Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przegląd i analiza wymagań prawnych w zakresie możliwości gospodarowania odpadami pochodzącymi z działalności górnictwa nafty i gazu

Kukulska-Zając Ewa, Król Anna

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 10

735--742

PL

Poszukiwanie i eksploatacja złóż węglowodorów wiążą się z generowaniem odpadów wiertniczych, które zaliczane są do odpadów wydobywczych. Gospodarowanie odpadami wydobywczymi podlega wymaganiom zawartym w regulacjach prawnych zarówno na poziomie UE, jak i na poziomie krajowym. Zgodnie z zapisami zawartymi w obowiązujących aktach prawnych w tym zakresie w pierwszej kolejności rekomendowane jest zapobieganie powstawaniu odpadów wydobywczych oraz ograniczanie ilości wytwarzanych odpadów wydobywczych i ich wpływu na środowisko. Kolejnym krokiem w zagospodarowywaniu odpadów wydobywczych jest ich odzysk, a ostatnim unieszkodliwianie poprzez składowanie na odpowiedniego typu składowiskach. W niniejszym artykule omówiono obowiązujące regulacje prawne, krajowe i wspólnotowe, dotyczące możliwości zagospodarowania odpadów powstających w wyniku działalności górnictwa nafty i gazu. Ilość obowiązujących aktów prawnych w przedmiotowym obszarze jest stosunkowo duża, a wśród najważniejszych regulacji wymienić należy: Ustawę z dnia 10 lipca 2008 r. o odpadach wydobywczych (Ustawa z dnia 10 lipca 2008 r.), Ustawę z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r.) oraz Ustawę z dnia 9 czerwca 2011 r. – Prawo geologiczne i górnicze (Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r.). Przeprowadzony przegląd pokazał wyraźnie, że należy dążyć do ograniczania ilości wytwarzanych odpadów wydobywczych i ich ponownego wykorzystania. W świetle obowiązujących regulacji prawnych do odpadów wiertnicznych można zastosować kilka z rekomendowanych w załączniku do Ustawy (Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r.) sposobów unieszkodliwiania odpadów, tj. procesy D1 (składowanie w gruncie lub na powierzchni ziemi), D2 (przetwarzanie w glebie i ziemi), D3 (głębokie zatłaczanie), D5 (składowanie na składowiskach w sposób celowo zaprojektowany), D7 (odprowadzanie do mórz i oceanów) oraz D9 (obróbka fizyczno-chemiczna). Składowanie takich odpadów na składowiskach jest ostatecznością. Odpady wydobywcze, w tym wiertnicze, można zgodnie z obowiązującymi regulacjami prawnymi składować w podziemnym składowisku odpadów lub w obiekcie unieszkodliwiania odpadów wydobywczych. Jednak mimo stosunkowo dużej ilości aktów prawnych dotyczących możliwego zagospodarowania odpadów wydobywczych na poziomie krajowym, brak jest nadal uregulowań wyczerpujących całą tematykę gospodarowania tego typu odpadami. Ponadto polskie prawo jest często w przedmiotowym zakresie także niespójne.

EN

The exploration and exploitation of hydrocarbon deposits is associated with the generation of drilling waste, which is classified as extractive waste. Extractive waste management is subject to the requirements contained in legal regulations at both EU and national level. In accordance with the provisions of applicable legal acts, it is recommended to prevent the production of extractive waste, to limit its generated amount and the impact on the environment. The next step in the management of extractive waste is its recovery, and the last is disposal in appropriate landfills. This article discusses applicable legal, national and EU regulations regarding the possibilities of waste management arising from the activity of oil and gas mining. The number of applicable legal acts in the area is relatively large, and the most important regulations include the Extractive Waste Act of July 10, 2008 (Ustawa z dnia 10 lipca 2008 r.), Waste Act of December 14, 2012 (Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r.) and the Act of June 9, 2011 – Geological and Mining Law (Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r.). The review has clearly shown that efforts should be made to reduce the amount of the extractive waste generated and to reuse it. In the light of applicable legal regulations, several of the waste disposal methods recommended in the Annex to the Act (Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r.) can be applied to drilling waste, i.e. D1 processes (storage in the ground or on the soil surface), D2 (processing in the soil and on the ground), D3 (deep injection), D5 (storage in landfills in a deliberately designed way), D7 (discharge to seas and oceans) and D9 (physico-chemical treatment). Storage of such waste in landfills is the last resort. Extractive waste, including drilling waste, may be stored in an underground waste disposal facility or in an extractive waste disposal facility in accordance with applicable legal regulations. However, despite the relatively large number of legal acts regarding the possible management of extractive waste at the national level, there are still no regulations exhausting the entire subject of managing this type of waste. In addition, Polish law is often inconsistent in this respect.

2

Badania przydatności produktów prażenia odpadów wiertniczych do zastosowań w materiałach wiążących

Jamrozik Aleksandra, Malata Grzegorz, Gonet Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 5

784--787

PL

W składzie odpadów wiertniczych zidentyfikowano głównie minerały ilaste z grupy smektytu, kaolinitu oraz chloryty, baryt, kwarc, różnorodne węglany i sole (najczęściej NaCl i KCl). Obecne były również substancje organiczne, głównie polimery oraz kompleksy polimerowo-ilaste. Potwierdzono tezę, że materiał pochodzący z obciążonych olejowych płuczek wiertniczych może stać się po obróbce termicznej efektywnym składnikiem zapraw cementowych, wykorzystywanych jako osłony przed promieniowaniem jonizującym. Zaolejone odpady wiertnicze wysuszono w temp. 105°C przez 24 h i następnie w temp. 800°C przez 2 h celem wypalenia związków organicznych. Materiał o uziarnieniu poniżej 0,1 mm dodawano w ilości 25% mas. do cementu portlandzkiego i badano parametry zapraw cementowych. Stwardniałe zaprawy cementowe badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej i metodami SEM i porównano z zaprawami referencyjnymi.

EN

Oiled drilling wastes were heated at 105°C for 24 h to remove moisture and then at 800°C for 2 h to remove org. compds. to decomp. CaCO₃, resp. The material was then shredded to a grain size below 0.1 mm and added (25% by mass) to Portland cement to det. the phys. and chem. parameters of the cement mortars. The hardened cement mortar was studies by X-ray diffraction anal. and found comparable to ref. mortar.

3

Toxicological evaluation of thermal treatment of drilling waste from shale gas exploration in Poland

Drzewicz Przemysław, Nałęcz-Jawecki Grzegorz, Drobniewska Agata, Zgadzaj Anna, Smoliński Adam, Krzan Marcel, Starzycka Anita

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2019

|

Vol. 26, nr 1

45--57

EN

The oil containing drilling waste is a worldwide environmental problem associated with oil and gas exploration. In Poland, the problem of the drilling waste has become important since starting of shale gas exploration. The results of thermal treatment of drilling waste from shale gas exploration are presented. It has been shown that organic content vaporized completely at temperature up to 500 °C. The main problem is high content of chloride, sulfate, sodium, potassium, magnesium in the waste and its water leachate. Toxicity tests confirmed that high salinity of the samples pose important risk for environment. Due to the high content of barium, the drilling waste may be utilized in production of cement with high chemical and heat resistance and opaque to X-ray. Thermal treatment process is a viable option for remediation of the drilling waste; however, the product of the process needs further treatment in order to remove its high salinity.

4

Bioakumulacja metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych w biomasie koniczyny łąkowej uprawianej na podłożach zawierających odpady wiertnicze

Kujawska J., Pawłowska M.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 4

565--570

PL

Odpady wiertnicze, w skład których wchodzi zużyta płuczka i urobek wiertniczy (zwierciny) charakteryzują się dużą zawartością metali, których wodorotlenki alkalizują środowisko. Migracja tych metali do otoczenia stanowi potencjalne zagrożenie dla gleb i wód ze względu na możliwość zakłócania szlaków przemian chemicznych związków mineralnych i organicznych oraz ich toksyczne działanie na organizmy żywe. Wysokie stężenie kationów zasadowych może utrudniać wybór metody zagospodarowania odpadów wiertniczych, ale może być również argumentem za ich stosowaniem w charakterze środka odkwaszającego na rekultywowanych składowiskach odpadów mineralnych zawierających składniki kwasogenne, np. piryt. W celu oceny potencjalnego ryzyka związanego z obecnością odpadów wiertniczych w środowisku glebowym przeprowadzono doświadczenie wazonowe na glebie kwaśnej z dodatkiem odpadów wiertniczych (stanowiących 2,5%, 5%, 10%, 15% mas. podłoża), z użyciem koniczyny łąkowej (Trifolium pratense) jako rośliny testowej. Określono zawartość Ca, Mg, K i Na w podłożach glebowych oraz w biomasie roślin i oceniono wpływ zawartości wielkości dawki odpadu na stężenia poszczególnych metali w podłożu oraz ich akumulację w roślinach. Stwierdzono, że odpady wiertnicze wpłynęły na zwiększenie akumulacji Na, K i Ca w biomasie nadziemnej i korzeniowej koniczyny w stosunku do roślin kontrolnych.

EN

Drilling cuttings were added (2.5-15% by mass) to soil and used for growing red clover (Trifolium pratense). The effect of the concn. of Ca, Mg, K and Na in soil on their bioaccumulation inside the biomass was studied. Migration of the metals inside the plant tissues was also evaluated. The addn. of drilling waste to the soil resulted in an increase in the accumulation of Na, K, and Ca both in the overground and underground parts of the plant.

5

Badania biodegradacji odpadów wiertniczych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi

Steliga T., Jakubowicz P., Kapusta P., Kluk D.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 10

1666--1675

PL

Ustalono optymalne parametry procesu oczyszczania oraz opracowano skład biopreparatu z mikroorganizmów autochtonicznych (bakterie) i jego modyfikacje (grzyby i drożdże). Przeniesienie uzyskanych wyników z badań laboratoryjnych na warunki przemysłowe umożliwi sukcesywne (etapowe) obniżanie zawartości substancji ropopochodnych na skażonym terenie aż do poziomu wymaganego przez obowiązujące przepisy. Zastosowany aparat analityczny pozwala na monitorowanie i pełną kontrolę przebiegu procesów oczyszczania oraz dostarcza danych potwierdzających zakończenie biodegradacji substancji ropopochodnych i brak toksyczności gleby na oczyszczanym terenie.

EN

Aged drilling wastes were remediated under lab. and pilot plant conditions. An enrichment of the wastes in microbial species of autochthonous microorganisms resulted in decrease in contents of petroleum-derived contaminants from 200 g/kg dry mass to an acceptable level of 998 mg/kg dry mass. A low content of contaminants and a lack of soil toxicity after purifn. were proven by phys., chem., chromatog. and toxicolog. analyses.

6

Zastosowanie testów toksykologicznych w przemyśle naftowym

Steliga T., Jakubowicz P., Wojtowicz K., Kluk D.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 9

684--689

PL

Obecność różnorodnych zanieczyszczeń w odpadach przemysłowych oraz możliwość zanieczyszczenia wód powierzchniowych i podziemnych oraz gleby substancjami toksycznymi, które nie są wymieniane w obowiązujących wykazach środków toksycznych, stwarza konieczność przeprowadzania badań własności toksycznych gleby, wód i odpadów z wykorzystaniem testów toksykologicznych bezpośredniego kontaktu. Omówiono badania zmian toksyczności zachodzących podczas procesów bioremediacji zastarzałych odpadów wiertniczych z dołu urobkowego. Przedstawiono także wyniki badań toksyczności płynów do hydraulicznego szczelinowania i uzyskiwanych płynów pozabiegowych. Przeprowadzone próby zastosowania nowoczesnych testów toksykologicznych (Microtox, MARA, test Amesa, testy typu toxkit) w przemyśle naftowym dowodzą, że uzyskane wyniki mogą stanowić podstawę do oceny zagrożeń stwarzanych dla środowiska oraz być pomocne przy wyborze metod zapobiegania skażeniom oraz zagospodarowania różnorodnych materiałów i odpadów generowanych przez przemysł.

EN

The presence of various pollutants in industrial waste and the possibility of surface and underground waters, and soil contamination with unknown substances (not listed as toxic substances) creates the necessity to examine soil, water and waste toxic properties with the use of toxicological tests of direct contact. Described are studies of soil toxicity changes during bioremediation of old drilling wastes. The data of toxicity tests of hydraulic fracturing fluids and flowback waters is also presented. Practical application of innovative toxicological tests (Microtox, MARA, AMES, and toxkit-type tests) carried out in the oil industry, have proven, that the data can be used to assess the environmental threat. They can also be helpful in the selection of methods for preventing contamination and management of different materials and waste generated by oil industry.

7

Efektywność biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w zestarzałym odpadzie z dołu urobkowego

Steliga T., Jakubowicz P., Kapusta P., Wojtowicz K.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 10

752--758

PL

W artykule przedstawiono ocenę efektywności biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w trakcie etapowego oczyszczania zestarzałego odpadu, który zdeponowano w dole urobkowym G-70. Odpad z dołu urobkowego G-70 był silnie zanieczyszczony substancjami ropopochodnymi (TPH) (14 258÷120 380 mg/kg s.m.) i BTEX (68,9÷92,7 mg/kg s.m). Etapowa technologia oczyszczania odpadów wiertniczych metodą in situ obejmuje: wstępną remediację, modyfikację struktury odpadu, bioremediację podstawową stymulowaną przez wapnowanie i nawożenie (wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne) oraz inokulację biopreparatami opracowanymi na bazie autochtonicznych niepatogennych gatunków bakterii, grzybów i drożdży. Rozbudowany monitoring procesów bioremediacyjnych oparty na chromatograficznych analizach zanieczyszczeń ropopochodnych i badaniach parametrów fizyczno-chemicznych oraz mikrobiologicznych (całkowita liczba mikroorganizmów, liczba mikroorganizmów rozkładających węglowodory ropopochodne, liczba grzybów, identyfikacja rodzajowa i gatunkowa bakterii i grzybów oraz aktywność dehydrogenazowa) w pełni pozwala na optymalizację ich przebiegu oraz ocenę efektywności opracowanych biopreparatów. Po przeprowadzeniu w roku dwóch serii inokulacji biopreparatem na bazie autochtonicznych niepatogennych gatunków bakterii (G-70-1) najszybciej zachodziła biodegradacja węglowodorów alifatycznych o długości łańcucha nC9–nC20 w zakresie: 47,8÷69,6%, zaś w przypadku węglowodorów o długości łańcucha nC21–nC36 w zakresie: 25,7÷51,4%. Uzyskano także obniżenie zawartości BTEX o 53,9%. Wzbogacenie biopreparatu (G-70-1) o autochtoniczne niepatogenne gatunki grzybów i drożdży (G-70-2) oraz przeprowadzenie w II roku oczyszczania trzech serii inokulacji przyczyniły się do wzrostu stopnia biodegradacji węglowodorów z zakresu nC9–nC22 o 51,3÷79,5%, węglowodorów cięższych nC23–nC36 o 39,6÷54,4% oraz BTEX o 79,8%. Po zakończeniu oczyszczania sumaryczna zawartość węglowodorów ropopochodnych w odpadzie wynosiła poniżej 1000 mg TPH/kg s.m., co pozwoliło na przywrócenie aktywności biologicznej na tym terenie.

EN

The article presents an assessment of the biodegradation efficiency of petroleum hydrocarbons during the treatment of weathered drilling waste, which was deposited in the G-70 waste pit. The waste was strongly contaminated with hydrocarbons – TPH (14 258÷120 380 mg/kg dry mass) and BTEX (68.9÷92.7 mg/kg dry mass). Stage technology of drilling waste treatment with an in-situ method includes: initial remediation, modification of waste structure, basic bioremediation stimulated by liming and fertilization (enrichment of waste with biogenic components), and inoculation with biopreparation based on autochthonous nonpathogenic bacteria, fungi and yeast. Extended monitoring of the bioremediation, based on chromatographic analyses of petroleum hydrocarbons, physicochemical tests and microbiological research (total number of microorganisms, number of microorganisms decomposed of hydrocarbons, number of fungi, genus and species identification of bacteria as well as fungi and dehydrogenases activity), enables optimization of their course and assessment of developed biopreparations effectiveness. During two series of inoculation with G-70-1 biopreparation done in the first year of treatment, biodegradation was the most effective in the case of aliphatic hydrocarbons of nC9–nC20 chain (47.8÷69.6%) whereas it was slightly lower for those of nC21–nC36 (25.7÷51.4%). Aromatic compounds (BTEX) were degraded by 53.9%. Application of biopreparation, enhanced with fungi and yeast (G-70-2) during the second year of treatment (3 series of inoculation), resulted in TPH decrease for hydrocarbons: nC9–nC22 by 51.3÷79.5%, for nC23–nC36 by 39.6÷54.4% and BTEX by 79.8%. After the treatment, TPH level was reduced below 1000 mg/kg dry mass and conditions were created for the restoration of biological activity.

8

Assessment of mechanical parameters and physical and chemical properties of solidified drilling-related waste

Steliga T., Uliasz M., Kotwica Ł., Kremieniewski M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 1

97--118

EN

Research works were undertaken at the Oil and Gas Institute–National Research Institute, in order to solidify drilling-related waste with the use of Portland cement CEM I 32.5R, hydraulic binder SCQ 25, as well as an additive of sodium water glass fulfilling a function of the binding activator. The aim of the conducted works was to assess the efficiency of the solidification of drilling-related waste in terms of the possibility of its further use or storage. Drilling-related waste solidified with individual components was subjected to tests in terms of the possibility of its deposition on a landfill for hazardous waste according to the Regulation of the Minister of Economy and Labor dated January 8, 2013 on the Criteria and Procedures of Approval of Waste for Storage at a Landfill for a Specific Type of Waste (Journal of Laws of 2013, item 38). The paper presents the optimal methods of the management of drilling-related waste containing the remains of drilling fluid. Attempts of solidification were conducted according to the bases of operation of modern waste management, taking the possible harmfulness of the generated waste on the environment into account. The test material was the drilling-related waste from the B-1 and P-1 opening drilled with the use of bentonite drilling fluid and salted polymer-potassium drilling fluid, while the disposal through solidification was conducted by offering a new technology of solidification developed at INiG-PIB with the use of binding agents selected based on laboratory tests (sodium water glass + additives of hydraulic binder/Portland cement CEM I 32.5R as well as the SCQ 25 binder). The obtained results of the analyses of the leachability of harmful substances after the solidification of drilling waste prove that the solidified samples do not meet the criteria for the acceptance of the obtained semi-finished products to be deposited at a landfill. This is associated with exceeding the acceptable content of dissolved organic carbon (DOC), despite the fact that the obtained (TDS) and remaining indicators were within the range acceptable by the standard. The presented method of immobilization of drilling-related waste allows for the proper selection of the quantitative and qualitative composition of immobilizing agents in the future. Such an activity will contribute to the management of drilling-related waste in a manner neutral to the natural environment.

PL

W Instytucie Nafty i Gazu–Państwowym Instytucie Badawczym podjęto prace badawcze w celu zestalenia odpadów wiertniczych przy użyciu cementu portlandzkiego CEM I 32,5R, spoiwa hydraulicznego SCQ 25 oraz dodatku szkła wodnego sodowego pełniącego funkcję aktywatora wiązania. Celem realizowanych prac była ocena efektywności zestalania odpadów wiertniczych pod kątem możliwości ich dalszego wykorzystania bądź składowania. Zestalone poszczególnymi komponentami odpady wiertnicze poddano badaniom pod kątem możliwości ich składowania na składowisku odpadów niebezpiecznych zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 8 stycznia 2013 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu (Dz. U. z 2013 r. poz. 38). W publikacji przedstawiono optymalne metody zagospodarowania odpadów wiertniczych zawierających pozostałości płuczki wiertniczej. Próby zestalania przeprowadzono zgodnie z podstawami funkcjonowania współczesnej gospodarki odpadami biorąc pod uwagę potencjalną szkodliwość dla środowiska wytwarzanych odpadów. Materiałem badawczym były odpady wiertnicze z otworu B-1 oraz P-1 wiercone przy użyciu płuczki bentonitowej i zasolonej płuczki polimerowo-potasowej, natomiast unieszkodliwianie poprzez zestalanie przeprowadzono proponując nową technologię zestalania opracowaną w INiG-PIB przy użyciu środków wiążących wytypowanych na podstawie badań laboratoryjnych (szkło wodne sodowe + dodatki spoiwa hydraulicznego/cement portlandzki CEM I 32,5R oraz spoiwo SCQ 25). Uzyskane wyniki analiz wymywalności substancji szkodliwych po zestaleniu odpadów wiertniczych dowodzą, że zestalone próbki nie spełniają kryteriów dopuszczenia otrzymanych półproduktów do składowania na składowisku. Związane jest to z przekroczeniem dopuszczalnej zawartości rozpuszczonego węgla organicznego (DOC), pomimo iż uzyskane (TDS) oraz pozostałe wskaźniki zawierały się w przedziale dopuszczalnym przez normę. Przedstawiona metoda immobilizacji odpadów wiertniczych umożliwia w przyszłości odpowiednio dobrać skład ilościowy i jakościowy środków immobilizujących. Działanie takie przyczyni się do zagospodarowania odpadów wiertniczych w sposób neutralny dla środowiska naturalnego.

9

Zasolenie odpadów wiertniczych jako czynnik determinujący możliwość ich zagospodarowania

Jamrozik A., Gonet A., Czekaj L., Fijał J., Ziaja J., Wiśniowski R., Stryczek S.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

972--976

PL

Zasolenie odpadów wiertniczych jest czynnikiem determinującym wybór opcji ich zagospodarowania. Wpływa również na koszty ich utylizacji. Większość soli obecnych w odpadach wiertniczych wykazuje dużą dynamikę i łatwość ługowania. Określenie poziomu zasolenia tych odpadów powinno stanowić istotne kryterium możliwości ich zagospodarowania nie tylko w środowisku gruntowo-wodnym, w geotechnice, ale także w inżynierii materiałowej. Zwrócono uwagę na szczególnie dużą zawartość łatwo ługowalnych soli w odpadach wiertniczych, których odsalanie jest koniecznym etapem utylizacji.

EN

Some elements contained in aq. and non-aq. drilling liqs. were detd. by std. elution test. Chem. compns. of eluates as well as their electrolytic cond. were detd. by at. absorption spectrometry and conductometry, resp. The eluates derived from aq. waste contained much more Na, K, Ca, Cl ions and revealed better electrolytic cond. than the non-aq. eluates. A preliminary desalination of the wastes was recommended.

10

Oznaczanie surfaktantów w próbkach środowiskowych pochodzących z terenów działalności górnictwa naftowego i gazownictwa

Gajec M., Król A., Kukulska-Zając E.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 5

340--349

PL

Ze względu na powszechne stosowanie związków powierzchniowo czynnych, ich toksyczność oraz swobodne przemieszczanie w różnych elementach ekosystemu istotnym zagadnieniem staje się poznanie losu środowiskowego surfaktantów. Związki te obecne są również w produktach oraz odpadach wiertniczych. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki walidacji spektrofotometrycznej metody oznaczania surfaktantów anionowych w próbkach odpadów o złożonej matrycy pochodzących z terenów działalności górnictwa naftowego i gazownictwa. Zaprezentowano również wyniki badań z zastosowaniem opracowanej metody dla próbek rzeczywistych, w tym próbek płynów do szczelinowania oraz próbek ciekłych i stałych odpadów wiertniczych.

EN

Due to the widespread use of surfactants, their toxicity and ability to move freely in different parts of the ecosystem, knowledge about environmental fate of surfactants becomes an important issue. These compounds are also present in drilling products as well as wastes. This article presents the results of validation of a spectrophotometric method for the determination of anionic surfactants in waste samples with complex matrix, deriving from areas of oil and gas industry activity. The article also shows the results of studies based on the developed method applied to real samples including fracturing fluids as well as liquid and solid drilling waste.

11

Zastosowanie odpadów wydobywczych i kompostu z odpadów komunalnych do tworzenia materiałów glebopodobnych do rekultywacji terenów zdegradowanych

Kujawska J., Pawłowska M., Wójcik K., Baran S., Żukowska G., Pawłowski A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

709--721

EN

Exploratory waste, which is created in the course of mining activities, constitutes more than half of all wastes produced in Poland. In majority, they are considered inert, i.e. harmless for the environment, which enables them to be employed in reclamation of degraded areas. However, the lack of basic nutrients and inappropriate granulometric composition necessitates the introduction of components which remove these limitations. The aim of the conducted research was assessing the possibility of producing mechanically and chemically stable soil-like material out of compost from municipal waste and exploratory waste: coal gangue and drill cuttings from shale gas exploration. Physicochemical properties of the created mixtures were investigated, and their impact on the growth of test plant – common wheat – was evaluated. It was observed that the mineral component, which comprised coal gangue and drill cuttings mixed in the weight ratio of 10:1, was a significant source of potassium, whereas the compost yielded nitrogen and improved the physical properties determining the adequate water-air relations. The best conditions for the growth of the best plants were achieved with the mixture consisting in 50% of compost and 50% of mineral component.

12

Wymywalność metali ciężkich z odpadów wiertniczych górnictwa gazu łupkowego

Kujawska J., Cel W., Wasąg H.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

909--919

EN

Drilling waste constitutes industrial waste produced during mining activities involving drilling holes for exploration and exploitation. In Poland, the growing interest in shale gas, and the necessity of extracting it from significant depths led to the production of approximately 80 thousand tons of drilling waste (in 2013). Only a small part of this waste is utilized in the production of construction materials. Over 80% of produced waste is deposited either at the drilling site or on landfills. Therefore, it is important to assess the environmental risk connected with utilization of this type of waste. Drilling waste from shale gas mining contains various kinds of toxic heavy metals, which may be released into the environment by leaching. The paper describes the performed studies and presented the results of leachability, i.e. potential heavy metal mobility, from two types of drilling waste produced through the use of water- and oil-based drilling muds. Standard 24-hour extraction test was performed in water with solid to liquid phase ratio of 1 kg: 10 dm3. It was proven that the susceptibility of heavy metals to leaching from drill cuttings with water-based mud decreases in the order Ba > Zn > Pb > Cu > Ni > Cr, while in the case of drill cuttings with oil-based mud, it changes in the order Ba > Zn > Cr > Ni > Pb > Cu.

13

Reclamation of Drill Cuttings Landfill

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

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

988--1006

PL

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

14

Application of Drilling Waste in the Reclamation of Acidic Soils

Chomczyńska M., Kujawska J., Wasąg H.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

375--388

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.

15

Wykorzystanie biotestów do oceny wpływu dodatku odpadów wiertniczych do gleb

Kujawska J., Pawłowska M., Czechowska-Kosacka A.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 9

1693--1697

PL

Celem badań była ocena fitotoksycznego oddziaływania dodatku do gleby zwiercin powstających w procesie poszukiwania gazu z łupków. Analizowano wpływ siedmiu dawek odpadów wiertniczych (2,5–50% mas.). Fitotoksyczność oceniano za pomocą standardowego testu biologicznego Lepidium. Zastosowanie żyznej gleby czarnoziemnej jako podłoża do wzrostu roślin testowych wykluczało negatywny wpływ składników gleby na rośliny i pozwalało na wyciąganie jednoznacznych wniosków odnośnie toksycznego oddziaływania dodatku odpadów. Zaobserwowano znaczące zahamowanie kiełkowania i wzrostu korzenia pieprzycy przy dodatku powyżej 15% odpadów wiertniczych. Dodatek tych odpadów w dawkach poniżej 5% nie miał działania toksycznego.

EN

Drilling waste cuttings were added to soil (up to 50%) to evaluate their phytotoxicity and effect on the germination and root growth of Lepidium sativum L. A full inhibition of germination and root growth was obsd. only after addn. of more than 15% of the drilling waste.

16

Możliwości zastosowania organiczno-mineralnych odpadów wiertniczych jako składnika budowlanych kompozytów żywicznych

Malata G., Jamrozik A., Gonet A., Wiśniowski R.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 8

1506--1509

PL

Zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych zastosowania organiczno-mineralnych odpadów wiertniczych jako substytutu mikrowypełniacza w budowlanych kompozytach żywicznych. Badania prowadzono na najczęściej stosowanej zaprawie żywicznej, w skład której wchodziło spoiwo żywiczne (polimer), wypełniacz drobnoziarnisty (mikrowypełniacz) i piasek. Jako spoiwo żywiczne zastosowano żywicę epoksydową.

EN

Two Zn or Ba-contg. drilling wastes were used for replacing dolomite and quart fillers in epoxy resin-based construction mortars. No substantial deterioration of the mortar properties was obsd.

17

Zestalanie urobku jako metoda zagospodarowania odpadów wiertniczych

Uliasz M., Steliga T., Kremieniewski M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

677--679

PL

W publikacji zaprezentowano wyniki badań nad doborem środków wiążących oraz efektywnością ich działania w procesie zestalania urobku. Wytypowane środki wiążące miały na celu zestalenie urobku wiertniczego w taki sposób, aby uzyskany produkt posiadał cechy ciała stałego o odpowiednich parametrach mechanicznych. Efektem prac było otrzymanie z urobku produktu stałego o cechach pozwalających na deponowanie go na składowiskach bez negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne lub wykorzystanie jako np. podsadzka drogowa.

EN

The publication presents the results of research on the selection of binding agents and effectiveness of their actions in the process of solidification of excavated materials. The selected binders were to solidify excavated materials in such a way that the obtained product had the characteristics of a solid of appropriate mechanical properties. The outcome was to receive the excavated solid product with features that allow to deposit it in landfills without a negative impact on the environment or use, as eg. road foundation.

18

Environmental impact of exploration from unconventional gas deposits in Poland

Macuda J., Konieczyńska M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

703--717

EN

Shale formations have been recently treated only as source rocks and sealing packages mainly of conventional deposits. At present shales, which have a considerable concentration of highly mature organic matter appearing in complexes of over 30 m thick are used as unconventional sources for natural gas production with the use of advanced drilling technologies. Natural gas production in such rock formations necessitates performing a horizontal section in the borehole and a big number of hydraulic fracturing jobs. The unconventional shale gas deposits have been prospected also in Poland for a couple of years. Exploration works mainly concentrate on a vast area passing from Pomerania through Mazowsze to the Lublin region in Poland. The analysis of the geologic analyses reveals that the most perspective are shales in the Lower Paleozoic at a depth of 2500 m in the eastern part to about 4000 m in the western part of the area. The paper is focused on the quantitative and qualitative evaluation of environmental impact of natural gas exploration works from unconventional deposits. Special attention was paid to the hydraulic fracturing jobs in shales, which create particular hazard for water and soil environment. These hazards already appear at the stage of preliminary works, when big quantities of chemicals and water for frac jobs are stored in the rig area, and then, during realization of works, when the spent hydraulic fracturing fluid may penetrate the water-bearing horizons in the caprock. The composition of fracturing fluid used in Gapowo B-1A well are given along with the results of chemical analyses of a few parts of spent fracturing fluid samples pumped out from the borehole. The fluid turned out to be high in salt (high specific electrolyte conductance (SEC) and total dissolved substances (TDS) and a high toxicity for most of the living organisms). For this reason the spent fracturing fluid should not enter the environment without control.

PL

Formacje łupków do niedawna traktowane były jedynie jako skały macierzyste i pakiety uszczelniające głównie dla złóż konwencjonalnych. Aktualnie w świecie skały łupkowe, które charakteryzują się znaczną koncentracją materii organicznej o wysokiej dojrzałości termicznej i występujące w kompleksach o miąższości powyżej 30 m, są wykorzystywane jako złoża niekonwencjonalne do eksploatacji z nich gazu ziemnego przy wykorzystaniu zaawansowanych technologii wiertniczych. Wydobycie gazu ziemnego z takich formacji skalnych wiąże się z wykonaniem w poziomym odcinku otworu dużej ilości zabiegów hydraulicznego szczelinowania skał. W Polsce od kilku lat prowadzone są również prace poszukiwawcze niekonwencjonalnych złóż gazu ziemnego w skałach łupkowych. Koncentrują się one głównie w szerokim pasie ich występowania, przebiegającym przez Polskę od Pomorza poprzez Mazowsze po Lubelszczyznę. Z analizy dotychczasowych badań geologicznych wynika, że najbardziej perspektywiczne jest występowanie tego typu złóż w skałach łupkowych dolnego paleozoiku, zalegających na głębokościach od 2500 m we wschodniej części tego pasa do około 4000 m w jego części zachodniej. W pracy skoncentrowano się głównie na ilościowej i jakościowej ocenie wpływu prac poszukiwawczych za gazem ziemnym w złożach niekonwencjonalnych na środowisko naturalne. Szczególną uwagę zwrócono na zabiegi hydraulicznego szczelinowania skał łupkowych, które stwarzają największe zagrożenia dla środowiska gruntowo-wodnego. Zagrożenia te występują już na etapie prac przygotowawczych, w wyniku magazynowania na wiertni dużych ilości środków chemicznych i wody do zabiegów szczelinowania oraz w trakcie ich realizacji w wyniku potencjalnej możliwości przedostania się płynu pozabiegowego do występujących w nadkładzie utworów wodonośnych. W pracy podano skład cieczy szczelinującej użytej do zabiegu w otworze Gapowo B-1A oraz wyniki analiz chemicznych kilku partii płynu pozabiegowego, odpompowanego z otworu. Stwierdzono jego wysokie zasolenie, przejawiające się wysokimi wartościami parametrów PEW i SSR oraz dużą toksyczność w stosunku do większości organizmów żywych. Z tego względu płyn pozabiegowy nie może dostawać się do środowiska w sposób niekontrolowany.

19

Ocena efektywności biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w zastarzałym odpadzie z dołu urobkowego Graby-59 w warunkach przemysłowych metodą in-situ

Steliga T.

Nafta-Gaz

|

2014

|

R. 70, nr 6

351--364

PL

W artykule przedstawiono etapowe oczyszczanie zastarzałego odpadu wiertniczego zanieczyszczonego substancjami ropopochodnymi, zdeponowanego w starym dole urobkowym Graby-59. Opracowana technologia była realizowana w warunkach przemysłowych metodą in-situ i obejmowała następujące etapy: remediację wstępną – polegającą na drenażu melioracyjno-odciekowym, modyfikację struktury odpadu, bioremediację podstawową – stymulowaną przez wapnowanie i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne oraz inokulację biopreparatami opracowanymi na bazie autochtonicznych niepatogennych bakterii, grzybów i drożdży wyizolowanych z terenu oczyszczanego dołu urobkowego. Cały proces oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowano za pomocą kompleksowego monitoringu, obejmującego badania fizykochemiczne odpadu, analizy chromatograficzne zanieczyszczeń ropopochodnych, badania mikrobiologiczne z wykorzystaniem nowoczesnych technik biologii molekularnej, co pozwoliło na optymalizację przebiegu procesów bioremediacyjnych oraz na ocenę ich efektywności. Wielokryterialną ocenę skuteczności bioremediacji odpadu wiertniczego z terenu starego dołu urobkowego Graby-59 rozszerzono o badania toksykologiczne z wykorzystaniem testu Microtox® SPT, co pozwoliło na obserwację zmian własności toksycznych w trakcie prowadzenia procesów oczyszczania odpadu i prześledzenie powstawania metabolitów pośrednich podczas biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych. Przedstawiony tok postępowania w prowadzonym procesie oczyszczania silnie skażonego sub-stancjami ropopochodnymi odpadu z dołu urobkowego Graby-59 umożliwił po okresie 3 lat uzyskanie obniżenia zawartości zanieczyszczeń ropopochodnych do poziomu nieprzekraczającego dopuszczalnych wartości określonych przez obowiązujące standardy jakości gleby i ziemi. Pozwoliło to na zakończenie rekultywacji terenu dołu urobkowego i przekazanie go do zagospodarowania jako użytku leśnego. W trakcie prowadzonego procesu rekultywacji spełniono obowiązujące wymagania administracyjno-prawne w zakresie polskiego ustawodawstwa, co zaowocowało uzyskaniem decyzji o zakończeniu rekultywacji.

EN

The aim of this article is to present the remediation problem of 50-year-old weathered wastes (soil) from the Graby-59 waste pit. This work presents effects of wastes remediation with the use of a stage technology: initial reclamation, modification in the wastes structure in order to increase microorganisms and nutrients bioaccess to petroleum hydrocarbons; basic bioremediation stimulated by liming and waste environment enrichment with biogenic substances and bioaugmentation consisting of inoculation of the pre-treated wastes with biopreparations developed on the basis of indigenous bacteria, enriched with isolated fungi and yeast during the final phase of inoculation. The entire process of drill wastes remediation was controlled with the use of monitoring, which consisted of: physico-chemical research on waste, chromatographical analysis of petroleum pollutants, microbiological tests with an application of an innovative technology of molecular biology. This enabled optimisation of bioremediation and estimation of its effectiveness. Multi-criteria estimation of Graby-59 waste bioremediation effectiveness was aided with toxicological research using the Microtox® SPT test. This enabled observation of toxicological proper-ties alternations during wastes purification and observation of indirect metabolites development during petroleum hydrocarbons biodegradation. The above presented remediation technology, applied to strongly polluted weathered wastes from waste pit, resulted in decrease in petroleum pollutants content to a satisfactory level in 3 years. Recultivation of waste pit area was completed and the area could be reforested. During recultivation, all required legal and administrative standards concerning Polish law were taken into consideration, which resulted in the adminis-trative decision of recultivation completion.

20

Wykorzystanie przefermentowanych osadów ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków w procesie unieszkodliwiania odpadów wiertniczych

Kujawska J., Pawłowska M., Czechowska-Kosacka A., Cel W.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2014

|

T. 17, nr 4

583--595

PL

Osady ściekowe ze względu na wysokie stężenia pierwiastków biogennych oraz obecność substancji humusowych stanowią cenny substrat, który może znaleźć zastosowanie w rekultywacji składowisk odpadów wiertniczych lub tworzeniu materiałów, bazujących na tych odpadach, mogących znaleźć zastosowanie w rekultywacji terenów zdegradowanych. W trakcie wiercenia otworów poszukiwawczych złóż paliw kopalnych powstają duże ilości odpadów, składających się w głównej mierze z płuczek i urobku skalnego. Wynoszony na powierzchnię urobek zbudowany jest przede wszystkim z minerałów typowych dla fazy stałej gleb mineralnych, co wskazuje na jego przydatność do wykorzystania przyrodniczego. Jednak obecność niektórych składników płuczek lub wód złożowych może stanowić czynnik limitujący tego typu zastosowania fazy stałej, wydzielonej ze zużytych płuczek wiertniczych. W pracy przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości fizycznych i chemicznych mieszanin mineralno-organicznych, uzyskanych w efekcie połączenia, w różnych proporcjach, fazy stałej wydzielonej ze zużytych płuczek wiertniczych (zwiercin) z przefermentowanymi osadami ściekowymi z oczyszczalni ścieków komunalnych i piaskiem, stanowiącym materiał poprawiający strukturę. Analizie poddano parametry fizyczne oraz chemiczne uzyskanych mieszanin, istotne z punktu widzenia możliwości ich przyrodniczego wykorzystania, takie jak: wilgotność, porowatość, zawartość Corg. i Nog oraz wymywalność wybranych metali i chlorków z fazy stałej. Badano również ekotoksyczność wyciągów wodnych uzyskanych z wytworzonych mieszanin mineralno-organicznych za pomocą testu Daphtoxkit F magna.

EN

Due to the high concentration of nutrients and humic substances sewage sludge is a valuable substrate that can be used in a reclamation of drill cuttings landfills or in a formation of the soil-like materials, that are created on the base on this waste. Drill cuttings are the waste separated from the spent drilling fluids, generated during the processes of fossil fuels exploration. The main components of drill cuttings are minerals, typical for the solid phase of mineral soils. This argues for their use in land reclamation. However, the presence of some components derived from drilling fluids or formation water may be a limiting factors for this type of drill cuttings application. The results of the examination of selected physical and chemical properties of mineral-organic materials, obtained by the mixing the drill cuttings separated from spent polymer drilling fluids, digested sewage sludge from municipal wastewater treatment plant, and sand, are presented in the paper. The sand was use as a structural component for improving the water-air conditions of prepared materials. The parameters, such as moisture content, porosity, organic carbon and Kjeldahl nitrogen content, pH value, hydrolytic acidity, and cation exchange capacity, that are relevant to assess the possibility of the use of the materials in land applications, were analyzed. Additionaly, the elution of heavy metals and chlorides from the solid phase to water solution, and ecotoxicity of water extracts by the standard test Daphtoxkit F™ were examined.