Fakulta Prírodných vied UMB

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.

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

Laboratory for Materials Science, Vinča Institute of Nuclear Sciences, University of Belgrade, Belgrade, Serbia

Ústav anorganickej chémie, Slovenská akadémia vied, Bratislava

Katedra environmentálneho inžinierstva, Fakulta ekológie a environmentalistiky, Technická Univerzita, Zvolen

Geologický ústav, Slovenská akadémia vied, Banská Bystrica

Regionálny úrad verejného zdravotníctva, Banská Bystrica

Vzdelávací a technický ústav civilnej ochrany, Slovenská Ľupča

Výber publikovaných prác:

Petra, L., Billik, P. Melichová, Z., Komadel, P.: Mechanochemically activated saponite as materials for Cu²⁺ and Ni²⁺ removal from aqueous solutions. Applied Clay Science. 143 (2017), 22–28.
Melichová, Z., Ďuricová, A., Samešová, D., Nagyová, I.: Hodnotenie rizík vybraných kovových prvkov vo vodách. Banská Bystrica: FPV UMB, 2017.
234 s. ISBN 978-80-557-1372-4.
Melichová, Z., Ľuptáková, A.: Removing lead from aqueous solutions using different low-cost abundant adsorbents. Desalination and Water Treatment, vol. 57, no. 11 (2016) 5025–5034.
MELICHOVÁ, Z., HANDZUŠOVÁ, M.: Removal of Cu(II) ions from aqueous solutions by adsorption onto natural bentonites. In: Solid State Phenomena. - Stafa-Zurich : Trans Tech Publications, 2016. ISSN 1662-9779, 2016, vol. 244, pp. 205-212.
ĎURICOVÁ, A., MELICHOVÁ, Z.: Výskum nakladania s odpadovým kalom z ČOV a sledovanie distribúcie ťažkých kovov v kale. Rec. Dagmar Samešová, Jaroslav Demko. 1. vyd. Zvolen : Technická univerzita vo Zvolene, 2015. 127 s. ISBN 978-80-228-2827-7.
Melichová, Z., Hromada, L., Ľuptáková, A.: Removal of Pb2+ ions from aqueous solutions by slovak bentonites. Revue Roumaine De Chimie 59 (2014) 165-171.
Melichová, Z., Hromada, l.: Adsorption of Pb²⁺ and Cu²⁺ ions from aqueous solutions on natural bentonite. Polish Journal of Environmental Studies. 22 (2013) 457-464.
Nagyová, I., Melichová, Z., Komadelová, T., Boháč, P., Andráš, P.: Environmental assessment of impacts by old copper mining activities – a case study at Špania Dolina Starohorské Mts., Slovakia, Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 8 (2013) 101-108.
Brtáňová. A., Melichová. Z., Komadel. P.: Removal of Cu²⁺ from aqueous solution by Slovak bentonites. Ceramics - Silikáty. 56 (2012) 55-60.
Andráš, P., Nagyová,I., Samešová, D., Melichová, Z.: Study of Environmental Risks at an Old Spoil Dump Field. Polish Journal of Environmental Studies. 21 (2012) 1529-1538.

Fakulta prírodných vied, Univerzita Mateja Bela