Assessment of chemical composition of waste materials from hard coal burning in view of their agricultural and environmental applications

• Autorzy: Czech T. , Gambuś F. , Wieczorek J.

Warianty tytułu

PL

Ocena składu chemicznego materiałów odpadowych ze spalania węgla kamiennego w aspekcie możliwości ich rolniczego i środowiskowego wykorzystania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Production of electric power in Poland bases on burning brown and hard coal. Currently over 90 % of electricity originates from this source. Generating electric power, like many other human activities, inevitably involves production of wastes. Considering the previous trends of these waste materials utilisation, one should analyse also potential use of biogenic components which they contain as fertilizers. The main objective of conducted investigations was an assessment of potential application of selected waste materials, i.e. fly ashes from production, fly ashes from the landfill site and slag sand from “KRAKÓW S.A.” heat and power plant for agricultural and environmental purposes. The assessment was made on the basis of analyses of the following physical and chemical properties of studied materials: pH, granulometric composition determined by Bouyoucose-Casagrande method in Prószyński’s modification, total alkalinity, total nitrogen content assessed by means of Kjeldahl’s method, organic carbon by Tiurin’s method, total contents of trace elements and the content of available forms of trace elements soluble in 1 mol • dm-3 HCl solution. On the basis of conducted laboratory analyses it should be stated that the amounts of heavy metals determined in the studied materials did not exceed the content allowable for waste materials designed for soil liming. The analysed materials reveal physical and chemical properties which do not exclude their potential application for soil liming. In this respect, fly ash from production seems the best. However, it contains about twice lower amounts of CaO in comparison with other calcium fertilizers available on the market.

PL

Produkcja energii elektrycznej w Polsce oparta jest na spalaniu węgla brunatnego i kamiennego. Obecnie ponad 90% energii elektrycznej pochodzi z tego źródła. Z wytwarzaniem energii elektrycznej, tak jak z wieloma innymi aktywnościami człowieka, wiąże się nieodłącznie wytwarzanie odpadów. Biorąc pod uwagę dotychczasowe kierunki wykorzystania tych materiałów odpadowych należy przeanalizować możliwości nawozowego wykorzystania zawartych w nich składników biogennych. Głównym celem prowadzonych badań było ocena możliwości wykorzystania wybranych materiałów odpadowych, tj. popiołu lotnego z produkcji, popiołu lotnego ze składowiska oraz piasku żużlowego z Elektrociepłowni „KRAKÓW” S.A. do celów rolniczych i środowiskowych. Oceny dokonano na podstawie wyników wykonanych analiz, obejmujących następujące właściwości fizyczne i chemiczne badanych materiałów: pH, skład granulometryczny (metodą areometryczną Bouyoucosa-Casagrande’a w modyfikacji Prószyńskiego), ogólną alkaliczność, zawartość azotu ogólnego (metodą Kjeldahla), zawartość węgla organicznego (metodą Tiurina), całkowitą zawartość pierwiastków śladowych oraz zawartość ich form przyswajalnych rozpuszczalnych w roztworze 1 mol • dm-3 HCl. Na podstawie przeprowadzonych analiz należy stwierdzić, że badane materiały zawierały metale ciężkie w ilościach nie przekraczających zakresów ich zawartości dopuszczalnych w materiałach odpadowych przeznaczonych do wapnowania gleb. Badane materiały charakteryzują się właściwościami fizycznymi i chemicznymi, które nie wykluczają możliwości ich wykorzystania do wapnowania. Najlepszym pod tym względem wydaje się być popiół lotny z produkcji. Zawiera on jednak około dwukrotnie mniejsze ilości CaO w porównaniu z innymi nawozami wapniowymi dostępnymi na rynku.

Słowa kluczowe

EN

fly ashes from production; fly ashes from landfill; slag sand; heavy metals; retardation of; natural resources transformation

PL

popiół lotny z produkcji; popiół lotny ze składowiska; piasek żużlowy; metale ciężkie; retardacja przekształcania zasobów naturalnych

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 34
• Strony: 89--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab.

Twórcy

autor

Czech T.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland

autor

Gambuś F.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland

autor

Wieczorek J.

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31–120 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. Antonkiewicz J. 2009. Wykorzystanie popiołów paleniskowych do wiązania metali ciężkich występujących w glebie. Ochr. Środ. Zasob. Natur., 41: 398-405.
• 2. Arivazhagan K., Ravichandran M., Dube S.K., Matur V.K., Khandakar R., Yagnarayana K., Kamal Pasha M.M., Sinha A.K., Sarangi B.D., Trpathi V.K.M., Gupta S.K., Singh R., Ali M., Thakur A.S., Narayan R. 2011. Effect of coal fly ash on agricultural crops: Showcase Project of use of fly ash in agriculture in and around Thermal power station areas of National Thermal Power Corporation Ltd., India. Word of coal ash (WOCA) Conference, May 9-12, 2011, in Denver, USA. [electronic document: http://www.flyash.info/, date of access 20.11.2012]
• 3. Dz. U. 2007, nr 147. Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu. Dz. U. 2007, nr 147, poz. 1033.
• 4. Eliot Alex D., Zhang Dong I. 2005. Controlled release zeolite fertilisers: A value addend product produced from fly ash. Word of coal ash (WOCA) Conference, April 11-15, 2005, Lexington, Kentucky, USA. [electronic document: http://www.flyash.info/, date of access 20.11.2012]
• 5. Franus W., Wdowin M. 2011. Wykorzystanie popiołów lotnych klasy F do produkcji materiału zeolitowego na skale półtechniczną. Polityka Energetyczna, 14(2): 79-91.
• 6. Galos K., Uliasz-Bocheńczyk A. 2005. Źródła i użytkowanie popiołów lotnych ze spalania węgli w Polsce. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2(1): 23-42.
• 7. Gorlach E., Mazur T. 2002. Chemia rolna. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• 8. GUS 2010. Ochrona środowiska 2010 - Informacje i opracowania statystyczne. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa, 609 s.
• 9. International Energy Agency, 2010. Key World Energy Statistics.
• 10. International Energy Agency, 2010a. International Energy Agency, Outlook.
• 11. Iwanek P., Jelonek I., Mirkowski Z. 2008. Wstępne badania popiołów z kotła fluidalnego w aspekcie ich zagospodarowania. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24, 4/4: 91-104.
• 12. Jahir Bin Alam Md., Awal A.S.M.A., Alam M.J.B., Hasan A., Banik B.K., Islam S., Hasan M.M. 2006. Possibile use of fly ash generated from Barapukeria power plant for sustainability. Journal of Engineering and Applied Sciences, 1(3): 60-63.
• 13. Jasiewicz Cz., Antonkiewicz J. 2009. Wybrane właściwości odpadów paleniskowych i wapna pokarbidowego w aspekcie możliwości ich rekultywacji i zagospodarowania przyrodniczego. Problemy Ekologii Krajobrazu, XXIV: 157-162.
• 14. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• 15. Karaczewska A., Kabała C. 2008. Metodyka analiz laboratoryjnych gleb i roślin. Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska, Wrocław.
• 16. Olkuski T. 2011. Zasoby węgla kamiennego – najpewniejsze źródło energii. Przegląd Górniczy, 7-8: 41-45.
• 17. Ostrowska A., Gawliński S., Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin - Katalog. Instytut Ochrony Środowiska.
• 18. Polityka Energetyczna Polski do 2030 roku. Dokument Rządowy przyjęty 11 listopada 2010 roku.
• 19. Stout W.L., Daily M.R., Nickeson T.L., Svendsen R.L., Thompson G.P. 1997. Agricultural uses of alkaline fluidized bed combustion ash: case studies. 76(8): 767-769.
• 20. Wearing C., Nairn J.D., Birch C. 2004. An Assessment of Tarong Bottom Ash for use on Agricultural Soils School of Agriculture and Horticulture University of Queensland Gatton, 4343. Australia. Environmental Science and Engineering, 12(5-6): 531-543.