Studies of mercury content in selected coal seams of the Upper Silesian Coal Basin

W ostatnich latach struktura zużycia paliw w Polsce zmieniła się w niewielkim stopniu, a paliwa dominujące w gospodarce energetycznej to nadal węgiel kamienny oraz węgiel brunatny. Powszechnie znanym zjawiskiem jest obecność rtęci w węglach. 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 zróżnicowana. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości rtęci w blisko 100 próbkach węgla kamiennego pobranych z pokładów Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wytypowane do badań pokłady reprezentują różne ogniwa litostratygraficzne (warstwy libiąskie, łaziskie, orzeskie, rudzkie, siodłowe oraz porębskie i jaklowieckie). Przebadano próbki węgla kamiennego łącznie z 35 pokładów w 17 kopalniach. Wykonane analizy zawartości rtęci wykazały jej zróżnicowaną obecność w całym badanym materiale. Średnia zawartość rtęci w opróbowanych pokładach kształtuje się na poziomie porównywalnym z danymi podawanymi w literaturze lub jest zdecydowanie niższa. Zawartość rtęci całkowitej, pomierzona we wszystkich próbkach węgla kamiennego mieści się w granicach od 0,0029 do 0,3026 mg/kg, natomiast jej wartość uśredniona kształtuje się na poziomie 0,0739 mg/kg. Często, w pojedynczych próbkach pochodzących z podobnych genetycznie złóż, zawartości rtęci w węglu różnią się nawet o kilka rzędów wielkości, co obserwowane jest przede wszystkim w obrębie warstw łaziskich oraz rudzkich. Brak jest wyraźnego zróżnicowania zawartości rtęci w podziale na część wschodnią eksploatacji oraz część centralną i zachodnią. W odniesieniu do próbek pobranych w każdej z kopalń, średnia zawartość rtęci mieści się w granicach od 0,0331 do 0,1589 mg/kg. Nie obserwuje się zależności pomiędzy uśrednioną zawartością rtęci w węglach z poszczególnych kopalń a przynależnością litostratygraficzną eksploatowanych pokładów. Całkowitą zawartość rtęci podano w stanie powietrzno-suchym (analitycznym) analizowanych próbek. Ze względu na małą liczbę próbek pobranych z eksploatowanych pokładów oraz stwierdzony szeroki zakres zmienności, przeprowadzone badania nie pozwalają na powiązanie zawartości rtęci całkowitej w wybranych pokładach z ich pozycją litostratygraficzną. Wyniki pracy pozwoliły jednak na zdecydowane rozszerzenie wiedzy dotyczącej zawartości rtęci w węglach z pokładów GZW, a badanie jej zmienności wykazuje wyraźny aspekt poznawczy.

The structure of fuel consumption in Poland has changed very little in recent years, and coal and lignite are still the dominant fuels in the energy sector. The presence of mercury in coal is a common phenomenon. Its content in coal samples from various deposits from around the world typically ranges from 0.03 to 0.3 mg/kg; however, the amount of mercury in each seam varies. This paper presents the results of mercury content studies of nearly 100 samples collected from the coal seams of the Upper Silesian Coal Basin. The seams selected for examination represent different lithostratigraphic members (Libiąż, Łaziska, Orzesze, Ruda, Siodło, Poręba, and Jaklowiec horizons). Coal samples from a total of 35 seams in 17mines were studied. The mercury content analysis indicated that the amount of this element varied in the examined material. The average mercury content in the sampled seams was comparable with the data provided in exiting documentation or was much lower. The total mercury content measured in all the coal samples ranged from 0.0029 to 0.3026 mg/kg, and averaged 0.0739 mg/kg. Frequently, in individual samples from genetically similar deposits, mercury content in coal varied by several orders of magnitude, which was evident primarily within the Łaziska and Ruda horizons. There is no clear differentiation in mercury content between the eastern and the central-western mining regions. In the samples collected in all the mines, the average mercury content ranged from 0.0331 to 0.1589 mg/kg. There was no relationship between the average mercury content in coal from different mines and the lithostratigraphic origin of the mined seams. The total mercury content was provided in the air-dry (analytical) state of the samples. Due to the small number of samples collected from the mined seams and the wide range of variability discovered, the conducted studies do not allow for the relation of total mercury content in selected seams to their lithostratigraphic position. These results, however, have significantly extended the scope of knowledge about mercury content in coal from the USCB seams. Moreover, the study of coal content variability has a distinct cognitive aspect.