Copper metallurgical slags: mineralogy, bio/weathering processes and metal bioleaching

FIGURE 8.4 Concentrations of metals extracted from slags exposed at pH 2 (24 h). 
 
 
 
8.3  Dumping case and issued contamination 
The relevance of the studies concerning weathering scenarios is justified by the existence of 
the  number  of  dumping  sites  where  no  physical  barriers  against  metal  passage  were 
introduced  at  the  waste  discarding  stage  (see  e.g.  Kierczak  et  al.,  2013).  This  scenario  is 
especially valid for historical industrial areas as former waste management approach did not 
consider  carefully  the  environmental  consequences  that  slag  can  bring  when  weathered 
(Figure  8.5).  The  weathering  process  and  resulting  environmental  consequences  have  been 
already  brought  into  public  knowledge  by  number  of  authors  (Gee  et  al.,  1997;  Manz  & 
Castro,  1997;  Sobanska  et  al.,  2000;  Parsons  et  al.,  2001;  Lottermoser,  2002;  Ettler  et  al., 
2003;  Piatak  et  al.,  2004;  Kierczak  et  al.,  2013;  Ettler  &  Johan,  2014).  The  outstanding 
contradiction  between  the  sustainable  development  and  environmental  pollution  encourages 
action related to this aspect to be undertaken. At the present time, disposal of slags is not put 

---

CHAPTER 8: GENERAL DISCUSSION AND PERSPECTIVES
 
 
237 
 
into  practice  for  environmental  reasons.  More  specifically,  those  include  concerns  about 
mobilization of metals, landscape obstruction and space consumption (Gonzalez et al., 2005). 
Nevertheless,  the  existence  of  formerly  created  dumping  sites  is  still  a  case  of  numerous 
places across the world (e.g. Poland, Chile, USA). Thus, an implementation of monitoring and 
remediation actions for these areas is of critical need.  
Field  monitoring  combines  many  individual  aspects  that  should  be  taken  into  consideration 
when  degree  of  environmental  hazard  is  attempted  to  be  determined.  First  stage  of 
environmental risk assessment has to consider potential input of metals that weathered slags 
can  serve  into  surrounding  environment.  Local  effluent  of  leachate  charged  in  metallic 
elements  can  migrate  downward  and  sideward  soil  profile  following  other  environmental 
components  such  as  ground/surface  waters  and  sediments  which  promote  metals  dispersal. 
Further  retention  by  biota  and  flora  makes  metals  more  accessible  for  higher  links  of  food 
chain  leading  to  possible  intake  by  humans.  Furthermore,  it  has  to  be  pointed  out  that  the 
result  of  metal  retention  in  local  environment  may  lead  to  the  dispersal  of  contaminant  to 
much  further  distances.  Thus,  seasonal  variations  of  weathering  conditions  and  geological 
settings of the areas should be taken into account in environmental monitoring. Casper et al. 
(2004) demonstrated As, Cd and Cu pollution of soils, sediments and aquatic systems in the 
Churnet  River  Valley  (United  Kingdom).  Authors  pointed  out  that  degree  of  contamination 
that in some cases may appear not to be high, could be misleading. For instants, in a dynamic 
systems  such  as  rivers,  contaminated  sediments  are  mixed  with  those  less  polluted  and 
consequently may hide the real contamination effect (Casper et al., 2004). Similar observation 
applies to the study of Kierczak et al. (2013) who observed lower content of metals in stream 
water sampled under the high-flow conditions compared to those determined for the low-flow 
period.  These  differences  were  attributed  to  rainwater  and/or  snowmelt  dilution  effect. 
Furthermore, Çubukçu & Tüysüz (2007) evidenced higher metals contamination of soil after 
harvesting event if compared to vegetation periods when metals uptake by plants dominated 
over soil deposition. Dispersal of pollution is also highly driven by prevailing wind direction 
that should be taken into account for monitoring the metal migration (Ettler, 2016). 
.  

---

CHAPTER 8: GENERAL DISCUSSION AND PERSPECTIVES
 
 
238