Srážení schwertmannitu z důlních vod vyvěrajících ze štoly dolu Arnošt v Českém Krumlově a problematika hydrogeologie krystalických vápenců

0500621 - GLÚ 2019 RIV CZ cze J - Článek v odborném periodiku
Navrátil, Tomáš - Rohovec, Jan - Krištůfek, Václav - Filippi, Michal - Bruthans, J. - Žák, Karel - Bosák, Pavel
Srážení schwertmannitu z důlních vod vyvěrajících ze štoly dolu Arnošt v Českém Krumlově a problematika hydrogeologie krystalických vápenců.
[Schwertmannite precipitation in mine water of the Arnošt Mine drainage adit (Český Krumlov) and hydrogeology of marbles.]
Český kras. Roč. 44, č. 1 (2018), s. 11-26. ISSN 1211-1643
Institucionální podpora: RVO:67985831 ; RVO:60077344
Klíčová slova: schwertmannite * marble * mine water
Obor OECD: Environmental sciences (social aspects to be 5.7); Geology (BC-A)

Kyselá důlní drenáž vytékající z opuštěného grafitového dolu Arnošt v českém Krumlově je typická zvýšenou teplotou 10,5 oC. To je částečně důsledkem hluboké cirkulace důlních vod a pravděpodobně také reakcí vod s mramorovými tělesy a puklinovými zónami, ale zejména uvolněním tepla při oxidaci sulfidů. Triciová aktivita vod 13,81 TU odpovídá poměrně dlouhé době zdržení, vytékající drenáž infiltrovala někdy mezi 1960 a 1980. Nízká variabilita odtoku, který osciluje někde kolem 0,5 L/s odpovídá delšímu zdržení podzemních vod v důlním prostředí. Pufrační kapacita mramorů a pravděpodobný přítok krasových vod do prostředí dolu nestačí na vyrovnání kyselosti, která vzniká při oxidaci sulfidů, která byla prokázána isotopickými metodami. pH odtékajících důlních vod bylo poměrně nízké průměrně 3,16, naopak celkový obsah rozpuštěných látek byl vysoký nad úrovní 1 g/L. Dominantními kationty byly Ca a Fe, zatímco dominantním aniontem byl sulfát. Zvýšené koncentrace byly také zaznamenány v případě kobaltu a uranu. V důsledku oxidaci vod vytékající z prostoru dolu vznikají na výtoku sraženiny železa, které mikroskopicky a geochemicky odpovídají oxyhydroxysulfátu železa schwertmannitu.

Acid mine drainage of the Arnošt Mine adit (graphite deposit in paragneisses and marbles, left bank of the Vltava River, Český Krumlov, South Bohemia, Czech Republic) has elevated temperature of 10.5 °C. This partly reflects water circulation into deep mine levels and probable participation of deep circulating water in marble bodies and fractured zones, but mainly a heat release by sulfide oxidation processes. The tritium activity (13.81 TU) agrees with a long underground mean residence time (water infiltration between 1960 and 1980). The limited discharge variability (oscillating slightly around 0.5 L/s) is in agreement with relatively long residence time of groundwater. The buffering capacity of the marble present in the mine, and of probable inflowing karst water into the mine, is not able to compensate the acidity produced by oxidation of sulfides in graphitic paragneisses. Origin of the sulfate by sulfide oxidation was proved by combined sulfur and oxygen isotope data of the sulfate. The pH of drainage water was low (average pH was 3.16) but its total dissolved solids were very high, generally above 1 g/L, with Ca and Fe as dominating cations and sulfate as the main anion. Elevated concentrations in mine water were also recorded in case of cobalt and uranium. As a result of mine water oxidation in the ventilated section of the adit, the Fe3+/Fe2+ ratio increases and results in massive precipitation of secondary iron precipitates. Microscopic and geochemical study of the precipitates identified iron oxyhydroxysulfate schwertmannite as the major phase.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0292702