Studies of mercury content in coal intended for individual customers
 
More details
Hide details
1
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków
 
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2013;16(4):151–161
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Poland is a country where traditionally for many years houses and small commercial buildings in dispersed settlements (rural villages, small towns) are most commonly heated using coal. Individuals buy the coal mainly from fuel depots. These depots sell many assortments of coal from different mines. Coal sold at the depots is different from the raw material extracted directly from the seam. It is a product beneficiated mainly by fragmentation, resulting in deprivation of waste rock. Therefore, it can be expected that the content of heavy metals (including mercury) in samples taken from the coal at a depot is different than in samples taken directly from an operating face of a mining longwall. The presence of mercury in coal is a well-known and documented phenomenon. Its content in coal samples from different deposits around the world is usually at a level between 0.03 and 0.3 mg/kg, although the mercury content in particular seams varies significantly. However, existing research offers only a few studies of mercury content in the final product located at fuel depots, which is consequently utilized by individual customers. This paper presents the results of a study of the total mercury content in 25 samples of various coal assortments from eight mines of the Upper Silesian Coal Basin. The examined coal was purchased in quantities of 25 kg of each assortment at one of the largest, authorised fuel depots in the Malopolska region which supplies mainly individuals and small businesses. The coal samples selected for the study represent both thicker assortments as well as modified fuel assortments (eco-pea coal, remnant, mixed coal dust). In the description of the samples, trade names under which a particular type of coal fuel is sold were used. From each large, 25-kilogram test sample, five smaller samples were randomized and, after homogenization, analyzed for total mercury content. The completed analyses of mercury content indicated its diverse presence throughout the studied material. The average mercury content in the tested samples is at a similar level, but significantly lower than the data reported in studies of samples taken directly from the deposit. In the analysed coal, the occasional spikes in mercury content sometimes found in the deposit samples were not observed. Total mercury content determined for all the tested samples of coal ranged from 0.0072 to 0.0852 mg/kg, whereas the mean value was 0.0416 mg/kg (in the air-dry state). No bigger differences in mercury content were observed regardless of the assortment. Only in samples from various types of coal dust and in one case of eco-pea coal and pea coal was increased mercury content of more than double the obtained mean value noticed. As is clear from the conducted research, the beneficiation of coal can result in a lower content of harmful mercury impurities in the final product sold at fuel depots.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Badania zawartości rtęci w węglach przeznaczonych dla odbiorców indywidualnych
składy opału, węgiel kamienny, sortymenty węgla, rtęć całkowita
Polska jest krajem, w którym tradycyjnie od lat budynki jednorodzinne i małe obiekty usługowo-handlowe na terenach zabudowy rozproszonej (wieś, małe miasta) ogrzewane są najczęściej paliwem węglowym. Odbiorcy indywidualni zaopatrują się w węgiel głównie na składach opałowych. Składy opału sprzedają wiele gatunków (sortymentów) węgla z różnych kopalń. Węgiel sprzedawany na składach różni się od urobku wydobytego bezpośrednio z pokładu (jest produktem wzbogaconym głównie poprzez rozdrobnienie i w efekcie pozbawienie skały płonnej). W związku z tym można spodziewać się, że zawartość metali ciężkich (w tym rtęci) w próbkach węgla kamiennego pobranych ze składu jest inna niż w próbkach pobranych bezpośrednio z ociosów eksploatowanej ściany. Obecność rtęci w węglach jest zjawiskiem powszechnie znanym i udokumentowanym. Jej zawartość w próbkach węgla kamiennego pochodzących z różnych złóż światowych kształtuje się najczęściej na poziomie od 0,03 do 0,3 mg/kg, przy czym zawartość rtęci w poszczególnych pokładach jest znacznie zróżnicowana. Z kolei w dostępnej literaturze mało prezentowanych jest wyników badań zawartości rtęci w produkcie końcowym, zlokalizowanym na składach opałowych, a trafiającym w konsekwencji do odbiorcy indywidualnego. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości rtęci całkowitej w 25 próbach różnych sortymentów węgla kamiennego, pochodzących z ośmiu kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Węgle do badań zostały zakupione w ilości 25 kg z każdego sortu, na jednym z większych, autoryzowanych składów opału z terenu Małopolski, zaopatrującym głównie odbiorców indywidualnych i małe firmy. Wytypowane do badań próby węgli reprezentują zarówno grubsze sortymenty, jak również sortymenty paliwa modyfikowanego (ekogroszek, odsiewka, zmieszany miał węglowy). W opisie prób zastosowano nazewnictwo handlowe, pod jakim sprzedawany jest dany rodzaj paliwa węglowego. Z każdej dużej 25-kilogramowej próby pobrano losowo 5 próbek, które po homogenizacji poddano analizie na zawartość rtęci całkowitej. Wykonane analizy zawartości rtęci wykazały jej zróżnicowaną obecność w całym badanym materiale. Średnia zawartość rtęci w przebadanych próbkach kształtuje się na poziomie zbliżonym, choć niższym w porównaniu do danych podawanych w literaturze dla próbek pobieranych bezpośrednio ze złoża. W badanych węglach nie stwierdzono również sporadycznych wysokich zawartości punktowych rtęci, obserwowanych niekiedy w próbkach złożowych. Zawartość rtęci całkowitej oznaczona we wszystkich przebadanych próbkach węgla kamiennego zawiera się w granicach od 0,0072 do 0,0852 mg/kg, natomiast jej wartość średnia wynosi 0,0416 mg/kg (w stanie powietrzno-suchym). Brak jest większego zróżnicowania zawartości rtęci w zależności od sortymentu. Jedynie dla próbek reprezentujących różne rodzaje miału węglowego oraz w pojedynczych przypadkach dla ekogroszku i groszku można zauważyć ponad dwukrotne podwyższenie zawartości rtęci w stosunku do uzyskanej średniej. Jak wynika z przeprowadzonych badań, wzbogacanie węgla może wpływać na obniżenie zawartości szkodliwych domieszek rtęci w produkcie finalnym, sprzedawanym na składach opałowych.
 
REFERENCES (23)
1.
BARCHAŃSKI B., 2010 - A jednak węgiel to teraźniejszość i przyszłość energetyki. Polityka Energetyczna t. 13, z. 2, s. 11-27.
 
2.
BLASCHKE W., 2005 - Węgiel kamienny energetyczny — jego przyszłość w kraju i na świecie. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 21, z. spec. 1, s. 71-82.
 
3.
BOJAKOWSKA I., SOKOŁOWSKA G., 2001 - Rtęć w kopalniach wydobywanych w Polsce jako potencjalne źródło zanieczyszczenia środowiska. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 394, s. 5-54.
 
4.
BOJARSKA K., 2006 - Concentration of mercury in Polish hard coals. MEC3 Third International Expert's workshop, Katowice June 5-7 2006.
 
5.
CHMIELNIAK i in., 2012 - CHMIELNIAK T., MISZTAL E., KMIEĆ M., MAZUREK I., 2012 – Rtęć w węglach stosowanych w polskim sektorze energetycznym. Wydawnictwo Górnicze, Karbo nr 3, s. 154-163.
 
6.
EURELECTRIC Comments on the Consultation Document Development of the EU Mercury Strategy; 2004; http://ec.europa.eu/.
 
7.
GŁODEK A., PACYNA J.M., 2007 - Możliwości redukcji emisji rtęci ze spalania węgla. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów t. 4, nr 2, s. 53-63.
 
8.
GRUDZIŃSKI Z., 2010 - Konkurencyjność wytwarzania energii elektrycznej z węgla kamiennego i brunatnego. Polityka Energetyczna t. 13, z. 2, s. 157-171.
 
9.
KLOJZY-KARCZMARCZYK B., MAZUREK J., 2007 - Zanieczyszczenie gleby związkami rtęci w zasięgu oddziaływania konwencjonalnej elektrowni na paliwo węglowe. Polityka Energetyczna t. 10, z. spec. 2, s. 593-601.
 
10.
KLOJZY-KARCZMARCZYK B., MAZUREK J., 2008 - Badania rtęci w wybranych złożach ropy naftowej regionu karpackiego. Polityka Energetyczna t. 11, z. 1, s. 211-217.
 
11.
KLOJZY-KARCZMARCZYK B., MAZUREK J., 2013 - Studies of mercury content in selected coal seams of the Upper Silesian Coal Basin (Badania zawartości rtęci w wybranych pokładach węgla kamiennego Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 29, z. 4 (w druku).
 
12.
LEŚNIEWSKA i in., 2009 - LEŚNIEWSKA E., SZYNKOWSKA M.I., PARYJCZAK T., 2009 - Główne źródła rtęci w organizmach ludzi nie narażonych zawodowo. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set of Environment Protection), Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska t. 11, str. 403-419.
 
13.
LORENZ U., 2005 - Skutki spalania węgla kamiennego dla środowiska przyrodniczego i możliwości ich ograniczania. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Sympozja i Konferencje nr 64, s. 97-112.
 
14.
LORENZ U., GRUDZIŃSKI Z., 2008 - Mercury emission and its content in hard and brown coal. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 24, z. 3/1, s. 271-288.
 
15.
MICHALSKA A., BIAŁECKA B., 2012 - Zawartość rtęci w węglu i odpadach górniczych. Prace Naukowe GIG - Górnictwo i Środowisko, Nr 3/12, s. 73-87.
 
16.
OKOŃSKA i in., 2013 - OKOŃSKA A., URUSKIŁ., GÓRECKI J., GOŁAŚ J., 2013 - Metodyka oznaczania zawartości rtęci całkowitej w węglach energetycznych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 29, z. 2, s. 39-50.
 
17.
OLKUSKI T., 2007 - Porównanie zawartości rtęci w węglach polskich i amerykańskich. Polityka Energetyczna t. 10, z. spec. 2, s. 603-611.
 
18.
OLKUSKI T., STALA-SZLUGAJ K., 2012 - Odbiorcy polskiego węgla energetycznego w eksporcie. Polityka Energetyczna t. 15, z. 4, s. 215-227.
 
19.
SMOLIŃSKI A., 2007 - Energetyczne wykorzystanie węgla źródłem emisji rtęci – porównanie zawartości tego pierwiastka w węglach. Ochrona powietrza i problemy odpadów nr 2 (238), s. 45-53.
 
20.
STALA-SZLUGAJ K., 2011a - Spalanie węgla kamiennego w sektorze komunalno-bytowym - wpływ na wielkość „niskiej emisji". Rocznik Ochrony Środowiska 113, s. 1877-1889.
 
21.
STALA-SZLUGAJ K., 2011b - Surowce energetyczne na rynku drobnych odbiorców. Polityka Energetyczna t. 11, z. 2, s. 361-373.
 
22.
WICHLIŃSKI i in., 2012 - WICHLIŃSKI M., KOBYŁECKI R., BIS Z., 2012 - Przegląd metod ograniczenia emisji rtęci w elektrowniach podczas spalania paliw stałych. Polityka Energetyczna t. 15, z. 4, s. 151-160.
 
23.
WOJNAR K., WISZ J., 2006 - Rtęć w polskiej energetyce. Energetyka 4 (59).
 
ISSN:1429-6675