Sekwestracja węgla związana z zagospodarowaniem zwałowisk

• Autorzy: Gruszczyński S. , Sroka K. , Trafas M.

Warianty tytułu

EN

Carbon sequestration in the light of dumping grounds’ development

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano wyniki badań koncentracji i masy węgla organicznego w surowych gruntach zwałowisk kopalń węgla brunatnego „Bełchatów” i „Turów” oraz kopalni siarki „Machów”, poddanych rekultywacji przed 10÷40 laty. Ich celem była ocena sekwestracji węgla i ustalenie tych elementów, które najsilniej oddziałują na jej wielkość i tempo. Trudności i problemy w realizacji tego zadania wiązały się z bardzo dużymi różnicami zawartości węgla, nawet dla bardzo blisko położonych punktów, jak i z obecnością w zwałowanych utworach węgla, związanego z genezą osadów (iły krakowieckie) pochodzącego z warstw urabianych razem z nakładem a także z obecnego w popiołach stanowiących domieszkę do zwałowanych utworów w kopalni Turów. W celu oznaczenia wiarygodnej koncentracji węgla opracowano model wykorzystujący zależność pomiędzy zawartościami C, N i S w rożnej konfiguracji uziarnienia, na bazie danych z „Bełchatowa” i „Machowa”, który tworzy zespół pięciu sieci neuronowych typu perceptronu wielowarstwowego (MLP). Wyniki posłużyły do korekty danych dla zwałowiska Turów. Sekwestrację węgla obliczano jako różnicę pomiędzy zawartością węgla w warstwach powierzchniowych (do 20 cm) poszczególnych profili a najniższą zawartością w ich warstwach głębszych. Uśrednione wartości wahają się od 14 t/ha w przypadku „Bełchatowa” do około 22 t/ha w przypadku „Machowa”. Po uwzględnieniu węgla zawartego w poziomie organicznym wartości te jeszcze wzrosną od 1 do kilku t/ha. Zgromadzone wyniki pozwoliły na skonstruowanie pierwszego, dosyć ogólnego modelu sekwestracji węgla, dla badanych trzech obiektów.

EN

This paper presents the results of research on the concentration and mass of organic carbon in raw grounds (dumping grounds of Belchatow, Turow lignite mines and Machow sulfur mine) which were reclaimed 10-40 years ago. The purpose of this study is to evaluate carbon sequestration and its related elements which may most significantly affect the magnitude and pace of this process. Difficulties and problems during this research were associated with differences in the carbon concentration. The model of the carbon concentration was made by use of the relationship between the contents of C, N, S in different grain size. This model was performed on the basis of data from Belchatow and Machow mines and creates a group of five neural networks of multilayer perceptron (MLP). The results were used to correct data on the Turow dumping ground. Carbon sequestration was calculated as the difference between carbon content in surface layers (up to 20cm) for each profile and the carbon content in deeper layers with the lowest concentration. The average contents of organic carbon oscillate between 14 (Belchatow) to 22 (Machow) tones per hectare. Taking into account the concentration of carbon in organic layer, these values may even increase from 1 to several t/ha. The results allowed to build the first relatively general model of carbon sequestration for the studied objects.

Słowa kluczowe

PL

węgiel brunatny; kopalnia soli; rekultywacja; badania naukowe

EN

lignite; salt mine; reclamation; research

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 69, nr 8
• Strony: 31--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gruszczyński S.

• AGH w Krakowie

autor

Sroka K.

• AGH w Krakowie

autor

Trafas M.

• AGH w Krakowie

Bibliografia

• 1. Akala V.A., Lal R.: Potential of mine land reclamation for soil organic carbon sequestration in Ohio. Land Degradation & Development. Vol. 11, Issue 3. Pg 289÷297, 2000.
• 2. Bykov R., Eckes T., Trafas M.: Quality Assessment of Reclaimed Areas of Strip Mines by Example of Piaseczno Mine Dump. Geomatics and Environmental Egineering Volume 4 No 2, pp. 33÷53, 2000.
• 3. Banger K., Toor G. S., Biswas A., Sidhu S.S., Sudhir K.: Soil organic carbon fractions after 16-years of applications of fertilizers and organic manure in a Typic Rhodalfs in semi-arid tropics Nutr Cycl Agroecosyst (2010) 86:391–399 DOI 10.1007/s10705-009-9301-8.
• 4. Bykov R.: Litologiczne i morfologiczne uwarunkowania procesów glebowych na terenie zrekultywowanego zwałowiska zewnętrznego kopalni siarki „Piaseczno”. Rozprawa doktorska, maszynopis WGGiIŚ AGH, Kraków 2003.
• 5. Coleman K., Jenkinson D.S.: RothC.-26.3, A model for the turnover of carbon in soil. In: Evaluation of Soil Organic Matter Models using Existing Long-Term Datasets (eds D.S. Powlson, P.Smith & J.U. Smith), 237, NATO ASI Series I, Vol. 38, Springer-Verlag, Heidelberg, 1996.
• 6. Decyzja Komisji z dnia 10 czerwca 2010 w sprawie wytycznych dotyczących obliczania zasobów węgla w ziemi do celów załącznika V do dyrektywy 2009/28/WE (notyfikowana jako dokument nr C(2010) 3751). Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 151/19 17.6.2010.
• 7. Gołda T.: Inicjalne procesy glebotwórcze zachodzące w szlamach poflotacyjnych w wyniku upraw rekultywacyjnych i wieloletniego użytkowania rolnego Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2007. – S. 86, [1] s. – (Rozprawy Monografie/Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica wKrakowie ; ISSN 0867-6631.
• 8. Kowalik S.: Właściwości chemiczne gleb industrioziemnych użytkowanych rolniczo i leśnie na zrekultywowanym zwałowisku kopalni siarki „Machów”. Roczniki Glebozn. t. LV nr 2, Warszawa, s. 239÷249, 2004.
• 9. Kowalik S.: Napravlenia i dinamika izmenenij svojstv otvalnych gruntov serodobyvajuščej promyšlennosti, podležaščyh selskohozajstvennoj rekultivacii. Sbornik dokladov t. 2. Naučnyj seminar v ramkah temy „Razrabotka sposobov rekultyvacii landšaftov, narušennyh promyšlennoj dejatelnostju” Polska Akad. Nauk, Konin s. 357÷374, 1989.
• 10. Krzaklewski W.: Wybrane problemy i rezultaty leśnej rekultywacji w Polsce. Materiały Międzynarodowej Konferencji Naukowej: Górnictwo odkrywkowe – środowisko – Rekultywacja ze szczególnym uwzględnieniem KWB Bełchatów. Kraków s. 49÷63, 1999.
• 11. Lal R.: Agricultural activities and the global carbon cycle. Nutrient Cycling in Agroecosystems 70: 103÷116, Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands 2004.
• 12. Lal R.: Carbon Management in Agricultural Soils . Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change (2007) 12: 303÷322 Springer 2006.
• 13. Nietrzeba-Marcinonis J.: Wpływ roślinności na dynamikę procesów glebotwórczych na zwałowisku turoszowskim. Plan cover influence on the dynamics of the soil-forming processes on Turoszów dumping ground. Roczniki Gleboznawcze T. LIX nr 2 Warszawa 162÷169.
• 14. Smith, P., Andraen, O., Brussaard, L., Dangerfield, M., Ekschmitt, K., Lavelle, P. & Tate, K.: Soil biota and global change at the ecosystem level: describing soil biota in mathematical models. Global Change Biology 1998. 4: 773÷784.
• 15. Stoch L., Helios-Rybicka E.: Charakterystyka mineralogiczna iłów nadkładowych złoża siarki w Jeziórku. Kwart. Geolog. T.17, nr 1, 1973.
• 16. Wójcik J., Krzaklewski W.: Akumulacja materii organicznej w inicjalnych glebach na zwałowisku zewnętrznym kopalni Węgla Brunatnego „Adamów” . Accumulation of organic matter in the initial soils on the external waste heap of the adamów lignite mine. Roczniki Gleboznawcze t. LVIII Nr 3 / 4 Warszawa 2007 s. 151÷158.
• 17. Wójcik J., Krzaklewski W.: Kształtowanie się cech inicjalnej gleby w toku leśnej rekultywacji zwałowiska zewnętrznego KWB „Adamów”. Materiały Międzynarodowej Konferencji Naukowej: Górnictwo odkrywkowe - środowisko- Rekultywacja ze szczególnym uwzględnieniem KWB Bełchatów. Kraków1999 s. 95÷109.
• 18. Wójcik J., Krzaklewski W.: Metody rekultywacji leśnej terenów bezglebowych w górnictwie odkrywkowym: Przegląd Górniczy nr 10, 2010 s. 115÷119.
• 19. Wójcik J.: Rekultywacja i zagospodarowanie terenów objętych działalnością górniczą w Polsce w świetle statystyk GUS za lata 1990-2010: Przegląd Górniczy nr 10, 2012 s. 78÷89.