Application of Drilling Waste in the Reclamation of Acidic Soils

• Autorzy: Chomczyńska M. , Kujawska J. , Wasąg H.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie odpadów wiertniczych do rekultywacji gleb kwaśnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Praca dotyczy nowej metody zagospodarowanie odpadów wiertniczych powstających w procesach poszukiwania gazu z formacji łupkowych. Stosowane metody zagospodarowania tego rodzaju odpadów ograniczają się w praktyce do ich deponowania na składowiskach odpadów niebezpiecznych. Z punktu widzenia ochrony środowiska rozwiązanie takie jest niepożądane i uzasadnia potrzebę poszukiwania nowych metod utylizacji. Odpady wiertnicze to głównie zwierciny, czyli urobek skalny wydostający się na powierzchnię wraz z płuczką wiertniczą. Właściwości fizyczne i chemiczne odpadów wskazują, że mogą być one wykorzystane przyrodniczo do rekultywacji gleb. Biorąc pod uwagę alkaliczny odczyn zwiercin ich dodatek powinien przyczynić się do poprawy właściwości gleb kwaśnych. Celem prezentowanych badań było określenie wielkości maksymalnej dawki zwiercin z uwagi na zmiany produktywności rekultywowanej gleby. W przeprowadzonych badaniach użyto gleby średnio kwaśnej, a dopuszczalną ilość dodawanych zwiercin ustalono na poziomie 15% obj. w oparciu o pomiary pH komponowanych podłoży. Wyniki analiz zasobności gleby wskazały na potrzebę wzbogacenia badanych podłoży w makroskładniki, co osiągnięto przez zastosowanie 2% dodatku substratu jonitowego. Przeprowadzony eksperyment wegetacyjny wykazał, że podłoża przygotowane na bazie zakwaszonej gleby z dodatkami zwierciny i substratu jonitowego charakteryzowały się różną produktywnością zależną od ilości wprowadzonych odpadów wiertniczych. Najkorzystniejszym dla rozwoju rośliny testowej (kupkówka pospolita, Dactylis glomerata L.) okazał się dodatek zwierciny w ilości około 5% obj. Zaobserwowano wówczas ponad 2,5-krotny wzrost produktywności mierzony całkowitą suchą biomasą roślin. Maksymalnym dodatkiem zwierciny z punktu widzenia produktywności podłoża był dodatek wynoszący około 10% obj., przy którym obserwowany wzrost produktywności w odniesieniu do podłoży bez dodatku zwiercin wynosił około 50%. Przeprowadzone badania potwierdziły możliwość wykorzystania odpadów wiertniczych w rekultywacji gleb kwaśnych w połączeniu z dodatkiem substratów przygotowanych na bazie żywic jonowymiennych. Rozwiązanie takie stwarza dodatkowo przesłanki do kompleksowego zagospodarowania zużytych lub poeksploatacyjnych wymieniaczy jonowych.

Słowa kluczowe

EN

drilling waste; acidic soils; ion exchange substrate; soil reclamation

PL

odpady wiertnicze; gleby kwaśne; substraty jonitowe; rekultywacja gleb

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 2
• Strony: 375--388
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Chomczyńska M.

• Lublin University of Technology

autor

Kujawska J.

• Lublin University of Technology

autor

Wasąg H.

• Lublin University of Technology

Bibliografia

• 1. Abbe, E.O., Grimes, M.S, Fowler, D.G., Boccaccini, R.A. (2009). Novel Sintered Glass-Ceramics from Vertified Oil Well Drill Cuttings. Journal of Material Science, 44(16), 4296-4302.
• 2. Babko, R., Jaromin-Gleń, K., Łagód, G., Pawłowska, M., Pawłowski, A. (2016). Effect of Drilling Mud Addition on Activated Sludge and Processes in Sequencing Batch Reactors. Desalination and Water Treatment, 57, 1490-1498.
• 3. Ball, S.A., Stewart, R.J., Schlieohake, K.A. (2012). Review of Current Options for the Treatment and Safe Disposal of Drill Cuttuings. Waste Management & Research, 30(5), 457-473.
• 4. Baran, S., Turski, R. (1996). Degradation, protection, and land reclamation of soils. Lublin: Publishing House of the Agricultural University in Lublin. (In Polish)
• 5. Baran, S., Łabętowicz, S., Krzywy, E. (2011). Environmental waste management. Warszawa: PWRiL.
• 6. Bielińska, J.E., Futa, B., Baran, S., Pawłowski, L. (2014). Eco-energy Anthropopressure in the Agriculture Landscape. Problems of Sustainable Development, 9(2), 99-111.
• 7. Bielińska, J.E., Futa, B., Baran, S., Żukowska, G., Pawłowska, M., Cel, W., Zhang, T. (2014). Integrating Role of Sustainable Development in Shaping the Human-Landscape Relation. Problems of Sustainable Development, 10(2), 159-168.
• 8. Burri, P. (2016). Unconventionals in Europe: Best Practice vs. Worst Case – the Conflict between Facts and Public Perception. Ecological Chemistry and Engineering, 23(3). Doi 10.1515/eses2016-0026.
• 9. Chomczyńska, M., Pawłowski, L. (2003). Utilisation of Spent Ion-Exchange Resins for Soil Reclamation. Environmental Engineering Science, 20, 301-306.
• 10. Czermiński, J.B., Iwaszewicz, A., Paszek, Z., Sikorski, A. (1992). Statistical methods for chemists. Warsaw: PWN. (In Polish)
• 11. Dobrzańska, B., Dobrzański, G., Kiełczowski, D. (2008). Natural environment protection. Warsaw: PWN. (In Polish)
• 12. Litynski, T. & Jurkowska, H. (1982). Soil fertility and plant nutrition. Warsaw: PWN. (In Polish)
• 13. Czekaj, L., Fijał J., Gonet, A., Grzynowicz, I., Knez, D., Rzyczniak, M., Stryczek, S., Żurek, R. (2006). Elaboration of a method of organic-mineral drilling waste processing in the aspect of its management. Cracow: Faculty of Drilling, Oil and Gas, AGH, UST. (In Polish)
• 14. Karczewska, A. (2008). Soil protection and restoration of degraded land. Wroclaw: Wroclaw University of Environmental. (In Polish)
• 15. Kisic, I., Mesic, S., Basic, F., Brkic V., Mesic, M., Durn, G., Zgorelec Z., Bertovic, L. (2009). The Effect of Drilling Fluids and Crude Oil on Some Chemical Characteristics of Soil and Crops. Geoderma, 149, 209-2016.
• 16. Kronenberg, J. (2014). Shale Gas Extraction in Poland in the Context of Sustainable Development. Problems of Sustainable Development, 9(2), 113-120.
• 17. Lindzen, S.R., Sloan, L.A. (2016). Global Warming and the Irrelevance of Science. Problems of Sustainable Development, 11(2), 119-125.
• 18. Macuda, J. (2010). Environmental aspects of unconventional gas production. Geological Review, 58 (3), 266-270. (In Polish)
• 19. Ostrowska, A., Gawliński, S., Szczubiałka, Z. (1991). Methods of analysis and evaluation of properties of soils and plants. Warsaw: Institute of Environmental Protection. (In Polish)
• 20. Pawłowski A., Pawłowski L., Baran S., Pawłowska M. (2016). Technical and Environmental Aspects of Shale Gas Exploration and Exploitation. Ecological chemistry and engineering, 23(3). Doi 10.1515/eses2016-0025.
• 21. Pawłowski A., Pawłowski L., Gromiec M., Baran S. 2015. Gaz łupkowy: wpływ wierceń na środowisko. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 7. Doi 10.15199/17.2015.7.1.
• 22. Regulation of the Polish Minister of Environment on soil quality standards, Dz. U. No. 165/2002, item 1359, with further changes (In Polish)
• 23. Regulation of the Minister of Environment on the definition of the criteria the classification of waste from extractive industries as inert waste), Dz. U. No. 175/2011, item 104 (In Polish)
• 24. Reichetseder, P. (2016). The Concept of Well Integrity in Gas Production Activities. Ecological Chemistry and Engineering. 23(3). Doi 10.1515/eses2016-0027
• 25. Siemek, J., Nagy, S., Siemek, P. (2013). Challenges for Sustainable Development: The Case of Shale Gas Exploitation in Poland. Problems of Sustainable Development, 8(1), 91-104.
• 26. Technical Report (2011). Land farming of drilling wastes impacts on soil biota within sandy soils in Taranaki (Year 1 of 3). Stratford: Taranaki Regional Council.
• 27. Wasąg, H., Pawłowski, L., Soldatov, V.S., Szymańska, M., Chomczyńska, M., Kołodyńska, M., Ostrowski, J., Rut, B., Skwarek, A., Młodawska, G. (2000). Restoration of degrades soil using ion exchange resins. Research project KBN No T09 C 105 14. Lublin: Lublin University of Technology. (In Polish)
• 28. Yucheng, C., Cel W. (2015) Sustainable Mitigation of Methane Emission by Natural Processes. Problems of Sustainable Development, 10 (1), 117-221.
• 29. Zdeb, M., Chomczyńska, M., Soldatov, V.S., Pawłowski, L. (2008). The Application of Spent Ion Exchangers as K-carriers in Restoration of Degraded Soils – Model Studies. Archives of Environmental Protection, 34(3), 201-209.
• 30. Zgirski, A. & Gondko, R. (1998). Biochemical calculation. Warsaw: PWN. (In Polish)
• 31. Żukowska, G., Myszora, M., Baran, S., Wesołowska, S., Pawłowska, M., Dobrowolski, Ł. (2016). Agriculture vs. Alleviating the Climate Change. Problems of Sustainable Development, 11(2), 67-74.

Uwagi

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