Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Nechte je žrát kyanidy!

Rizika spjatá s těžbou zlatých rud
 |  5. 4. 1996
 |  Vesmír 75, 204, 1996/4

Americký časopis Geotimes se zabývá informováním o novinkách a trendech ve vědách o Zemi. Nalezneme jej na univerzitních pracovištích i v kancelářích důlních závodů na celém světě. V červencovém čísle z minulého roku informuje S. Cleva v článku „Let them eat cyanide“ o problému detoxikace kyanidů v úpravárenských vodách, kde se kyanidy používají k loužení velkých objemů chudých zlatých rud. V celém světě tato záležitost není uspokojivě dořešena a u několika velkých ložisek zlata dokonce představuje hlavní důvod, proč nejsou těžena.

Výzkumnící z amerického úřadu pro dolování identifikovali bakterii Pseudomonas pseudoalcaligenes, která oxiduje a tím odbourává zbytkové kyanidy. Její přirozené populace žijí v důlních vodách a na odkalištích, ale nejsou příliš početné, takže likvidace kyanidů je pomalá. Množení bakterií je však závislé na přísunu živin, takže při dotování úpravárenských vod pivovarskými kvasnicemi se účinnost celého procesu, který již byl úspěšně vyzkoušen na ložisku Green Springs v Nevadě, podstatně zesiluje. Technicky je proces zajištěn cirkulováním odpadního rmutu ve velkých nádržích, které jsou naočkovány bakteriální kulturou. Při tomto procesu se snižují koncentrace kyanidů ze 3 na 1 ppm (ppm = part per million = 10–4 % = gram/tunu = miligram/litr). Tyto výsledky jsou sice povzbudivé, ale řada odborníků na ně hledí s nedůvěrou, protože udržet stabilní, dobře fungující bakteriální populaci v předvídatelném chodu je obtížné. Navíc normy přípustných koncentrací pro povrchové vody jsou ve většině států přísnější. Česká státní norma z r. 1992 (Sbírka zákonů č. 171, str. 953) povoluje jen 0,2 ppm veškerých kyanidů – to je 5krát méně, než zatím bakterie vůbec dokáží vytvořit. Při poloprovozních zkouškách na zlatorudném ložisku Kašperské Hory bylo zatím nejpoužívanější metodou detoxikace kyanidů – chlorací v alkalickém prostředí – dosaženo výstupních koncentrací kyanidů 2–6 ppm, tedy koncentrací podstatně vyšších, než povoluje norma pro povrchové vody.

Tím se dostáváme k problému environmentálních rizik spjatých s těžbou našich zlatých rud. Jde o dva hlavní okruhy problémů – o otázku migrace arzenu obsaženého v rudách a s ní související problém kyanizace. V současné době se jedná o průzkumu a případné těžbě dvou velkých českých ložisek – Mokrsko u Slap jižně od Prahy a Kašperské Hory na Šumavě. Obě ložiska mají několik společných rysů – zásoby zlata na Mokrsku dosahují nejméně 30 t a v Kašperských Horách možná až 48 t kovu. V obou případech jde o velmi jemnozrnné zlato, které vyžaduje mletí na velikost zrna 0,07 mm a méně. V obou případech je nejlacinější a nejefektivnější (výtěžnost přes 90 % veškerého zlata) způsob úpravy zlata kyanizační loužení. Průměrné obsahy arzenu byly pro Mokrsko spočítány na 300 ppm, ale z důvodů pro mne nejasných o nich zatím nikdo nehovořil v Kašperských Horách, přestože závěrečná ložisková zpráva vykresluje izolinie obsahů v ložiskových partiích na 450 ppm s význačnými velkoobjemovými anomáliemi až 750 ppm arzenu.

Pokud bychom uvažovali na obou našich zlatých ložiskách o průměrném obsah arzenu 300 ppm a celkových zásobách rudniny 5 milionů tun, tak při těžbě uvolníme 1 500 tun arzenu. Ovšem pro Mokrsko jsou údaje o celkovém množství vytěžené rudniny a tím i množství arzenu podstatně vyšší – hovoří o množství až 9 000 tun. Většina tohoto množství by měla zůstat při silně alkalickém pH a dostatku Ca kationtů ve špatně rozpustné formě Ca-arzeničnanu nebo v neutrálním prostředí sorpcí zachycena na hydroxidy železa v odkališti. Problém je v tom, že když je nadbytek CaO ve hmotě odkaliště po delší době neutralizován kyselými dešti, tak se arzen opět mobilizuje. V tomto případě by se však stejně jako v Kutné Hoře nejspíš vázal do hydroxidu železa. Jenže ani to nemusí být poslední krok – např. v  anaerobním prostředí dnových sedimentů našich řek se poměrně běžně setkáváme s bakteriemi schopnými získávat kyslík z hydratovaných oxidů železa a tak převádět špatně rozpustnou trojmocnou formu na rozpustnou dvojmocnou formu železa. Tím arzen a těžké kovy ztrácejí svého nosiče a opět se uvolňují do životního prostředí. Arzen vázaný na rudní minerály dobře zvětrává, snadno migruje, ochotně se váže do nerozpustných sloučenin, ze kterých se při změně podmínek opět snadno uvolňuje. Je to problematický prvek a z dlouhodobého hlediska je neméně problematické i každé odkaliště, které ho obsahuje ve zvýšeném množství.

Zamysleme se nad toky látek při kyanizaci. Pro skutečně účinnou kyanizaci je nutné loužit celkový objem rudniny, tedy několik milionů tun rmutu. Podle poloprovozních zkoušek potřebujeme na vyloužení jednoho litru rmutu 50–200 mg kyanidů. V jiných případech však až 1g! Průměrný úpravárenský rmut obsahuje v jednom litru 200–300 g rudniny. V průměru uvažujeme, že na tunu rudniny spotřebujeme nejméně 0,5 kg NaCN. Při odhadované denní těžbě 3 000 tun spotřebujeme denně nejméně 1,5 tuny kyanidu, což ročně představuje množství 450 tun. Ve firmě Pennant Holdings uvažovali, že na Mokrsku by roční spotřeba kyanidu dosáhla 760 tun! Při úpravárenských zkouškách na Mokrsku však poloprovoz pracoval s předimenzovanou vsázkou (množstvím vloženého materiálu) 2,3 kg kyanidu na tunu rudniny, což by při denní těžbě 3000 t představovalo roční spotřebu okolo 2 000 t kyanidu! Závěrečná ložisková studie o Kašperských Horách považuje za optimální množství chloru použitého při detoxikaci kyanidů 10 g Cl2 na 1 g kyanidu. Z tohoto údaje snadno odvodíme spíš nižší denní odhad spotřeby plynného chloru – je to 15 tun! Pro toho, kdo zná stav šumavských cest v zimě i nutnost projíždět řadou osad včetně města Kašperské Hory, jsou bezpečnostní rizika dopravy a manipulace s chlorem v tlakových cisternách či láhvích zřejmá.

Plynný chlor je neutralizován přídavkem asi 40–50 tun CaO denně. Tím však není likvidován jeho vysoce rizikový oxidační účinek. Každého chemika asi napadne, že neutralizace při takto velkých objemech a omezeném mísení rmutu nemůže být úplná a každý biolog se na elementární chlor případně na chlornanový iont dívá s velkou obavou a ptá se, co tyto látky způsobí v místním ekosystému ještě předtím, než přejdou na CaCl2. I v případě úplné likvidace zbytkového chloru nebo chlornanu a jeho transformace na chloridový iont se divím tomu, že si nikdo nepoložil otázku, jak dobře bude snášet povodí horní Otavy denní dotaci jinak celkem neškodných solí v množství víc než 20 tun denně! Přestože většina těchto solí zůstane opět vázána na prostředí odkaliště, bude z něj další desítky let postupně vymývána.

Shrňme si tedy, co produkuje úpravna zlatých rud a na co je třeba se zaměřit při hodnocení environmentálních dopadů:

  • 3 000 tun denní těžby produkuje velké množství jemně umletého rmutu, který se většinou nedaří využít např. pro stavební účely, právě proto, že obsahuje škodlivé příměsi. Tento rmut je ukládán na odkalištích, která je nutno pečlivě hlídat. Ve Zlatých Horách, Příbrami a Baňské Štiavnici došlo v poválečném období k částečnému protržení odkališť a zvodnělý bahnotok poškodil níže ležící oblasti.
  • Kyanidy se na odkališti vyskytují ve dvou formách – jako volné kyanidy (CN) a jako metalkyanidové komplexy, zejména jako ferrokyanidy. Volné kyanidy jsou více toxické, ale dají se snadněji oxidovat, metalkyanidové komplexy jsou poměrně stabilní. Na odkalištích se obě formy ve značném množství (první ppm až desítky ppm) dají dokázat i po několika desetiletích. Úpravárenský poloprovoz v Kašperských Horách dokázal detoxikovat celkové kyanidy na množství 2–6 ppm, tedy na hodnotu 10–30krát vyšší, než povoluje norma pro povrchové vody.
  • Arzen představuje zvláštní problém, protože za určitých okolností dobře migruje a je ho příliš mnoho. Navíc detoxikace kyanidů prováděná razantní oxidací pomáhá převádět arzen do roztoku. Většina arzenu sice končí na odkališti jako špatně rozpustné sloučeniny, ale stačí, aby se někdy v budoucnosti změnilo pH či Eh, a začne opět migrovat. Je dluhem přenášeným na budoucí pokolení.
  • Nejběžnější, poměrně účinná a hospodárná detoxikace kyanidů probíhá tzv. alkalickou chlorací, tedy rozpouštěním chloru ve vodě za přítomnosti CaO. Při tomto procesu se přebytečný rozpuštěný chlor přeměňuje na chloridový a chlornanový iont. Jsou nestabilní, rychle přecházejí na chloridy, ale než dojde k jejich eliminaci, vážným způsobem ohrožují okolní biotop.
  • Při úrovni navrhovaných těžeb až 3 000 t denně a kyanizaci celého objemu rudniny se denní spotřeba kyanidu pohybuje kolem 1,5 tuny kyanidu či více, 15–20 tunách chloru a nejméně 40 tunách CaO. Při detoxikaci tak denně vzniká nejméně 20 tun solí, zejména chloridu vápenatého. Toto množství, nepříjemné i pro vodnaté povodí Vltavy, je pro malé a citlivé povodí Otavy téměř neúnosné.

Tento text vychází z jistého druhu rozhořčení a z přesvědčení, že hlupáka, který nedohlédne za první roh a neumí si spočítat trojčlenku, ze sebe nelze nechat dělat dlouho. Nestalo se mi to, co prof. Zahradníkovi, aby mi zástupce kanadské těžební organizace tvrdil, že kyanidy jsou vlastně organické látky a nemohou tedy být příliš škodlivé, ani to, co se přihodilo doc. Skřivanovi, jenž byl přesvědčován, že arzen patří mezi stopové prvky, které rostliny a zvířata potřebují. Byl jsem jen svědkem různých diskusí, na kterých si občané pletli argumenty a vlastenectví, čímž k úlevě různých firem odváděli pozornost do zamlženého vytracena. Posledním impulzem pak byla ekologická studie dr. Holuba z firmy Elemkom o důsledcích těžby v Kašperských Horách. Zabývá se v ní klimatickými poměry a rostlinstvem, ale arzen jej nezajímá a problému kyanizace se dokáže vyhnout.

Jsem si vědom toho, že příliš mnoho čísel škodí textu, ale potřeboval jsem je uvést, aby si každý mohl ověřit postup, z něhož vycházím, a aplikovat jej na místní podmínky, až průzkumník či těžař začne klepat na dveře místního úřadu. Uváděné údaje nepocházejí z nějakých alternativních zdrojů nepřátel těžby, ale z veřejně přístupných zpráv vypracovávaných hlavně pro potřebu těžební firmy. Ty jsou uloženy v Geofondu či v jeho sesterské organizaci NIS (Národní informační středisko) v Kostelní ulici 26 v Praze 7.

Literatura

Cleva S.: Let them eat cyanide. Geotimes 40,7,5 (July 1995).
Skřivan P.: Projekt Mokrsko – posouzení rizika chemické kontaminace prostředí. MS, 1993. Ústav aplikované ekologie VŠZ.
Kašperské Hory – závěrečná zpráva. MS Geofond, 1995. Praha.

Arzen je vázán hlavně ve formě arzenopyritu FeAsS. Jemné mletí umožňuje „otevření zrna“ a usnadňuje oxidaci rudních minerálů. K oxidaci význačně příspívá způsob likvidace kyanidů, která se provádí poměrně drastickou oxidací pomocí plynného chloru, jenž se v alkalickém prostředí rozpouští ve vodě za vzniku nestabilních, silně reaktivních hydrátů a reaguje s ní za vzniku chlornanového aniontu (ClO). Migrace arzenu je značně složitý proces, který dále závisí na pH, redoxních podmínkách a přítomnosti dalších látek, jako jsou např. hydroxidy železa. Na tomto místě uveďme pouze konkrétní terénní pozorování z kutnohorských dolů, které rovněž obsahují arzenopyrit. Ten zde ve starých haldách zvětrává na až 30 cm velké hlízy komplexního arzeničnanu, který býval v historii sbírán a jako „jedová hlinka“ prodáván na trávení krys. Později byl popsán jako minerál bukovskýit. Při průzkumu starých dolů v Kutné Hoře jsme odebírali novodobé smolně lesklé až 20 cm mocné povlaky podobající se tmavě hnědé pryskyřici. Analýzy ukázaly, že jde o siderogel – amorfní hydroxid železa obsahující několik procent volného síranového iontu a 15–17 % arzenu!

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Ekologie a životní prostředí

O autorovi

Václav Cílek

RNDr. Václav Cílek (*1955) vystudoval geologii na Přírodovědecké fakultě UK. V Geologickém ústavu AV ČR, v. v. i., v Praze se zabývá zejména geologií kenozoika. Je autorem četných úspěšných knih, např. Krajiny vnitřní a vnější (2002), Makom. Kniha míst (2004), Borgesův svět (2007), Nejistý plamen. Průvodce ropným světem (s Martinem Kašíkem, 2007), Dýchat s ptáky (2008), Podzemní Praha. Jeskyně, doly, štoly, krypty a podzemní pískovny velké Prahy (s fotografy Milanem Korbou a Martinem Majerem, 2008), Orfeus. Kniha podzemních řek (2009). V roce 2009 se stal laureátem Ceny Nadace Dagmar a Václava Havlových VIZE 97.
Cílek Václav

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné