Stratyfikacja geochemiczna i metody neutralizacji kwaśnych wód w wybranym zbiorniku Łuku Mużakowa

Abstract

The objective of this study is hydrogeochemical characterization of Afryka reservoir located in anthropogenic lake district of The Mużakowo Arch region (Western Poland). This area is composed of pit lakes formed by leakage of groundwater (mostly Acid Mine Drainage) into the abandoned opencast lignite mines. Afryka is an AMD meromictic lake with permanent stratification. The upper layer (mixolimnion, down to ca. 10 m depth) contains acidic (pH=2,75), well mixed waters saturated with oxygen. It’s salinity is much lower than that of monimolimnion (bottom layer), which is anoxic and more neutral (pH=4,75). Both layers do not mix with each other due to strong density difference. A series of laboratory experiments on neutralization of these AMD waters with limestone, dolomite and lime indicate that liming is the most effective. It results in precipitation of gypsum.

Przedmiotem pracy jest hydrogeochemiczna charakterystyka zbiornika Afryka znajdującego się na obszarze pojezierza antropogenicznego w rejonie Łuku Mużakowa (zachodnia Polska). Pojezierze jest rezultatem wypełnienia wodą (zwykle kwaśnymi wodami kopalnianymi) niecek powstałych na skutek odkrywkowej eksploatacji węgla brunatnego. Jezioro Afryka jest meromiktycznym zbiornikiem kwaśnych wód z permanentną stratyfikacją. Górna warstwa (mixolimnion, do 10 m głębokości) zawiera wodę dobrze zmieszaną, natlenioną i kwaśną (pH=2,75) oraz posiada niższą mineralizację niż dolna warstwa (monimolimnion), która jest anaerobowa, mniej kwaśna (pH=4,75) ale znacznie silniej zmineralizowana. Ze względu na różnice w gęstości warstwy nie mieszają się ze sobą. W wyniku serii eksperymentów laboratoryjnych dla przetestowania różnych technik neutralizacji niskiego pH i wysokiej mineralizacji tych kwaśnych wód stwierdzono, iż najskuteczniejszym środkiem jest wapnowanie. W efekcie reakcji neutralizacji wytrąca się gips.