Drainage geochemistry around the abandoned Whittle Colliery Northumberland UK

Abstract

لقد أجرينا في هذا البحث دراسة على الصرف الجيوكيميائي للمعادن والراسب في منجم فحم في منطقة وايت كوليري بالمملكة المتحدة، وذلك باستخدام نظام معالجة الحديد والمنغنيز السلبي وقد تتبعنا تركيزات عناصر تم تحليلها في المياه السطحية، وكذلك في أجزاء مختلفة (< 75؛ < 106 ؛ < 150 ؛ < 180 ميكرومتر) من رواسب ونباتات (طحالب) ويتألف النظام من بركتين وثلاثة مستنقعات تؤدي إلى تلويث المياه الجوفية التي يتم ضخها إلى السطح من أجل منع التصريف غير المتحكم فيه الذي يمكن أن يحدث دون التدخل الإداري الملائم وقد لوحظ أن نظام العلاج السلبي هو الأكثر فعالية في خفض تريكز الحديد والألمنيوم والمنغنيز في المياه الجوفية على الرغم من وجود تلوث كبير في المياه السطحية في بعض الأماكن وتظهر نتائج الدراسة الحالية أن عمليات الامتزاز والاختلاط بين روافد وتسرب المياه من المناجم تؤدي إلى تغيير التركيب المعدني للرواسب النهرية وتركيبات المياه السطحية حول نظام المعالجة السلبي لذلك ونظرا للتركيزات العالية من الكائنات الحية في اتجاه مجرى النهر بالنسبة إلى الموقع القياسي ظهرت زيادة في امتصاص النباتات (biosorption) كما أن ارتفاع نسبة البيكربونات والكربونات، وارتفاع القدرة على التخزين المؤقت، وحماية الحياة المائية في التيار المائي أدى إلى ارتفاع تركيز SO4 إلى قيم أعلى من قيم EQS (معايير الجودة البيئية) في معظم أماكن العينات وقد فقدت أيونات الكالسيوم بوساطة التبادل الأيوني لإنتاج كبريتيات الكالسيوم المائية، بينما تفاعلت الكربونات المائية مع البايرايت لهذا السبب، يجب أخذ الحيطة والحذر من أجل إزالة هذه الملوثات الأنيونية

An investigation was conducted on the drainage geochemistry and mineralogy of stream sediments in the area of the FeMn passive treatment system in Whittle Colliery UK The major and trace element concentrations were analyzed in the surface waters as well as in the different fractions (< 75 ; < 106 ; < 150 ; < 180 m) of the riverbed sediments and plants (algae and moss) The system comprises a series of 2 lagoons and 3 reed bed wetlands that contaminate the groundwater that is pumped to the surface in order to prevent uncontrolled surface mine water discharge that would occur after mine water rebound without the proper management intervention It was observed that the passive treatment system is most effective at decreasing Fe Al and Mn concentrations in groundwater although a significant contamination of surface waters is still observed in places The results of the present study show that the adsorption processes and mixing between the tributaries and seepage of mine waters (wetland II) alter the mineralogical composition of the riverbed sediments and surface water compositions around the passive treatment system Therefore given the higher concentrations of the biota downstream of the treatment discharge relative to the control locations show some plants’ uptake biosorption High bicarbonate and carbonate contents high buffering capacity and the greater protection of aquatic life in the receiving stream the SO4 concentrations were found to be above the EQS values (Environmental Quality Standards) at most of the sample locations Calcium ions were lost by ion exchange to create calcium sulfate water as carbonate facies water interacted with pyrite For that reason special caution has to be taken in order to remove these contaminant anions