50 LAT ISTNIENIA I WYKORZYSTYWANIA JEDNOLITEJ BAZY DANYCH GEOLOGICZNYCH ZŁOŻA WĘGLA BRUNATNEGO
50 YEARS OF EXISTENCE AND USE OF UNIFIED GEOLOGICAL DATABASE OF BEŁCHATÓW LIGNITE DEPOSIT
Andrzej Borowicz, Grażyna Ślusarczyk - „Poltegor Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Racjonalne planowanie i prowadzenie robót górniczych w każdej kopalni wymaga znajomości warunków zalegania i struktury eksploatowanego złoża. Kopalnia Węgla Brunatnego „Bełchatów” od dawna stosuje komputerowe metody wspomagania prac geologiczno-górniczych. Utworzona w 1975 roku Jednolita Baza Danych Geologicznych - JBDG, na którą składają się zbiory danych i oprogramowanie użytkowe, zapewnia realizację tych zadań w krótszym czasie, umożliwiając wielowariantową analizę złoża przy różnych założeniach wstępnych.
Rational planning and conduct of mining operations at each mine requires knowledge of the conditions and the structure of exploited deposits. Bełchatów Lignite Mine has long used computer methods to assist in geological and mining operations.Founded in 1975 Unified Geological Database (UGD), which consists of data collection and utility software, ensures the implementation of these tasks in shorter time, enabling multi-variant analysis of deposit under different initial assumptions.
BIOŁUGOWANIE, JAKO METODA POZYSKIWANIA METALI RZADKICH I SZLACHETNYCH Z PIRYTU
BIOLEACHING AS A METHOD OF EXTRACTING RARE AND PRECIOUS METALS FROM PYRITE
Anna Choińska-Pulit1, Justyna Sobolczyk-Bednarek
„Poltegor-Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Kurczące się tradycyjne złoża rud oraz rosnące ilości odpadów przemysłowych stawiają współczesną gospodarkę wydobywczą i hutniczą przed wyzwaniem znalezienia alternatywnych i ekologicznych metod ekstrakcji metali, w tym pierwiastków krytycznych, szlachetnych i ziem rzadkich, których zasoby mogą się wkrótce wyczerpać. Odpowiedzią na te problemy jest geomikrobiologia i proces bioługowania metali z rud siarczkowych, który oferuje bardziej przyjazną dla środowiska i ekonomiczną alternatywę dla tradycyjnych technik górniczych. Rudy pirytu często zawierają cenne metale, takie jak nikiel (Ni), kobalt (Co), arsen (As),złoto (Au) i srebro (Ag), które mogą być ługowane przez wyselekcjonowane szczepy mikroorganizmów chemoautotroficznych w postaci monokultury bądź konsorcjum mikroorganizmów. Obecnie proces bioługowania pirytu jest szeroko wykorzystywany w hydrometalurgii do ekologicznego pozyskiwania biolikwiantu (bioutleniacza, np. jonów Fe3+ powstałych w wyniku utleniania pirytu przez mikroorganizmy) oraz jako efektywna, niskokosztowa metoda odzysku cennych metali z odpadów elektronicznych.
Shrinking traditional ore deposits and increasing amounts of industrial waste present the contemporary mining and metallurgical economy with the challenge of finding alternative and ecological methods for metal extraction, including critical, precious, and rare-earth elements, whose resources may soon be exhausted. The answer to these problems is geomicrobiology and the process of bioleaching metals from sulfide ores, which offers a more environmentally friendly and economical alternative to traditional mining techniques. Pyrite ores often contain valuable metals, such as nickel (Ni), cobalt (Co), arsenic (As), gold (Au), and silver (Ag), which can be leached by selected strains of chemoautotrophic microorganisms in the form of monocultures or microbial consortia. Currently, the process of pyrite bioleaching is widely used in hydrometallurgy for the ecological acquisition of biolixiviant (bio-oxidant, e.g., Fe3+ ions formed by the oxidation of pyrite by microorganisms) and as an effective, low-cost method for the recovery of valuable metals from electronic waste(e-waste).
BEZTLENOWA BIODEGRADACJA ODPADÓW ROLNICZYCH JAKO ŹRÓDŁO BIOGAZU
ANAEROBIC DIGESTION OF AGRICULTURAL WASTES AS A SOURCE OF BIOGAS
Dominika Kufka - „Poltegor-Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Fermentacja metanowa stanowi istotny element rozwoju odnawialnych źródeł energii, umożliwiając produkcję biogazu z odpadów pochodzenia rolniczego. Celem niniejszej pracy było zbadanie przebiegu i efektywności fermentacji metanowej jednorodnych wsadów przygotowanych na bazie obornika bydlęcego, prowadzonych w warunkach laboratoryjnych. Eksperymenty realizowano w bioreaktorach statycznych w temperaturze mezofilowej (34°C) przez okres 43 dni, z zastosowaniem dwóch różnych osadów ściekowych jako inokulum. Monitorowano podstawowe parametry procesu, takie jak pH, potencjał redoks, zmiany zawartości suchej masy i suchej masy organicznej oraz ilość i skład wytwarzanego biogazu. Uzyskane wyniki wykazały istotny ubytek materii organicznej w trakcie fermentacji oraz zróżnicowany uzysk biogazu, zależny od zastosowanego inokulum. Średnia zawartość metanu w biogazie wynosiła od 33,7% do 55,8%, a maksymalne stężenia metanu przekraczały 80%. Badania potwierdzają, że skład wsadu oraz warunki prowadzenia procesu mają kluczowe znaczenie dla wydajności fermentacji metanowej i jakości produkowanego biogazu.
Methane fermentation is an important component of renewable energy development, enabling biogas production from agricultural wastes. The aim of this study was to investigate the course and efficiency of methane fermentation of homogeneous substrates based on cattle manure under laboratory conditions. The experiments were conducted in static bioreactors at mesophilic temperature (34°C) during 43 days, using two different sewage sludges as inocula. Key process parameters such as pH, redox potential, changes in dry matter and organic dry matter content, as well as the volume and composition of produced biogas, were monitored. The results showed a significant reduction in organic matter during fermentation and varied biogas yields depending on the applied inoculum. The average methane content in biogas ranged from 33.7% to 55.8%, with maximum methane concentrations exceeding 80%. The study confirms that substrate composition and process conditions play a crucial role in determining the efficiency of methane fermentation and the quality of the generated biogas.
WYKORZYSTANIE PROCESU BIOSOLUBILIZACJI DO POZYSKIWANIA KWASÓW HUMINOWYCH Z LIGNITU
THE USE OF BIOSOLUBILIZATION PROCESS FOR OBTAINING HUMIC ACIDS FROM LIGNITE
Justyna Sobolczyk-Bednarek, Anna Choińska-Pulit - „Poltegor-Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław,
Wojciech Łaba - Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności,
Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności
Węgiel brunatny jest bogaty w związki organiczne i pierwiastki, a jego surowa lub przetworzona forma może być używana, jako nawóz stymulujący wzrost roślin i poprawiający właściwości gleby, głównie dzięki zawartości substancji humusowych (kwasów huminowych i fulwowych). Konieczna jest jednak modyfikacja węgla, by zwiększyć przyswajalność jego związków, a obróbka mikrobiologiczna jest efektywną i bezpieczną metodą degradacji makromolekularnej sieci węgla do prostszych, wartościowych produktów. Celem badania było przyjazne dla środowiska pozyskanie kwasów huminowych z węgla lignitowego z Kopalni Turów poprzez proces biosolubilizacji z wykorzystaniem wyizolowanego szczepu promieniowca. Z próbek węgla i wody z kopalni wyizolowano 10 szczepów mikroorganizmów zdolnych do rozkładu węgla brunatnego. Do dalszych badań wybrano izolat promieniowca oznaczony numerem 59, który wykazywał najbardziej intensywny wzrost na węglu, którego potencjał biosolubilizacyjny potwierdzono w hodowlach w podłożu płynnym i stałym z dodatkiem węgla brunatnego (wskaźnik humifikacji E4/E6=6.4). Uzyskane produkty upłynniania, głównie związki próchnicze (kwasy huminowe), wykazują potencjał do proekologicznego wykorzystania w rolnictwie, na przykład, jako składnik nawozów organiczno-mineralnych.
Lignite is rich in organic compounds and elements, and its raw or processed form can be used as a fertilizer stimulating plant growth and improving soil properties, mainly due to the content of humic substances (humic and fulvic acids). However, modification of the coal is necessary to increase the bioavailability of its compounds, and microbiological processing is an effective and environmentally safe method for the degradation of the coal’s macromolecular network into simpler, valuable products. The aim of the study was the environmentally friendly recovery of humic acids from lignite coal sourced from the Turów Mine through a biosolubilization process utilizing an isolated actinomycete strain. Ten strains of microorganisms capable of degrading lignite were isolated from coal and water samples from the mine. The actinomycete isolate numbered 59 was selected for further research, as it showed the most intensive growth on coal. Its biosolubilization potential was confirmed in cultures in both liquid and solid media with added lignite (humification index E4/E6=6.4). The resulting liquefaction products, mainly humic compounds (humic acids), show potential for pro-ecological use in agriculture, for example, as a component of organo-mineral fertilizers.
MAGAZYNOWANIE ENERGII HYDROELEKTRYCZNEJ W OBSZARACH POKOPALNIANYCH PROJEKT HYDROMINE
HYDROPOWER ENERGY STORAGE IN POST-MINING AREAS THE HYDROMINE PROJECT
mgr Sławomir Szymanowicz – Poltegor Instytut – Instytut Górnictwa Odkrywkowego
Wraz z obserwowaną obecnie intensywną dekarbonizacją Europejskiej energetyki przy jednoczesnym rosnącym udziale energii elektrycznej produkowanej z mało przewidywalnych źródeł odnawialnych, pojawia się pilna potrzeba tworzenia efektywnych magazynów energii. Spośród wielu znanych metod magazynowania energii to właśnie elektrownie szczytowo -pompowe ze względu na dużą pojemność energetyczną oraz długi okres użytkowania mają obecnie na świecie największy udział w magazynowaniu energii. Z uwagi na duże koszty środowiskowe oraz inwestycyjne dla budowy elektrowni szczytowopompowych w nowych niezagospodarowanych obszarach, oczywisty wydaje się główny cel Projektu Hydromine adoptowania na potrzeby ich budowy istniejących już powierzchniowych wyrobisk górniczych i obszarów pokopalnianych. Magazynowanie energii hydroelektrycznej w obszarach pokopalnianych będzie nie tylko wsparciem dla regionalnych, bezemisyjnych systemów energetycznych, ale pozwoli również obszarom związanym wcześniej z branżą górniczą i energetyczną na kontynuowanie działalności w zmienionej ekologicznej formie.
In the context of the currentl intensive decarbonisation of the European energy sector, combined with the increasing share of electricity generated from inherently intermittent and unpredictable renewable energy sources, there is an urgent need to develop of efficient energy storage systems. Of the various avaiable technologies, pumped-storage hydropower plants currently represent the dominant share of global energy storage capacity, primarily due to their high energy storage potential and long operational lifetime. However, considering the substantial environmental impact and high investment costs associated with the constructing of pumped-storage power plants in newly developed and previously undeveloped areas, the Hydromine Project’s main objective is to adapt existing surface mining excavations and post-mining areas for this purpose. Deploying hydroelectric energy storage systems in post-mining regions will support regional, zero-emission energy systems and enable areas historically associated with the mining and energy to continue their economic activity in an environmentally sustainable way.
THE EUROPEAN COAL AND LIGNITE INDUSTRY AND RELATED EU POLICY IN A GLOBAL CONTEXT
Brian Ricketts, European Association for Coal and Lignite - EURACOAL
Europejskie zużycie węgla stanowi obecnie jedynie niewielką część globalnego popytu na ten surowiec, który nadal rośnie, przy czym dominują w nim Chiny, zużywając ponad połowę całego węgla wydobywanego na świecie. Międzynarodowy handel węglem pozostaje dynamiczny, czemu sprzyja efektywny transport. W miarę ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, do którego dążą kolejne kraje, wiele z nich ogłosiło plany zmniejszenia wykorzystania węgla – w szczególności dotyczy to Unii Europejskiej. Od 1990 r. produkcja węgla i popyt na niego w UE wykazują tendencję spadkową. Obecnie wszystkie państwa członkowskie UE planują stopniowe wycofywanie węgla. Ożywienie gospodarcze po pandemii COVID-19 oraz kryzys energetyczny związany z agresją Rosji na Ukrainę jedynie na krótko przerwały ten trend spadkowy. Patrząc w przyszłość, UE dąży do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. Aby zrealizować ten cel, Komisja Europejska przewiduje dalszy rozwój odnawialnych źródeł energii.
Z perspektywy historycznej, eksploatacja węgla w Europie przebiegała według schematu typowego dla wykorzystania wielu zasobów naturalnych. W UE na popyt na węgiel wpływają również inne czynniki, w tym przepisy ograniczające emisje CO₂, a ostatnio także regulacje dotyczące redukcji emisji metanu z sektora energetycznego. W odpowiedzi na wysokie ceny energii oraz spadającą konkurencyjność przemysłu, Komisja Europejska zaproponowała inicjatywę Clean Industrial Deal, która ma sprzyjać rozwojowi czystych technologii. Dla regionów węglowych Fundusz Sprawiedliwej Transformacji zapewnia
wsparcie na rzecz dywersyfikacji gospodarczej, tak aby nikt nie został pozostawiony w tyle w procesie wdrażania nowych źródeł energii. W okresie transformacji energetycznej przystępność cenowa, dostępność i niezawodność węgla sprawiają jednak, że surowiec ten nadal będzie odgrywał istotną rolę
European coal use now accounts for a small fraction of global coal demand which continues to grow, dominated by China which uses over one half of all the coal mined in the world. International coal trade is buoyant, facilitated by efficient transport. As countries strive to reduce their greenhouse gas emissions, many have announced plans to limit coal use – nowhere more so than in the European Union. Since 1990, EU coal production and demand have trended downwards and, today, all EU member states have plans to phase out coal. The economic bounce back after the Covid-19 pandemic and energy crisis linked to Russia’s war of aggression against Ukraine only briefly interrupted the trend of decline. Looking to the future, the EU aims for netzero greenhouse gas emissions by 2050. To achieve this target, the European Commission anticipates the continued growth of renewable energy sources. From an historical perspective, the exploitation of coal in Europe has followed a pattern that is typical of the exploitation of many natural resources. In the EU, other factors also weigh on coal demand with legislation to limit CO2 emission and, most recently, to limit methane emissions from the energy sector. In response to the EU’s high energy prices and weakening industrial competitiveness, the European Commission proposed a Clean Industrial Deal that will favour cleantech. For the coal regions, the Just Transition Fund provides support for diversification so that no one is left behind as new energy sources come online. During the energy transition, the affordability, availability and reliability of coal mean that it will still have an important role to play.
ROLA KRZEMU W OCHRONIE ROŚLIN PRZED PATOGENAMI GRZYBOWYMI
THE ROLE OF SILICON IN PROTECTING PLANTS AGAINST FUNGAL PATHOGENS
Dominika Kufka - „Poltegor-Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Krzem, mimo że nie jest uznawany za pierwiastek niezbędny dla wzrostu roślin, odgrywa istotną rolę w zwiększaniu ich odporności na stresy biotyczne i abiotyczne. Liczne badania wskazują, że związki krzemu – zwłaszcza ortokrzemiany i kwas ortokrzemowy wykazują działanie fungistatyczne, wspomagając ochronę roślin przed patogenami grzybowymi. Mechanizmy te obejmują wzmocnienie ścian komórkowych, indukcję odporności systemicznej (SAR) oraz modyfikację właściwości chemicznych powierzchni liści, ograniczającą rozwój patogenów. Krzem korzystnie wpływa także na mikrobiom glebowy, wspierając mikroorganizmy antagonistyczne wobec grzybów chorobotwórczych. W kontekście rosnącego znaczenia zrównoważonego rolnictwa, krzem i jego związki stanowią obiecującą, ekologiczną alternatywę dla chemicznych fungicydów w profilaktyce chorób roślin.
Although silicon is not classified as an essential element for plant growth, it plays a crucial role in enhancing plant tolerance to both biotic and abiotic stresses. Numerous studies have demonstrated that silicon compounds—particularly orthosilicates and orthosilicic acid exhibit fungistatic properties, supporting plant protection against fungal pathogens. The mechanisms involved include strengthening of cell walls through silica gel deposition, induction of systemic acquired resistance (SAR), and modification of leaf surface chemistry that inhibits pathogen development. Silicon also improves soil microbial balance by promoting beneficial microorganisms antagonistic to pathogenic fungi. In the context of sustainable agriculture, silicon and its derivatives emerge as promising ecological alternatives to conventional chemical fungicides in the prevention of fungal diseases.