ผลของอุณหภูมิต่อการชะละลายโลหะหนักในหินทิ้งจากเหมืองแร่ทองคำ

Abstract

การศึกษาการชะละลายของโลหะ โครเมียม แคดเมียม ทองแดง ตะกั่ว นิกเกิล แมงกานีส ปรอท สังกะสี และสารหนู จากหินทิ้ง 4 ประเภท (ทรายแป้ง หินกอสแซน หินสการ์น และหินซัลไฟด์เนื้อแน่น) ในกองหินทิ้งทั้ง 3 กอง (กองออกไซด์ กองทรานซิชัน และกองซัลไฟด์) จากเหมืองทองภูทับฟ้า อำเภอวังสะพุง จังหวัดเลย ประเทศไทย ด้วยวิธี SW-846 EPA Method 1312 (Synthetic Precipitation Leaching Procedure; SPLP) ที่พีเอช 2 และ 4 และที่อุณหภูมิ 30 40 และ 50 องศาเซลเซียส พบว่า ทองแดงมีค่าการชะละลายสูงสุด รองลงมาคือ แมงกานีส นิกเกิล สังกะสี โครเมียม สารหนู ตะกั่ว และปรอท ตามลำดับ แต่ไม่พบการชะละลายของแคดเมียม โดยการชะละลายของทองแดง โครเมียม ปรอท และแมงกานีส มีค่าสูงกว่าทั้งมาตรฐานคุณภาพน้ำผิวดิน และมาตรฐานคุณภาพน้ำทิ้งอุตสาหกรรม ส่วนสารหนู ตะกั่ว และนิกเกิล มีค่าสูงเกินมาตรฐานเฉพาะคุณภาพน้ำผิวดิน ส่วนความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของโลหะหนักและการชะละลายพบได้เฉพาะในบางโลหะและหินทิ้งบางประเภทเท่านั้น แสดงว่าโครงสร้างและรูปแบบของการจับตัวของโลหะหนักในหินทิ้งแต่ละประเภทมีความสำคัญต่อการชะละลายมากกว่าความเข้มข้นของโลหะหนักในหินทิ้ง การประเมินผลของพีเอชต่อการชะละลายของโลหะหนัก โดยการวิเคราะห์ทางสถิติด้วยโปรแกรม SPSS (Statistical Package for the Social Science) และทดสอบความแตกต่างด้วยวิธี T-test พบว่ามี 52 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างจากหินทิ้งทั้งหมดที่มีความแตกต่างของความเข้มข้นของโลหะหนักทุกชนิดระหว่างพีเอช 2 และ 4 อย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) เมื่อแยกตามชนิดโลหะ พบว่าทองแดงมีค่าความแตกต่างเท่ากับ 90 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างทั้งหมด รองลงมาคือ ปรอท ตะกั่ว และโครเมียม มีค่าความแตกต่างเท่ากับ 60, 57 และ 54 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ในทำนองเดียวกันผลของอุณหภูมิต่อการชะละลายโลหะ ซึ่งทดสอบความแตกต่างด้วยวิธี One-way ANOVA พบว่ามี 57 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างจากหินทิ้งทั้งหมดที่มีความแตกต่างของความเข้มข้นของโลหะทุกชนิดระหว่างอุณหภูมิ 30 40 และ 50 องศาเซลเซียสอย่างมีนัยสำคัญ และมีค่าสัมประสิทธิ์การถดถอยหรือสัมประสิทธิ์ของการตัดสินใจ (Coefficient of Determination) มากกว่า 0.6 เมื่อแยกตามชนิดโลหะ พบว่าทองแดงมีค่าความแตกต่างเท่ากับ 79 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างทั้งหมด รองลงมาคือ ปรอท นิกเกิล โครเมียม สารหนู และแมงกานีส ที่ 78, 69, 63, 55 และ 50 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ นอกจากนี้ประเภทหินทิ้งก็มีผลต่อการชะละลายโลหะหนักเช่นกัน พบหินซัลไฟด์เนื้อแน่นมีการชะละลายของโลหะน้อย เนื่องจากมีส่วนประกอบหลัก คือแร่ซัลไฟด์ซึ่งมีความเสถียร ทำให้ชะละลายโลหะหนักออกมาได้น้อยแม้ในสภาวะที่เป็นกรด ส่วนหินสการ์นและหินทรายแป้งมีองค์ประกอบที่ทำให้น้ำชะมีค่าพีเอชที่สูงขึ้น โดยในหินสการ์นมีแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นส่วนประกอบที่สามารถสะเทินกรดในน้ำชะจนทำให้ค่าพีเอชสูงขึ้นได้เป็นผลให้ค่าการชะละลายต่ำลง ในทำนองเดียวกันหินทรายแป้งมีแร่ซิลิเกตเป็นส่วนประกอบหลัก จึงทำให้เกิดสภาวะการสะเทินน้ำชะได้เช่นกัน