Materia organiczna w odpadach powęglowych składowanych w powiecie chrzanowskim jako potencjalne źródło zanieczyszczenia środowiska

Abstract

Na podstawie wyników analizy pirolitycznej wykonanej w Aparacie Rock-Eval-6, otrzymano charakterystykę geochemiczną materii organicznej w odpadach powęglowych ze składowiska Zakładu Górniczego „Janina (16 próbek). Metoda Bulk Rock wykazała, że węgiel organiczny jest pochodzenia lądowego (kerogen typu III – humusowy). Stopień dojrzałości materiału organicznego określono jako niedojrzały (Tmax < 430oC). Całkowita ilość TOC jest największa w świeżo zdeponowanych odpadach oraz w okolicy osadnika (średnio 15,7 % wag. TOC) a najmniejsza w części zrekultywowanej i w starszym odpadzie na części rozbudowywanej (średnio 6,8 % wag. TOC). Do określenia ilości zanieczyszczeń węglowodorowych powstających w procesie samozagrzewania odpadów wybrano próbkę o najwyższej zawartości TOC oraz S2, którą ogrzewano w zamkniętym tyglu w temperaturze 350oC przez 2h, 6h, 12h, 1 dzień oraz 4 dni w różnych warunkach (próbka z popiołem, bez popiołu, oraz z dodatkiem i bez H2O). Wyniki analizy Multi Heating Rates w aparacie Rock-Eval 6 wskazują, że proces degradacji odpadu jest bardzo szybki i zależy od zawartości popiołu i wody w środowisku reakcji. Po 4 dniach ilość pirolizowanej materii organicznej we wszystkich próbkach zmniejszyła się o ¾; proces destrukcji najszybciej przebiegał bez obecności popiołu i z udziałem wody, a najwolniej w próbkach z popiołem.

Based on the results of the pyrolytic analysis which was carried out in the Rock-Eval-6 apparatus, a geochemical characteristics of organic matter in coal wastes from the “Janina” Coal Mine deposit (16 samples) was obtained. The Bulk Rock method showed that the organic carbon has terrestrial origin (III type of kerogen - humic). The maturity of the organic material was determined as immature (Tmax <430° C). The TOC is the highest in freshly deposited wastes and near the settling tank (15.7 wt. % TOC on average) and the lowest in the reclaimed part and in the older wastes on the developed part (6.8 wt. % TOC on average). To determine the amount of hydrocarbon contaminants which are created in the process of self-heating of waste, a sample with the highest content of TOC and S2 was selected and heated in a closed crucible at 350oC for 2h, 6h, 12h, 1 day and 4 days in various conditions (sample with and without ash, and with and without addition of H2O). The results of the Multi Heating Rates analysis on the Rock-Eval 6 apparatus show that the process of degradation of waste is very fast and depends on the ash and water content in the reaction environment. After 4 days, the amount of pyrolyzed organic matter in all samples was decreased by ¾; the destruction process was the fastest without the presence of ash and with the participation of water, and the slowest in the samples with the content of ash.