Original scientific paper
https://doi.org/10.17794/rgn.2026.3.2
INTEGRIRANO MATEMATIČKO I FIZIČKO MODELIRANJE IZLUŽIVANJA IONSKIH SOLI IZ RUDARSKOGA OTPADA UGLJENA: IMPLIKACIJE ZA EKOLOŠKU SIGURNOST I CIVILNU ZAŠTITU
Vasyl Karabyn
orcid.org/0000-0002-8337-5355
; Department of Civil Protection, Lviv State University of Life Safety, Lviv, Ukraine.
*
Iryna Kochmar
; Department of Environmental Safety, Lviv State University of Life Safety, Lviv, Ukraine.
Oksana Karabyn
orcid.org/0000-0002-9287-376X
; Department of Applied Mathematics and Mechanics, Lviv State University of Life Safety, Lviv, Ukraine.
Clint Sutherland
orcid.org/0000-0002-5569-325X
; Project Management and Civil Infrastructure Systems, The University of Trinidad and Tobago, Trinidad.
Valentyna Loboichenko
orcid.org/0000-0001-5188-6479
; Departamento de Ingeniería Energética, Escuela Técnica Superior de Ingeniería, Universidad de Sevilla, Camino de los Descubrimientos s/n., Sevilla, Spain.,Department of Civil Security, Lutsk National Technical University, Lvivska St., 75, Lutsk, Ukraine.
Andrii Khorolskyi
; Laboratory of Mining Problems, Branch for Physics of Mining Processes of the National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipro, Ukraine.
* Corresponding author.
Abstract
Odlagališta rudarskoga otpada iz eksploatacije ugljena predstavljaju znatan izvor otopljenih soli koje se mogu mobilizirati pod utjecajem oborina, što stvara rizike za ekološku sigurnost i sustave civilne zaštite. Ovo istraživanje usmjereno je na odlagalište jalovine Centralne flotacije Červonohrad u zapadnoj Ukrajini, gdje su ispitivani i termalno izmijenjeni i neizmijenjeni argiliti. Laboratorijska istraživanja izluživanja provedena su na uzorcima mase 100 g, koji su izluženi deioniziranom vodom radi simulacije procesa izluživanja pod kontroliranim uvjetima. Kumulativni volumeni procijeđene otopine iznosili su približno 432 L, što je omogućilo kvantifikaciju ukupnih otopljenih tvari te pojedinačnih ionskih doprinosa. Tijekom 24 sata provedeno je izluživanje kroz stupce brzinom od 300 mL·min⁻¹ (ukupno 8,5 L recirkulirano, ≈ 432 L prošlo kroz uzorak), pri čemu je izmjerena konačna koncentracija ukupnih otopljenih tvari od 462 mg·L⁻¹ za izgorjeli argilit i 185 mg·L⁻¹ za neizgorjeli, dok su kumulativne mase izluženih soli iznosile 3,93 g odnosno 1,57 g (≈ 2,5 puta više za izgorjeli uzorak). Razlika u početnoj fazi izluživanja bila je još izraženija: nakon 2 sata (≈ 0,7 L) koncentracija je kod izgorjeloga uzorka iznosila 183 mg·L⁻¹, a kod neizgorjeloga 50 mg·L⁻¹ (≈ 3,7 puta više). Fizička opažanja povezana su s matematičkim modeliranjem radi uspostave odnosa između količine oborina i oslobađanja ukupnih otopljenih tvari. Rezultati upućuju na izraženu linearnu povezanost između godišnje količine oborina i oslobađanja soli iz procesa izluživanja, pri čemu termalno izmijenjeni materijali pokazuju znatno veće tokove iona. Ovaj integrirani modelni pristup pokazuje kako se laboratorijski podatci i jednostavni modeli mogu koristiti za predviđanje izluživanja onečišćujućih tvari, čime se pridonosi ekološkoj sigurnosti i planiranju mjera civilne zaštite u rudarskim područjima sklonim hidrološkim ekstremima.
Keywords
civilna zaštita; ekološka sigurnost; sustavi ranoga upozorenja; geokemija; prediktivno modeliranje; izluživanje
Hrčak ID:
347410
URI
Publication date:
26.5.2026.
Visits: 286 *