Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Impact of Hydraulic Fracturing on the Quality of Natural Waters

Cel W., Kujawska J., Wasąg H.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 2

63--68

EN

Poland, due to the estimated shale gas deposits amounting to 346–768 billion m3 has become one of the most attractive regions for shale gas exploration in Europe. Throughout the period 2010–2015, 72 exploratory drillings were made (as of 4.01.2016), while hydraulic fracturing was carried out 25 times. Employing new drilling and shale gas prospecting technologies raises a question pertaining to their impact on the environment. The number of chemical compounds used (approximately 2000) for the production of new technological fluids may potentially pollute the environment. The fact that the composition of these fluids remains undisclosed hinders the assessment of their impact on the environment and devising optimal methods for managing this type of waste. The presented work indicates the chemical compounds which may infiltrate to groundwater, identified on the basis of technological fluids characteristics, as well as the review of studies pertaining to their impact on potable water carried out in the United States. The study focused on marking heavy metals, calcium, sodium, magnesium, potassium, chlorides and sulphates in the surface waters collected in proximity of Lewino well.

2

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.

3

Method for Removal of CO2 from Landfill Gas

Kujawska J., Cel W.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

1018--1024

PL

Scharakteryzowano globalną emisję metanu na tle emisji wszystkich gazów cieplarnianych. Najbardziej zrównoważonym sposobem ograniczenia emisji metanu z wysypisk jest jego wykorzystanie do celów energetycznych. W celu zwiększenia ciepła spalania gazu wysypiskowego zaproponowano wymywanie ditlenku węgla z gazu składowiskowego za pomocą wody. Zaproponowany układ składa się z dwóch kolumn: kolumny absorpcyjnej na której absorbowany jest ditlenek węgla i kolumny desorpcyjnej na której odgazowywany jest do atmosfery ditlenek węgla. Wykazano, że prowadząc sorpcję ditlenku węgla w układzie ciągłym, możliwe jest usunięcie ditlenku węgla z mieszaniny metanu i ditlenku węgla (1:1) przy szybkości przepływu wody przez kolumnę absorpcyjną, pracującą pod ciśnieniem 2 atm, wynoszącą 2 krotną objętość zatłaczanej mieszaniny metanu i ditlenku węgla.

4

Sustainable Mitigation of Greenhouse Gases Emissions

Cel W., Czechowska-Kosacka A., Zhang T.

Problemy Ekorozwoju

|

2016

|

Vol. 11, nr 1

173--176

EN

The emission and absorption fluxes of CO2 and CH4 in the environment have been characterized. It has been pointed out that the anthropogenic emission of CO2 amounts only to 3% of emissions from the natural sources. It has been also noted that increasing CO2 absorption of terrestrial ecosystems by 3% could inhibit the increase of CO2 concentration in the atmosphere. This means that mitigation of global warming by intensifying natural processes is a more sustainable solution than performing expensive changes in energy policy. Lowering the emission of methane, on the other hand, can be accomplished by utilizing fodder additives for ruminants and the process of microbiological methane oxidation in covering soil layers or biofilters.

PL

W artykule scharakteryzowano strumień emisji i absorpcji gazów cieplarnianych CO2 i CH4 w środowisku. Zwrócono uwagę, że antropogeniczna emisja CO2 wynosi zaledwie 3% poziomu emisji ze źródeł naturalnych. Ponadto zauważono, że intensyfikacja absorpcji CO2 przez ekosystemy lądowe o 3% mogłaby zahamować wzrost stężenia CO2 w atmosferze. Oznacza to, że bardziej zrównoważone jest przeciwdziałanie efektowi cieplarnianemu poprzez intensyfikację procesów naturalnych od kosztownych zmian w polityce energetycznej. Natomiast ograniczanie emisji innego gazu cieplarnianego – metanu – można osiągnąć poprzez stosowanie dodatków do paszy dla zwierząt przeżuwających oraz wykorzystanie procesu mikrobiologicznego utleniania metanu w nakładach glebowych i biofiltrach.

5

Wpływ eksploatacji złóż gazu łupkowego na wody ujmowane do celów pitnych. Przypadek Lubelszczyzny

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

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1224--1238

EN

The energy supply which would not contribute to climate change is biggest challenge facing modern civilization Bottom line is that the supply of energy is essential for the development of human civilization. In the very near future, shale gas may constitute an important source of energy. Poland has significant shale gas deposits. Polish Geological Institute estimated its amount at around 346–768 billion cubic meters. However, exploration works meets with large protests of residents, who are afraid of the contamination of drinking water. Considering the number of protests, it seems reasonable to undertake research on the development of water quality monitoring system in the shale gas exploitation site. The basic rule of this monitoring is to determine what chemicals are introduced into wells. The next step is to select water intakes located nearby. This paper presents and evaluates the quality of water taking into account inorganic compounds added to drilling fluids and fracturing fluids. The study contains the results on the content of trace metal ions, chlorides, nitrates, phosphates and sulphates. The study does not assess organic compounds content which can be added to the fluids in the process of hydraulic fracturing.

6

Alternative Fuel Production Based on Sewage Sludge Generated in the Municipal Wastewater Treatment

Czechowska-Kosacka A., Cel W., Kujawska J., Wróbel K.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 1

246--255

PL

Problem osadów ściekowych, towarzyszy nierozłącznie procesom oczyszczania ścieków i nigdy nie był traktowany równorzędnie z ich oczyszczaniem. Jeszcze do niedawna przyjmowane były proste rozwiązania przeróbki osadów polegające na odsączaniu i suszeniu, które miały wpływ na późniejsze ich wykorzystanie. Każda z metod zagospodarowania osadów ściekowych ma swoje zalety i wady. Najbardziej radykalną metodą utylizacji osadów ściekowych jest ich spalanie. Podstawą tego procesu jest maksymalne wykorzystanie ciepła spalania i zmniejszenie objętości osadu. Przy prawidłowym doborze technologii osad może być spalony bez znacznego dodatku paliwa. W piecach cementowych przy wysokiej temperaturze i dużej stabilności gwarantowany jest całkowity rozkład substancji organicznej i uniemożliwia powstawanie wtórnych zanieczyszczeń charakteryzujących procesy spalania. W takich warunkach substancje organiczne przechodzące przez strefę wysokich temperatur w piecu do wypalania klinkieru, ulegają pirolizie i spaleniu do prostych związków nieorganicznych. Powstające popioły nie stanowią większego problemu, gdyż ulegają wbudowaniu w klinkier. Spalanie osadów ściekowych w chwili obecnej ma największą szansę rozwoju, tym bardziej, że wraz ze wzrostem zużycia energii przez przemysł, rolnictwo i indywidualną konsumpcję ludności rośnie proporcjonalnie emisja gazów spalinowych, ścieków i odpadów stałych. Wymienione powyżej czynniki, jak i szereg innych powodują, że poszukuje się alternatywnych źródeł energii,ale również dąży się do wykorzystania materiałów odpadowych jako źródło dodatkowej energii. Powszechnie obowiązująca praktyka składowania odpadów w litosferze, nie tylko wiąże się z bezpowrotną utratą cennych terenów i energii zawartej w osadach ściekowych, lecz dodatkowo powstające w wyniku tych procesów gazy i ścieki mogą zanieczyszczać środowisko. Przeprowadzone badania miały na celu rozeznanie możliwości wykorzystania osadów z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków jako paliwa do wypału klinkieru. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że ciepło spalania wysuszonego osadu ściekowego zmienia się w wąskim zakresie 14,4– 14,5 MJ/kg, a wiec jest paliwem porównywalnym energetycznie z drewnem,. Co związane jest ze stałym poziomem zawartości substancji organicznych. Wartość opałowa mokrego osadu zmienia się w zakresie 895–1607 kJ/kg, zatem trudno uznać mechanicznie odwodnione osady ściekowe za atrakcyjne paliwo. Jednak połączenie utylizacji z ewentualnym wykorzystaniem osadu do opalania pieca cementowego zyskuje ekonomiczne uzasadnienie. Przeprowadzone badania w skali technicznej wykazały, że dodanie osadów ściekowych do szlamu klinkierowego w ilości 2% powoduje niewielkie zmiany ich składu chemicznego, w szczególności zwiększa nieznacznie ilość substancji lotnych. Zaobserwowane wahania składu chemicznego i fazowego cementu portlandzkiego są niewielkie i należy stwierdzić, że utylizacja osadów ściekowych nie wpływa w żaden negatywny sposób na jakość otrzymanego produktu.

7

Sustainable Mitigation of Methane Emission by Natural Processes

Yucheng C, Cel W.

Problemy Ekorozwoju

|

2015

|

Vol. 10, nr 1

117--121

EN

It has been observed that employing the natural processes occurring in the Earth’s ecosystem for mitigating the greenhouse gases emission is sustainable. One of the main sources of methane emission is agriculture (rice cultivation and livestock raising). Limiting the cultivation of rice would not be sustainable, as it is the basic source of alimentation for a large share of human population. On the other hand, introducing feed additives which limit the methane production in rumens can be considered sustainable. Another significant source of methane emission are landfills. Utilizing this gas for energy purposes is the most sustainable solution. However, as only part of methane can be used as the source of energy, the natural process of methane oxidation by methanotrophic bacteria occurring in soil may contribute to sustainable reduction of its emissions from landfills.

PL

W artykule zwrócono uwagę, że wykorzystanie naturalnych procesów istniejących w ekosystemie ziemi do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych jest zrównoważone. Jednym z głównych źródeł emisji metanu jest rolnictwo (uprawa ryżu i hodowla bydła). Ograniczenie upraw ryżu nie byłoby zrównoważone, ponieważ ryż jest głównym źródłem żywności dla dużej części populacji ludzkiej. Natomiast wprowadzenie suplementów do paszy bydła ograniczających tworzenie się metanu w żwaczach można uznać za działanie zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju. Innym znaczącym źródłem emisji metanu są składowiska odpadów. Najbardziej zgodne z zasadą zrównoważonego rozwoju jest wykorzystanie tego gazu do celów energetycznych. Ponieważ tylko część metanu daje się wykorzystać do celów energetycznych zwrócono uwagę, że zastosowanie naturalnego procesu zachodzącego w glebie, jakim jest utlenianie metanu przez bakterie metanotroficzne może przyczynić się do zrównoważonej redukcji emisji metanu ze składowisk odpadów.

8

Integrating Role of Sustainable Development Paradigm in Shaping the Human-landscape Relation

Bielińska E. J., Futa B., Baran S., Żukowska G., Pawłowska M., Cel W., Zhang T.

Problemy Ekorozwoju

|

2015

|

Vol. 10, nr 2

159--168

EN

In order to implement the sustainable development paradigm more broadly, it is postulated to deviate from the simple protectionism, which is based on sectoral approach, in favour of systemic landscape management, which encompasses the human-landscape relations. The article presents the issues concerning rural landscape protection in Poland in relation to the assumptions of the European Landscape Convention. The aim of the article is to analyze the causes of inefficiency of the Polish rural landscape protection system.

PL

W celu szerszego uwzględnienia paradygmatów zrównoważonego rozwoju postulowane jest odejście od ochraniarstwa, opartego na ujęciu sektorowym, na rzecz systemowego zarządzania krajobrazem, obejmującego relacje człowiek-krajobraz. W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące ochrony krajobrazu na obszarach wiejskich w Polsce odnosząc je do zapisów Europejskiej Konwencji Krajobrazowej. Celem artykułu jest analiza przyczyn nieskuteczności polskiego systemu ochrony krajobrazu na obszarach wiejskich.

9

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.

10

Sustainable approach to mitigation of CO2 emission

Xiaoping Z., Baran S., Cel W., Cao Y.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 4

617--622

EN

The discussion about greenhouse gases emission mitigation focuses on the reduction of fossil fuels usage, which is extremely costly from the economic and social viewpoint. The analyses of CO2 and CH4 fluxes in the environment showed that intensifying natural photosynthesis and respiration process may significantly contribute to the mitigation of greenhouse gases emission. It has been proven that the intensity of photosynthesis in land ecosystems could compensate for the increase of CO2 emission from anthropological sources.

PL

Dyskusja o ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych koncentruje się na redukcji użycia węglowych paliw kopalnych, co jest niezwykle kosztowne z ekonomicznego i społecznego punktu widzenia. Analizując przepływy CO2 i CH4 w środowisku wykazano, że intensyfikacja procesów naturalnych fotosyntezy i oddychania w ekosystemie Ziemi może w znacznym stopniu przyczynić się do redukcji emisji gazów cieplarnianych. Wykazano, że zintensyfikowanie fotosyntezy w ekosystemach lądowych mogłoby zrekompensować wzrost emisji CO2 ze źródeł antropogenicznych.