Celem przeprowadzonego eksperymentu było zbadanie możliwości zastosowania upraw roślin energetycznych, w postaci mozgi trzcinowatej (Phalaris arundinacea), w procesie fitoremediacji terenów zanieczyszczonych herbicydami z grupy fenoksykwasów (2,4-D, MCPA) oraz wybranymi WWA (suma 10 WWA zgodnie z Dz.U. 2016, 1395). Dodatkowo, w ramach doświadczenia przeprowadzono ocenę kinetyki wzrostu i rozwoju proponowanego gatunku roślin w odniesieniu do nawożenia gleby kompostem pochodzenia odpadowego, nano ditlenkiem krzemu oraz mieszanką tych materiałów. Z akres wykonanych badań obejmował dwumiesięczny test donicowy w warunkach ex-situ z wykorzystaniem dwóch serii badawczych (seria 1 – kontrole bez roślin; seria 2 – próby z roślinami). Wyniki uzyskane w trakcie realizacji prac badawczych, pozwoliły wykazać, iż zastosowanie P. arundinacea, w charakterze „czynnika remediacyjnego”, pozwala na znaczące zwiększenie efektywności usunięcia zanieczyszczeń organicznych z gleby. Niemniej jednak zaznaczyć należy, iż najlepsze efekty zarówno w kontekście efektywności procesu, jak i ilości pozyskiwanej biomasy, uzyskane zostały pod wpływem aplikacji nawozu organicznego w postaci kompostu. Dodatkowo zaobserwowano, iż stosowanie materiałów o wysokich właściwościach sorpcyjnych, w charakterze substancji współnawożącej, może znacząco zwiększyć efektywność biotycznych procesów rozkładu zanieczyszczeń organicznych w glebie. Podsumowując można stwierdzić, że proponowana technologia fitoremediacji charakteryzuje się wysoką efektywnością działania, a jej praktyczna implementacja przyczynić się może dodatkowo do zwiększenia udziału produkcji energii z alternatywnych form paliw odnawialnych.
EN
The aim of the experiment was to investigate the possibility of use of energy crops in the form of reed canary grass (Phalaris arundinacea) in the phytoremediation of soil contaminated with phenoxyacid herbicides (2,4-D, MCPA) and selected PAHs (total of 10 PAHs according to Journal of L aws 2016, 1395). In addition, as part of the work, an assessment of the proposed plant species growth and development, in relation to the fertilization of soil with waste origin compost, silicon di-oxide nano powder and mixture of those materials. The scope of the research includes a two-month ex-situ test, with use of two series of experimental pots (series 1 – samples without plants, series 2 – samples with plants). The data obtained during the execution of the experimental works, show that the use of P. arundinacea as a remediation agent can significantly improve the organic pollutants removal efficiency from soil. Nevertheless, it should be noted, that the best results, both in terms of process efficiency and biomass yield, were obtained in samples fertilized with compost. Additionally, it has also been observed that the use of materials with high sorption properties as co-fertilizer, can significantly improve the efficiency of the biotic decomposition of organic pollutants in soil. In conclusion, the proposed phytoremediation technology can be characterized as highly effective. The practical implementation of such a method, may also contribute to the future increase of the share of energy production from alternative forms of renewable fuels.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących zastosowania zintegrowanego układu złożonego z procesów takich, jak: koagulacja i odwrócona osmoza (RO) do usuwania kancerogennych WWA z wybranych ścieków przemysłowych. W badaniach wykorzystano ścieki koksownicze oczyszczone biologicznie (poddane procesom denitryfikacji i nitryfikacji), odprowadzane z zakładowej oczyszczalni biologicznej. Ścieki scharakteryzowano wykonując oznaczenia podstawowych wskaźników fizyko-chemicznych (pH, ChZT, OWO, OW). Oznaczono 6 WWA spośród listy szesnastu związków wskazanych przez EPA do analizy w próbkach środowiskowych (benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)piren, dibenzo(a,h)antracen, indeno(1,2,3,c,d)piren oraz benzo(g,h,i) perylen). W pierwszym etapie badań ścieki zostały poddane koagulacji, w celu wstępnego podczyszczenia, a następnie kierowane były do modułu membranowego. Doczyszczanie ścieków koksowniczych przeprowadzono metodą odwróconej osmozy, z wykorzystaniem komercyjnej membrany polimerowej SE (GE Water). Sumaryczne stężenie sześciu WWA w ściekach koksowniczych wyniosło 38,12 μg/dm³. Efektywność usunięcia sumarycznego stężenia WWA ze ścieków koksowniczych w procesie membranowym wynosiła 97,6%. Uwzględniając koagulację i RO, całkowity stopień usunięcia WWA sięgał 98,9%. Otrzymane wyniki wskazują na możliwość zastosowania zintegrowanego układu: koagulacja – RO do usuwania rakotwórczych WWA ze ścieków koksowniczych.
EN
The paper presents the results of a research whose target was to determine the effectiveness in the treatment of industrial wastewater, from the coking plant, using an integrated system combining volumetric coagulation and reverse osmosis (RO). In the study, biologically treated wastewater (after denitrification and nitrification processes) was used. The wastewater samples were characterized for the concentration of chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), organic carbon (TC) and pH. Six carcinogenic PAHs from a list of sixteen compounds identified by EPA for analysis in environmental samples (benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, indeno(1,2,3,c,d)pyrene and benzo(g,h,i)perylene) were determinated. During the processes the decrease in the concentration of the all studied indicators was observed. The results confirmed the possibility of an integrated coagulation – RO process for cleaning the coking wastewater. The wastewater treated this way can be used as technical water for coke quenching.
The aim of this research was to compare the effectiveness of highly-selective chromatographic PAHs determination method with the new, simpler, non-selective spectrophotometric method, designed for the rapid monitoring of PAHs contamination level in soil. The conducted experiment includes the 2 series of PAHs content determinations, in 4 types of soils, with use of HPLC and spectrophotometric techniques. The obtained results, showed that the developed, PAHs content in soil determination method, can be used for quick and non-specific environmental monitoring of soil. However the effectiveness of this method is dependent on the content of organic matter in the analyzed soil samples.
This páper presents the results of the effectiveness of PAHs removal from a model aqueous solution, during the sorption on the selected sorbents. Six carcinogenic PAHs listed by EPA for the analysis in the environmental samples were determined (benzo(b) fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, indeno(l,2,3,c,d)pyrene and benzo(g,h,i)perylene). In this study, model aqueous solution was prepared with RESTEK 610 mix PAHs standard (distilled water with standard of PAHs). Three types of sorbents: quartz sand, mineral sorbent and activated carbón, was used. The decrease in the concentration of all hydrocarbons was observed after sorption processes. The removal percentage was dependent on the type of sorbent. The highest efficiency (96.9%) was observed for activated carbón. The results shows that the sorption processes can be used in aqueous Solutions treatment procedures.
PL
Celem badań było określenie efektywności usuwania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w procesie adsorpcji. Oznaczono sześć kancerogennych związków spośród szesnastu wskazanych przez EPA do analizy w próbkach środowiskowych. Do badań sporządzono modelowy roztwór wodny z dodatkiem wzorca WWA - Restek 610 Calibration Mix. W takcie eksperymentu wykorzystano trzy rodzaje adsorbentów: piasek kwarcowy, sorbent mineralny oraz węgiel aktywny. W czasie procesu adsorpcji odnotowano obniżenie stężenia poszczególnych węglowodorów. Skuteczność usuwania WWA zależała od rodzaju zastosowanego sorbentu. Największą efektywność, wynoszącą 96,9%, uzyskano dla węgla aktywnego. Otrzymane wyniki wskazują, iż proces sorpcji może być stosowany w celu usunięcia węglowodorów aromatycznych z roztworów wodnych.
Celem pracy była ocena stopnia zanieczyszczenia wybranych gleb wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi oraz zbadanie wpływu nawożenia gleb osadami ściekowymi na zmiany stężeń badanych związków. Do badań wykorzystano sześć rodzajów gleb o różnym stopniu zanieczyszczenia: gleby z terenów rolniczych (pola upraw rzepaku, nieużytki rolne), gleby z terenów przemysłowych (stacja przeładunku paliw, okolice elektrociepłowni miejskiej) oraz gleby pochodzące z obszarów rolniczych, sąsiadujących z trasą szybkiego ruchu drogowego. Określono stężenia 16 WWA zgodnie z listą US EPA. Oznaczenie ilościowo-jakościowe WWA prowadzono z wykorzystaniem techniki wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) z detektorami UV-Vis oraz fluorescencyjnym FLD. W ramach eksperymentu przeprowadzone zostały również testy ex-situ, polegające na wprowadzaniu do wyżej wymienionych gleb osadów ściekowych oraz badaniu zmian stężeń WWA zachodzących pod wpływem tego zabiegu. Wyniki z analiz chromatograficznych gleb wykazały, iż największe stężenia WWA znajdują się w glebach z terenów przemysłowych oraz w glebach pobieranych z terenów bezpośrednio graniczących z trasą ruchu drogowego. Stosunkowo duży wzrost stężenia WWA zaobserwowany został również w próbkach, do których wprowadzone zostały osady ściekowe w charakterze nawozu.
EN
The main aim of the study was to assess the degree of soil contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The secondary aim was to investigate the potential impact of the agricultural use of sewage sludge on the concentrations of PAHs in different types of soil. PAHs are relatively well - known organic pollutants and due to their carcinogenic and mutagenic properties, their presence in soil attracts a lot of attention. In experiment 6 types of soils, with different degrees of PAHs contamination (soil from agricultural/industrial sites) were used. As a sewage sludge the stabilized fraction, taken from municipal wastewater treatment plant, located in Silesia (Poland) was used. All used materials were closely characterized in order to determinate 16 PAHs (compounds recommended to analysis by EPA). The liquid chromatography (HPLC) is one of the most commonly used methods for PAHs analysis and therefore it is recommended for those sorts of research. Qualitative and quantitative PAHs analysis was carried out using high performance liquid chromatography HPLC with fluorescence and UV-Vis detectors. The highest concentrations of PAHs was found in the soils from industrial site and in the soils collected from areas directly adjacent to the roads. The relatively large increase in PAHs was also observed in samples.
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a large group of organic contaminants with related chemical structure and properties. In natural conditions, these compounds usually are in the form of mixtures. As their main source there are given the human activities. PAHs are composed of at least two aromatic rings without any additional substituents. A direct consequence of such structure are low solubility in water and high affinity for the sorption on the solid phase materials. Due to maintained properties the biggest reservoir of these substances are: soil, sediments, sewage sludge and solid waste fractions. The presence of large amounts of PAHs in an environment is associated with numerous problems. First of all, substances belonging to this group are characterized as highly toxic in relation to living organisms, including humans. Prolonged exposure to PAHs contributes also to the induction of spontaneous genetic changes which may lead to carcinogenesis. Taking the above information into account, it can be stated that the effective monitoring of PAHs content should have a great importance from the point of view of both environmental and human safety. The basic technique used for the quantitative isolation of PAHs from solid matrices (soil, sewage sludge) is the solid-liquid extraction method. This technique relies upon the ability of nonpolar organic solvents for elution of hydrophobic organic compounds from the environment in which they are located. Currently, in the scientific literature many various methods for PAHs extraction from solid matrix can be found. Each individual method is unique and depends mostly on the type of used solvent, the conditions in which the process is carried out and the number of auxiliary treatment affecting in particular the purity of the obtained extracts. The aim of the experiment was to compare the effectiveness of different techniques of extraction of PAHs from soil and sewage sludge. The scope of undertaken activities includes testing of the possibility to use four types of organic solvents (acetone, acetonitrile, methanol, and isopropanol) as PAHs extraction agents, and the study of the impact of additional treatments, such as sonification, filtration and SPE techniques on efficiency of sample preparation process. On the basis of obtained results, it can be stated that the highest efficiency of extraction of PAHs from soil can be achieved by using acetonitrile. In the case of sewage sludge the highest extraction efficiency was achieved in the methodology with use of acetone as extraction agent. The use of ultrasonic extraction technology combined with filtration and SPE methods allows to achieve high efficiency in isolation of PAHs from soil and sewage sludge.
PL
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) stanowią liczną grupę związkow organicznych o zbliżonej budowie chemicznej i podobnych właściwościach. W środowisku naturalnym występują zazwyczaj w postaci mieszanin, a ich głownym źrodłem jest działalność człowieka. WWA zbudowane są z co najmniej dwoch pierścieni aromatycznych i nie posiadają dodatkowych podstawnikow. Bezpośrednią konsekwencją takiej budowy jest niska rozpuszczalność w wodzie oraz duże powinowactwo do sorpcji na cząstkach stałych. Właściwości te sprawiają, iż największym rezerwuarem tych substancji są: środowiska glebowe, muły i osady denne, a także osady ściekowe i stałe frakcje odpadow. Występowanie dużych ilości WWA w środowisku związane jest z licznymi problemami. Przede wszystkim substancje należące do tej grupy charakteryzują się wysoką toksycznością w odniesieniu do organizmow żywych, w tym rownież do człowieka. Długotrwała ekspozycja na WWA ponadto przyczynia się do indukcji spontanicznych zmian genetycznych, prowadząc wielokrotnie do kancerogenezy. Biorąc pod uwagę wymienione powyżej informacje, stwierdzić można, że prowadzenie efektywnego monitoringu substancji należących do tej grupy ma duże znaczenie z punktu widzenia zarowno ochrony środowiska, jak i bezpieczeństwa ludzi. Podstawową techniką stosowaną do ilościowej izolacji WWA z matryc stałych (gleba, osady ściekowe) jest ekstrakcja metodą ciało stałe-ciecz. Technika ta opiera się na wykorzystaniu zdolności niepolarnych rozpuszczalnikow organicznych do wymywania hydrofobowych związkow organicznych ze środowiska, w ktorym się znajdują. Obecnie w literaturze naukowej opisane jest wiele metod ekstrakcji WWA z matryc stałych. Rożnią się one między sobą rodzajem zastosowanych rozpuszczalnikow, warunkami, w ktorych prowadzony jest proces oraz liczbą zabiegow pomocniczych, wpływających między innymi na stopień czystości uzyskiwanych ekstraktow. Celem opisywanego eksperymentu było porownanie efektywności działania rożnych technik ekstrakcji WWA z gleby oraz osadow ściekowych. Zakres podjętych działań obejmował badanie możliwości zastosowania czterech odczynnikow (aceton, acetonitryl, metanol i izopropanol) w charakterze czynnika ekstrakcyjnego oraz badanie wpływu dodatkowych zabiegow, w tym sonifikacji, filtracji oraz zagęszczania techniką SPE, na efektywność działania badanego procesu. Na podstawie uzyskanych wynikow stwierdzić można, iż najwyższą efektywność ekstrakcji WWA z gleby osiągnąć można przy użyciu acetonitrylu. W przypadku osadow ściekowych najwyższe stężenia badanych związkow osiągnięte zostały w metodyce wykorzystującej aceton jako odczynnik ekstrakcyjny. Zastosowanie techniki ekstrakcji ultradźwiękowej połączonej z filtracją i zagęszczaniem metodą SPE pozwala na osiągnięcie wysokiej efektywności w izolacji WWA z gleby i osadow ściekowych.
This paper presents the results of the possibility and effectiveness of PAHs removal from a model aqueous solution, during the sorption on the selected sorbents. Six PAHs (naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene) listed by EPA for the analysis in the environmental samples were determined. Model aqueous solution was prepared with RESTEK 610 mix PAHs standard. After the sorption process, decrease in the concentration of individual hydrocarbons was observed. The removal percentage was dependent on the type of sorbent (quartz sand, mineral sorbent, activated carbon). The highest efficiency (98.1%) was observed for activated carbon. The results shows that the sorption processes can be used in aqueous solutions treatment procedures.
PL
Celem badań opisanych w pracy było określenie skuteczności adsorpcji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Oznaczono sześć związków (naftalen, acenaftylen, acenaften, fluoren, fenantren, antracen) spośród szesnastu wskazanych przez EPA do analizy w próbkach środowiskowych. Do badań sporządzono modelowy roztwór wodny z dodatkiem wzorca WWA - Restek 610 Calibration Mix. W czasie procesu adsorpcji odnotowano obniżenie stężenia poszczególnych węglowodorów. Skuteczność usuwania WWA zależała od rodzaju zastosowanego sorbentu (piasek kwarcowy, sorbent mineralny, węgiel aktywny). Największą efektywność, wynoszącą 98,1%, uzyskano dla węgla aktywnego. Otrzymane wyniki wskazują, iż proces sorpcji może być stosowany w celu usunięcia węglowodorów aromatycznych z roztworów wodnych.
Sewage sludge can be used as a fertilizer in agricultural production. However frequent occurrence of dangerous contaminants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) due to their toxic potential, makes this technology controversial. The persistence and migration ability of PAHs in the sewage sludge-soil system was investigated. The results show that sewage sludge applications may cause an increase in migration of some marked compounds in the soil profile. Therefore it is important to perform a close monitoring of PAHs content during the sewage sludge fertilization procedure.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.