RSS RSS print

Environmentálna chémia (Skúmame riziká v životnom prostredí)

........................................................................................................................................................................................................................................................................

Okolie Banskej Bystrice - Ľubietová, Špania Dolina a Staré Hory patria k oblastiam zaťaženým starou banskou činnosťou. Sú to oblasti, v ktorých sa ťažila predovšetkým meď. Procesmi zvetrávania minerálov v prevažne kyslom horninovom prostredí sa mobilizujú ťažké kovy a toxické prvky, predovšetkým Cu a As, čím zaťažujú zložky krajinného prostredia. Odolnosť krajinných zložiek voči kontaminácii ťažkými kovmi je významne podmienená rôznymi prírodnými sorbentami, prítomnými v banských oblastiach. Na katedre chémie sa zaoberáme analýzou prírodných povrchových a podzemných vôd, analýzou kalov, pôdy, rastlinného materiálu ako aj ílových minerálov. Vzhľadom k rôznym toxikologickým vlastnostiam jednotlivých iónových foriem kovov sa zaoberáme ich špeciačnou analýzou. Na základe výsledkov vykonaných analýz posudzujeme riziká a navrhujeme vhodné riešenia ich eliminácie s využitím prírodných sorbentov na báze bentonitov, u ktorých študujeme aj ich sorpčné vlastnosti.

........................................................................................................................................................................................................................................................................

Analýza vody, pôdy, kalov, rastlinného materiálu a ílových minerálov

Pri odbere vzoriek v teréne stanovujeme základné fyzikálno-chemické ukazovatele ako je teplota, pH, merná vodivosť, obsah rozpustenéko kyslíka. Metódou kapilárnej zónovej elektroforézy (CZE) vykonávame analýzy aniónov (Cl–, SO42–, NO3–, NO2–, F–, PO43-–, AsO43–). Metódou atómovej absorpčnej spektrometrie (AAS) a metódou kapilárnej izotachoforézy (CITP) vykonávame analýzy kovov (Cu, Pb, Zn, Cd, Fe, Co, Ni, Mn, K, Na, Mg, Ca). Vzhľadom k rôznym toxikologickým vlastnostiam jednotlivých iónových foriem kovov sa zaoberáme ich špeciačnou analýzou.

 

Analýza kovových iónov metódou CITP

 

Elektroforetický analyzátor EA 100 s modulmi pre kapilárnu izotachoforézu (CITP) a kapilárnu zónovú elektroforézu (CZE) s vodivostným a fotometrickým UV VIS detektorom (Villa Labeco, Spišská Nová Ves)

 

Analýza aniónov metódou CZE

 

 

Mikrovlnný rozkladný systém MWS-2 Speedwave (Berghof, Nemecko)

 

Atómový absorpčný spektrometer AVANTA Σ s termickou atomizáciou (GBC, Austrália)

 

Atómový absorpčný spektrometer AVANTA Σ s plameňovou atomizáciou (GBC, Austrália)

........................................................................................................................................................................................................................................................................

 

Štúdium sorpčných vlastností bentonitov

Bentonity možno zaradiť medzi ílové minerály s prevládajúcim obsahom smektitov (prevažne montmorillonitu). Okrem tohto minerálu obsahujú bentonity v rôznom množstve ďalšie minerály napr. illit, kaolinit, kremeň, sľudu a pod.
Smektity majú vrstevnatú štruktúru, vrstvy sú zložené z dvoch sietí tetraédrov prevažne [SiO4], medzi ktorými je jedna sieť oktaédrov [MO4(OH)2]. Čiastočná substitúcia centrálnych atómov v oboch druhoch sietí atómami v nižšom oxidačnom stupni spôsobuje, že vrstvy majú negatívny náboj. Ten je kompenzovaný vymeniteľnými katiónmi, ktoré sa nachádzajú medzi vrstvami aj na vonkajšom povrchu častíc. V prírodných materiáloch sú vymeniteľnými katiónmi najčastejšie Ca2+, ale aj Mg2+, Na+ a K+, ktoré sú rôzne hydratované podľa teploty a relatívnej vlhkosti prostredia. Adsorpčné vlastnosti bentonitov sú dané ich chemickým a mineralogickým zložením, hodnotou katiónovej výmennej kapacity a merným povrchom.

 

Štruktúra montmorillonitu

RTG práškový neorientovaný záznam - mineralogické zloženie bentonitu z ložiska Lieskovec (L) a Jelšový potok (JP)

 

Zaoberáme sa štúdiom sorpcie kovov, sledujeme vplyv rôznych faktorov (napr. vplyv pH, koncentrácie kovu, množstva sorbentu a pod.) na sorpčné vlastnosti slovenských bentonitov ako aj hodnotíme ich sorpčné vlastnosti s cieľom ich využitia na odstraňovanie toxických kovov z banských a odpadových vôd.

Spolupracujeme s pracoviskami:

  • Katedra analytické chemie, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova, Praha
  • Hydrobiologický ústav, Biologické centrum AV ČR, České Budějovice
  • Katedra analytickej chémie, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Komenského, Bratislava
  • Katedra environmentálneho inžinierstva, Fakulta ekológie a environmentalistiky, Technická Univerzita, Zvolen
  • Geologický ústav, Slovenská akadémia vied, Banská Bystrica
  • Ústav anorganickej chémie, Slovenská akadémia vied, Bratislava
  • Regionálny úrad verejného zdravotníctva, Banská Bystrica
  • Vzdelávací a technický ústav civilnej ochrany, Slovenská Ľupča
  • Úrad pre dohľad nad zdravotnou starostlivosťou, Banská Bystrica
  • Biotika a.s., Slovenská Ľupča

........................................................................................................................................................................................................................................................................

Výber publikovaných prác:

1. ANDRÁŠ P., NAGYOVÁ I., SAMEŠOVÁ D., MELICHOVÁ, Z.: Study of the Environmental Risks at the Old Spoil Dump Field Lubietova – Slovakia. Journal of Polish Environmental Studies. 2012, 21 (6)
2. BRTÁŇOVÁ. A., MELICHOVÁ. Z., KOMADEL. P.: Removal of Cu2+ from aqueous solution by Slovak bentonites. Ceramics - Silikáty. 2012, 56, 55-60. 
3. NAGYOVÁ, I., KOŠÚTOVÁ, M.: Stanovenie arzeničnanov vo vodách metódou kapilárnej elektroforézy. In Acta Universitatis Matthiae Belii [CD ROM] : séria chémia, 2011, 16-12.
4. NAGYOVÁ, I., BOROŠOVÁ, D.: Porovnanie metód pre účely stanovenia kovov pri sledovaní rizík zo starých banských činností : In Acta Universitatis Matthiae Belii : séria chémia, 2010, 24-31.
5. BOROŠOVÁ, D., NAGYOVÁ, I., MELICHOVÁ, Z.: Hodnotenie rizika kontaminácie vôd arzénom a antimónom v banskej oblasti Ľubietová. Chemické listy. 2010, 104, 680-686
6. BRTÁŇOVÁ. A., MELICHOVÁ. Z., KOMADEL. P.: Removal of Cu2+ from aqueous solutions by using bentonites as adsorbents. In: Acta Mineralogica-Pertographica vol. 6, abstract series : MECC2010 , 5th Mid-European
Clay Conference. Szeged, 2010. s. 397. 
7. SAMEŠOVÁ, D., NAGYOVÁ,I., MELICHOVÁ, Z., ANDRÁŠ, P., HYBSKÁ, H.: Výskyt ťažkých kovov vo vodách v starej banskej lokalite Ľubietová. Studia oecologica, 2009, 3, 84-88.
8. ANDRÁŠ, P., MELICHOVÁ, Z., NAGYOVÁ, I., SAMEŠOVÁ, D.: Distribution of selected heavy metals at the Ľubietová deposit (central Slovakia). In: 13. Ősterreichische Chemietage, Book of Abstracts, Vienna, 2009, 122.
9. MELICHOVÁ, Z., SCHABJUK, M., KOPÁČEK, J.: Seasonal dynamics of nitrogen forms in an alpine stream in the Tatra Mountains. In: Acid Rain 2005. 7th International Conference on Acid Deposition. Prague, 2005, 667.

........................................................................................................................................................................................................................................................................

=