Decomposition Rate of Anthracene, Fluorene, Pyrene and Chrysene in Luvisols

• Autorzy: Banach-Szott M. , Dębska B. , Mroziński G.

Warianty tytułu

PL

Szybkość rozkładu antracenu, fluorenu, pirenu i chryzenu w glebach płowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper was to determine the stability and intensity of decomposition of selected polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) (anthracene, fluorene, pyrene, chrysene) in Luvisols. The study was carried out based on soil samples representative of the Kujawsko-Pomorskie Region, collected from areas exposed to and protected from direct contamination with PAHs. Soil samples were polluted with selected PAHs at the amount corresponding to 10 mg PAHs/kg. The PAHs-polluted soil samples were incubated for 10, 30, 60, 120, 180 and 360 days at the temperature of 20–25 ^oC and fixed moisture – 50 % of field water capacity. In this work High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was applied. It was found that majority of PAHs decomposed within first 30 days of the experiment. Decomposition of fluorene and anthracene was much faster than for pyrene and chrysene. The lowest rate of PAHs decomposition was noted for the samples of the soil with the highest content of organic carbon, carbon of the fractions of humic acids and humins, which clearly points to an essential role of organic matter in the PAHs sorption processes.

PL

Celem pracy było określenie trwałości i intensywności rozkładu wybranych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (fluorenu, antracenu, pirenu i chryzenu) w glebach płowych. Do badań pobrano próbki gleb reprezentatywne dla Regionu Kujawsko-Pomorskiego z terenów narażonych i nienarażonych bezpośrednio na zanieczyszczenia WWA. Próbki gleb zanieczyszczono wybranymi WWA w ilości odpowiadającej 10 mg WWA/kg. Zanieczyszczone WWA próbki gleb inkubowano 10, 30, 60, 120, 180 i 360 dni w temperaturze 20–25 ^oC i w stałej wilgotności – 50 % polowej pojemności wodnej. W celu oznaczenia zawartości WWA zastosowano metodykę wykorzystującą wysokosprawną chromatografię cieczową (HPLC). Stwierdzono, że najwięcej WWA rozkładało się w czasie pierwszych 30 dni prowadzenia doświadczenia, przy czym fluoren i antracen rozkładały się zdecydowanie szybciej niż piren i chryzen. Najwolniejszy rozkład WWA zachodził w próbkach gleby charakteryzującej się najwyższą zawartością węgla organicznego, węgla frakcji kwasów huminowych i humin, co w sposób jednoznaczny wskazuje na istotną rolę materii organicznej w procesach sorpcji WWA.

Słowa kluczowe

EN

PAHs; HPLC; luvisols

PL

WWA; HPLC; gleby płowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 2
• Strony: 225--237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Banach-Szott M.

• Department of Environmental Chemistry, University of Technology and Life Sciences, ul. Bernardyńska 6, 85–029 Bydgoszcz, Poland

autor

Dębska B.

autor

Mroziński G.

Bibliografia

• [1] Kluska M. Dynamika sorpcji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych przez glebę w pobli żu dróg o dużym natężeniu ruchu komunikacyjnego. Arch Ochr Środow. 2004;2:83-93.
• [2] Bojakowska I. Charakterystyka wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych i ich występowanie w środowisku. Biuletyn PIG. 2003;405:5-28.
• [3] Wild SR, Jones KC. Polynuclear aromatic hydrocarbons in the United Kingdom environment: a preliminary source inventory and budget. Environ Pollut. 1995;88(1):91-108.
• [4] Maliszewska-Kordybach B. Zależność między właściwościami gleby i zawartością w nich WWA; na przykładzie gleb z terenu użytków rolnych w województwie lubelskim. Arch Ochr Środow. 1998;3:79-91.
• [5] Lichtfouse E, Budziński H, Garrigues P, Eglinton T. Ancient polycyclic aromatic hydrocarbons in modern soils:13C, 14C and biomarker evidence. Org Geochem. 1997;26(5-6):353-359.
• [6] Wilcke W, Amelung W, Zech W. Heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in a rural community leewards of a waste incineration plant. Z Pflanzenernahr Bodenk. 1997;160(3):369-378.
• [7] Wcisło E. Soil contamination with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Poland – a review. Pol J Environ Stud. 1998;7(5):267-272.
• [8] Adamczewska M, Siepak J, Gramowska H. Studies of levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils subjected to anthropic pressure in the City of Poznań. Pol J Environ Stud. 2000;9(4):305-321.
• [9] Kluska M, Kroszczyński W. Zawartość niektórych policyklicznych węglowodorów aromatycznych w pobliżu dróg o dużym nasileniu ruchu. Chem Inż Ekol. 2000;7:563-573.
• [10] Menzie CA, Potocki BB, Santodonato J. Exposure to carcinogenic PAHs in the environment. Environ Sci Technol. 1992;26(7):1278-1284.
• [11] Zerbe J, Sobczyński T, Siepak J. Zanieczyszczenia gleby w ogródkach działkowych metalami ciężkimi i wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi. Przyroda i Człowiek. 1995;8:5-16.
• [12] Bojakowska I, Sokołowska G. Tło geochemiczne wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w glebach leśnych. Przegl Geolog. 1998;46(10):1083-1085.
• [13] Weiss PA, Riss E, Gschmeidler E, Schentz H. Investigation of heavy metal, PAHs, PCB patterns and PCDD/F profiles of soil samples from an industrialized urban area (Linz, Upper Austria) with multivariate statistical methods. Chemosphere. 1994;29:2223-2236.
• [14] Ollivon D, Garbon B, Chesterikoff A. Analysis of distribution of some polycyclic aromatic hydrocarbons in sediments and suspended matter in the river Seine (France). Water, Air, Soil Pollut. 1995;81(1-2):135-152.
• [15] Sutherland JB, Rafii F, Khan AA, Cerniglia CE. Mechanisms of polycyclic aromatic hydrocarbon degradation. [In:] Microbial Transformation and Degradation of Toxic Organic Chemicals. Young LY, Cerniglia CE, editors. New York: Wiley-Liss; 1995:269-306.
• [16] Maliszewska-Kordybach B. Udział procesów abiotycznych w stratach 3- i 4-pierścieniowych węglowodorów aromatycznych z gleb. Rocz Glebozn. 1991;42(1-2):69-78.
• [17] Mahmood SK, Rao PR. Microbial abundance and degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil. Bull Environ Contam Toxicol. 1993;50:486-491.
• [18] Kurek E, Stec A, Staniak D. Bioremediacja ex situ gleby skażonej produktami ropopochodnymi. Ekoinżynieria. 1998;9:5-11.
• [19] Wilcke W, Amelung W. Persistent organic pollutants in native grassland soils along a eliosequence in North America. Soil Sci Soc Amer J. 2000;64:2140-2148.
• [20] Bauer JE, Capone DG. Degradation and mineralization of the polycyclic aromatic hydrocarbons anthracene and naphtalene in intertidal marine sediments. Appl Environ Microbiol. 1985;50(1):81-90. [21] Jensen KC, Folker-Hansen H. Soil quality criteria for selected organic compounds. NERI Report. 1995;47:117-130.
• [22] Cousins IT, Kreibich H, Hudson LE, Lead WA, Jones KC. PAHs in soil: contemporary UK data and evidence for potential contamination problems caused by exposure of samples to laboratory air. Sci Total Environ. 1997;203:141-156.
• [23] Chiou CT. Theoretical considerations of the partition uptake of nonionic organic compounds by soil organic matter. [In:] Reactions and movement of organic chemicals in soils. Sawhney BL, Brown K, editors. SSA Special Publication 22. Madison: Soil Science Society of America; 1989:1-29.
• [24] Weissenfelts WD, Klewer HJ, Langhoff J. Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by soil particles: influence on biodegradability and biotoxicity. Appl Microbiol Biotechnol. 1992;36(5):689-696.
• [25] Barancikova C, Gergelova Z. Soil parameters influencing of PCBs sorption. [In:] Cantaminated Soil ’95. den Brink WJ, Bosman R, Arendt F, editors. Dordrecht–Boston–London: Kluwer Academic Publishers; 1995:357-358.
• [26] Maliszewska-Kordybach B. The presistence of pollutants in soil is related – among other factors – to their sorption. Hydrophobic Xenobiotics, eg highly carcinogenic and mutagenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), are sorbed mainly on the organic fraction of soil. Arch Ochr Środow. 1995;2:183-190.
• [27] Maliszewska-Kordybach B. Wpływ nawożenia organicznego na trwałość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Arch Ochr Środow. 1992;2:153-162.
• [28] Bossert ID, Bartha R. Structure – biodegradability relationships of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil. Bull Environ Contam Toxicol. 1986;37:490-495.
• [29] Maliszewska-Kordybach B. Wpływ poziomu wilgotności gleby piaskowej na zakres i szybkość rozkładu fluorenu, antracenu i pirenu. Rocz Glebozn. 1990;41:47-57.
• [30] Maliszewska-Kordybach B. Trwałość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w glebie. Rozprawa habilitacyjna. Puławy: Wyd IUNG; 1993.
• [31] Siuta J. Biodegradacja ropopochodnych składników w glebach i w odpadach. Warszawa: IOŚ; 1993.
• [32] Schlegel HG. Mikrobiologia ogólna. Warszawa: Wyd Nauk PWN; 2005.
• [33] Maliszewska-Kordybach B. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w środowisku przyrodniczym. Wiad Ekol. 1986;32(1):47-65.
• [34] Maliszewska-Kordybach B, Masiak D. Kinetyka rozkładu fluorenu w glebie piaskowej. Rocz Glebozn. 1988;39:188-199.
• [35] Maliszewska-Kordybach B. Biodegradacja wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w glebach narażonych uprzednio na wpływ tych związków. Arch Ochr Środow. 1991;2:139-149.
• [36] Fudryn G, Kawala Z. Odnowa zanieczyszczonych gruntów metodami in situ. Ochr Środow. 1996;18(2):27-34.
• [37] Lisowska K, Długoński J. Biodegradacja związków ropopochodnych przez grzyby strzępkowe. Biotechnologia. 2003;63(4):92-100.