The investigation of the influence of mining activities on surface and subsurface water quality

Abstract

Madencilik faaliyetlerinin yüzeysel sulara ve yeraltı sularına etkisi olduğu bilinmektedir. Bu etki, özellikle önlem alınmadığı ve gerekli rehabilitasyon işlemleri yapılmadığı durumlarda ciddi bir çevre felaketine sebep olmaktadır. Söz konusu etkiye neden olan en önemli etmenlerden biri olan Asidik Maden Gölleri, işletme sonrası rehabilitasyonu yapılmadan terk edilmiş kömür ve demir açık ocaklarında, piritli bileşenlerin oksijen ve su ile etkileşimi sonucunda oluşmaktadır. Ortalama pH seviyeleri 2 civarında olan bu göllerde yüksek asiditeye ek olarak çok yüksek ağır metal ve iz element derişimleri de bulunabilmekte ve bu nedenle yüzey ve yeraltı sularının kalitesini önemli ölçüde tehdit etmektedir. Bu araştırma kapsamında Çanakkale ili Çan ilçesi sınırları içerisinde bulunan terk edilmiş bir açık linyit madeni işletmesinde oluşan bir asidik maden gölünde su kalitesini belirlemek amacıyla limnolojik çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada göl su karakterizasyonun düşey ve alansal değişimini tespit etmek için 23 adet yüzey ve 33 adet de farklı derinliklerden olmak üzere toplam 56 adet su örneği toplanmış ve toplanan bu numunelerde; başlıca fiziksel parametreler, temel anyon ve katyonlar, ağır metaller ve bazı iz elementlerin konsantrasyonları ölçülerek değerlendirilmiştir. Ayrıca yeraltı suyuna oluşacak bir sızma veya gölün olası bir boşaltılma durumu ihtimali göz önünde bulundurularak, gölün morfolojik özellikleri de (batimetrisi, alanı ve hacmi) belirlenmiştir. Son olarak, asidik maden gölleri için muhtemel rehabilitasyon teknikleri açıklanmış ve bu çalışmaya konu olan göl için uçucu küllerle nötralizasyon ve metal adsorpsiyonu alternatifi önerilmiştir. It is well known that mining activities have negative impacts on surface and subsurface water quality. These impacts could cause an environmental disaster, especially when necessary mitigation and rehabilitation activities are not implemented. Interaction of pyritic ores with oxygen and water in abandoned non-rehabilitated open pit mines of coal and iron is responsible for the formation of Acidic Mining Lakes. In addition to high acidity associated with average pH levels of around 2, these lakes also have high heavy metal and trace element concentrations and are considered to influence surface and subsurface water quality. Within the scope of this research, an acidic mining lake that formed as a result of the inundation of an abandoned open pit lignite mine located in Çan district of Çanakkale province was investigated limnologically in order to assess water quality. In this study, lake water has been sampled from a total number of 56 points (23 surface samples and 33 depth samples) in order to determine the vertical and areal distribution patterns of numerous water quality parameters including primary physical parameters, major anions and cations and heavy metal and some trace elements. Furthermore, morphological characteristics of the lake (i.e., bathymetry, area and volume) were also computed to predict the possible risks if lake waters seep into groundwater and in case the lake is intentionally emptied. Finally, possible rehabilitation techniques for acidic mining lakes were explained. Upon the analysis of these techniques, neutralization and metal adsorption with fly ash option was recommended for the lake under consideration.