Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Coal sludge and their mixtures as prospective energy resources

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Wiencek M.

Polityka Energetyczna

|

2018

|

T. 21, z. 3

137--150

EN

: The new legislative provisions, regulating the solid fuel trade in Poland, and the resolutions of provincial assemblies assume, inter alia, a ban on the household use of lignite fuels and solid fuels produced with its use; this also applies to coal sludge, coal flotation concentrates, and mixtures produced with their use. These changes will force the producers of these materials to find new ways and methods of their development, including their modification (mixing with other products or waste) in order to increase their attractiveness for the commercial power industry. The presented paper focuses on the analysis of coal sludge, classified as waste (codes 01 04 12 and 01 04 81) or as a by-product in the production of coals of different types. A preliminary analysis aimed at presenting changes in quality parameters and based on the mixtures of hard coal sludge (PG SILESIA) with coal dusts from lignite (pulverized lignite) (LEAG) has been carried out. The analysis of quality parameters of the discussed mixtures included the determination of the calorific value, ash content, volatile matter content, moisture content, heavy metal content (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, and W), and sulfur content. The preliminary analysis has shown that mixing coal sludge with coal dust from lignite and their granulation allows a product with the desired quality and physical parameters to be obtained, which is attractive to the commercial power industry. Compared to coal sludge, granulates made of coal sludge and coal dust from lignite with or without ground dolomite have a higher sulfur content (in the range of 1–1.4%). However, this is still an acceptable content for solid fuels in the commercial power industry. Compared to the basic coal sludge sample, the observed increase in the content of individual toxic components in the mixture samples is small and it therefore can be concluded that the addition of coal dust from lignite or carbonates has no significant effect on the total content of the individual elements. The calorific value is a key parameter determining the usefulness in the power industry. The size of this parameter for coal sludge in an as received basis is in the range of 9.4–10.6 MJ/kg. In the case of the examined mixtures of coal sludge with coal dust from lignite, the calorific value significantly increases to the range of 14.0–14.5 MJ/kg (as received). The obtained values increase the usefulness in the commercial power industry while, at the same time, the requirements for the combustion of solid fuels are met to a greater extent. A slight decrease in the calorific value is observed in the case of granulation with the addition of CaO or carbonates. Taking the analyzed parameters into account, it can be concluded that the prepared mixtures can be used in the combustion in units with flue gas desulfurization plants and a nominal thermal power not less than 1 MW. At this stage of work no cost analysis was carried out.

PL

Wprowadzane nowe przepisy legislacyjne, regulujące w naszym kraju obrót paliwami stałymi oraz uchwały sejmików poszczególnych województw zakładają między innymi zakaz stosowania w gospodarstwach domowych jako paliwa węgla brunatnego oraz paliw stałych produkowanych z jego wykorzystaniem, a także mułów i flotokoncentratów węglowych oraz mieszanek produkowanych z ich wykorzystaniem. Zmiany te będą wymuszały na producentach tych materiałów znalezienie nowych sposobów i metod ich zagospodarowania, m.in. poprzez modyfikację (mieszanie z innymi produktami lub odpadami) w celu wzrostu ich atrakcyjności dla energetyki zawodowej. Praca obejmuje swoją analizą muły węglowe, klasyfikowane jako odpad o kodzie 01 04 12 i 01 04 81 lub jako produkt uboczny w produkcji węgla kamiennego o zróżnicowanym znaczeniu energetycznym. Podjęto wstępne badania pozwalające na wykazanie zmian ich parametrów jakościowych poprzez sporządzanie mieszanek na bazie mułów węglowych węgla kamiennego (PG SILESIA) z pyłami węglowymi z węgla brunatnego (LEAG). W ramach analizy parametrów jakościowych sporządzonych mieszanek badano wartość opałową, zawartość popiołu, zawartość części lotnych, zawartość wilgoci całkowitej oraz zawartość metali ciężkich (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, W) i siarki. Badania wstępne pokazały, że w wyniku mieszania mułów węglowych z pyłem węglowym z węgla brunatnego, a następnie ich granulowania, istnieje możliwość powstania produktu o odpowiednich parametrach jakościowych i fizycznych, atrakcyjnych dla energetyki zawodowej. W porównaniu do samych mułów węglowych, granulaty sporządzone z mułu i pyłu węglowego z węgla brunatnego z dodatkiem zmielonego dolomitu lub bez, charakteryzują się wzrostem zawartości siarki do 1–1,4% Jest to nadal zawartość akceptowalna dla paliwa stałego w niektórych przypadkach w energetyce zawodowej. W odniesieniu do próbki podstawowej mułu węglowego obserwowany wzrost zawartości poszczególnych składników toksycznych w próbkach mieszanek jest niewielki i można stwierdzić, że dodatek pyłu węglowego z węgla brunatnego czy węglanów nie ma znaczącego wpływu na całkowitą zawartość poszczególnych pierwiastków. Parametrem decydującym o przydatności w energetyce zawodowej jest wartość opałowa. Wielkość tego parametru dla mułów węglowych w stanie roboczym mieści się w granicach 9,4–10,6 MJ/kg. W przypadku przygotowanych mieszanin mułu węglowego z pyłami z węgla brunatnego wartość opałowa zdecydowanie wzrasta do wartości 14,0–14,5 MJ/kg (w stanie roboczym). Takie wartości zwiększają możliwości zastosowania w energetyce zawodowej i spełniają w szerszym zakresie wymagania stawiane dla jakości paliw stałych. Obserwuje się nieznaczne obniżenie wartości opałowej w przypadku granulowania z dodatkiem CaO lub węglanów. Biorąc pod uwagę analizowane parametry można stwierdzić, że przygotowane mieszanki mogą znaleźć zastosowanie w instalacjach do spalania paliw stałych z odsiarczaniem spalin o nominalnej mocy cieplnej nie mniejszej niż 1 MW. Na tym etapie pracy nie prowadzono analizy kosztowej przedsięwzięcia.

2

Some notes on the properties of inconsistency indices in pairwise comparisons

Mazurek J.

Operations Research and Decisions

|

2018

|

Vol. 28, No. 1

27--42

EN

Pairwise comparisons are an important tool of modern (multiple criteria) decision making. Since human judgments are often inconsistent, many studies have focused on the means of expressing and measuring this inconsistency, and several inconsistency indices have been proposed as an alternative to Saaty’s inconsistency index, CI, and consistency ratio, CR, for reciprocal pairwise comparison matrices. The aims of this paper are threefold: firstly, a row inconsistency index (RIC) is proposed and the properties of this index are examined. Secondly, a comparison of selected inconsistency indices for a corner pairwise comparison matrix is provided. Last, but not least, another axiom about the upper bound on the value of an inconsistency index is postulated, and a set of selected inconsistency indices is examined with respect to this axiom. Numerical examples complete the paper.

3

Ergonomia pracy a schorzenia narządu ruchu wśród lekarzy stomatologów

Kuciel N., Demczyszak I., Sutkowska E., Sokołowski M., Mazurek J., Kaczmarz K., Lurbiecki J.

Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka

|

2018

|

nr 9

22-26

PL

Stomatolodzy w trakcie pracy narażeni są na wiele czynników wpływających negatywnie na stan układu ruchu. Głównym z nich jest statyczny charakter pracy spowodowany przyjmowaniem wymuszonej pozycji ciała. Celem artykułu było wykazanie zależności pomiędzy stosowaniem zasad ergonomii w pracy zawodowej lekarzy stomatologów, a występowaniem schorzeń narządu ruchu. Ponadto ocenie poddano znajomość zasad ergonomii stomatologicznej w tej grupie. Na podstawie badań ankietowych przeprowadzonych wśród 79 stomatologów dokonano oceny znajomości i stosowania zasad ergonomii pracy oraz występowania dolegliwości w obrębie narządu ruchu. Jedynie 4% stomatologów robiło przerwę w pracy po każdym pacjencie, natomiast aż 18% pracowało bez przerw. Zdecydowana większość (84%) stomatologów podczas wykonywania zabiegu stomatologicznego przyjmowała pozycje siedzącą. Z asystą pracowała ponad połowa (54%) lekarzy stomatologów. Wśród osób, które odczuwają ból kręgosłupa w odcinku szyjnym ponad połowa, bo 54% osób pracowało w pozycji z szyją pochyloną w prawo. Większość zasad ergonomii stosowana jest nieprawidłowo, dlatego powinny być one dopasowywane indywidualnie do konkretnego stomatologa, z uwzględnieniem jego możliwości fizycznych, geometrii środowiska pracy, zakresu wykonywanych czynności, a także osobistych upodobań.

EN

Dentists in the workplace are exposed to a number of factors that affect the condition of the movement system. The main problem seams to be the static nature of work due to the adoption of forced body position. The aim of the study was to demonstrate the relationship between the use of ergonomics principles in the professional work of dentists and the occurrence of motor disorders. In addition, knowledge of the principles of dental ergonomics in this group was assessed. The study was conducted among 79 dentists. The knowledge and application of the principles of ergonomics and the occurrence of ailments within the motor system were evaluated. Only 4% of dentists were taking a break from work after each patient, while 18% were working without interruption. The vast majority (84%) of dentists, while performing dental surgery took a sitting position. More than half (54%) of dentists who participated in the study worked with assistants. Among people who experience pain in the cervical spine 54% of people work in the position with neck inclined to the right. Most principles of ergonomics are not correct, so they should be adjusted individually to a particular dentist taking in to account its physical capabilities, the geometry of the work environment, the range of activities performed, and personal preferences as well.

4

Ograniczanie ekspansji rozlewu olejowego : model symulacyjny

Smolarek L., Mazurek J, Wysocki K.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 12

143--147

PL

Artykuł przedstawia model symulacyjny ograniczania ekspansji rozlewu olejowego. W pracy omówiono założenia i przeznaczenie modelu. Przedstawiono składowe oraz architekturę programu komputerowego, na podstawie którego zbudowano model symulacyjny. Zaprezentowano panel konfiguracji programu oraz przedstawiono funkcjonalność poszczególnych elementów panelu. Istotny element artykułu stanowi wynik działania programu przedstawiony za pomocą wybranego przykładu oraz zestawienie parametrów uzyskanych na drodze symulacji. Podejście symulacyjne dostarcza parametry ograniczania rozlewu olejowego scharakteryzowane ilościowo co pozwala analizować przebieg symulowanych działań ratowniczych.

EN

The article presents a simulation model limiting oil spill expansion. The work discusses the assumptions and purpose of the model. The components and the architecture of the computer program were presented based on which the simulation model was built. Configuration panel of the program and specific functions of the elements of the panel were presented. The important element of the article is result of the program shown by the means of the chosen example and parameters comparison that resulted from the simulation. Simulation approach delivers parameters limiting the oil spill expansion characterized in quantity that allows to analyse simulated rescue actions.

5

Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 98

151--165

PL

W procesie wydobycia i wzbogacania urobku węglowego powstają znaczne ilości materiałów odpadowych, głównie skała płonna oraz muły węglowe, uznawane za odpad lub surowiec. Podstawowe kierunki zagospodarowania skały płonnej oraz odpadów wydobywczych to produkcja kruszyw, produkcja pełnowartościowych produktów energetycznych oraz roboty likwidacyjne w kopalniach węgla kamiennego i podsadzanie wyrobisk. W pracy przedstawiono propozycję poszerzenia tych działań dla lepszego wykorzystania materiałów odpadowych. Rozpoznano możliwość wykorzystania kruszyw lub odpadów do wypełniania wyrobisk odkrywkowych, również na obszarach będących w zasięgu zbiorników wód podziemnych, możliwość budowy warstw izolujących z materiału odpadowego (muły węglowe) oraz wytwarzanie mieszanek mułów węglowych z osadami ściekowymi celem produkcji materiałów o dobrych właściwościach energetycznych. Analizę przeprowadzono na podstawie badań własnych i danych literaturowych, dotyczących szeregu wybranych parametrów materiałów odpadowych. Wykonano i przedstawiono wstępne badania wielkości ciepła spalania oraz wartości opałowej mułów węglowych w połączeniu z innym materiałem odpadowym, jakim są osady ściekowe. Zaproponowane sposoby i działania wpisują się w dotychczasowe kierunki zagospodarowania, jednak pozwalają na rozszerzenie zakresu stosowania zarówno odpadów wydobywczych, jak i produktów wytwarzanych na bazie skały płonnej czy mułów węglowych. Jednak ze względu na częsty brak stabilnego składu tych materiałów, każdorazowo przed próbą ich zastosowania należy dokonać oceny ich aktualnych właściwości. Wnioskuje się, że istotne jest kontynuowanie badań celem promowania wykorzystania gospodarczego już istniejących metod oraz poszukiwania nowych rozwiązań dla zagospodarowania odpadów wydobywczych.

EN

In the process of extraction and enrichment of coal waste, considerable quantities of waste material are produced, mainly the gangue and coal sludge, considered as waste or raw material. The main directions of the management development of the waste rock are the production of aggregates, the production of energy products and the liquidation works in hard coal mines and the filling of excavations. The paper proposes the extension of these activities to the use of waste material. The possibility of using aggregates or extractive waste to fill open-pit excavations has been proposed, also in areas within the reach of groundwater and the possibility of building insulation layers of waste material and the production of mixtures of hard coal sludge and sewage sludge to produce material with good energy properties. The analysis was based on the author’s own research and literature data related to selected parameters of waste material. This paper presents our own preliminary studies on the amount of combustion heat and the calorific value of coal sludge combined with other wastes such as sewage sludge. The proposed methods and actions are part of the current directions of development, but they allow the extension of the scope of use of both extractive waste and products produced on the basis of gangue or coal sludge. Due to the frequent lack of the stable composition of these materials, their current properties should be assessed each time before attempting to use them. The fact that it is important to continue research to promote existing economic use and to seek new activities or methods has been concluded.

6

Zanieczyszczenie metalami ciężkimi przypowierzchniowych warstw gruntu w otoczeniu południowej obwodnicy Krakowa

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/2

1296--1300

EN

Significant traffic congestion can lead to contamination of the soil and water environment within the range of its impact, i.a. with mercury, lead, cadmium, chromium and zinc. As a consequence of contamination of the subsurface soil layers, migration of metal ions into groundwater is possible, consequently leading to contamination of local aquifers. In 2015-2016 a soil test was conducted at a depth of 0.4-0.6 m below surface level in the vicinity of about a dozen kilometers from the southern ring road of Kraków. The total contents of mercury, lead, cadmium, chromium and zinc were measured in the collected samples (mainly medium and fine sands) and a leaching test was conducted using the classical batch test 1:10. The mercury content in the soil samples ranged between 0.02 and 0.06 mg/kg, cadmium 0.1 to 0.7 mg/kg, chromium 0.3 to as much as 116 mg/kg, lead from 3.7 to 26.6 mg/kg and zinc from 17 to 102 mg/kg. The conducted leaching tests have shown that in all samples the release of metal ions into the solution may be observed. The solubility of the compounds of the analyzed metals ranges from a fraction of a percentage point (0.01% for zinc) up to a few and even, as in the case of mercury, over a dozen percent (approx. 15.7%) of the total metal content accumulated in the soil.

7

Alginate based hydrogel for tissue regeneration: optimization, antibacterial activity and mechanical properties

Kaczmarek-Pawelska A., Winiarczyk K., Mazurek J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 81, nr 1

35--40

EN

Purpose: In this work our aim was to reveal the relationship between sodium alginate concentration and crosslinking level, also the ratio of release of the antibacterial additives: silver nanoparticles and metronidazole. Moreover, we examine obtained hydrogel as a potential dressing material for regenerative medicine. Design/methodology/approach: In the research specimens of hydrogels were tested to define their mechanical and physicochemical properties like antibacterial activity against gramnegative Escherichia coli and gram-positive Staphylococcus aureus, viscosity and conductivity. Findings: The concentration of alginate and presence of antibacterial additives influence on the crosslinking level. Mechanical properties of hydrogels are similar to human skin. Only hydrogels with addition of metronidazole and AgNP inhibits bacteria growth after 18 h. In case of gram-negative Escherichia coli both of the aseptic additives inhibits bacteria growth, but sodium alginate hydrogel with silver nanoparticles gives better results in tests with grampositive Staphylococcus aureus . Research limitations/implications: The presence of metronidazole in hydrogel, especially its incorporation and binding with mannuronic and guluronic acid residues must be clarified in more advanced research. Practical implications: Obtained results shows that sodium alginate hydrogels with 0.1mg/ml of alginate, due to its properties are proper as a dressing material. Based on the results, and more advanced tests with metronidazole, we can consider dressing design. Originality/value: Unique value of this work is that we completed the gap in knowledge about the relation of crosslinking level and mechanical properties with are crucial to proper tissue healing and addition of popular aseptic agents.

8

Składowanie i wpływ na środowisko składowiska odpadów komunalnych Barycz w aspekcie zmian uwarunkowań prawnych w zakresie gospodarki odpadami

Klojzy-Karczmarczyk B., Makoudi S., Mazurek J., Staszczak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

195--209

PL

Historia budowy, eksploatacji oraz rekultywacji składowiska odpadów komunalnych w Baryczy wpisuje się czasowo we wszystkie ustawy o odpadach wprowadzone w Polsce, od ustawy z 1997 roku aż do ustawy z 2012 roku. Do składowania odpadów komunalnych dla miasta Krakowa i regionu wykorzystano tereny pozostałe po zakończeniu otworowej eksploatacji złoża soli kamiennej. Składowanie odpadów odbywa się tu etapowo w naturalnych i częściowo wywołanych poeksploatacyjnym osiadaniem terenu obniżeniach, ciągnących się przeważnie wzdłuż koryta cieku Malinówka. Do dzisiaj powstały trzy etapy składowiska, różniące się morfologicznie oraz technologicznie. Obecnie dwa pierwsze etapy są już w sensie technicznym całkowicie zrekultywowane. Trudno jednak jednoznacznie ocenić, jakie jest oddziaływanie tych etapów na środowisko gruntowo-wodne. Po zakończeniu prac budowlanych i oddaniu do eksploatacji III etapu składowiska oraz zakończeniu rekultywacji etapów poprzednich, obserwuje się począwszy od 2005 roku, obniżenie mineralizacji i powolną stabilizację większości parametrów wody z grupy charakterystycznych wskaźników zanieczyszczeń wód powierzchniowych. Po 2012 roku ilość odpadów niesegregowanych, trafiających na składowisko zaczęła stopniowo maleć, ale nie spowodowało to istotnych zmian w wielkości zanieczyszczenia wód powierzchniowych. Składowisko w Baryczy pełni rolę instalacji regionalnej gospodarki odpadami. Na podstawie obecnych zapisów prawnych, w artykule podjęto ponadto próbę oszacowania masy odpadów, które mogą być obecnie, hipotetycznie kierowane do składowania w III etapie składowiska. Prognozy sporządzono dla założonej wielkości wytwarzania odpadów tylko przez mieszkańców miasta Krakowa. Potencjalną szybkość zapełniania składowiska w Baryczy odpadami szacowano, w celach porównawczych, dla kilku scenariuszy składowania z uwzględnieniem selektywnego zbierania, przetwarzania w instalacji MBP (mechaniczno-biologicznego przetwarzania) oraz zakazu składowania frakcji mogących być wykorzystanych w celach energetycznych. Prognozowana miąższość składowanych odpadów według założonych scenariuszy składowania waha się w granicach od 3,8 m/rok w przypadku składowania całego strumienia wytworzonych odpadów do 0,3 m/rok w przypadku kierowania do składowania jedynie pozostałości po mechaniczno-biologicznym przetwarzaniu odpadów komunalnych zbieranych w sposób zmieszany.

EN

The history of the construction, operation and reclamation of the municipal waste landfill in Barycz coincides with all the Waste Management Acts introduced in Poland, starting from the first Act of 1997, until the Act of 2012. An area of a previous borehole exploitation of rock salt was used as a site for the disposal of municipal waste for the city of Krakow and the region. The land-filling of waste takes place here in phases in natural depressions partly caused by post-mining land subsidence, and extending along the Malinówka watercourse. To date, three phases of the landfill which differ morphologically and technologically have been set up. Currently, the first two phases have already been fully reclaimed in a technical sense. However, it is difficult to clearly assess the impact of these phases on the soil and water environment. After the completion of construction works and putting the third phase of the landfill into operation and the completion of the reclaim treatments of previous phases, decreasing mineralisation and the slow stabilisation of most water parameters from the group of surface water pollution specific indicators have been observed since 2005. After 2012, the amount of unsorted waste reaching the landfill started to decline gradually, but this has not resulted in significant changes in the volume of the surface water pollution. The Barycz landfill acts as a regional waste management installation. Based on the current law, the work attempts to estimate the volume of waste which may reach supposedly the third phase of the landfill at the present time. The forecasts have been made for the assumed volume of waste generated only by the inhabitants of the city of Krakow. To compare, the potential duration for filling up the Barycz municipal waste landfill has been estimated in several scenarios of land-filling taking selective waste collection, processing in an installation MBT (mechanical-biological treatment) and a ban on land-filling fractions which may be used for energy generation purposes. The forecast thickness of waste according to the assumed scenarios ranges from 3.8 m/year in the case of land-filling the entire produced waste stream to 0.3 m/year only if the mechanical-biological processing remains of mixed municipal waste reach the landfill.

9

Analiza wyników inwentaryzacji wyrobów zawierających azbest na obszarze 63 gmin w latach 2005–2015

Klojzy-Karczmarczyk B., Makoudi S., Mazurek J., Staszczak J., Żółtek J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 92

211--223

PL

Wprowadzenie ustawy o zakazie stosowania wyrobów zawierających azbest z 1997 roku zakończyło okres wykorzystywania azbestu oraz zapoczątkowało szeroki, a zarazem długotrwały, proces jego usuwania i wytwarzania odpadów. Podstawowym elementem realizowanym w procesie oczyszczania kraju z azbestu jest prowadzenie szczegółowej inwentaryzacji wraz z oceną stanu i możliwości bezpiecznego użytkowania wyrobów zawierających azbest. Praca obejmuje analizę danych pozyskanych w czasie inwentaryzacji na obszarze 63 gmin w latach 2005–2015, które zasiliły Bazę Azbestową Ministerstwa Gospodarki. Analiza uwzględnia oddzielnie obszary gmin wiejskich oraz obszary gmin miejskich, zgodnie z ich granicami. Gminy miejsko-wiejskie zostały przeanalizowane jako kolejna grupa i nie zostały rozdzielone pomiędzy gminy o charakterze miejskim oraz wiejskim. Szacowanie wskaźnika wytwarzania odpadów zawierających azbest wykonano dwoma sposobami: jako wskaźnik arytmetyczny, gdzie każda z gmin jest szacowana z taką samą wagą oraz jako wskaźnik wagowy, gdzie oszacowana wartość uśredniona uwzględnia wagi przypisywane poszczególnym gminom związane z liczbą mieszkańców. Zinwentaryzowaną ilość wyrobów zawierających azbest w gminach uznano za potencjalną wielkość wytwarzania odpadów zawierających azbest w przyszłości. Obliczenia wskaźnika wytwarzania odpadów zawierających azbest w przeliczeniu na 1 mieszkańca podano w m2/M oraz kg/M. Najmniejsze wielkości nagromadzenia wyrobów zawierających azbest przypadające na jednego mieszkańca odnotowano w gminach miejskich, nieco większe w miejsko-wiejskich, a największe w gminach wiejskich (wskaźnik wagowy – 21 m2/M, wskaźnik arytmetyczny – 24 m2/M). Z analizy uzyskanych wartości wskaźnika wytwarzania można sądzić, że przy tej ilości przeprowadzonych inwentaryzacji na obszarach wiejskich, kolejne zwiększenie ilości obszarów nie wpływa już znacząco na zmianę szacowanej średniej wartości wytwarzania dla gmin o typowo wiejskim charakterze. Znaczenie ma natomiast metoda szacowania wskaźnika. Analiza jakościowa wyrobów zawierających azbest została podzielona na dwa okresy czasowe, zgodnie ze zmianą zapisów rozporządzenia (Dz.U. z 2004 r. Nr 71, poz. 649 oraz Dz.U. z 2010 r. Nr 162, poz. 1089): 2005–2010 i 2011–2015. Łącznie w pierwszym okresie badań, w gminach miejskich ponad 30% wyrobów zawierających azbest zostało zakwalifikowane do I stopnia pilności, w gminach wiejskich ponad 40% oraz w gminach miejsko-wiejskich kilkanaście. W kolejnym okresie badań, w gminach miejskich łącznie około 20% wyrobów znalazło się w I stopniu pilności, w gminach miejsko-wiejskich około 25% oraz blisko 40% w gminach wiejskich.

EN

The introduction of the law banning the use of asbestos-containing products in 1997 ended the period of using asbestos and marked the beginning of a lengthy process to remove these products and the waste generation process. The basic element in the process of cleaning the country from asbestos is to conduct a detailed inventory with an assessment of the current condition. The work includes an analysis of data obtained during the inventory in the area of 63 communes in the period from 2005–2015, which stem from the Ministry of Economy’s Asbestos Data Bank. The analysis takes areas of rural and urban communes in accordance with their borders into account separately. Urban-rural communes have been analysed as a different group and have not been divided into urban and rural areas. The indicator of the generation of waste containing asbestos has been estimated in two ways: as an arithmetic indicator, where each of the communes is estimated with the same weight and as a weight indicator where the estimated averaged value takes the weight assigned to each of the communes related to their population into account. The inventoried amount of asbestos in the communes was considered as the potential size of the generation of waste containing asbestos in the future. The calculation of the generation of waste containing asbestos per capita was provided in 1 m2/M and kg/M. The smallest amount of accumulated products containing asbestos per capita was recorded in urban communes, a slightly bigger amount in urban and rural communes, and the largest in rural communes (weight indicator – 21 m2/M, arithmetic indicator – 24 m2/M). An analysis of the obtained values of the generation indicator leads to a conclusion that, with the amount of inventory in the rural areas, the increase of number of areas no longer significantly impacts the average value estimation of generation in communes with a distinct rural nature. However, the method of estimating the indicator remains important. A qualitative analysis of products containing asbestos has been divided into two periods, to synchronise with the amended legislation (Journal of Laws 2004. No. 71, item. 649 and Journal of Laws 2010. No. 162, item. 1089): 2005–2010 and 2011–2015. In total, in the first period of research in the urban communes more than 30% of products containing asbestos were qualified as level 1 urgency, over 40% in rural communes and about a dozen in urban and rural communes. In the next stage of research, approx. 20% of production in all urban communes were considered as level 1 urgency, approximately 25% in urban-rural communes and nearly 40% in rural communities.

10

Analiza jakości odpadów z nieczynnej hałdy górnictwa węgla kamiennego w odniesieniu do wymagań stawianych odpadom wydobywczym obojętnym

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Staszczak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 95

227--241

PL

Wytwarzanie odpadów wydobywczych jest nieodłącznym elementem wydobycia i wzbogacania surowców, w tym węgla kamiennego. Wydobycie węgla kamiennego przez lata pozostawiło wiele obiektów, w postaci różnych pod względem strukturalnym i wiekowym, do składowania odpadów pogórniczych (hałd, zwałowisk). Obiekty te charakteryzują się zmiennym składem i uziarnieniem materiału, a warunki panujące w bryle zmieniają się w czasie, w wyniku procesów wietrzenia fizycznego i chemicznego. W ostatnich latach znaczenie gospodarcze skał płonnych towarzyszących wydobyciu węgla uległo zmianie i obecnie coraz częściej traktowane są one nie jako odpady, ale jako źródło surowców mineralnych do wykorzystania gospodarczego. W pracy przedstawiono analizę dostępnych danych literaturowych w zakresie jakości odpadów wydobywczych, zarówno tych przeznaczonych do gospodarczego wykorzystania, jak też zgromadzonych na hałdach. Przeprowadzono rozpoznanie jakości odpadów górniczych w profilu hałdy górniczej, jaka pozostała po zamkniętej kopalni węgla kamiennego Siersza w Trzebini. Wiek składowanych odpadów przekracza w tym miejscu 15 lat. Powierzchnia hałdy w większości jest już zrekultywowana, a ponadto obszar ten częściowo zdążył się już wkomponować w krajobraz na drodze naturalnej sukcesji. Materiał przeznaczony do analiz pobierano w przypowierzchniowym odcinku profilu hałdy, z dwóch przedziałów głębokości: od 0,2 do 0,3 m p.p.t. oraz od 0,4 do 0,7 m p.p.t. Analizie poddano materiał w odniesieniu do parametrów i ich wartości granicznych stawianych dla odpadów wydobywczych zaliczanych do odpadów obojętnych. Próbki przebadano zatem na obecność siarki oraz arsenu, kadmu, kobaltu, chromu, miedzi, rtęci, molibdenu, niklu, ołowiu, wanadu oraz cynku. Analizie poddano zawartość składników w formie całkowitej oraz wymywalnej. Badania wielkości wymywania składników z poszczególnych próbek określono metodą statyczną z zastosowaniem testu podstawowego 1:10. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdza się, że w badanych odpadach z warstwy przypowierzchniowej hałdy górniczej całkowita zawartość poszczególnych pierwiastków jest zdecydowanie zróżnicowana w punktach poboru. Całkowita zawartość siarki w odpadach zdeponowanych na hałdzie przed kilkunastoma laty kształtuje się w szerokich granicach, osiągając uśrednioną wartość na poziomie 1,67 oraz 4,35% w zależności od głębokości poboru. zasadniczo obserwuje się niższe zawartości siarki w próbkach pobranych bliżej powierzchni niż w próbkach pobranych głębiej w profilu hałdy. Całkowita zawartość arsenu w odpadach deponowanych na hałdzie kształtuje się na uśrednionym poziomie 6,39 mg/kg, kadmu 1,90 mg/kg, kobaltu 7,18 mg/kg, chromu 116,19 mg/kg, miedzi 41,6 mg/kg rtęci 0,15 mg/kg, molibdenu 1,02 mg/kg, niklu 30,9 mg/kg, ołowiu 138,9 mg/kg, wanadu 86,9 mg/kg oraz cynku 477,4 mg/kg. Na podstawie przeprowadzonych badań nie można jednak sformułować wniosków o prawidłowości współwystępowania siarki i pozostałych pierwiastków w materiale badawczym. Otrzymane wyniki nie pozwalają na zaliczenie badanych odpadów do odpadów wydobywczych obojętnych, przede wszystkim ze względu na częste przekroczenia siarki oraz ołowiu i cynku w materiale oraz (w odniesieniu do wielkości wymywania) dodatkowo kadmu, chromu, miedzi, rtęci i niklu.

EN

Production of mining waste is inherent to the mining and enrichment of raw materials, including hard coal. Hard coal production over the years has left a number of objects in the form of variable, in terms of structure and age, mining waste storage facilities (heaps, dumps). These objects are characterized by varying composition and particle size distribution of the material and the conditions prevailing in the solid change over time as a result of physical and chemical weathering processes. In recent years, the economic importance of gangue accompanying coal production has changed and now more and more often it is treated not as waste but as a source of mineral resources for economic use. The paper presents an analysis of the available literature data on the quality of mining waste, both those intended for economic use and accumulated in dumps and heaps. Identification of the quality of mining waste was conducted in the profile of the dump, which remained after the closed Siersza hard coal mine in Trzebinia. the age of stored waste in this location is over 15 years. A majority of the dump’s surface is already reclaimed, and in addition the area has partly already managed to integrate into the landscape through natural reclamation. The material intended for the analyses was collected at the near-surface section of the heap’s profile, from two depth intervals: from 0.2 to 0.3 m below ground level and from 0.4 to 0.7 m below ground level. The material was analyzed in relation to the parameters and limits set for mining waste classified as inert waste. therefore, the samples were examined for the presence of sulfur and arsenic, cadmium, cobalt, chromium, copper, mercury, molybdenum, nickel, lead, vanadium, and zinc. The contents of the components in the total and leachable form was analyzed. The testing of elements leaching from each sample was determined using the static method with the basic 1:10 test. Based on the conducted analyses, it is concluded that the tested waste from the near-surface layer of the mining dump has a strongly variable total content of individual elements, depending on the sampling sites location. The total sulfur content in the waste deposited in the dump more than a dozen years ago reaches a wide range of values, with an average at 1.67% and 4.35%, depending on the depth of the collection. In general, a lower sulfur content is observed in the samples closer to the surface than in the samples collected somewhat deeper in dump. The total arsenic content in the waste deposited in the heap is at an average level of 6.39 mg/kg, cadmium 1.90 mg/kg, cobalt 7.18 mg/kg, chromium 116.19 mg/kg, copper 41.6 mg/kg, mercury 0.15 mg/kg, molybdenum 1.02 mg/kg, nickel 30.9 mg/kg, lead 138.9 mg/kg, vanadium 86.9 mg/kg and zinc 477.4 mg/kg. Based on the conducted studies, one cannot make conclusions about the accuracy of the coexistence of sulfur and other elements in the tested material. The obtained results do not allow for the inclusion of the tested waste into the category of inert mining waste, mainly due to the exceedance of sulfur, lead and zinc content in the material and (in relation to the leaching) also cadmium, chromium, copper, mercury and nickel.

11

Use of random walk in two-dimensional lattice graphs to describe influence of wind and sea currents on oil slick movement

Guze S., Mazurek J., Smolarek L.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 2

147--153

EN

The concept of oil slick movement being influenced by wind and sea currents is elementary for the decision model of the distribution of large oil spill emergency control means at sea. The analysis of water area conditions such as wind and sea currents is elementary for the concept of oil slick movement. The article presents the model of oil slick movement under the influence of wind and sea currents. In building the model, random walk in two-dimensional lattice graphs has been used. The movement of oil slick is analysed in two ways. In the paper, the movement of the oil slick is analysed in two ways without wind and focus on surface sea currents and with wind and currents. Case one assumes no wind and focuses on surface sea currents only using random walk in a two-dimensional square grid graph. Case two assumes that wind is in place, so oil slick is moving due to surface sea currents and wind currents. The description of movement in case two is based on a two-dimensional lattice graph, which is a combination of a triangular grid graph and a hexagonal grid graph. The article also describes the basic assumptions of oil slick model: the definition of water area, oil slick and algorithm for rescue action to contain the oil spill. Oil slick movement concept is elementary for the decision model of oil spill control at sea. The model allows estimating the distance of oil slick from coastal areas.

12

Ocena możliwości rekultywacji odkrywkowych wyrobisk poeksploatacyjnych z wykorzystaniem kruszyw ze skał towarzyszących pokładom węgla kamiennego na przykładzie ZG Janina

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Staszczak J., Mucha J., Paw K.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2016

|

R. 57, nr 5

23--33

PL

Wydobywanie węgla kamiennego jest źródłem powstawania znacznych ilości odpadów (skał płonnych), które deponowane na składowiskach nadpoziomowych przyczyniają się do degradacji krajobrazu i mogą zanieczyszczać środowisko gruntowo-wodne. Znaczna część odpadów wydobywczych nadaje się jednak do powtórnego wykorzystania lub też mogą one zostać uznane za surowiec. Jednym z perspektywicznych obszarów zagospodarowania materiału, jest wykorzystanie produkowanych z nich kruszyw do rekultywacji odkrywkowych wyrobisk pogórniczych. Przeprowadzona w pracy wstępna analiza lokalizacji złóż surowców skalnych w regionach: śląskim, małopolskim i świętokrzyskim, (najbliżej kopalń GZW) wykazała, że znajduje się tam wiele wyrobisk odkrywkowych nadających się do rekultywacji z wykorzystaniem kruszyw produkowanych na bazie skał płonnych. Warunkiem jest, aby kruszywa do wypełniania rekultywowanych wyrobisk posiadały odpowiednie parametry jakościowe, zapewniające bezpieczeństwo dla środowiska gruntowo-wodnego w rejonie ich stosowania. Zdaniem autorów, jednym z ważniejszych kryteriów środowiskowych jest budowa hydrogeologiczna podłoża rekultywowanego wyrobiska (istnienie lub brak zbiorników wód podziemnych). Konieczne jest również stałe monitorowanie zanieczyszczeń obecnych w kruszywach (w tymsiarki) poprzez wykonywanie systematycznego opróbowania dostarczanych partii kruszywa. Wstępne badania zawartości zanieczyszczeń, wykonane dla skał płonnych stanowiących bazę dla kruszyw produkowanych w ZG Janina, potwierdziły możliwość ich wykorzystania do rekultywacji wyrobisk odkrywkowych. Do weryfikacji wyników badań oraz poprawności stosowanych metod kontroli jakości kruszyw autorzy proponują zastosowanie wybranych metod analizy statystycznej.

EN

Mining of hard coal is the source of generation of significant amounts of waste rock (gangue), which deposited in above-ground landfills contribute to the degradation of the landscape and may pollute the soil and water environment. Much of the mining waste is suitable, however, for reuse or it can be treated as a raw material. One of the promising areas of its utilization is the use of aggregates produced from the gangue for the reclamation of opencast post-mining pits. The analysis of the locations of rock mineral deposits showed that in the regions of Silesia, Lesser Poland and Świętokrzyskie (closest to the Upper Silesian Coal Basin mines) there is a number of opencast pits suitable for reclamation using aggregates produced on the basis of gangue. The condition is that the materials used for filling the excavations have adequate quality parameters, ensuring safety for the soil and water environment. One of the most important criteria is the hydro-geological structure of the bed of the reclaimed pit (the presence or absence of groundwater reservoirs). It is necessary to constantly monitor the impurities present in the aggregates (including sulfur) by conducting regular sampling of the supplied aggregates. A study conducted for the aggregates produced at Janina Mine confirmed the possibility of their use for reclamation of opencast mines. To verify the results of research and to validate the testing methods for the quality of aggregates, it is proposed to apply selected methods of statistical analysis.

13

Możliwości zagospodarowania kruszyw i odpadów wydobywczych górnictwa węgla kamiennego ZG Janina w procesach rekultywacji wyrobisk odkrywkowych

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Paw K.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2016

|

T. 32, z. 3

111--133

PL

W ostatnich latach znaczenie gospodarcze skał płonnych wydobywanych w procesie produkcji węgla kamiennego uległo zmianie i obecnie coraz częściej traktowane są one nie jako odpady, ale jako źródło surowców mineralnych do wykorzystania gospodarczego. W całym procesie rekultywacyjnym wyrobisk odkrywkowych, związanym z zagospodarowaniem materiału obcego, celem nadrzędnym jest, aby lokowanie skały płonnej na powierzchni nie spowodowało szkody w środowisku. W pracy przedstawiono wyniki rozpoznania i ocenę możliwości wypełniania odkrywkowych wyrobisk górniczych odpadami wydobywczymi lub innymi materiałami, np. kruszywami produkowanymi na bazie skały płonnej, pochodzącymi z ZG Janina (TAURON Wydobycie S.A.). Badaniami objęto kruszywo oraz muły węglowe z odwadniania na prasach filtracyjnych. Ocena odnosi się do aspektów prawnych oraz uwzględnia wymogi zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska, ze szczególnym naciskiem na ochronę gleb, wód powierzchniowych i podziemnych. Analizę możliwości potencjalnego oddziaływania na środowisko gruntowo-wodne przedsięwzięcia, jakim jest rekultywacja wyrobiska odkrywkowego z wykorzystaniem surowców lub odpadów z górnictwa węgla kamiennego, oparto na badaniach zawartości siarki całkowitej oraz zawartości innych pierwiastków (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, V oraz Zn) w próbkach, a także wymywaniu składników. Przeprowadzono ponadto badania współczynnika filtracji i porowatości, co pozwoliło na określenie przydatności materiału do budowy warstw izolacyjnych. Analizom fizykochemicznym poddano kilkanaście prób skały płonnej, stanowiącej produkt uboczny z procesów wzbogacania węgla kamiennego w ZG Janina. [...]

EN

In recent years, the economic importance of gangue mined during coal production has changed and it is currently treated more and more often not as waste but as a source of mineral resources for economic use. The overriding objective throughout the reclamation process of open-pit mines associated with the utilization of external material is to make sure that the placement of waste rock on the surface does not cause damage to the environment. The paper presents results of the diagnosis and evaluation of the possibility of filling open-pit mine workings with mining waste or other materials, for example aggregates produced on the basis of gangue, originating in the Janina Mine mining plant (a subsidiary of TAURON Wydobycie S.A.). The study involved aggregate or coal silts from dewatering on the filter presses. The evaluation refers to the legal aspects and takes the requirements of pollution prevention into account, with a particular emphasis on soil, surface water and groundwater. The analysis of the potential impact on the soil and water environment of the project involving reclamation of the open-pit excavation with the use of minerals or waste from coal mining was carried out based on a study of the total content of sulfur and other elements in the samples elements (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, V and Zn), as well as of the leaching of components. Moreover, an examination of the coefficient of permeability and porosity was conducted, which allowed the suitability of the material for the construction of insulating layers to be determined. The physical and chemical analyses were conducted on a total of over a dozen samples of waste rock, a byproduct of the enrichment of coal in the Janina Mine plant. [...]

14

Methodology of statistical study of the chemical composition of by-products of coal mining to assess their suitability as materials for reclamation

Mucha J., Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2016

|

T. 32, z. 4

73--89

EN

The results of the research presented in earlier works with the participation of the authors (Klojzy-Karczmarczyk et al. 2016a, b, c) indicate the possibility of the use of mining waste from Janina Coal Mine (Upper Silesian Coal Basin, Poland, TAURON Wydobycie S.A.) or products (aggregates) produced on the basis of gangue for technical reclamation. It is essential for this process to obtain a material with low total sulfur, and it has been shown that the best quality parameters are obtained for the material subjected to modification by the rejection of fine fractions. In this work, the lower limit of the material’s fraction was determined using statistical analysis, wherein with the predetermined but low probability of error, the content of contaminants (sulfur, as well as other elements) does not exceed the allowable limit (reference value). To solve this task, 3 different statistical methods were used: evaluation of guaranteed contents (the maximum for a given degree of probability) of the polluting components, the results of statistical hypotheses testing and analysis of correlation and regression. The applied statistical methods produce results very proximate to each other. [...]

PL

Wyniki badań przedstawione we wcześniejszych pracach z udziałem autorów (Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016a, b, c) wskazują na możliwość wykorzystania odpadów wydobywczych ZG Janina (Górnośląskie Zagłębie Węglowe, Polska, TAURON Wydobycie S.A.) lub produktów (kruszyw) wytwarzanych na bazie skały płonnej do celów rekultywacji technicznej. Istotne jest pozyskanie do tego procesu materiału o niskiej zawartości siarki całkowitej, przy czym wykazano, że najlepsze parametry jakościowe uzyskuje się dla materiału poddanego modyfikacji poprzez odrzucenie frakcji drobnych. W prezentowanej pracy, przy zastosowaniu analizy statystycznej, wyznaczono dolną granicę frakcji materiału, w którym z założonym ale małym prawdopodobieństwem popełnienia błędu, zawartości składników zanieczyszczających (siarki oraz innych pierwiastków) nie przekroczą dopuszczalnej, granicznej zawartości (wartości referencyjnej). Do rozwiązania tego zadania zastosowano 3 różne metody statystyczne: oceny gwarantowanych (maksymalnych dla założonego poziomu prawdopodobieństwa) zawartości składników zanieczyszczających, wyniki testowania hipotez statystycznych oraz analizę korelacji i regresji. Zastosowane metody statystyczne dają wyniki bardzo zbliżone do siebie. [...]

15

Uwarunkowania prawne i środowiskowe rekultywacji wyrobisk odkrywkowych z wykorzystaniem odpadów górnictwa węgla kamiennego lub produktów na bazie skały płonnej

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 90

67--78

PL

Rekultywacja to szereg działań mających przywrócić obszarom zdegradowanym lub zdewastowanym wartości użytkowe lub przyrodnicze. Kierunek i termin wykonania rekultywacji gruntów określają decyzje w sprawach rekultywacji i zagospodarowania. Wypełnianie różnorodnych wyrobisk górnictwa odkrywkowego odpadami wydobywczymi z górnictwa węgla kamiennego lub innym materiałem skalnym powinno się odbywać z uwzględnieniem wymogów zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem gleb, wód powierzchniowych i podziemnych. Odpowiednie przepisy prawne podają wartości graniczne parametrów fizykochemicznych, jakimi powinny się charakteryzować odpady wydobywcze uznawane za obojętne dla środowiska. Jednak w odniesieniu do surowców, będących ubocznym efektem produkcji węgla kamiennego (skała płonna jako produkt w postaci kruszywa), które mogą znaleźć zastosowanie do wypełniania wyrobisk odkrywkowych brak jest jednoznacznych przepisów prawnych dotyczących określania ich bezpieczeństwa dla środowiska. Z tego względu autorzy proponują zastosowanie analizy porównawczej parametrów takich surowców do wymagań prawnych stosowanych do odpadów uznawanych za obojętne i jednocześnie do wymagań prawnych stosowanych dla zapobiegania zanieczyszczeniu środowiska wód podziemnych i powierzchniowych. W pracy poddano analizie jakość przykładowych odpadów wydobywczych „świeżych" (czyli bezpośrednio z produkcji) górnictwa węgla kamiennego. Wyniki uzyskanych analiz zestawiono w odniesieniu do wymagań prawnych, zawartych w aktach wykonawczych, a stosowanych zarówno do odpadów, jak też do jakości środowiska gruntowo-wodnego. Analizy przeprowadzone w pracy dla 3 próbek odpadów oraz analiza danych archiwalnych dla odpadów wydobywczych pokazują złożoność tematu i konieczność stosowania analizy porównawczej jednocześnie do szeregu wartości granicznych stawianych w różnych rozporządzeniach. Zastosowanie jedynie wybranych rozporządzeń może być niewystarczające dla oceny potencjalnego oddziaływania odpadów lub produktów na bazie skaty płonnej na środowisko. Przykładem tego jest ocena zawartości formy wymywalnej siarki oraz metali, która wykazała brak przekroczeń stężeń określonych w aktach wykonawczych do ustawy Prawo wodne ponadto pozwala zaliczyć analizowany materiał do odpadów obojętnych możliwych do składowania na składowiskach odpadów obojętnych. Jednak analiza formy całkowitej wskazuje na potencjalne zagrożenie dla środowiska, ponieważ stwierdzane są częste przekroczenia dopuszczalnej zawartości siarki i innych pierwiastków w odpadach i kruszywach. Dlatego ocena przedsięwzięcia, jakim jest rekultywacja z wykorzystaniem odpadów wydobywczych lub skały płonnej jako produktu powinna być wykonana z uwzględnieniem wszystkich norm i rozporządzeń w zakresie ochrony środowiska, właściwych dla warunków naturalnych w rejonie prowadzonej rekultywacji w celu udowodnienia, że materiały wykorzystane do wypełnienia wyrobiska będą bezpieczne dla środowiska w odpowiednio długim okresie czasu po zakończeniu prac, z uwzględnieniem dynamiki procesu wymywania zanieczyszczeń z bryty obiektu.

EN

Land reclamation means giving or restoring degraded or devastated land its utility or natural value. The method and deadlines for land reclamation are governed by decisions on land reclaim and development. Backfilling of diverse open cast mine pits with mining waste form coal mining or other raw material consisting of gangue should be carried out taking into account the requirements of contamination prevention, with particular emphasis on soil, surface water and groundwater contamination. The relevant legal regulations provide limits for mining waste which may be considered neutral to the environment. However, with respect to raw materials which are a by-product of coal mining (gangue as aggregates) and which may be used in the process of open-pit backfilling there are no clear legal regulations on environmental safety. For this reason, the authors suggest using in this case comparative analysis of legal requirements for waste which is neutral to the environment and of legal requirements applicable in the prevention of groundwater and surface water contamination. In the study the quality of "fresh" mining waste samples (i.e. directly from production) from coal mining. The results of the obtained analyses were listed in comparison to the legal requirements in secondary legislation regarding both waste, as well as the quality of soil and water environment. The analyses carried out in the work for 3 samples of waste and archival data analysis for mining waste show the complexity of the subject and the need for comparative analysis of a series of threshold values in a variety of regulations. Application of only selected regulations may produce an image which is insufficient for assessing the potential impact of waste or gangue material on the environment. An indication of such mode of conduct is an assessment of the content of leachable forms of sulphur and various metals, which showed no exceedences in relation to the requirements in the regulations pursuant to the Water Act and also generally allows to consider the analysed material as waste deposited in inert waste landfills. However, an analysis of the total form gives a different picture of the potential threats. Frequent exceedences of threshold values for sulphur as well as other elements in the various areas, especially protected ones, are analysed in each case. It is important to qualify a project such as reclamation using mining waste or gangue material from the point of view of meeting a series of standards and regulations on environmental protection in reclaimed sites in order to prove that the materials used for reclamation involving backfilling will be safe for the environment over a sufficiently long period of time, taking into account the dynamics of the process of soil leaching with a object after completion of the work.

16

Stochastyczny model dryfu rozlewu olejowego

Mazurek J., Smolarek L.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2015

|

nr 92

98--106

PL

Artykuł prezentuje stochastyczny model dryfu rozlewu olejowego na morzu. Model rozlewu olejowego to model kontroli rozlewu na morzu; zawiera on algorytm przeprowadzenia akcji ratowniczej, polegającej na otoczeniu rozlewu oraz analizę czasu trwania akcji ratowniczej. W celu uwzględnienia parametrów prądów morskich i wiatrów na ruch plamy rozlewu powstała koncepcja przemieszczania się plamy rozlewu olejowego.

EN

In the article the stochastic model of the oil spill drift is presented. The oil spill model is a model of oil spill control on the sea; it includes an algorithm of rescue action performance consisting in surrounding the spill, and an analysis of the rescue action time. In order to take into account the influence of sea currents and winds parameters on the spill slick movement, a concept of the model of oil spill slick movement has been developed.

17

Zawartość rtęci w osadach dennych rzek Rudawa i Prądnik

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/1

820--24

EN

Aquatic ecosystems, including river sediments, are particularly vulnerable to contamination with mercury compounds. One of the most visible effects of increased mercury pollution are changes in the concentration of this element in the bottom sediments of rivers that collect surface water from industrial areas, where numerous sources of mercury emissions are found. The aim of the study conducted in 2014, was to assess mercury contamination of the bottom sediments in the Rudawa and Pr¹dnik rivers in areas with different land use: urban-industrial and agricultural, and thus to recognize the possibility of a potential threat to the environment including the groundwater. For the purpose of comparison, results of research conducted by the authors for the Chech³o river bottom sediments in 2007 were used. Mercury contamination of bottom sediments of the Rudawa, Pr¹dnik rivers and the previously studied Chech³o river is characterized by considerable diversity and variability from the spring to their mouth. The highest mercury contamination was found in the sediments of the Chech³o river, especially in the mining area. Average mercury content in the sediments of the Chech³o river is 0.380 mg/kg. The studies have shown the lowest mercury content in the Rudawa river sediments, where the mean values are between 0.066 mg/kg and 0.071 mg/kg, depending on the depth of sampling. The mean levels of mercury in the sediments of the Pr¹dnik river are higher at between 0.203 and 0.246 mg/kg. Mercury contamination in the river Pr¹dnik’s sediments increases in the lower course, particularly in the vicinity of Krakow metropolitan area. No observed a clear correlation between total mercury content in the test samples and the share of silt and clay fractions in the bottom sediments.

18

Badania zawartości rtęci i siarki w odpadach z obszaru nieczynnej hałdy odpadów górnictwa węgla kamiennego

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

289--301

PL

Produkcja węgla kamiennego pozostawiła szereg obiektów w postaci różnych, pod względem strukturalnym i wiekowym, składowisk odpadów pogórniczych (hałd, zwałowisk). Hałdy odpadów górniczych to obiekty, które charakteryzują się zmiennym składem i uziarnieniem materiału, a warunki panujące w bryle zmieniają się w czasie w wyniku procesów wietrzenia fizycznego i chemicznego. Celem prezentowanych badań jest rozpoznanie zawartości rtęci oraz zawartości siarki w formie całkowitej oraz w formie wymywalnej w profilu hałdy górniczej, jaka pozostała po zamkniętej kopalni węgla KWK „Siersza” w Trzebini. Czas sezonowania odpadów przekracza w tym miejscu 15 lat. Powierzchnia hałdy jest w trakcie rekultywacji, a obszar ten zdążył się już częściowo wkomponować w krajobraz na drodze naturalnej sukcesji roślinnej. Materiał przeznaczony do analiz pobierano w przypowierzchniowym odcinku profilu hałdy, z dwóch przedziałów głêbokości: od 0,2 do 0,3 mp.p.t. oraz od 0,4 do 0,7 mp.p.t. W pobranych próbkach oznaczono zawartość całkowitą związków rtęci oraz związków siarki. Badania prowadzono dla próbek w stanie powietrzno-suchym a uzyskane wyniki przeliczono na stan suchy (Hgd, Sd) i podano w mg/kg s.m. Dodatkowo wyznaczono wielkość potencjalnie wymywanych związków rtęci oraz siarki do środowiska gruntowo-wodnego. Badania wielkości wymywania zanieczyszczeń z poszczególnych próbek określono metodą statyczną z zastosowaniem testu podstawowego 1:10. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdza się, że w badanych odpadach z warstwy przypowierzchniowej hałdy górniczej całkowita zawartość siarki oraz zawartości siarczanów w wyciągach wodnych są zdecydowanie zróżnicowane w punktach. Mniejsze zróżnicowanie obserwowane jest dla zawartości rtęci. Charakterystyka analizowanych próbek jest doskonałym elementem poznawczym w zakresie tworzenia całościowego obrazu zagrożenia dla środowiska gruntowo-wodnego pochodzącego ze starych, nieeksploatowanych już od wielu lat obiektów. Calkowita zawartość siarki w odpadach zdeponowanych na hałdzie przed kilkunastoma laty kształtuje się w szerokich granicach, osiągając uśrednioną wartość na poziomie 1,67 oraz 4,35% w zależności od głębokości poboru. Często obserwuje się niższe zawartości siarki w próbkach pobranych bliżej powierzchni niż w próbkach pobranych nieco głębiej. Zawartość oznaczonych siarczanów w wyciągach wodnych jest wysoka, a ich wartość uśredniona kształtuje się na poziomie około 1500 mg/dm3 i w większości przypadków przekracza warunki graniczne, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi. Zwiększenie obecności siarczanów w odpadach i ich wysoka wymywalność, sięgająca nawet kilkudziesięciu procent w stosunku do zawartości całkowitej, jest wynikiem przemian zachodzących w bryle zwałowiska na przestrzeni czasu. Całkowita zawartość rtęci w odpadach deponowanych na hałdzie kształtuje się na uśrednionym poziomie odpowiednio 0,132 oraz 0,266 mg/kg. Istotnym zagadnieniem jest ponadto określenie możliwości wzajemnego powiązania między występowaniem związków rtęci i siarki w odpadach zgromadzonych od lat na zwałowiskach. Na podstawie przeprowadzonych badań nie można jednak sformulować wniosków o prawidłowości współwystępowania rtęci i siarki w materiale badawczym. Brak korelacji pomiędzy występowaniem w próbkach siarki oraz rtęci jest potwierdzeniem dużego zróżnicowania związków rtęci w węglach i odpadach węglowych, a także odmiennych procesów decydujących o przemianach związków rtęci oraz związków siarki.

EN

The production of coal has left a number of mine waste dumps which differ in terms of structure and age (waste heaps, stockpiles). Heaps of mining waste are characterised by a variable composition and particle size distribution of the material, and the conditions prevailing in the dump change over time as a result of processes of physical and chemical weathering. The aim of this study is to identify the content of mercury and sulphur in the total and sulphate form (leached into the water environment) within the profile of the mining heap from the disused “Siersza” coal mine in Trzebina. Seasoning I’m nottime of thewaste in this location exceeds 15 years. The majority of the heap has not been reclaimed; however, the area has already partly managed to integrate into the landscape through natural processes. The material intended for the analyses was sampled in the subsurface section of the heap from two depth ranges – 0.2 to 0.3 m below ground level and 0.4 to 0.7 m below ground level. The samples were analysed for total mercury compound and sulphur compound content. Tests were carried out on the samples in air-dry condition, and the obtained data were converted to a dry state (Hgd, Sd) reported in mg/kg DM. Additionally, the amount of mercury and sulphur compounds potentially leached to the soil-water environment was determined. Analyses of the amount of leaching waste for individual samples were conducted via a static method using a basic 1:10 test. Based on these analyses, it may be concluded that in the examined waste from the subsurface horizon of the mining heap, the total sulphur and sulphate content in water extracts varies significantly in certain points. Less variation is observed for mercury content. The characteristics of the analysed samples provide excellent cognitive material in the development of a comprehensive image of soil-water environment hazards originating from such facilities that have been out of use for many years. Total sulphur content in the waste deposited in the heap over ten years ago covers a wide range with an average value of between 1.67% and 4.35%, depending on the depth of the sample. Generally, lower sulphur content in the samples closer to the surface can be observed than in the samples collected somewhat deeper. The content of the determined sulphates in water extracts is high, averaging about 1,500 mg/dm3 and inmost cases exceeding the limit values to be met when sewage is discharged into water or soil. The increasing content of sulphates in the waste and their high leachability – reaching several tens of percent relative to the total content – is the result of the changes taking place in the body of the heap over time. The total amount of mercury in the waste deposited in the heap is at an average level of 0.132 mg/kg to 0.266 mg/kg. It is also important to determine the possibility of correlations between the occurrence of mercury and sulphur compounds in the waste accumulated in the dumps over periods of many years. However, conclusions about the conditions for the co-occurrence of mercury and sulphur in the examined material cannot be made based on the conducted study. A lack of correlation between the occurrence of sulphur and mercury in the samples confirms a notable diversity of mercury compound content in coals and coal wastes as well as different processes affecting the transformation of mercury compounds and sulphur compounds.

19

An analysis of the impact of a liqudated salt mine and an municipal landfill on the quality of the Malinówka stream water in the former Barycz mining area

d’Obyrn K., Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 4

113--132

EN

Monitoring studies of the quality of the soil and water environment in the former Barycz mining area of the Wieliczka Salt Mine, a section currently used as municipal landfill, have been continuously conducted since 2000. The location of monitoring sites and the range of the monitored parameters were selected based on available historical data, taking into account the local geological and hydrogeological structure as well as hydrological conditions in the area of potential impact of the landfill. The Malinówka catchment monitoring study conducted by Wieliczka Salt Mine and MEERI PAS covers both a point above the landfill (point E) and a point located below the municipal landfill (point D) (Fig. 1). The adopted sampling scheme allows a comparison of the current level of contamination below the landfill with the local hydrogeochemical background, which the results of the measurements of the chemical composition of water in the headwater region of the Malinówka stream may be taken to represent. The paper presents averaged quarterly results of water quality measurements of the Malinówka stream between 2012 and 2014. Chloride, nitrate, and phosphate concentrations in the waters of the Malinówka stream sampled at the site below the landfill were, on average, several times higher than in the headwater regions. The chloride content in the water below the landfill was, on average, about 50 mg/dm3, while below the landfill it increased four-fold. Nitrate and phosphate content increased several-fold, but presented low values of up to several mg/dm3. Generally, there was no significant increase in heavy metal content at the site below the landfill. Their values both at point E as well as point D are low, often below the limit of quantification. In the waters of the Malinówka stream below the landfill (point D), only small increases in copper, zinc, and mercury content, and in individual cases chromium, were observed. [...]

PL

Badania monitoringowe jakości środowiska gruntowo-wodnego na terenach byłego obszaru górniczego Barycz Kopalni Soli w Wieliczce a wykorzystywanego obecnie pod składowanie odpadów komunalnych, prowadzone są nieprzerwanie od 2000 roku. Lokalizacja punktów monitoringu oraz zakres badanych parametrów zostały oparte na posiadanych danych archiwalnych, przy uwzględnieniu lokalnej budowy geologicznej, hydrogeologicznej oraz warunków hydrologicznych w rejonie potencjalnego oddziaływania składowiska. Prowadzony przez Kopalnię Soli Wieliczka S.A. oraz IGSMiE PAN monitoring zlewni Malinówki obejmuje swym zakresem zarówno punkt położony na odcinku powyżej składowiska (punkt E), jak i punkt zlokalizowany poniżej składowiska odpadów komunalnych (punkt D) (rys. 1). Przyjęty system opróbowania pozwala na porównanie aktualnego poziomu zanieczyszczenia poniżej składowiska z lokalnym tłem hydrogeochemicznym, za jakie można uznać wyniki pomiarów składu chemicznego wód w rejonie źródliskowym Malinówki. W pracy przedstawiono, uśrednione w kwartałach, wyniki pomiarów jakości wód Malinówki z lat 2012–2014. Stężenia chlorków oraz azotanów i fosforanów w wodach potoku Malinówka, pobieranych w punkcie poniżej składowiska, kształtują się na średnim poziomie kilka razy wyższym niż w rejonach źródliskowych. Zawartość chlorków w wodach przed składowiskiem kształtuje się na uśrednionym poziomie około 50 mg/dm3, natomiast poniżej składowiska wzrasta czterokrotnie. Zawartość azotanów i fosforanów wzrasta natomiast kilkakrotnie przyjmując jednak niskie wartości na poziomie do kilku mg/dm3. Generalnie nie zauważa się zdecydowanego podwyższenia zawartości metali ciężkich w punkcie poniżej składowiska. Ich wartości zarówno w punkcie E, jak i w punkcie D są niskie, często poniżej granicy oznaczalności. W wodach potoku Malinówka poniżej składowiska (punkt D) obserwowany jest jedynie niewielki wzrost zawartości miedzi, cynku i rtęci oraz w pojedynczych przypadkach także chromu.

20

Oil Spill Models: A State of the Art of the Grid Map as a Function of Wind, Current and Oil Parameters

Mazurek J., Smolarek L.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2013

|

Vol. 7, no. 1

19--23

EN

An integrated model, which contains flow and transport‐fate modules, will be presented for simulating transport and fate of oil spills at seas. The flow module uses different kinds of meshes that provide great flexibility for modeling the flow in complex geometries of currents and barriers. The refined grid resolution in regions of interest is important. Horizontal diffusion is simulated using random walk techniques in a Monte Carlo framework, whereas the vertical diffusion process can be solved on the basis of the Langeven equation. The model contains the most significant processes which affect the motion of oil particles. For a better fit to the curvature of the coastline there are used unstructured non overlapping rectangular or triangle grid cells. Special attention must be paid to choose the horizontal and vertical resolution in simulating the oil trajectory in the coastal area.