Geohazardy při těžbě nerostných surovin Member of KKCG Group |2 Základní terminologie  Geofaktory ŽP ‐ přírodní jevy formující a ovlivňující krajinu a kvalitu přírodního, resp. životního  prostředí  Geohazardy ‐ živelné pohromy, které jsou spojené s procesy probíhajícími v horninovém  prostředí zemského tělesa  Geohazard – je pojem požívaný také pro přírodní i lidskou činností způsobené rizikové jevy a  procesy týkající se horninového prostředí.  Na stránkách www.geology.cz se nahází seznam všech známých geohazrdů  Katalog obsahuje 45 geohazardů  Tato prezentace se věnuje geohazardům spojeným s těžbou nerostných surovin. Member of KKCG Group |3 Geohazardy z katalogu související s těžbou NS  Zásypové a rekultivační materiály  Anomální koncentrace těžkých kovů  Kontaminace ovzduší prachem při těžbě  Kontaminace řečištních a nádržních sedimentů po těžbě a úpravnictví  Metan a další plyny v oblastech přírodních a umělých akumulací uhlovodíků * metan  v uhelných pánvích  Nebezpečné skládky a odvaly a odkaliště po těžbě + odkaliště po těžbě uhlí  Otřesy vlivem důlní těžby  Poddolované území po těžbě NS  Pozůstatky po těžbě a úpravě uranu + po těžbě ropy  Průmyslové havárie  Radiogenní elementy + radon  Ukládání nebezpečných materiálů ve starých důlních dílech  Velkoplošná a velkoobjemová těžba NS  Vliv horninového prostředí na chemismus vod  Změny migrace podzemních vod  Ztekucení písků Member of KKCG Group |4 Možné příčiny havárií a ekologických problémů  Samotná podstata a technologie dobývání  (nutno dodat, že nic na světě není bez rizika…)  Špatný technický stav zařízení (zanedbané, neudržované, opuštěné zařízení atd.)  Ekonomika (nedostatečné zabezpečení, šetření na nepravém místě atd.)  Lidský faktor (nedbalost, nedodržení technologických postupů, válka, terorismus atp.)  Nepředvídatelné přírodní podmínky (litologie v podzemí, tlaky v ložiskových horninách atp.)  Druhotné přírodní podmínky  (počasí – hurikány, zemětřesení, dopad asteroidu :‐)) Member of KKCG Group |5 Vliv dobývání  nerostů na životní prostředí Dobývání pevných surovin (uhlí, rud) Member of KKCG Group |7 Metody povrchového a podpovrchového dobývání Member of KKCG Group |8 Prašnost Doprava Dobývání Technologie ‐ Respirabilní prach ‐ <10 micronů.  Prochází až do plic odkud se jej lze jen  velmi těžko zbavit ‐ Inhalabilní prach > 10 mikronů – zachytává se v nose ‐ Prach celkový – zahrnující obě předchozí  kategorie Member of KKCG Group |9 Vzhled krajiny využívané pro dobývání nerostů Důl ČSA  Povrchový uhelný důl Texas Shale oil pole Midway Sunset CA USA 6 km Member of KKCG Group |10 Poddolovaná krajina – zaklesání povrchu Kostel svatého Petra z Alcantry - Karvinsko Pokles vlivem poddolování Karvinsko Member of KKCG Group |11 Odvaly Tvary odvalů Odval (výsypka, halda) je úložiště  horniny dobývané s ložiskovým  nerostem, pro niž není jiného využití Odval Příbram Odval Ostrava  Hrabůvka Member of KKCG Group |12 Odkaliště Druhy odkališťOdkaliště je uměle vytvořená nádrž  pro ukládání důlních vod před jejich  dalším zpracováním. Slouží také k  mechanickému čištění od  nerozpustných složek. Member of KKCG Group |13 Rizika odkališť Member of KKCG Group |14 Povrchové úniky důlních vod Vývěr důlní vody Krušné hory Průval hráze odkaliště Maďarsko Member of KKCG Group |15 Hoření uhelných slojí Hořící halda v Heřmanicích Ostravsko Uhelný důl Hazelwell Victoria Australia Požár 30 m mocné hnědouhelné sloje 2014 Member of KKCG Group |16 Průvaly Kráter vzniklý kolapsem potašového dolu, Perm – Rusko Kuřavka – zvodnělý detrit, převážně křemenný písek s vysokým obsahem přilnavých jílových minerálů. Obsah vody je obvykle 15 – 45 % Member of KKCG Group |17 Úložiště radioaktivního odpadu Member of KKCG Group |18 Rekultivace  Technická (probíhá již během těžby souvisí  s vhodným rozmístěním odvalů budov atd.  pro usnadnění další rekultivace)  Biologická (zemědělské plochy, lesy, parky,  doprovodná zeleň)  Vodohospodářská (rekreační, zemědělské   vodní plochy atd.)  Speciální typy rekultivací (skladování  odpadů atd.) Member of KKCG Group |19 Vzhled rekultivované krajiny Kapalné a plynné suroviny Member of KKCG Group |21 Možnosti kontaminace vod uhlovodíky Member of KKCG Group |22 Něco z naší historie Jan Medlen – Podivín a vynálezce, jenž způsobil první havárii plynu ve VP. Jeho dům ve Gbelech explodoval poté co si do něj přivedl přírodní vývěr plynu. Tento moment byl začátkem průzkumu ropy a plynu u nás. Erupce ropy ve 20. letech min. stol. z vrtné věže na ložisku Nesyt (název již neexistujícího rybníku). Velké ropné pole zahrnující ložiska Nesyt, Hodonín, Lužice a Gbely (SK) se nacházelo na JV od Hodonína. Erupce plynu s požárem na vrtbě Dunajovice 4 (1976). Dunajovice je asi největší plynové ložisko u nás dnes vytěžené a využívané, jako podzemní zásobník plynu RWE. Na hašení se podílelo několik záchranných sborů z tehdejšího Československa (MND, NAFTA Gbely + Hasiči) a Maďarska. Zemní plyn Member of KKCG Group |24 Čistá, efektivní, ale neobnovitelná energie Member of KKCG Group |25 Metan jako skleníkový plyn Member of KKCG Group |26 Hoření zemního plynu Hells gate (Brána do pekla) – Derweze, Turkmenistan - Zhroucená plynová čepice/kapsa - Oheň byl zapálen ruskými techniky, kteří se domnívali, že kapsa vyhoří a zabrání tak znečištění ovzduší metanem. - Propadlina neustále hoří již od roku 1971. - V současnosti se turkmenská vláda snaží získat kontrolu nad ohněm a o uhašení, zasypání a rekultivaci vzniklého kráteru. Spalování doprovodného plynu při těžbě ropy Hoření přirozených vývěrů zemního plynu Turecko Member of KKCG Group |27 Environmentální rizika transportu zemního plynu Texas exploze vedení zemního plynu Vyhořelá Thajská loď přepravující LPG/CNG Member of KKCG Group |28 Neviditelná (nebo utajovaná?) katastrofa - Porter Ranch – 60 let starý plynovod poblíž Los Angeles - Únik značného množství plynu – 2 měsíce v kuse unikal zemní plyn, několik stovek tun denně (z toho metan cca 1200 tun denně) - Havárie se dostala do centra pozornosti až v době kdy se začaly v okolí projevovat její následky (bolesti hlav, pálení očí Ropa Member of KKCG Group |30 Ropné katastrofy  Zajímavostí je, že celkově se na haváriích v ropném průmyslu nejvíce podílí doprava a těžba jako taková vlastně téměř minimálně. Asi nejméně se mluví o haváriích spojených se zemním plynem. Tyto havárie jsou téměř na denním pořádku vezmeme-li v potaz úniky plynu při zpracování. Ale jejich význam pro celkové poškozování životního prostředí je asi významnější než je tomu u mediálně „přitažlivějších“ ropných havárií, které jsou rychlejší a mají viditelnější dopad. Metan jako skleníkový plyn má sice pomalý, ale globální dopad! Těžba Member of KKCG Group |32 Vrt Macongo alias Deepwater Horizon Havárie vrtu BP 20.4.2010 v Mexickém zálivu během níž došlo k úniku 3 – 5 mil. barelů ropy Ropná skvrna měla kolem 10 000 km2 Krátkodobý event ovšem s lokálním katastrofickým scénářem kdy zahynulo 11 lidí, asi 6 000 želv, 26 000 delfínů a velryb, 82 000 ptáků a nespočet ryb a nižších živočichů Member of KKCG Group |33 Co se stane s ropou, která unikla Member of KKCG Group |34 Šíření ropné skvrny a její likvidace Paradoxem ovšem je, že roční přirozený průsak ropy v Mexickém zálivu je cca dvojnásobný oproti havárii vrtu Macongo. Nicméně to neubírá na závažnosti této doposud největší ropné havárie Member of KKCG Group |35 Sabotáže na ropných zřízeních Shell v deltě Nigeru Oblast Bodo – Nigérie 2008 Shell oficiálně označil za příčinu sabotáže na zařízeních a produktovodech, kde je pravda se asi těžko dovíme. Nicméně jiné zdroje ukazují na velké pochybnosti ohledně vyšetřování a poukazují na špatný stav zařízení Došlo k úniku, který trval 72 dni a uniklo mezi 103 000 – 310 000 barely ropy Shell oficiálně uvedl jen 1650 barelů Member of KKCG Group |36 Irácké ohnivé peklo aneb vinen je člověk Při ústupu svých vojsk před Američany nechal Saddám Hussein zapálit nebo poškodit ropné a plynové sondy v Kuvajtu – cca 700 z toho 610 hořelo. To představuje 50 % celkových škod způsobených ohněm v celé historii průmyslu Denně shořelo kolem 6 mil. barelů ropy a 100 mil m3 plynu Celkem se odhaduje 1 mld. barelů ropy a 11 dní celosvětové spotřeby Doprava Member of KKCG Group |38 Doprava tankery – největší ekologické riziko Torrey Canyon (1967) ‐ Cornwall (Velká Británie) uniklo 117 mil. litrů ropy Amoco Cádiz (1978) ‐ Bretaň (Francie) uniklo 260 mil. litrů ropy, zasaženo 300 km pobřeží Atlantic Empress (1979) ‐ pobřeží Trinidad a Tobago uniklo 340 mil. litrů ropy Castillo de Bellver (1983) ‐ 110 km od pobřeží JAR uniklo 300 mil. litrů ropy Exxon Valdez (1989) ‐ Aljaška (USA) uniklo 40 mil. litrů ropy, zasaženo 1 300 km pobřeží Amoco Milgord Haven (1991) ‐ Janov (Itálie) uniklo 160 mil. litrů ropy ABT Summer (1991) ‐ 1500 km od pobřeží Angoly uniklo 305 mil. litrů ropy Prestige (2002) ‐ Galicie (Španělsko) uniklo 74 mil. litrů ropy, zasaženo cca 1 000 km pobřeží Member of KKCG Group |39 Exxon Valdez Exxon Valdez nebyla největší katastrofou co se týká množství uniklé ropy, ale zasáhla asi 300 km pobřeží Aljašky těžce a 1770 km lehce. Uhynulo 300 tuleňů obecných, 2800 vyder mořských, 250.000 mořských ptáků, 250 orlů bělohlavých a 22 kosatek Již rok po havárii ovšem bylo přes 80 % zasaženého území v původním stavu Bez zásahu člověka se zhruba 20% ropy vypařilo, 50% rozložilo, 12% leží v tuhých chuchvalcích na dně a 3% je stále na plážích v netoxických zbytcích. Čištěním bylo za miliardové náklady odstraněno 6 - 8% ropy. Tlakové čištění pláží zabilo většinu pobřežního života. Na úsecích pláže, které byly z experimentálních důvodů ponechány nevyčištěné, se život vrátil již po 18 měsících, kdežto na čištěných to trvalo 3-4 roky. Member of KKCG Group |40 Usť Balyk (Neftejugansk, Rusko) – prasklý produktovod Zamořeno bylo více, jak 10 000 ha půdy a část toku řeky Ob Dle Green Peace uniká ročně v Rusku podobným způsobem kolem 30 mil. Barelů ropy, ale velká část těchto úniků je zanedbána nebo díky korupci zatajena Member of KKCG Group |41 Doprava ropy po souši Lac Mégantic Qébec – vlakové neštěstí při němž došlo k vykolejení soupravy při sjezdu ze svahu a vzplanutí cisteren převážejících ropu Neštěstí bylo způsobeno řadou faktorů od zanedbání až po špatný technický stav Vzhledem k objemu převážené ropy jsou takováto neštěstí relativně malá a mají lokální význam, nicméně lokální důsledky mohou být devastující a zamoření škodlivými látkami může být i rozsáhlé dojde–li ke vzplanutí a šíření spalin Member of KKCG Group |42 Doprava kapalných uhlovodíků Hydraulické stěpení neboli Frakování Member of KKCG Group |44 Frakování – stimulace hornin pro zvýšení efektivity těžby  Frakování – je stimulace hornin (rozpukání) pomocí roztoku chemikálií a tlaku média pro dosažení nebo zvýšení těžby uhlovodíků. Používá se v případě, kdy je primární těžba nedostatečná (neekonomická) nebo v případě těžby z tzv. tight rezervoárů, tj. hornin s malou nebo téměř žádnou porozitou a propustností, kde lze takto zvětšit plochu kontaktu s ložiskem rozpuštěním karbonátů nebo propojením puklin a dosáhnout tak ekonomického přítoku uhlovodíků. Member of KKCG Group |45 Jaké chemikálie se používají a k čemu slouží? Hydrochloric Acid 007647‐01‐0 Helps dissolve minerals and initiate cracks in the rock Acid Glutaraldehyde 000111‐30‐8 Eliminates bacteria in the water that produces corrosive by‐products Biocide Quaternary Ammonium Chloride 012125‐02‐9 Eliminates bacteria in the water that produces corrosive by‐products Biocide Quaternary Ammonium Chloride 061789‐71‐1 Eliminates bacteria in the water that produces corrosive by‐products Biocide Tetrakis Hydroxymethyl‐Phosphonium Sulfate 055566‐30‐8 Eliminates bacteria in the water that produces corrosive by‐products Biocide Ammonium Persulfate 007727‐54‐0 Allows a delayed break down of the gel Breaker Sodium Chloride 007647‐14‐5 Product Stabilizer Breaker Magnesium Peroxide 014452‐57‐4 Allows a delayed break down the gel Breaker Magnesium Oxide 001309‐48‐4 Allows a delayed break down the gel Breaker Calcium Chloride 010043‐52‐4 Product Stabilizer Breaker Choline Chloride 000067‐48‐1 Prevents clays from swelling or shifting Clay Stabilizer Tetramethyl ammonium chloride 000075‐57‐0 Prevents clays from swelling or shifting Clay Stabilizer Sodium Chloride 007647‐14‐5 Prevents clays from swelling or shifting Clay Stabilizer Isopropanol 000067‐63‐0 Product stabilizer and / or winterizing agent Corrosion Inhibitor Methanol 000067‐56‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent Corrosion Inhibitor Formic Acid 000064‐18‐6 Prevents the corrosion of the pipe Corrosion Inhibitor Acetaldehyde 000075‐07‐0 Prevents the corrosion of the pipe Corrosion Inhibitor Petroleum Distillate 064741‐85‐1 Carrier fluid for borate or zirconate crosslinker Crosslinker Hydrotreated Light Petroleum Distillate 064742‐47‐8 Carrier fluid for borate or zirconate crosslinker Crosslinker Potassium Metaborate 013709‐94‐9 Maintains fluid viscosity as temperature increases Crosslinker Triethanolamine Zirconate 101033‐44‐7 Maintains fluid viscosity as temperature increases Crosslinker Sodium Tetraborate 001303‐96‐4 Maintains fluid viscosity as temperature increases Crosslinker Boric Acid 001333‐73‐9 Maintains fluid viscosity as temperature increases Crosslinker Zirconium Complex 113184‐20‐6 Maintains fluid viscosity as temperature increases Crosslinker Borate Salts N/A Maintains fluid viscosity as temperature increases Crosslinker Ethylene Glycol 000107‐21‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Crosslinker Methanol 000067‐56‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Crosslinker Polyacrylamide 009003‐05‐8 “Slicks” the water to minimize friction Friction Reducer Petroleum Distillate 064741‐85‐1 Carrier fluid for polyacrylamide friction reducer Friction Reducer Member of KKCG Group |46 Jaké chemikálie se používají a k čemu slouží? Hydrotreated Light Petroleum Distillate 064742‐47‐8 Carrier fluid for polyacrylamide friction reducer Friction Reducer Methanol 000067‐56‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Friction Reducer Ethylene Glycol 000107‐21‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Friction Reducer Guar Gum 009000‐30‐0 Thickens the water in order to suspend the sand Gelling Agent Petroleum Distillate 064741‐85‐1 Carrier fluid for guar gum in liquid gels Gelling Agent Hydrotreated Light Petroleum Distillate 064742‐47‐8 Carrier fluid for guar gum in liquid gels Gelling Agent Methanol 000067‐56‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Gelling Agent Polysaccharide Blend 068130‐15‐4 Thickens the water in order to suspend the sand Gelling Agent Ethylene Glycol 000107‐21‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Gelling Agent Citric Acid 000077‐92‐9 Prevents precipitation of metal oxides Iron Control Acetic Acid 000064‐19‐7 Prevents precipitation of metal oxides Iron Control Thioglycolic Acid 000068‐11‐1 Prevents precipitation of metal oxides Iron Control Sodium Erythorbate 006381‐77‐7 Prevents precipitation of metal oxides Iron Control Lauryl Sulfate 000151‐21‐3 Used to prevent the formation of emulsions in the fracture fluid Non‐Emulsifier Isopropanol 000067‐63‐0 Product stabilizer and / or winterizing agent. Non‐Emulsifier Ethylene Glycol 000107‐21‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Non‐Emulsifier Sodium Hydroxide 001310‐73‐2 Adjusts the pH of fluid to maintains the effectiveness of other components pH Adjusting Agent Potassium Hydroxide 001310‐58‐3 Adjusts the pH of fluid to maintains the effectiveness of other components pH Adjusting Agent Acetic Acid 000064‐19‐7 Adjusts the pH of fluid to maintains the effectiveness of other components pH Adjusting Agent Sodium Carbonate 000497‐19‐8 Adjusts the pH of fluid to maintains the effectiveness of other components pH Adjusting Agent Potassium Carbonate 000584‐08‐7 Adjusts the pH of fluid to maintains the effectiveness of other components pH Adjusting Agent Copolymer of Acrylamide and Sodium  Acrylate 025987‐30‐8 Prevents scale deposits in the pipe Scale Inhibitor Sodium Polycarboxylate N/A Prevents scale deposits in the pipe Scale Inhibitor Phosphonic Acid Salt N/A Prevents scale deposits in the pipe Scale Inhibitor Lauryl Sulfate 000151‐21‐3 Used to increase the viscosity of the fracture fluid Surfactant Ethanol 000064‐17‐5 Product stabilizer and / or winterizing agent. Surfactant Naphthalene 000091‐20‐3 Carrier fluid for the active surfactant ingredients Surfactant Methanol 000067‐56‐1 Product stabilizer and / or winterizing agent. Surfactant Isopropyl Alcohol 000067‐63‐0 Product stabilizer and / or winterizing agent. Surfactant 2‐Butoxyethanol 000111‐76‐2 Product stabilizer Surfactant Member of KKCG Group |47 Kolik je toho potřeba? Member of KKCG Group |48 Neopodstatněný strašák jménem frakování Toto je nesmysl – frakování má dosah do 150 m od vrtu. Podzemní vody využitelné, jako zdroj pitné vody se nachází do hloubky max. několika prvních stovek metrů. Hloubky ve kterých se frakuje dalece přesahují 2000 m. Některé státy mají regulace, že nelze frakovat např. pod 3000 m hloubky (Německo). Jeden z dalších omylů o vrtech obecně – únik přes pažnice vrtu je téměř vyloučen v hloubkách, kde se nachází zdroje pitné vody je několik kolon zacementovaných pažnic pro jejich ochranu Member of KKCG Group |49 Fracking Indukovaná (vyvolaná) seismicita Member of KKCG Group |51 Induced seismicity Member of KKCG Group |52 Induced seismicity Member of KKCG Group |53 Staré ekologické zátěže Staré a poškozené sondy jsou relikvidovány, aby se zabránilo dalšímu možnému úniku uhlovodíků do atmosféry, vod atd. Sonda je zlikvidována do hloubky několik m pod povrch a plocha je rekultivována k nepoznání proti původnímu stavu. Member of KKCG Group |54 Prevence úniku ropných látek Preventivním opatřením proti úniku ropných látek jsou např. zdvojené nádrže, jímky atd. Tyto mají zabránit úniku ropných látek a to jak při poškození primární nádrže, tak zabránit působení vnějších vlivů přímo na nádrž.