Hydrologi av Catawissa-tunneln

Huvudartikel: Catawissa Tunnel

Catawissa -tunneln är en gruvdräneringstunnel i Schuylkill County, Pennsylvania , i USA. Dess egenskaper inkluderar utsläppet , pH , den kemiska hydrologin och vattentemperaturen. Totalt har 30 olika metaller och metalloider observerats i tunnelns vatten. De hydrologiska data kommer från en mätare på tunneln på en plats av 40°54'39" norr och 76°03'59" väster och en höjd av 1 440 fot (440 m) över havet . Några av de mest förekommande metallerna i tunnelns vatten inkluderar järn, aluminium och mangan. Dessa metaller har koncentrationer i storleksordningen flera milligram per liter. Ett antal andra metaller har koncentrationer i storleksordningen mikrogram per liter och vissa metaller finns i ännu lägre koncentrationer. Icke-metaller som nitrater, sulfater, fluorider, klorider och kiseldioxid finns också i tunneln. Koncentrationerna av sådana icke-metaller varierar mellan flera mikrogram per liter och flera milligram per liter.

Utsläppet från Catawissa-tunneln liknar utsläppen från andra gruvavvattningstunnlar i vattendelaren i Catawissa Creek , i storleksordningen flera tusen liter per minut. Den kan dock bli betydligt högre under tider av kraftiga regn. Dessutom är tunneln mycket sur , med ett pH på i genomsnitt något mer än 4.

Bakgrund

Kolbrytning började i South Green Mountain Coal Basin i mitten av 1800-talet. Catawissa-tunneln byggdes på 1930-talet för att dränera den tidigare nämnda kolbassängen via gravitationen .

Metaller och metalloider

Koncentrationerna av metaller i Catawissa-tunneln är lägre än andra gruvavvattningstunnlar i vattendelaren i Catawissa Creek.

Koncentrationen av järn i vattnet som släpps ut från Catawissa-tunneln är 1,01 milligram per liter och den dagliga belastningen av järn är 6,9 pund (3,1 kg). Den högsta tillåtna koncentrationen av järn är 0,58 milligram per liter och den högsta tillåtna belastningen är 4,0 pund (1,8 kg). Järnbelastningen kräver en minskning med 43 procent för att uppfylla dess totala maximala dagliga belastningsbehov. Koncentrationen av mangan är 0,31 milligram per liter och belastningen av mangan är 2,1 pund (0,95 kg) per dag. Den högsta tillåtna mangankoncentrationen är 0,31 milligram per liter och den högsta tillåtna belastningen är 2,1 pund (0,95 kg) per dag. Belastningen av mangan kräver ingen minskning för att uppfylla dess totala maximala dagliga belastningskrav.

Koncentrationen av aluminium i tunnelns vatten är 1,27 milligram per liter och den dagliga belastningen är 8,7 pund (3,9 kg). Den högsta tillåtna koncentrationen är 0,39 milligram per liter och den högsta tillåtna dagliga belastningen är 2,7 pund (1,2 kg). Aluminiumlasten kräver en minskning med 69 procent för att uppfylla dess totala maximala dagliga lastbehov. Den 15 april 1975 var halterna av magnesium och kalcium 3,70 respektive 3,50 milligram per liter. Koncentrationen av strontium uppmättes till 20 mikrogram per liter och bariumet är 23 mikrogram per liter. Koncentrationerna av litium , natrium och kalium var 0,10, 50 respektive 60 mikrogram per liter.

Koncentrationerna av titan och zirkonium i utsläppet från Catawissa-tunneln är båda mindre än 1 mikrogram per liter. Vanadinkoncentrationen är mindre än 0,5 milligram per liter, krom- och molybdenkoncentrationerna är mindre än 1 milligram per liter. Koncentrationerna av kobolt , nickel och koppar är 40 mikrogram per liter, 100 mikrogram per liter respektive 30 mikrogram per liter. Silverkoncentrationen är mindre än ett mikrogram per liter . Koncentrationerna av zink och kvicksilver är 200 respektive 0,5 mikrogram per liter.

Koncentrationerna av gallium , germanium och tenn i vattnet i Catawissa-tunneln är mindre än 1 mikrogram per liter. Vismutkoncentrationen är mindre än 1 mikrogram per liter och arsenikkoncentrationen är 1 milligram per liter .

Ett antal andra element har observerats i utsläppet av Catawissa-tunneln, men deras koncentrationer är okända. Dessa inkluderar beryllium , bor , kadmium och bly .

Icke-metaller

uppmättes koncentrationen av kväve i form av nitrater till 0,08 milligram per liter i vattnet i Catawissa-tunneln. Koncentrationen av organiskt kol uppmättes till 13,0 milligram per liter. Koncentrationen av vätejoner i tunnelns vatten uppmättes till 0,12689 milligram per liter.

Koncentrationen av sulfater i vattnet i Catawissa-tunneln uppmättes till 58,0 milligram per liter den 15 april 1975. Kloridkoncentrationen var 1,4 milligram per liter och fluoridkoncentrationen var 0,1 milligram per liter. Dessutom mineralkiseldioxiden i tunnelns vatten. Dess koncentration uppmättes till 8 mikrogram per liter.

Koncentrationen av totalt lösta fasta ämnen i vattnet i Catawissa-tunneln uppmättes till 0,19 ton per dag och 0,12 ton per acre-fot den 15 april 1975.

Annan hydrologisk information

Utsläppet från Catawissa-tunneln är 820 000 liter per dag . Utsläppet av tunneln varierar från 4 000 till 10 000 liter per minut, även om det kan nå 18 000 liter per minut under regn. Detta är ganska nära utsläppen från de andra gruvans dräneringstunnlar i vattendelaren i Catawissa Creek.

pH - värdet för vattnet som släpps ut från Catawissa-tunneln varierar från 3,8 till 4,5, med ett genomsnitt på 4,17. Den uppmättes dock till 3,9 den 15 april 1975. Koncentrationen av surhet i tunnelns vatten är 18,44 milligram per liter och den dagliga belastningen av surhet är 126,1 pund (57,2 kg). Surhetsbelastningen kräver en minskning med 90 procent för att uppfylla dess totala maximala dagliga belastningskrav . Koncentrationen av alkalinitet är 4,11 milligram per liter och den dagliga belastningen av alkalinitet är 28,1 pund (12,7 kg) per dag. Koncentrationen av vattenhårdhet uppmättes till 24,0 milligram per liter 1975.

Vattentemperaturen i vattnet som släpptes ut från Catawissa-tunneln uppmättes till 7,0 °C (44,6 °F) den 15 april 1975. Den specifika konduktansen vid denna tidpunkt var 175 mikrosiemens per centimeter vid 25 °C (77 °F). ).