Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61834
Title: Effects on organic matter on heavy metal fractionations of tailings: a case study of Akara Gold Mine, Thailand
Other Titles: ผลจากการเติมวัสดุปรับปรุงดินต่อสัดส่วนรูปแบบโลหะในกากแร่ กรณีศึกษา เหมืองทองอัครา, ประเทศไทย
Authors: Lalita Chunhacherdchai
Advisors: Srilert Chotpantarat
Chantra Tongcumpou
Other author: Chulalongkorn University. Graduate School
Advisor's Email: [email protected]
[email protected]
Subjects: Soil amendments
Leaching
การปรับปรุงดิน
การซึมชะละลาย
Issue Date: 2011
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The purpose of this study was to investigate metal fractionations of mine tailings (i.e., Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn) and study of metal leaching from mixtures of tailing and humic acid in different incubation periods and various organic matter ratios. Ten tailing samples were taken from tailings storage facilities of Akara gold mine in Phichit province. Samples were determined using the three-step modified BCR sequential extraction (i.e., BCR1, BCR2 and BCR3) and the additional step of strong acid digestion or aqua regia for residual fraction and analyzed all fractions by Inductively Couple Plasma-Optical Emission Spectrometer (ICP-OES) and reported their concentrations in the unit of mg/kg soil. Amount of metals in such tailings were showed in percentage of BCR1, derived from concentrations of each metal in BCR1 divided by those in all fractions, and were ranged in descending order as follows: Mn > Co > Ni > Cu > Zn > Pb > Cr, that were 32.29% (622.91 mg/kg soil), 8.88% (2.08 mg/kg soil), 8.20% (7.68 mg/kg soil), 8.11% (7.68 mg/kg soil), 6.80% (16.10 mg/kg soil), 3.85% (3.74 mg/kg soil) and 0.45% (0.55 mg/kg soil), respectively. Percentage of metal in BCR 2 were ranged in descending order as follows: Co > Mn > Pb > Ni > Zn > Cr > Cu , that were 51.90% (15.95 mg/kg soil), 40.82% (787.47 mg/kg soil), 34.91% (33.94 mg/kg soil), 26.40% (6.71 mg/kg soil), 22.62% (53.58 mg/kg soil), 13.27% (16.46 mg/kg soil) and12.33% (11.67 mg/kg soil), respectively. As a result, the mobility orders of these metals were Mn > Co > Pb > Ni > Zn > Cu > Cr. Tailings were mixed with humic acid with various ratios of organic matter (5%, 7% and 10%) and with different incubation periods (1, 7, 15 and 30 days) in order to determine the optimum condition of different organic amendment ratios and times on reduction of metal mobility. Soil tailings had a pH around 8.25 and humic acid were 74.59% organic matter. When samples were mixed into those ratios and then analyzed all results through SPSS Statistic program by using ONE-WAY ANOVA and post hoc test with LSD method (Fisher’s Least significant difference). The optimum condition of mixing were ten percentage of organic matter as compared to other treatments, which showed statistical significantly lower concentration of metals leached out (p<0.05). Semi-log linear regression analysis was then used to determine the relationship between times and ratios of organic matter with metal concentrations in each fraction. Metal concentrations of first two fraction were mainly focused on and found that amounts of Cu Zn and Pb were reduced in BCR1 and Cu Cr and Pb were reduced in BCR2 (R2>0.5). Moreover, the results showed that amounts of Cu and Pb in BCR 1 and Ni in BCR2 reduced with increasing time aging increased (R2>0.5).
Other Abstract: งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาลักษณะรูปแบบของโลหะในกากแร่ (โคบอลต์, โครเมียม, ทองแดง, แมงกานีส, นิกเกิล, ตะกั่ว และสังกะสี) และศึกษาการชะของโลหะของกากแร่ผสมกับกรดฮิวมิคซึ่งใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดินในอัตราส่วนและเวลาที่แตกต่างกัน ซึ่งทำการเก็บตัวอย่างจำนวน 10 จุด จากพื้นที่ทิ้งกากแร่ในบริเวณเหมืองทองอัครา จังหวัดพิจิตร ประเทศไทย โดยนำกากแร่มาวิเคราะห์ด้วยวิธีการสกัดลำดับขั้น หรือ BCR Community Bureau of Reference ทั้งหมด 3 ขั้นตอนและการย่อยกากสุดท้ายด้วยกรดเข้มข้นโดยใช้เครื่องไมโครเวฟในรูปปริมาณรวม โดยวิธีการย่อยด้วยกรดเข้มข้น (aqua regia) และในรูปแบบที่สามารถดูดซึมได้ โดยวิธีสกัดลำดับขั้นคือ ขั้นที่หนึ่ง สองและสาม (the Standards, Measurements and Testing Programme, SM&T) และวิเคราะห์หาปริมาณความเข้มข้นของโลหะต่างๆให้อยู่ในหน่วยมิลลิกรัมต่อกิโลกรัมดิน โดยใช้เครื่อง Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer (ICP-OES) ผลการศึกษากากแร่พบว่า ที่การสกัดลำดับขั้นที่หนึ่ง (BCR1) มีร้อยละของการชะของโลหะเทียบกับค่าความเข้นข้นของการชะโลหะทุกลำดับขั้นของโลหะนั้นเรียงลำดับจากมากไปน้อยเป็นดังนี้ แมงกานีส โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี ตะกั่วและโครเมียม โดยมีค่าเท่ากับ 32.29% (622.91มก./กก.ของดิน) 8.88% (2.08มก./กก.ของดิน) 8.20% (7.68มก./กก.ของดิน) 8.11% (7.68มก./กก.ของดิน) 6.80% (16.10มก./กก.ของดิน) 3.85% (3.74มก./กก.ของดิน) และ 0.45% (0.55 มก./กก.ของดิน) ตามลำดับ และที่การสกัดลำดับขั้นที่สอง (BCR2) มีร้อยละของการชะของโลหะเทียบกับค่าความเข้มข้นของการชะโลหะทุกลำดับขั้นของโลหะเรียงลำดับจากมากไปน้อยเป็นดังนี้ โคบอลต์ แมงกานีส ตะกั่ว นิกเกิล สังกะสี โครเมียมเละทองแดง โดยมีค่าเท่ากับ 51.90% (15.95มก./กก.ของดิน) 40.82% (787.47มก./กก.ของดิน) 34.91% (33.94มก./กก.ของดิน) 26.40% (6.71มก./กก.ของดิน) 22.62% (53.58มก./กก.ของดิน) 13.27% (16.46มก./กก.ของดิน) และ12.33% (11.67 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมดิน) ตามลำดับ เมื่อพิจารณาจากร้อยละการชะของธาตุที่ลำดับขั้นที่หนึ่งและสองรวมเรียงจากน้อยไปมากเป็นดังนี้ แมงกานีส โคบอลต์ ตะกั่ว นิกเกิล สังกะสี ทองแดงและโครเมียม ตามลำดับ เมื่อนำกากแร่ดินผสมกับกรดฮิวมิคทำเป็นวัสดุปรับปรุงดินในอัตราส่วนและเวลาที่แตกต่างกัน โดยมีปริมาณเท่ากับ 5% 7% และ 10%ของปริมาณอินทรียวัตถุในดิน และนำไปบ่มทิ้งไว้นาน 1 7 15 และ 30 วัน ตามลำดับ ซึ่งในตัวอย่างกากแร่ มีพเอช เฉลี่ยเท่ากับ 8.25 และกรดฮิวมิคมีปริมาณอินทรียวัตถุเท่ากับร้อยละ 74.59 เมื่อนำมาผสมให้ได้ปริมาณอินทรียวัตถุตามร้อยละข้างต้นและนำไปศึกษาผลของปริมาณของวัสดุปรับปรุงดินและเวลาที่แตกต่างกันพบว่าเมื่อนำผลไปวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบจำแนกทางเดียว (ONE-WAY ANOVA) และการทดสอบ Post hoc โดยใช้เทคนิควิธีกำลังสองน้อยที่สุด ที่อัตราส่วนของปริมาณสารอินทรีย์ในดินเท่ากับร้อยละ 10 นั้นจะทำให้โลหะที่ศึกษาส่วนใหญ่มีการชะออกมาน้อยที่สุดและมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับอัตราส่วนอื่นๆและกลุ่มควบคุม และเมื่อนำผลทั้งหมดมาวิเคราะห์หาความสัมพันธ์ระหว่างเวลาและสัดส่วนของวัสดุปรับปรุงดินที่แตกต่างกันด้วยการวิเคราะห์สมการถดถอยเชิงเส้นกึ่งล็อก โดยพิจารณาที่วิธีสกัดสองลำดับขั้นแรกเป็นหลัก พบว่าเมื่อมีการเพิ่มขึ้นของปริมาณอินทรียวัตถุที่ลำดับขั้นที่หนึ่ง (BCR1) อัตราการชะของ ทองแดง สังกะสี และตะกั่ว ลดลง และที่วิธีสกัดลำดับขั้นที่สอง (BCR2) อัตราการชะของทองแดง โครเมียม และตะกั่วลดลง พิจารณาที่ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์สูงกว่า 0.5 และเมื่อพิจารณาที่เวลาการบ่มนานขึ้นพบว่าที่ลำดับขั้นที่หนึ่ง (BCR1) อัตราการชะของทองแดง และตะกั่ว ลดลง และที่วิธีสกัดลำดับขั้นที่สอง (BCR2) พบว่าอัตราการชะของนิกเกิลลดลงโดยพิจารณาที่ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์สูงกว่า 0.5 เช่นกัน
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2011
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Environmental Management (Inter-Department)
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61834
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.65
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2011.65
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Lalita Chunhacherdchai.pdf3.05 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.