Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Impact of biochar from sewage sludge on vegetable growth and metal uptake: an example of radish and butterhead lettuce

Radwaniecka Emilia, Chwiałkowski Wojciech, Mulkiewicz Ewa, Kumirska Jolanta

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 2

117--127

EN

This paper presents the results of research on metal migration from the biochar-amended soil to plants with edible root – radish (Raphanus sativus, Saxa 2), and edible above-ground part – butterhead lettuce (Lactuca sativa, Queen of May). The soil was enriched with biochar obtained from municipal sewage sludge through pyrolysis at 750–850°C in a pilot container installation designed for small – and medium-sized sewage treatment plants in agglomerations up to 10,000 population equivalents. The obtained biochar was characterised by a high content of sodium, magnesium, aluminium, potassium, calcium, and iron. The pot experiment was conducted under laboratory conditions at a constant temperature of 22°C, with humidity ranging from 39% to 55%. An additional light source was used to ensure optimal conditions for plant development, emitting light that simulated the insolation conditions typical of the growing season at Poland’s latitude. The vegetables were watered three times a week. The leachability test showed that elements were strongly bound to the biochar material and migrated to the aquatic environment in trace amounts. The influence of 5%, 10%, and 15% biochar addition to the soil substrate on vegetable growth and metal content was studied. A positive effect of biochar addition on vegetable yields was observed; the highest biomass of radish and lettuce was obtained in the substrate containing 5% biochar, where the yield increased by 6% and 17%, respectively. It was also observed that the addition of 5% biochar reduced metal concentrations in vegetables compared to the control. The determined content of heavy metals (lead and cadmium) in vegetables did not exceed the permissible levels specified by EU regulations. The high temperature of 750–850°C in the pyrolysis reactor allows for effective sanitation of municipal sewage sludge, resulting in a carbon material that can be successfully used in agriculture to improve soil properties. The use of biochar for agricultural purposes is much safer than the use of raw sewage sludge.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań migracji metali z gleby wzbogaconej biowęglem do roślin o jadalnym korzeniu – rzodkiewki (Raphanus sativus, Saxa 2) i jadalnej części nadziemnej – sałaty masłowej (Lactuca sativa, Queen of May). Glebę wzbogacono biowęglem otrzymywanym w procesie pirolizy komunalnych osadów ściekowych prowadzonej w temperaturze 750–850°C w pilotażowej instalacji kontenerowej przeznaczonej dla małych i średnich oczyszczalni ścieków w aglomeracjach do 10 000 RLM (Równoważnej Liczby Mieszkańców). Otrzymany biowęgiel charakteryzował się dużą zawartością sodu, magnezu, glinu, potasu, wapnia i żelaza. Uprawa doświadczalna była prowadzona w doniczkach w warunkach laboratoryjnych w stałej temperaturze 22°C i w zakresie wilgotności od 39% do 55%. Aby zapewnić roślinie optymalne warunki do rozwoju zastosowano dodatkowe źródło światła. Lampa emitowała światło symulujące warunki nasłonecznienia występujące w okresie wegetacyjnym dla szerokości geograficznej Polski. Warzywa podlewano trzy razy w tygodniu. Badanie wymywalności wykazało, że pierwiastki są silnie związane z materiałem biowęgla i w śladowych ilościach migrują do środowiska wodnego. Badano wpływ dodatku biowęgla do podłoża glebowego w ilości 5%, 10%, 15% na wzrost warzyw i zawartość metali. Zaobserwowano pozytywny wpływ dodatku biowęgla na plony warzyw. Największą biomasę rzodkiewki i sałaty uzyskano na podłożu zawierającym 5% biowęgla, gdzie plon wzrósł odpowiednio o 6% i 17%. Zaobserwowano, że dodatek 5% biowęgla powodowało zmniejszenie zawartości metali w warzywach w porównaniu do próbki kontrolnej. Oznaczona zawartość metali ciężkich (ołowiu i kadmu) w warzywach nie przekraczała dopuszczalnych poziomów określonych przepisami UE. Wysoka temperatura rzędu 750–850°C w reaktorze pirolitycznym pozwala na efektywną sanitację komunalnych osadów ściekowych dając w efekcie materiał węglowy, który może być z powodzeniem stosowany w uprawach warzyw jako dodatek poprawiający właściwości gleby. Rolnicze wykorzystanie biowęgla jest znacznie bezpieczniejsze niż użycie surowych osadów ściekowych.

2

Zanieczyszczenie środowiska gruntowo-wodnego metalami ciężkimi w rejonie dawnej huty Aleksandra w Kielcach

Świercz A., Prażak J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2014

|

nr 457

87--102

PL

W dzielnicy Białogon, znajdującej się w południowej części Kielc, w strefie ochronnej największego komunalnego ujęcia wody od około 200 lat funkcjonuje przemysł metalowy. Przeprowadzone badania gleb wykazały występowanie w nich podwyższonych zawartości pierwiastków śladowych (głównie: Zn, Pb, Cu, Cr). Warunki środowiskowe nie sprzyjają jednak ich wymywaniu i dalszej migracji z wodą do wód podziemnych. Środowisko glebowe jest słabo kwaśne i obojętne, a w głębszych węglanowych ośrodkach skalnych odczyn wody jest jeszcze wyższy (pH 7–8). Sprawia to, że zanieczyszczenia nie przemieszczają się i nie powodują pogorszenia jakości wody w studniach położonych w sąsiedztwie komunalnego ujęcia wód podziemnych. Zanieczyszczenie gleb cynkiem i ołowiem nie przekracza wartości dopuszczalnych dla gleb użytkowanych rolniczo. Zawartość cynku i ołowiu w badanych próbkach gleb wynosi: Zn 24,4–1646,0 mg/kg; Pb 12,5–1904,0 mg/kg. Zawartość w próbkach gleby chromu, miedzi, kadmu, manganu i niklu była niższa od wartości dopuszczalnych. Zawartość badanych metali w wodach podziemnych dotychczas nie przekroczyła dopuszczalnych stężeń dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

EN

In the protective zone of municipal groundwater intake, in the former industrial district named Białogon, which is the southern part of the city of Kielce, the metal industry has operated for about 200 years. The studies of soils demonstrated elevated levels of trace elements (mostly Zn, Pb, Cu, Cr). However, environmental conditions do not facilitate their leaching and further migration to groundwater. The soil environment is weakly acidic and neutral, while the pH value is even higher (pH 7–8) in deeper carbonate deposits. This is the reason why the pollutants do not migrate and do not worsen the water quality in the wells situated near the municipal groundwater intake. The concentrations of zinc and lead in the polluted soils do not exceed the limit values for agricultural soils, and are as follows: Zn 24.4–1646.0 mg/kg, Pb 12.5–1904.0 mg/kg. The contents of chromium, copper, cadmium, manganese and nickel in the soil samples were lower than the limit values. The contents of the metals in the groundwater do not exceed the amount allowable for drinking water.

3

Wiązanie Potencjalnie Toksycznych Pierwiastków (PTP) w składowiskach odpadów górnictwa węgla kamiennego jako czynnik ochrony środowiska wodnego

Szczepańska-Plewa J., Twardowska I., Miszczak E.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 3

117--124

PL

Celem badań było rozpoznanie przebiegu procesu opóźnienia migracji Potencjalnie Toksycznych Pierwiastków (PTP) w warstwie odpadów górnictwa węgla kamiennego, czyli zdolności barierowych odpadów, w stosunku do metali migrujących w ich warstwie wraz z wodami infiltracyjnymi. Prowadzono badania przepływowe w symulowanym 4-letnim cyklu na kolumnie odpadów o miąższości 1 m zasilanej porcjowo modelowym polimetalicznym roztworem ARD (Acid Rock Drainage) o pH = 1,5 i stężeniach metali: Mn, Fe, Zn, Cd, Cr, Cu i Pb w zakresie maksymalnych stwierdzonych wartości w strefie aeracji składowisk odpadów wydobywczych zawierających siarczki.

EN

The aim of investigations was the recognition of the course of the process of Potentially Toxic Elements (PTE) migration retarding in the layer of hard coal extractive wastes, i.e. barrier abilities of wastes, in relation to metals migrating in their layers together with infiltration waters. Flow examinations in a simulated 4-year cycle on a waste column 1 m in thickness fed in portions with model polymetallic ARD (Acid Rock Drainage) solution with pH = 1.5 and concentrations of metals: Mn, Fe, Zn, Ni, Cd, Cu, and Pb within the range of maximally ascertained values in the zone of aeration of hard coal mining extractive wastes containing sulphides were conducted.

4

Opóźnienie migracji potencjalnie toksycznych pierwiastków (PTP) jako wynik ochrony środowiska wodnego w rejonach deponowania odpadów rud metali

Szczepańska-Plewa J., Twardowska I., Stefaniak S., Miszczak E.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/2

661--670

PL

Celem przedstawionych badań jest rozpoznanie zdolności barierowych siarczkowych odpadów wydobywczych (na przykładzie krzemianowych odpadów z flotacji rudy miedzi) w stosunku do metali generowanych w strefie przypowierzchniowej składowiska (strefa intensywnego wietrzenia) i migrujących w warstwie odpadów wraz z infiltrującymi wodami opadowymi. Badania prowadzono, jako przepływowe, w symulowanym 4-letnim cyklu, w kolumnie wypełnionej odpadami o miąższości 1 m. Odpady wypełniające kolumnę zasilano porcjowo symulowanym polimetalicznym roztworem ARD (Acid Rock Drainage) o pH 1,5 i najwyższych stężeniach metali: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn, przyjętych na podstawie opublikowanych danych dla odpadów wydobywczych. Stwierdzono wysoką zdolność wiązania w odpadach Cu, Cr, Fe i Pb, w szczególności w zakresie pH wycieku > 6. Zdolność odpadów do sorbowania Cd, migrującego z wodami infiltracyjnymi ze strefy wietrzenia, jest również stosunkowo wysoka, jednakże z uwagi na niepełne wiązanie może następować przekroczenie dopuszczalnego stężenia. Odpady te wykazały natomiast praktyczny brak właściwości wiążących w stosunku do Mn oraz słabe wiązanie Ni i Zn. Występowanie tych metali w wyciekach ze składowiska powinno zatem stanowić czynnik kontrolny decydujący o zakresie i skali przedsięwzięć prewencyjnych i ich efektywności. Uwzględnienie opóźnienia migracji metali wywołanego sorpcją w warstwie odpadów pozwoli na odpowiednie planowanie budowy składowiska i rozwiązań technicznych dla ochrony jakości wód podziemnych.

EN

The study was aimed to elucidating barrier capacity of sulfide extractive wastes (exemplified in silicate waste from floatation dressing of copper ore) with respect to metals generated in the weathering zone, which migrate in a waste layer with infiltration waters. It was carried out as a flow-through long-term experiment in the simulated 4-years’ cycle in a column of waste 1 m thick, to which doses of simulated polymetallic ARD (Acid Rock Drainage) of pH 1.5 and the highest envi, Mn, Cd, ronmentally relevant concentrations of metals: Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn were applied. The waste showed high binding capacity with respect to Cu, Cr, Fe and Pb, in particular at leachate pH > 6.0. Waste sorption capacity for Cd appeared to be also relatively high, although exceeding MCL (Maximum Contaminant Level) due to incomplete binding might be a critical factor. The practical lack of binding properties of the waste for Mn, and poor binding of Ni and Zn was though observed. Occurrence of these metals in the leachate from a waste dump should thus be considered as a factor determining the range and scale of prevention measures and their efficiency. Giving consideration to retardation of metal migration due to sorption in a waste layer would allow adequate planning of a waste dump construction program and technical solutions for protection of a groundwater chemical status.

5

Oznaczanie migracji metali z nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu) poddanego przyspieszonemu starzeniu

Borowska A., Sterzyński T., Pokora M.

Polimery

|

2010

|

T. 55, nr 1

47-54

PL

Na podstawie nieplastyfikowanego poli(chlorku winylu) (PVC-U) z dodatkiem pigmentów, układów stabilizujących oraz napełniacza sporządzono 14 mieszanin, następnie poddano je przyspieszonemu starzeniu w komorze w wyniku naświetlania promieniami UV. Metodą emisyjnej spektroskopii atomowej (ICP) oznaczano migrację metali: Fe, Pb, Ca, Mn, Mg, Al, Zn, Ti, Si i Zr z wierzchniej warstwy próbki do roztworu modelowego. Różnice w wyznaczonej wartości migracji materiału wejściowego i starzonego przyjęto za stopień zdegradowania PVC-U. Dodatkowo badano stabilność termiczną próbek przed i po naświetlaniu promieniami UV, poddano także wizualnej ocenie ich przekroje poprzeczne.

EN

14 blends of unplastified poly(vinyl chloride) (PVC-U) containing pigments, stabilizing systems and fillers were prepared (Table 1, 2) and then exposed to accelerated ageing by UV radiation in a chamber. The migration of metals: Fe, Pb, Ca, Mn, Mg, Al, Zn, Ti, Si and Zr from the sample surface layer to model liquid was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP). The difference between the migration value of initial material and of aged one was treated as a measure of PVC-U degradation degree (Fig. 1-4). Additionally the thermal stability of the samples before and after UV irradiation was studied (Fig. 6). The cross-section of samples (Fig. 5) were visually evaluated.

6

Uwarunkowania geomorfologiczne migracji metali ciężkich w osadach fluwialnych : dolina Małej Panwi

Ciszewski D., Malik I., Wardas M.

Przegląd Geologiczny

|

2004

|

Vol. 52, nr 2

163--174

EN

Heavy metal concentrations were investigated in the overbank and channel sediments of the Mała Panew River in southern Poland. Overbank sediment samples were taken in ten vertical profiles up to 2.2 m long within paleochannel infills in four selected XX century floodplains and in 66 profiles,60 cm-long, situated at different height above the water table. Channel sediments were sampled 12 times at the same 10 channel locations within the period of two years. In samples collected, Ba, Cd, Cu, Pb, and Zn concentrations were determined and for selected samples sequential extraction was carried out.Within incised and laterally stable river sections polluted, 20th century sediments occur only in a narrow terrace steps up to 2 m high. Also, in the regulated river section, polluted sediments occur only in several cm thick layers on the 1.8–2.2 m high flood plain. On the contrary, in natural forested valley sections, in which river channel migrates laterally 0.5 m/year on average, the thick polluted sediments occur along the channel at depth up to 2.5 m in a zone about 50 m wide. Differences of heavy metal concentrations between sediment layers of similar age, high proportion of Cd and Zn in the mobile exchangeable fraction and poor buffer capacity of sandy sediments suggest rather high migration rate of Cd and Zn and much lower of Ba, Pb and Cu. Also very high Cd and Zn concentrations in sandy channel sediments could be related to transport of these elements in solution and precipitation. The migration of metals depends most of all on frequency of groundwater level fluctuations. The intensive river bank erosion and clear evidences of metal migration in natural river reaches suggest rapid transfer of these elements between the channel and river banks. Along river reaches with the stable river channel, the floodplain represents a long-term sink for heavy metals and their transfer back to the channel is much slower. The incised river reaches, in which the smallest amount of the heavy metal polluted sediments accumulates are transitional zones for heavy metal load.