Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Estimating solid contaminant levels in beach sands through petrographic analysis, screening evaluation, and optical imaging

Kuś Sebastian, Jelonek Zbigniew, Jelonek Iwona, Sierka Edyta

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 3

50--63

EN

Determining the level of solid pollution in beach sands located near artificial inland water bodies in order to maintain high safety standards is a difficult and expensive task. The tests aimed at determining beach pollution caused by solid wastes through analysis of toxic and chemical concentrations, are time-consuming and usually require several days before the results are available. In addition, the maintenance of the beach area involving beach raking or grooming, and the seasonal replenishment of sand makes it difficult to realistically determine the chemical or bacterial contamination of the tested material. Solid pollutants, such as glass, caps, cans, thick foil, metal, and plastic fragments, pose a greater health risk to beachgoers. The above-mentioned pollutants, especially small ones, are hardly visible on the surface or they are buried at shallow depths. Beach garbage poses a serious threat that can lead to infections from cuts and scratches. These injuries can become infected, further jeopardizing the health and lives of beachgoers due to risks like tetanus, staphylococcus, etc. The authors presented a new petrographic method aimed at assessing the quality of sand by examining the content of solid pollutants. The obtained results allowed us to conclude that the mentioned procedure can be used for a quick quantitative estimation of the content of potentially dangerous and undesirable pollutants in beach sands. Consequently, the method implemented to determent the amount of solid pollutants in beach sands has proven to be a valuable tool for recreational facility administrators, helping them in taking necessary measures to ensure the safety of beach users. Petrographic analysis of beach sands revealed the presence of pollutants of plant origin (0.4–1.8%), plastic (0.1–0.4%), paper (0.1–0.6%), charcoal (0.1–0.5%), glass (0.1–0.4%), metals (0.1–0.4%), rust (0.1–0.3%), ash and slag (0.1–0.3%), and fossil coals (0.1–0.2%).

2

Osady denne w zastosowaniach energetycznych na podstawie analiz fizyko-chemicznych i petrograficznych

Jelonek Iwona, Kuś Sebastian

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 3

71--76

PL

Zastosowanie mułów dennych pozyskiwanych ze zbiorników oraz cieków wodnych i rzek jest praktykowane od czasów prehistorycznych w rolnictwie. Zarówno naturalne jak i wywoływane przez człowieka wylewy rzek czy doprowadzanie do lokalnych wysychań zbiorników umożliwiało rolnikom pozyskiwanie mułów i szlamów do użyźniania gleb. Obecnie poza naturalnymi akwenami mamy do dyspozycji wiele zbiorników utworzonych w wyniku eksploatacji górniczej. Zazwyczaj są to zbiorniki o małym przepływie wód zasilających powierzchniowych i niewielkich dopływach podskórnych oraz stosunkowo krótkotrwałym czasie osadzania się mułów i szlamów. Poddane badaniom osady zostały pozyskane podczas rekultywacji zbiornika ,,Sosina” położonego w południowej części Polski i są ciekawym przedmiotem badań ze względu na znaną genezę zbiornika i ich czas osadzania. Określenie składu fizyko-chemicznego osadów oraz części stałych na podstawie badania petrograficznego pozwoliło na wykazanie przydatności badanego materiału w gospodarce rolnej jako materiał wzbogacający gleby piaszczyste. Poza tradycyjnym wykorzystaniem pozyskanych osadów dennych do użyźniania gleb rozważono również na podstawie przeprowadzonych badań przydatność pozyskanej kopaliny do celów energetycznych zarówno jako samodzielnego produktu po odwodnieniu jak i dodatku do innych paliw alternatywnych. Przy czym zaznaczyć należy, że analiza chemiczna nie wykazała ponadnormatywnego zanieczyszczenia badanego materiału metalami toksycznymi, co umożliwia wykorzystanie tych osadów dennych zarówno do celów rolniczych jak i w energetyce.

EN

Bottom sediments from reservoirs, watercourses, and rivers have been used in agriculture since ancient times. Both natural and human-induced flooding of rivers or drying up of reservoirs allows farmers to use mud and sludge for soil fertilization. Today, apart from natural water bodies, we have many reservoirs resulting from mining activities. Typically, these are reservoirs with a limited supply of surface water, low groundwater inflow, and a relatively short time of mud and sludge deposition. The sediments were collected during the reclamation of the "Sosina" reservoir located in the southern part of Poland and are an interesting object of study due to the known genesis of the reservoir and their deposition time. The physicochemical composition of sediments and solids was determined based on petrographic analysis; the obtained results confirmed that they can be used in agriculture for improving sandy soils. In addition to the traditional use of bottom sediments for soil fertilization, the usefulness of the obtained mineral for energy purposes, both as a stand-alone product after dewatering and as an additive to other alternative fuels, was also considered based on the conducted research. Based on the chemical analysis it can be stated that the concentration of toxic metals is relatively low, which allows the use of these bottom sediments both for agricultural and energy purposes.

3

Terrigenous organic matter and formation of siderite in the Bathonian Ore-Bearing Clay Formation at Gnaszyn, Poland : a petrochemical study

Lis Kacper, Wojtulek Piotr, Lis Grzegorz, Jelonek Iwona

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2022

|

Vol. 92, No. 3

295--312

EN

The Bathonian Ore-Bearing Clay Formation, outcropping in the Gnaszyn open-pit mine at Częstochowa (Poland), includes several horizons of abundant iron carbonate concretions. The cores of the concretionary bodies commonly contain organic matter (OM), dominated by fragments of wood. These organic particles usually display well-preserved primary structures and occur rarely as more deformed and/or completely degraded fragments. Their original structures are frequently replaced by or filled with secondary mineralization, mostly represented by pyrite. The maceral composition of the OM of the wood fragments is dominated by huminite with subordinate inertinite and resinite. Vitrinite reflectance analyses revealed values lower than 0.45%. The total organic carbon content (TOC) displayed variable results between 2% and 18%. Rock-Eval analyses revealed low amounts of hydrogen (< 45 mg HC/g TOC) and relatively high amounts of oxygen (up to 136 mg CO2/g TOC). Analysed samples contained small quantities of free hydrocarbons (S1 peak < 0.26 mg HC/g rock) as well as hydrocarbons, generated during pyrolysis (S2 peak < 7.05 mg HC/g rock). These features are characteristic for immature type IV kerogen of terrigenous origin. However, the maceral composition and frequent occurrence of siderite affecting the Rock-Eval parameters may indicate that the original kerogen belonged to type III. According to previous authors, the OM of terrigenous origin was delivered to well-oxygenated water of the palaeo-basin in the Częstochowa area. The present data indicate that intensive biodegradation of this OM at shallow burial depleted the oxygen supply within the sediment, driving the pore water into dys- or anoxic conditions. The activity of microorganisms in reducing iron and/or sulphates became the dominant biodegradation reaction, introducing Fe2+ and HCO3- ions into the system. Negative δ13C values in the cortex of the concretions analysed indicate that the bicarbonate consumed in siderite precipitation was supplied by this microbial activity. The reducing microenvironments developed in the sediment and wood fragments acted as nucleation sites for siderite precipitation.

4

Wyniki badań testu wytrzymałościowego próbki węgla w świetle badań tomograficznych

Dohnalik Marek, Krakowska-Madejska Paulina, Puskarczyk Edyta, Jelonek Iwona

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 1

3--9

PL

Celem niniejszej pracy było sprawdzenie możliwości wykorzystania rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) do obserwacji spękań w badanej próbce węgla przed i po teście geomechanicznym, przeprowadzonym w stanie trójosiowych naprężeń (TRX). W pracy przedstawiono zastosowanie dwóch specjalistycznych technik laboratoryjnych: rentgenowskiej tomografii komputerowej i geomechanicznego trójosiowego testu ściskania. Testy geomechaniczne przeprowadzono za pomocą zestawu pomiarowego TRX-070, GCTS (USA), rejestrując pełną charakterystykę naprężeniowo-odkształceniową. Podczas trójosiowych testów ściskania wykonano też innowacyjne równoczesne pomiary prędkości fal P i S. Próbkę analizowano w dwóch etapach, zdefiniowanych ze względu na stan próbki w obrazie CT: pomiar CT wykonany na nienaruszonej próbce węgla (etap 1) oraz otrzymany po teście zniszczeniowym (etap 2). W pierwszym etapie próbka została zeskanowana w celu odzwierciedlenia początkowego stanu struktury porowej wraz z układem mikropęknięć. Drugi etap reprezentuje próbkę po badaniu geomechanicznym. Dla każdego z etapów przeprowadzono szczegółową analizę struktury porowej. W wyniku proponowanego połączenia wymienionych metod w każdym etapie uzyskano obrazy struktury porów. Próbkę analizowano pod kątem liczby i kierunków propagacji pęknięć i zmian w strukturze porów. Interpretacja jakościowa i ilościowa opierała się na rejestracji zmiany liczby pustek, średnic pęknięć, kątów zapadania i porównaniu struktury porowej pomiędzy stanem początkowym próbki oraz po badaniu geomechanicznym. W 1 etapie (przed testem) największy obiekt (zidentyfikowany jako mikroszczelina) przyjmował objętość powyżej 16 mm3 , po wystawieniu próbki na działanie naprężeń (po zniszczeniu próbki) największy zidentyfikowany obiekt charakteryzował się objętością około 15 razy większą (240 mm3 ). Zidentyfikowane w etapie 2 (po teście wytrzymałościowym) pory są wydłużone (wysokie wartości parametru Elongation), a także nie wykazują znaczącego spłaszczenia (Flatness). Według uzyskanych wyników próbka węgla była podatna na pękanie w określonych kierunkach. Kompleksowe badania wykazały zasadność zastosowania proponowanej metodologii do oceny zmian w strukturze próbki podczas testu wytrzymałościowego.

EN

The study aimed to check the possibility of using computed tomography to observe fractures in coal samples before and after a triaxial compression test (TRX). The paper presents an innovative use of two specialized laboratory techniques: computed tomography and geomechanical triaxial compression test. Geomechanical tests were performed on a TRX-070, GCTS (USA) measuring triaxial system. A full stress-strain characteristic was recorded. Also, during the triaxial compression tests, the P and S wave velocities were measured and dynamic elastic moduli were determined. The results were compared. The sample was analyzed in two stages: CT measurement performed on raw coal sample (stage 1) and after the TRX test which destroyed the sample structure (stage 2). First, the sample was scanned reflecting the initial pores and microcracks system. The final stage represents the sample after the geomechanical test. A detailed pore structure analysis was performed for each of the stages. As a result of the proposed above-mentioned method, images of the pore structure were obtained after each step. The sample was analyzed for crack propagation and changes in the pore structure. The qualitative and quantitative interpretation was based on the determination of the number of voids, crack diameters, collapse angles, and comparison of the pore structure between the initial state of the sample and after the triaxial test. In the first stage (before the test), the largest object (identified as a microcrack) had a volume of approximately 16 mm3 , after the sample was stress-tested (after the sample was destroyed), the largest identified object was about 15 times larger (240 mm3 ). It appeared that the coal sample was prone to fracturing in defined directions. Comprehensive research has demonstrated the legitimacy of using the proposed methodology to evaluate changes in the sample structure during the triaxial test.

5

The new meaning of solid fuels from lignocellulosic biomass used in low-emission automatic pellet boilers

Mirowski Tomasz, Jach-Nocoń Marta, Jelonek Iwona, Nocoń Adam

Polityka Energetyczna

|

2020

|

T. 23, z. 1

75--86

EN

The energy obtained from biomass in the global balance of energy carriers is the largest source among all RES. It should be borne in mind that the share of biomass as an energy carrier in the total balance is as much as 14%. The basic sources of renewable energy used in Poland are the wind power industry and biomass. Organic chemical compounds are the source of chemical energy for biomass. The biomass can be used in a solid form (wood, straw) or after being converted to liquid (alcohol, bio-oil) or gas (biogas) form. Pellets, meaning, the type of fuel of natural origin created from biomass compressed under high pressure without the participation of any chemical adhesive substances are recognized as the most common and available grades of biomass. Wood pellets manufactured from sawdust, shaving, or woodchips are the most popular type of pellets on the market. Fuel created in the form of granules is very dense and can be manufactured with low humidity content, which translates into an exceptionally high burn efficiency. The authors of this article burned agro pellets from Miscanthus giganteus without additives and with solid catalyst and conducted a series of tests that determine the impact of boiler settings (blast power, time of feeding, chimney draft) on the process of burning fuel in real conditions. A solid catalyst was used to improve combustion conditions in one of the fuels. The catalyst burns carbon monoxide and reduces nitrogen oxides. The results in the form of observation of selected parameters are summarized in the table.

PL

Energia uzyskiwana z biomasy w globalnym bilansie nośników energii jest największym źródłem spośród wszystkich OZE. Należy pamiętać, że udział biomasy jako nośnika energii w całkowitym bilansie wynosi aż 14%. Podstawowymi źródłami energii odnawialnej wykorzystywanymi w Polsce są energetyka wiatrowa i biomasa. Organiczne związki chemiczne są źródłem energii chemicznej dla biomasy. Tę z kolei można wykorzystać w postaci stałej (drewno, słoma) lub po przekształceniu w płynną (bioetanol, bioolej) lub gazową (biogaz). Pellety, czyli rodzaj paliwa pochodzenia naturalnego wytworzonego z biomasy sprasowanej pod wysokim ciśnieniem bez udziału jakichkolwiek chemicznych substancji klejących, są uznawane za najbardziej powszechne i dostępne rodzaje paliwa z biomasy. Pelety drzewne wytwarzane z trocin, wiórów lub zrębki są najpopularniejszym rodzajem peletów na rynku. Paliwo wytwarzane w postaci granulatu (granulek) jest bardzo gęste i może być wytwarzane przy niskiej wilgotności, co przekłada się na wyjątkowo wysoką efektywność spalania. Autorzy tego artykułu wykonali serię testów spalania peletów agro z trawy Miscanthus giganteus bez dodatków uszlachetniających oraz z katalizatorem stałym. Badania miały na celu określenie wpływu ustawień kotła (moc dmuchawy, czas podawania, ciąg kominowy) na proces spalania paliwa w rzeczywistych warunkach. Stały katalizator zastosowano do poprawy warunków spalania w jednym z paliw. Katalizator pozwala dopalić tlenek węgla i redukuje tlenki azotu. Wyniki w postaci obserwacji wybranych parametrów zestawiono w tabeli.

6

Petrographic and Chemical Research on Furnace Wastes From Individual Heating Furnaces and Boilers – Method for Identification of Co-Burning Municipal Waste

Szulik Wojciech, Jelonek Iwona

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

110--119

EN

Numerous varieties of solid fuels have been employed for the production of heat in buildings and during cooking by utilizing furnaces and boilers. The most commonly used energy carriers include hard and brown coal, coke, and wood-based solid biofuels in the form of various types of pellets, briquettes, and chips. Notably, furnace and boiler users can combine these fuels in any way by changing their proportions. Generally, users of furnaces and boilers are known to co-burn solid fuels and various types of municipal waste. However, the municipal waste contains a number of organic compounds and toxic metals that can be released into the atmosphere during the combustion process; this poses a threat to the health of the environment and public. Herein, chemical and petrographic tests were performed to study the sources of furnace wastes. This research facilitates the identification of unacceptable substances such as plastics, metal filings, and glass.

7

The quality of wood pellets used in automatic class 5 Ecodesign boilers on the retail market in the context of air protection in Poland

Jach-Nocoń Marta, Nocoń Adam, Mirowski Tomasz, Jelonek Iwona, Jelonek Zbigniew

Polityka Energetyczna

|

2019

|

T. 22, z. 1

127--140

EN

Wood pellets, commonly referred to as biomass fuel, are increasingly used in heating and district heating in the European Union countries, including Poland. Their use in class 5 and/or Ecodesign boilers enables an individual consumer to use energy from renewable sources, reduce the environmental burden by reducing the emission of harmful compounds, and provides a sense of comfort by automating the boiler system. The article presents the current situation in the global wood pellet market, describes the basic quality standards applicable to this fuel during production, and indicates the difficulties in the implementation of programs co-financing the replacement of obsolete coal-fired boilers with automatic class 5 biomass-fired boilers. The research presented in this article is focused on the presence of contaminants in the DIN Plus, EN Plus, and A1 pellets, as well as in non-certified pellets. The analysis has shown that the use of wood pellets containing prohibited substances negatively affects boiler operation and contributes to the formation of slag and the emission of harmful compounds, making the discussed fuel non-ecological.

PL

Pellet drzewny, potocznie nazywany biomasą, staje się coraz bardziej dostępnym paliwem stosowanym w ogrzewnictwie i ciepłownictwie w krajach Unii Europejskiej, jak również w Polsce. Jego zastosowanie w kotłach grzewczych posiadających 5. klasę lub/i świadectwo Ecodesign umożliwia indywidualnemu konsumentowi wykorzystanie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, zmniejszenie uciążliwości dla środowiska poprzez redukcję emisji szkodliwych związków do powietrza oraz zapewnia poczucie komfortu użytkowania poprzez automatyzację obsługi urządzenia grzewczego. W artykule przedstawiono bieżącą sytuację na światowym rynku pelletu drzewnego, opisano podstawowe standardy jakości obowiązujące dla tego paliwa podczas produkcji oraz wskazano trudności w realizacji programów dofinansujących wymianę starych kotłów węglowych na kotły automatyczne 5. klasy na biomasę. Badania prezentowane w niniejszej publikacji ukazują problem, jakim jest obecność niedozwolonych zanieczyszczeń zarówno w certyfikowanym pellecie DIN Plus, EN Plus A1 jak i takim, który tego certyfikatu nie posiada. Badania te dowodzą, że stosowanie pelletów drzewnych, w których zastosowano niedozwolone substancje, wpływają negatywnie na pracę kotła, powodują powstawanie twardych spieków żużlowych i wprowadzają szkodliwe związki do atmosfery powodując, że to paliwo staje się nieekologiczne.

8

The optimal position of a pumping station in the mining area based on the digital terrain model

Poniewiera Marian, Jelonek Iwona, Błaszczak-Bąk Wioleta

Journal of Water and Land Development

|

2019

|

no. 40

103--111

EN

The purpose of the work described in the article was to find the optimal location of the pumping station for the mining area Krzyżowice III Hard Coal Mine “Pniówek”. Mining exploitation causes lowering of the area and changes in water relations. Hence, it is necessary to perform a gravitational, and if it is impossible, forced outflow of water. Localization of the pumping station should assure removal of excess water and prevent flooding. Not only was the present relief taken into account, but also the entire period of the mine’s existence. On the basis of the results of airborne laser scanning a digital terrain model (DTM) was generated. Then a catchment division was made for the entire analyzed area. The article presents the workflow of performing the simulation as the area will be changed due to forecasted mining operations. A practical way to solve the problem of simplifying large amounts of data was also shown. The obtained source materials were developed with the use of the Geolisp software. The system operates in a CAD graphic environment and allows for automation of the most frequently performed works in the field of mining map preparation. The Geolisp cooperates with EDN-OPN program. Thanks to this fact it is possible to combine the obtained results of calculations of predicted deformations of the mining area and the rock mass with the digital map.

PL

Celem pracy było znalezienie optymalnego umiejscowienia pompowni dla obszaru górniczego Krzyżowice III Kopalni Węgla Kamiennego „Pniówek”. Eksploatacja górnicza powoduje obniżenie terenu i zmianę stosunków wodnych. Stąd konieczność wykonania grawitacyjnego, a jeżeli to niemożliwe, wymuszonego odpływu wody. Konieczne stało się więc znalezienie takiego miejsca dla pompowni, żeby usunąć nadmiar wody i nie dopuścić do powstania zalewiska. Należało uwzględnić nie tylko aktualną rzeźbę terenu, ale cały okres życia kopalni. Na podstawie posiadanego lotniczego skaningu laserowego wykonano numeryczny model terenu. Następnie wykonano podział na zlewnie całego przedmiotowego obszaru. W artykule przedstawiono proces wykonania symulacji, jak teren będzie się zmieniał wskutek prognozowanej eksploatacji górniczej. Dodatkowo podano praktyczny sposób rozwiązania problemu upraszczania dużej ilości danych. Uzyskane materiały źródłowe zostały opracowane za pomocą oprogramowania Geolisp. System ten działa w środowisku graficznym CAD i pozwala na automatyzację najczęściej wykonywanych prac z zakresu opracowywania map górniczych. Geolisp współpracuje z programem EDN-OPN. Dzięki temu możliwe jest połączenie uzyskanych wyników obliczeń prognozowanych deformacji obszaru górniczego i górotworu z mapą numeryczną.