Reemisja związków rtęci w czasie unieszkodliwiania osadów ściekowych

Janowska, B.; Szymański, K.

doi:10.12912/23920629/65483

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Reemisja związków rtęci w czasie unieszkodliwiania osadów ściekowych

Autorzy

Janowska B. , Szymański K.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/65483

Warianty tytułu

Reemission of mercury compounds from sewage sludge disposal

Języki publikacji

Abstrakty

Metody unieszkodliwiania lub zagospodarowania osadów ściekowych polegają na ich składowaniu, wykorzystaniu rolniczym, produkcji kompostu, biogazu oraz przekształcaniu termicznym. Produkcja osadów ściekowych w roku 2013, uzyskanych z komunalnych oczyszczalni ścieków, wynosiła w Polsce 540,3 tys. Mg (s.m). Na sposób zagospodarowania osadów ściekowych ma wpływ ich jakość. Osady ściekowe, przeznaczone do wykorzystania przyrodniczego powinny spełniać wymogi bezpieczeństwa chemicznego, sanitarnego oraz środowiskowego. Zawartość metali ciężkich, w tym rtęci decyduje o sposobie unieszkodliwiania osadów ściekowych. W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące zawartości związków rtęci w kompostowanych osadach ściekowych oraz osadach poddawanych suszeniu i spalaniu. Podczas spalania i suszenia osadów ściekowych powstają lotne związki rtęci, które mogą być emitowane do atmosfery. Frakcjonowanie rtęci w kompostowanych osadach ściekowych wykazało, że rtęć w kompoście występuje głównie we frakcji utlenialnej (organicznej) oraz we frakcji rezydualnej, czyli w formach które są trudno dostępne dla środowiska.

The sewage sludge disposal and cultivation methods consist in storage, agricultural use, compost production, biogas production or heat treatment. The sewage sludge production in municipal sewage sludge treatment plants in year 2013 in Poland amounted to 540.3 thousand Mg d.m. The sewage sludge for agricultural or natural use must satisfy chemical, sanitary and environmental safety requirements. The heavy metal content, including the mercury content, determines the sewage sludge disposal method. Mercury has a high chemical activity and biological form compounds with different properties. The properties of the mercury present in sewage sludge or composts, its potential bioavailability depend on its physicochemical forms. Different forms of mercury, which are found in soil and sediments and sewage sludge, may be determined using various techniques sequential extraction. In order to assess the bioavailability the analysis of fractional of mercury in samples of sewage sludge and composts was made. For this purpose the analytical procedure based on a four sequential extraction process was applied. Mercury fractions were classified as exchangeable (EX), base soluble (BS), acids soluble (AS) and oxidizable (OX). This article presents the research results on the mercury compounds contents in sewage sludge subjected to drying process, combustion and in composted sewage sludge. During drying and combustion process of the sewage sludge, mercury transforms into volatile forms that could be emitted into the atmosphere. The mercury fractionation in composted sewage sludge proved that mercury in compost occurs mainly in an organic fraction and in a residual fraction that are scarce in the environment.

Słowa kluczowe

osady ściekowe kompost kompostowanie termiczne unieszkodliwianie związki rtęci frakcjonowanie

sewage sludge compost composting process thermal disposal mercury compounds fractionation

Wydawca

Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej

Czasopismo

Inżynieria Ekologiczna

Rocznik

2016

Tom

Nr 50

Strony

49--57

Opis fizyczny

Bibliogr. 30 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Janowska B.

beata.janowska@tu.koszalin.pl

Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji, Politechnika Koszalińska, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

autor

Szymański K.

Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji, Politechnika Koszalińska, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

Bibliografia

1. AMAP/UNEP 2013. Technical background report for the global mercury assessment 2013, Arctic Monitoring and Assessment Programme, Oslo, Norway/UNEP Chemicals Branch, Geneva, Switzerland [online]. Dostępny w Internecie:
2. http://www.amap.no/documents/doc/technical-background-report-for-the-global-mercury-assessment-2013/848
3. Balogh S.J., Nollet Y.H. 2008. Mercury mass balance at a wastewater treatment plant employing sludge incineration with offgas mercury control. Science of The Total Environment, 389, 125–131.
4. Bernal M.P., Alburquerque J.A., Moral R. 2009. Composting of animal manures and chemical criteria for compost maturity assessment. A review. Bioresource. Technology, 100, 5444–5453.
5. Bień J.D. 2012. Zagospodarowanie komunalnych osadów ściekowych metodami termicznymi. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 15(4), 439–449.
6. Boszke L. 2009. Kierunki badań i możliwości analityczne w technice fluorescencyjnej spektroskopii atomowej dla oznaczeń rtęci w próbkach środowiskowych. Wiadomości Chemiczne, 63(7–8), 538–573.
7. Chen X., Ji H., Yang W., Zhu B., Ding H. 2016. Speciation and distribution of mercury in soils around goldmines located upstream of Miyun Reservoir, Beijing, China. Journal of Geochemical Exploration, 163, 1–9.
8. Coufalík P., Zvěřina O., Komárek J. 2014. Determination of mercury species using thermal desorption analysis in AAS. Chemical Papers, 68(4), 427–434.
9. Han F.X., Su Y., Monts D.L., Waggoner C.A., Plodinec M.J. 2006. Binding, distribution, and plant uptake of mercury in a soil from Oak Ridge, Tennessee, USA. Science of The Total Environment, 368, 753–768.
10. Hutchison A.R., Atwood D.A. 2003. Mercury pollution and remediation: the chemist’s response to a global crisis. Journal of Chemical Crystallography, 33(8), 631–645.
11. Issaro N., Ghanem C. Abi, Bermond A. 2009. Fractionation studies of mercury in soil and sediments: A review of the chemical reagents used for mercury extraction. Analytica Chimica Acta, 631, 1–12.
12. Jędrczak A. 2007. Biologiczne przetwarzanie osadów. Warszawa. PWN, ss. 468.
13. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Warszawa. PWN, ss. 398.
14. Lomonte C., Fritsche J., Bramanti E., Doronila A., Gregory D., Baker A.J.M, Kolev S.D. 2010. Assessment of the pollution potential of mercury contaminated biosolids. Environmental Chemistry, 7, 146–152.
15. Mukherjee A. B., Zevenhoven R., Brodersen J., Hylander L.D., Bhattacharya P. 2004. Mercury in waste in the European Union: sources, disposal methods and risks. Resources, Conservation Recycling, 42, 155–182.
16. Pająk T. 2014. Termiczne przekształcanie osadów ściekowych wobec wyzwań roku 2016. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 17(3), 363–376.
17. Ram A., Borole D.V., Rokade M.A., Zingde M.D. 2009. Diagenesis and bioavailability of mercury in the contaminated sediments of Ulhas Estuary, India. Marine Pollution Bulletin, 58, 1685–1693.
18. Renneberg A.J., Dudas M.J. 2001. Transformations of elemental mercury to inorganic and organic forms in Mercury and hydrocarbon co-contaminated soils. Chemosphere, 45, 1103–1109.
19. Rumayor M., Diaz-Somoano M., Lopez-Anton M.A., Martinez-Tarazona M.R. 2013. Mercury compounds characterization by thermal desorption. Talanta, 114, 318–322.
20. Sahuquillo A., Rauret G., Bianchi M., Rehnert A., Muntau H. 2003. Mercury determination in solid phases from application of the modified BCR-sequential extraction procedure: a valuable tool for assessing its mobility in sediments. Analytical Bioanalytical Chemistry, 375, 578–583.
21. Samolada M.C., Zabaniotou A.A. 2014. Comparative assessment of municipal sewage sludge incineration, gasification and pyrolysis for a sustainable sludge-to-energy management in Greece. Waste Management, 34, 411–420.
22. Shoham-Frider E., Shelef G., Kress N. 2007. Mercury speciation in sediments at a municipal sewage sludge marine disposal site. Marine Environmental Researche, 64, 601–615.
23. Sidełko R. 2005. Kompostowanie. Optymalizacja procesu i prognoza jakości produktu. Koszalin. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, ss. 140
24. Siebielska I. 2013. Degradacja WWA i PCB w procesach biologicznej przeróbki odpadów biodegradowalnych. Koszalin. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, ss. 211.
25. Takaoka M., Domoto S., Oshita K., Takeda N., Morisawa S. 2012. Mercury emission from sewage sludge incineration in Japan. Journal of Material Cycles and Waste Management, 14, 113–119.
26. Werther J., Ogada T. 1999. Sewage sludge combustion. Progress in Energy and Combustion Science, 25, 55–116.
27. Zbytniewski R., Buszewski B. 2005. Characterization of natural organic matter (NOM) derived from sewage sludge compost. Part 1: chemical and spectroscopic properties. Bioresource. Technology, 96, 471- 478.
28. Zhang J., Dai J., Wang R., Li F., Wang W. 2009. Adsorption and desorption of divalent mercury (Hg2+) on humic acids and fulvic acids extracted from typical soils in China. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 335, 194–201.
29. Zhou J., Wu S., Pan Y., Su Y., Yang L., Zhao J., Lu Y., Xu Y., Oh K., Qian G. 2015. Mercury in municipal solids waste incineration (MSWI) fly ash in China: Chemical speciation and risk assessment. Fuel, 158, 619–624.
30. Zhu N.M, Li Q., Guo X.J., Zhang H., Deng Y. 2014. Sequential extraction of anaerobic digestate sludge for the determination of partitioning of heavy metals. Ecotoxicology and Environmental Safety, 102, 18–24.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-708f5f4a-3893-4855-8172-ec734ab5c5ac