0,2 0,2 9,0 11,0 12,0 14,0 ph: 3,0 2 3,31 3,30 <1,0 <1,0 0,2 0,2 3,0 4,0 2,0 3,0 3 3,26 3,24 <1,0 <1,0 0,2 0,2 2,0 3,0 4,0 4,0 4 3,23 3,23 <1,0 <1,0 0,2 0,2 2,0 2,0 5,0 4,0 5 3,03 2,99 <1,0 <1,0 0,2 0,2 2,0 4,0 5,0 6,0 6 3,06 3,04 <1,0 <1,0 0,2 0,2 2,0 2,0 6,0 3,0 7 3,05 3,05 <1,0 <1,0 0,2 0,2 2,0 1,0 4,0 5,0 8 3,07 3,07 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 1,0 2,0 5,0 6,0 9 3,06 3,05 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 1,0 1,0 4,0 3,0 Δοκιμή ELT Απιονισμένο 1 7,90 7,87 <1,0 <1,0 0,5 <0, νερό Ορια τοξικότητας Ορια πόσιμου νερού 6,0-8, H ποιότητα του διαλύματος εκχύλισης TCLP ως προς τα στοιχεία που εξετάστηκαν πληροί τις προδιαγραφές πόσιμου νερού με βάση την Ελληνική και Ευρωπαϊκή νομοθεσία. Δυναμικό παραγωγής οξύτητας/ εξουδετέρωσης οξύτητας Τα αποτελέσματα της δοκιμής προσδιορισμού του δυναμικού παραγωγής οξύτητας/ εξουδετέρωσης για το δείγμα βωξίτη δίνονται στον Πίνακα 7. Πίνακας 7 Δυναμικό παραγωγής/ εξουδετέρωσης οξύτητας Δείγμα S ολικό Δυναμικό εξουδετέρωσης ph (%) kg CaCO 3 /t πολφού Βωξίτης D99098 <0,2 5,33 7,76 Η περιεκτικότητα του δείγματος βωξίτη σε ολικό θείο ήταν κάτω από το όριο ανίχνευσης (<0,2%) και το δυναμικό εξουδετέρωσης βρέθηκε 5,33 kg CaCO 3 /t. Περαιτέρω το ph πολφού του δείγματος ήταν αλκαλικό, ph: 7,76. Με βάση τα αποτελέσματα η πιθανότητα παραγωγής οξύτητας από το δείγμα βωξίτη είναι μηδαμινή. Δείγμα μπεντονίτη

8 Χημική ανάλυση Η χημική ανάλυση του δείγματος μπεντονίτη δίνεται στον Πίνακα 8. Η περιεκτικότητα του υλικού στα κύρια στοιχεία, δηλ. Al, Fe, Si και Ti δίνεται % κ.β σε οξείδια. Η συγκέντρωση των ιχνοστοιχείων δίνεται σε mg/kg υλικού και συγκρίνεται με τα όρια που έχουν θεσπιστεί από την Ολλανδία για τα εδάφη. Με βάση τα αποτελέσματα, η περιεκτικότητα του δείγματος σε βαρέα και τοξικά στοιχεία είναι πολύ μικρή και πληρεί τις προδιαγραφές των εδαφών σύμφωνα με τη νομοθεσία στην Ολλανδία.. Πίνακας 8 Χημική ανάλυση δείγματος μπεντονίτη B99106 Ενωση/ Στοιχείο Μονάδα Τιμή Ολλανδικά όρια για εδάφη Ενδεικνυόμενο Ανώτατο SiO 2 % 48,07 TiO 2 % 1,33 Fe 2 O 3 % 4,33 Al 2 O 3 % 17,38 CaO % 4,13 Pb mg/kg 4, Zn mg/kg 72, Cd mg/kg 1,9 0,8 12 Cu mg/kg 30, Mn mg/kg 430,0 - - Cr mg/kg 50, Ni mg/kg 40, As mg/kg 37, Mo mg/kg 2, Εκχυλισιμότητα μετάλλων Τα αποτελέσματα των δοκιμών TCLP, MEP και ELT για το δείγμα μπεντονίτη B99106 δίνονται στον Πίνακα 9.

9 Πίνακας 9 Αποτελέσματα δοκιμών εκχυλισιμότητας Δείγμα μπεντονίτη B99106 (ανάλυση σε ppb) Εκχυλιστικό Στάδιο ph Pb Cd As Cr μέσο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο Δοκιμή TCLP CH 3 COOH, ph:2,88 1 5,26 5,11 <1,0 <1,0 1,3 1, Δοκιμή MEP CH 3 COOH, 1 5,00 5,00 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 17,0 13,0 20,0 23,0 ph: 5,0 H 2 SO 4 /HNO 3 1 5,22 5,26 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 13,0 12,0 9,0 7,0 PH:3,0 2 5,09 5,06 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 10,0 12,0 <1,0 <1,0 3 4,79 4,99 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 14,0 13,0 <1,0 <1,0 4 4,33 4,80 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 13,0 11,0 <1,0 <1,0 5 4,18 3,89 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 13,0 10,0 <1,0 <1,0 6 3,94 4,15 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 11,0 10,0 <1,0 <1,0 7 3,49 3,78 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 10,0 11,0 <1,0 <1,0 8 4,10 4,13 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 9,0 8,0 <1,0 <1,0 9 3,57 3,65 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 8,0 7,0 <1,0 <1,0 Δοκιμή ELT Απιονισμένο 1 9,94 9,93 <1,0 <1,0 0,2 <0, <1,0 <1,0 νερό Ορια τοξικότητας Ορια πόσιμου νερού 6,0-8, Με βάση τα αποτελέσματα της πρότυπης δοκιμής τοξικότητας TCLP, η συγκέντρωση των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr είναι 2 έως και 3 τάξεις μεγέθους χαμηλότερη από τα όρια τοξικότητας και ικανοποιεί τις προδιαγραφές πόσιμου νερού. Η συγκέντρωση των Pb και Cd στα διαλύματα εκχύλισης της δοκιμής MEP βρέθηκε κάτω από το όριο ανίχνευσης, δηλ. <1,0 και <0,2 ppb αντίστοιχα. Το ποσοστό διαλυτοποίησης του Cr στα δύο πρώτα στάδια ήταν 1% και στη συνέχεια η συγκέντρωση του στοιχείου στο διάλυμα ήταν κάτω από το όριο ανίχνευσης, δηλ. <1,0 ppb. Αντίθετα, ο ρυθμός διαλυτοποίησης του As ήταν σχετικά σταθερός. Η αθροιστική ποσότητα του στοιχείου που εκχυλίστηκε αντιστοιχεί στο 6% της συνολικά περιεχόμενης ποσότητας. Το διάλυμα που προέκυψε από την εκχύλιση του δείγματος μπενονίτη με απιονισμένο νερό είχε αλκαλική τιμή ph: 9,9 και οι συγκεντρώσεις Pb, Cd και Cr ήταν κάτω από το όριο ανίχνευσης. Περαιτέρω η συγκέντρωση του As πληροί το όριο πόσιμου νερού. Δυναμικό παραγωγής/ εξουδετέρωσης οξύτητας Τα αποτελέσματα της δοκιμής προσδιορισμού του δυναμικού παραγωγής/ εξουδετέρωσης δίνονται στον Πίνακα 10. Πίνακας 10 Δυναμικό παραγωγής/ εξουδετέρωσης οξύτητας

10 Δείγμα Μπεντονίτης B99106 S ολικό (%) Μέγιστο δυναμικό οξύτητας Δυναμικό εξουδετέρωσης Καθαρό δυναμικό εξουδετέρωσης ph πολφού kg CaCO 3 /t ,03 95,25 88,22 10,01 Η περιεκτικότητα του δείγματος μπεντονίτη σε ολικό θείο βρέθηκε 0,23% και η τιμή του μέγιστου δυναμικού παραγωγής οξύτητας υπολογίστηκε σε 7 kg CaCO 3 /t. Η τιμή του δυναμικού εξουδετέρωσης βρέθηκε 95,25 kg CaCO 3 /t και αποδίδεται στην περιεκτικότητα του δείγματος σε CaO (4,13% κ.β). Δεδομένης της αλκαλικότητας του μπεντονίτη, το ph πολφού ήταν αλκαλικό, ph: 10. Με βάση τα αποτελέσματα το δείγμα μπεντονίτη που εξετάστηκε δεν έχει την τάση να παράγει οξύτητα. Δείγμα περλίτη Χημική ανάλυση H χημική ανάλυση του δείγματος περλίτη δίνεται στον Πίνακα 9. Με βάση τον Πίνακα 9 η συγκέντρωση των βαρέων και τοξικών στοιχείων στο εξεταζόμενο δείγμα, είναι μικρότερη από τις ενδεικνυόμενες τιμές για τα εδάφη στην Ολλανδία Η συγκέντρωση του As υπερβαίνει το ανώτατο επιτρεπτό όριο που έχει θεσπιστεί για τα εδάφη στην Ολλανδία. Εκχυλισιμότητα μετάλλων Πίνακας 9 Χημική ανάλυση δείγματος περλίτη 015RTR Ενωση/ Στοιχείο Μονάδα Τιμή Ολλανδικά όρια για εδάφη Ενδεικνυόμενο Ανώτατο SiO 2 % 63,32 TiO 2 % 0,17 Fe 2 O 3 % 0,84 Al 2 O 3 % 12,7 CaO % 0,80 Pb mg/kg 1, Zn mg/kg 47, Cd mg/kg 0,2 0,8 12 Cu mg/kg 3, Mn mg/kg 630,0 - - Cr mg/kg 2, Ni mg/kg 20, As mg/kg 61, Mo mg/kg 3,

11 Τα αποτελέσματα των δοκιμών εκχυλισιμότητας TCLP, MEP και ELT δίνονται στον Πίνακα 12 Πίνακας 12 Αποτελέσματα δοκιμών εκχυλισιμότητας Δείγμα περλίτη 015RTR (ανάλυση σε ppb) Εκχυλιστικό Στάδιο ph Pb Cd As Cr μέσο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο 1ο 2ο Δοκιμή TCLP CH 3 COOH, ph:4,93 1 4,96 4,96 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 24,0 20,0 <1,0 <1,0 Δοκιμή MEP CH 3 COOH, 1 5,00 5,00 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 3,0 4,0 <1,0 <1,0 ph: 5,0 H 2 SO 4 /HNO 3 1 3,27 3,30 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 3,0 3,0 <1,0 <1,0 ph:3,0 2 3,10 3,10 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 3,0 2,0 <1,0 <1,0 3 3,18 3,17 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 3,0 2,0 <1,0 <1,0 4 3,19 3,19 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 2,0 2,0 <1,0 <1,0 5 3,08 3,08 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 6 3,08 3,08 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 7 3,08 3,08 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 8 3,08 3,07 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 9 3,08 3,07 <1,0 <1,0 <0,2 <0,2 <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 Δοκιμή ELT Απιονισμένο 1 8,18 8,17 <1,0 <1,0 2,0 2,3 16,0 12,0 <1,0 <1,0 νερό Ορια τοξικότητας Ορια πόσιμου νερού 6,0-8, Η πρότυπη δοκιμή τοξικότητας TCLP έδειξε ότι η εκχυλισιμότητα των στοιχείων που εξετάστηκαν είναι πολύ μικρή. Δεδομένης της μικρής εκχυλισιμότητας των εξεταζόμενων στοιχείων σε όξινες συνθήκες, οι συγκεντρώσεις τους στο διάλυμα εκχύλισης του δείγματος περλίτη με απιονισμένο νερό (δοκιμή ELT) ικανοποιούν τις προδιαγραφές πόσιμου νερού σύμφωνα με την Ελληνική και την Ευρωπαϊκή νομοθεσία. Δυναμικό παραγωγής/ εξουδετέρωσης οξύτητας Τα αποτελέσματα του δυναμικού παραγωγής/ εξουδετέρωσης του δείγματος περλίτη δίνονται στον Πίνακα 13. Πίνακας 13 Δυναμικό παραγωγής/ εξουδετέρωσης οξύτητας Δείγμα S ολικό Δυναμικό εξουδετέρωσης ph (%) kg CaCO 3 /t πολφού Περλίτης 015RTR <0,2 4,61 7,88 Το δείγμα περλίτη περιείχε ποσοστό συνολικού θείου μικρότερο από το όριο ανίχνευσης, <0,2%. To δυναμικό εξουδετέρωσης του δείγματος βρέθηκε 4,6 kg CaCO 3 /t και η τιμή του ph πολφού ήταν αλκαλική, ph: 7,88.

12 Με βάση τα παραπάνω στοιχεία, η πιθναότητα παραγωγής οξύτητας από το δείγμα περλίτη είναι μηδαμινή. 5. Συμπεράσματα Με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων και δοκιμών περιβαλλοντικού χαρακτηρισμού που πραγματοποιήθηκαν στα δείγματα βωξίτη, μπεντονίτη και περλίτη συνάγονται τα ακόλουθα συμπεράσματα: Δείγμα βωξίτη D99098 Η περιεκτικότητα του δείγματος στα βαρέα και τοξικά στοιχεία που εξετάστηκαν, δηλ. Pb, Zn, Cd, Cu, Mo, Cr, As και Νi είναι πολύ μικρή και ικανοποιεί τα όρια που έχουν τεθεί από την Ολλανδία για τα εδάφη. Σύμφωνα με την πρότυπη δοκιμή τοξικότητας TCLP, το δείγμα χαρακτηρίστηκε ως μη τοξικό όσον αφορά την εκχυλισιμότητα των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr. Η διαλυτοποίηση των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr μετά από εκχύλιση του δείγματος με απιονισμένο νερό (δοκιμή ELT) και διάλυμα οξικού οξέος και προσομοιωμένης όξινης βροχής (δοκιμές TCLP, MEP) είναι πολύ μικρή και οι συγκεντρώσεις τους στα διαλύματα εκχύλισης πληρούν τις προδιαγραφές πόσιμου νερού. Η πιθανότητα παραγωγής οξύτητας από το δείγμα είναι μηδαμινή. Το δυναμικό εξουδετέρωσης του δείγματος βρέθηκε 5,3 kg CaCO 3 /t. Δείγμα μπεντονίτη Β99106 Η περιεκτικότητα του δείγματος στα βαρέα και τοξικά στοιχεία που εξετάστηκαν, δηλ. Pb, Zn, Cd, Cu, Mo, Cr, As και Νi είναι πολύ μικρή και ικανοποιεί τα όρια που έχουν τεθεί από την Ολλανδία για τα εδάφη. Σύμφωνα με την πρότυπη δοκιμή τοξικότητας TCLP, το δείγμα χαρακτηρίστηκε ως μη τοξικό όσον αφορά την εκχυλισιμότητα των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr. Η συγκέντρωση των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr στα διαλύματα εκχύλισης του δείγματος με απιονισμένο νερό (δοκιμή ELT) και διάλυμα οξικού οξέος και προσομοιωμένης όξινης βροχής (δοκιμές TCLP, MEP) πληροί τις προδιαγραφές πόσιμου νερού. Το υλικό έχει καθαρό δυναμικό εξουδετέρωσης 88,2 kg CaCO 3 /t και δεν παράγει οξύτητα. Δείγμα περλίτη 015RTR Η περιεκτικότητα του δείγματος στα στοιχεία Pb, Zn, Cd, Cu, Mo, Cr, και Νi είναι πολύ μικρή και ικανοποιεί τα όρια για εδάφη, όπως έχουν θεσπιστεί στην Ολλανδία Σύμφωνα με την πρότυπη δοκιμή τοξικότητας TCLP, το δείγμα χαρακτηρίστηκε ως μη τοξικό όσον αφορά την εκχυλισιμότητα των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr. Η συγκέντρωση των στοιχείων Pb, Cd, As και Cr στα διαλύματα εκχύλισης του δείγματος με απιονισμένο νερό (δοκιμή ELT) και διάλυμα οξικού οξέος και προσομοιωμένης όξινης βροχής (δοκιμές TCLP, MEP) πληροί τις προδιαγραφές πόσιμου νερού. Η πιθανότητα παραγωγής οξύτητας από το δείγμα είναι μηδαμινή. Το δυναμικό εξουδετέρωσης του δείγματος βρέθηκε 4,6 kg CaCO 3 /t. Βιβλιογραφικές αναφορές

13 1. CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment, 1999): Canadian soil quality guidelines for the protection of environment and human health, CCME, Winnipeg. 2. Intervention values and target values: Dutch soil quality standards (1994) Ministry of Housing, Spatial Planning and Environment. 3. Sobek, A.A., Schuller, W.A., Freeman, J. R. and Smith, R. M. (1978): Field and laboratory methods applicable to overburden and mine soils. Report EPA-600/ , U.S. National Technical Information Service Report PB US EPA (1996): Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/ Chemical Methods, SW-846.