Reclamation of Drill Cuttings Landfill

• Autorzy: Żukowska G. , Baran S. , Pawłowski A. , Myszura M. , Wójcikowska-Kapusta A. , Wesołowska S. , Pawłowska M.

Warianty tytułu

PL

Rekultywacja składowisk odpadów wiertniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

W pracy przestawiono wyniki badań właściwości fizykochemicznych materiałów glebopodobnych utworzonych przez zmieszanie w różnych konfiguracjach i proporcjach gleby piaszczystej, odpadów wydobywczych (zwierciny wydzielone ze zużytej płuczki wiertniczej i przywęglowa skała płonna) oraz osadów ściekowych z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków komunalnych w Lublinie i oczyszczalni ścieków przemysłowych w Zakładach Azotowych Puławy. Celem badań było opracowanie sposobu tworzenia biologicznie czynnej pokrywy rekultywacyjnej na składowiskach odpadów wiertniczych. Badania prowadzono w testach wazonowych, z wykorzystaniem gryki (Fagopyrum esulentum Moench) i gorczycy (Sinapis alba). Jako mieszanki referencyjne zastosowano samą glebę, glebę z dodatkiem nawozów NPK i glebę zmieszaną z obornikiem. Analizowano zmiany zawartości Corg i Nog., zawartości frakcji labilnych związków organicznych oraz składu frakcyjnego próchnicy w mieszaninach w trakcie eksperymentu. Stwierdzono, że wprowadzenie osadów ściekowych wpłynęło istotnie na zawartość Corg i Nog w mieszaninach. Największą zawartością tych pierwiastków charakteryzowało się podłoże złożone w równych proporcjach wagowych z komponentu mineralnego, który stanowiły odpady wiertnicze oraz komponentu organicznego, który stanowiła mieszanina osadów ściekowych z Lublina i Puław, utworzona w stosunku wagowym 1:1 w odniesieniu do suchej masy. Optymalny udział labilnych związków węgla, pokrywający zapotrzebowanie mikroorganizmów na energię i ograniczający straty węgla organicznego stwierdzono w materiale glebopodobnym utworzonym w wariancie z dodatkiem osadu w dawkach 100 i 200 Mg.ha^-1. Dodatek komponentu organicznego wpłynął na skład frakcyjny próchnicy glebowej, co przejawiło się zmniejszeniem udziału związków węgla ulegających ekstrakcji oraz zwiększeniem udziału humin w związkach próchnicznych. Najlepszą jakością próchnicy charakteryzowało się podłoże złożone z odpady wiertniczych oraz komponentu organicznego, zmieszanych w proporcji wagowej 1:1.

Słowa kluczowe

EN

drill cuttings; landfill; soil-like materials; reclamation

PL

odpady wiertnicze; składowiska; materiał glebopodobny; rekultywacja

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 2
• Strony: 988--1006
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Żukowska G.

• University of Life Sciences in Lublin

autor

Baran S.

• University of Life Sciences in Lublin

autor

Pawłowski A.

• Lublin University of Technology

autor

Myszura M.

• University of Life Sciences in Lublin

autor

Wójcikowska-Kapusta A.

• University of Life Sciences in Lublin

autor

Wesołowska S.

• University of Life Sciences in Lublin

autor

Pawłowska M.

• Lublin University of Technology

Bibliografia

• 1. Brittingham, M. C. Maloney, K. O., Farag, A. M. Harpwe, D. D., Bowen, Z. H. (2014). Ecological Risks of Shale Oil and Gas Development to Wildlife, Aquatic Resources and their Habitats. Environ. Sci. Technol. 48, 11034- 11047. DOI: 10.1021/es5020482.
• 2. Konschnik, K. E., Boling, M. K. (2014). Shale gas development: a smart regulation framework. Environmental Science & Technology, 48(15), 8404-8416. DOI: 10.1021/es405377u.
• 3. Zoback, M., Kitasei, S., Copithore, B. (2010). Addressing the Environmental Riskfrom Shale Gas Development. Natural Gas and Sustainable Energy Initiative, Briefing Paper 1, 1-19.
• 4. Ball, A.S., Stewart, R.J., Schliephake, K. (2012). A review of the current optionsfor the treatment and safe disposal of drill cuttings. Waste Manage. Res. 30,457-473. DOI: 10.1177/0734242X11419892.
• 5. Dubiel, S., Matyasik, A., Ziaja, J. (2010). Systematyka wpływów górnictwa ropy naftowej i gazu ziemnego na środowisko naturalne. Wiertnictwo Nafta Gaz, t.27, z.3, 5741-582.
• 6. Maloney, K. O., Yoxtheimer, D. A. (2012). Production and disposal of waste materials from gas and oil extraction from the Marcellus Shale play in Pennsylvania. Environmental Practice, 14(04), 278-287.
• 7. Bradshaw, A.D., 1983. The reconstruction of ecosystems. Journal of Applied Ecology, 20, 1-17.
• 8. Fettweis, U., Bens, O., Huttl, R.F. (2005). Accumulation and properties of soil organic carbon at reclaimed sites in the Lusatin lignite mining district afforested with Pinus sp. Geoderma, 129 (1-2), 81-91. DOI:10.1016/j.geoderma.2004.12.034.
• 9. Reeves, D.W. (1997). The role of soil organic matter in maintaining soil quality in continuous cropping system. Soil Till. Res. 43, 131-167.
• 10. Diacono, M., Montemurro, F. (2010). Long term effect of organic amendments on soil fertility. A Review, Gron. Sustain. Dev. 30, 411-422. DOI: <10.1051/agro/2009040>. .
• 11. Lal, R. (2001). Managing world soils for food security and environmental quality. Adv. Agron. 74, 155-192.
• 12. Baran, S., Bielińska, E.J., Smal, H., Wójcikowska-Kapusta, A., Paluszek, J., Pranagal, J., Żukowska, G., Chmielewski, Sz., Futa, B. (2014). Innowacyjne metody ochrony i rekultywacji gleb. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, vol. 120.
• 13. Woś, B., Pietrzykowski, M., Krzaklewski, W. (2014). Properties of humus in soils formed on afforested dumping ground of the sulfur mine. Sylwan 158(12), 893-900.
• 14. Vanduskova, O., Frouz, J. (2013). Soil carbon accumulation after open-cast coal and oil shale mining in Northen Hemisphere: a quantitative review. Environmental Earth Science 69 (5), 1685-1698. DOI: 10.1007/s12665-012-2004-5.
• 15. Myśków, W., Zięba, S. (1981).The influence of long term fertilization on the biological activity and organic substances of soil. Polish J. Soil Sci. 14(2), 141-151.
• 16. Schnitzer, M., Shuppli, P. (1989). Method for sequential extraction of organic matter from soils and soil fractions. Soil. Sci. Am. J. 53, 1418-1424.
• 17. Kucharik, C.J., Brye, K.R., Norman, J.M., Foley, J.A., Gower, S.T., Bundy, L.G. (2001). Measurements and modeling of carbon and nitrogen cycling in agroecosystems of southern Wisconsin: potential for SOC sequestration during the next 50 years. Ecosystems 4, 237-258. DOI: 10.1007/s10021-001-0007-2.
• 18. Anderson, J. D., Ingram, L. J., Stahl, P. D. (2008). Influence of reclamation management practices on microbial biomass carbon and soil organic carbon accumulation in semiarid mined lands of Wyoming. Applied Soil Ecology, 40(2), 387-397. DOI:10.1016/j.apsoil.2008.06.008.
• 19. Gunina, A., Ryzhova, I., Dorodnikov, M., Kuzyakov, Y. (2015). Effect of plant communities on aggregate composition and organic matter stabilisation in young soils. Plant and Soil, 387(1-2), 265-275. DOI:10. 1007/s11104-014- 2299-y.
• 20. Liu, X, Herbert, S.J., Hashemi, A., Zhang, X, Ding, G. (2006). Effects of agricultural management on soil organic matter and carbon transformation – a review. Plant Soil Environ. 52(12), 531-543.
• 21. Sheoran, V., Sheoran, A. S., Poonia, P. (2010). Soil reclamation of abandoned mine land by revegetation: a review. International Journal of Soil, Sediment and Water, 3(2), 13.
• 22. Chaudhuri, S., McDonald, L. M., Skousen, J., & Pena‐Yewtukhiw, E. M. (2015). Soil organic carbon molecular properties: effects of time since reclamation in a minesoil chronosequence. Land Degradation & Development, 26(3), 237-248. DOI: 10.1002/ldr.2202.
• 23. Haynes, R.J. (2005). Labile organic matter fractions as central components of the quality of agricultural soils: an overview. Adv. Agron. 85, 221-268. DOI:10.1016/S0065-2113(04)85005-3.
• 24. Janzen, H.H., Campbell, C.A., Ellert, B.H., Bremer, E. (1997). Soil organic matter dynamics and their relationship to soil quality. In: Gregorich E, Carter MR, editors. Soil quality for crop production and ecosystem health. Dev. in Soil Sci. 25. Amsterdam: Elsevier, 277-292.
• 25. Xu, X., Sherry, R.A., Niu, S., Zhou, J., Luo, Y. (2012). Long-term experimental warming decreased labile soil organic carbon in a tallgrass prairie. Plant Soil 361, 1-2, 307-315. DOI: 10.1007s11104-012-1265-9.
• 26. Cheng, L., Leavitt, S.W., Kimball, B.A., Pinter, Jr P.J., Ottman, M.J., Matthias, A., Wall, G.W., Brooks, T., Williams, D.G., Thomposon, T.L. (2007). Dynamics of labile and recalcitrant soil carbon pools in a sorghum free-air CO2 enrichment (FACE) agroecosystem. Soil Biol Biochem. 39( 9), 2250-2263. DOI:10.1016/j.soilbio.2007.03.031.
• 27. Żukowska, G., Flis-Bujak, M., Baran, S. (1999). Zmiany zawartości labilnych frakcji substancji organicznej w glebie lekkiej użyźnionej osadami ściekowymi o różnym stopniu przetworzenia. Fol. Univ. Agric. Stetin. 200, Agricultura (77), 429-436.
• 28. Stevenson, F.J. (1994). Humus geochemistry: Genesis, Composition. Reactions. New York: Willey J. & Sons.
• 29. Ouni, Y., Ghnaya, T., Montemurro, F., Abdelly, C., Lakhdar, A. (2014). The role of humic substances in mitigating the harmful effects of soil salinity and improve plant productivity. International Journal of Plant Production, 8(3), 353-374. 1735-8043 (Online) www.ijpp.info.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.