Influence of Sitkówka sewage treatment plant on the Bobrza River water quality

• Autorzy: Kanownik W. , Policht-Latawiec A. , Gajda A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jwld-2017-0049

Warianty tytułu

PL

Wpływ oczyszczalni ścieków Sitkówka na jakość wody rzeki Bobrzy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an analysis of 20 physicochemical elements in the Bobrza River water sampled above and below the treated sewage discharge point. Sitkówka mechanical and biological sewage treatment plant with a value of 289 000 People Equivalent discharges on average 51 000 m³ of treated sewage daily, which makes up 29% of mean daily flow in the Bobrza River. On the basis of hydrochemical analyses it was stated that the discharge of treated sewage led to worsening of 18 out of 20 studied water quality indices in the Bobrza River. In the river water below the sewage discharge statistically significantly higher values of electrolytic conductivity, dissolved solids, calcium, magnesium, sodium and potassium were registered. A decrease in dissolved oxygen content in the water and increase in its electrolytic conductivity caused a change of water quality class in the Bobrza River from the maximum potential to potential below good. On the other hand, increase in concentrations of dissolved solids and sulphates caused a change of the water class from the maximum potential to good potential. Statistical factor analysis (FA) made possible a reduction of a set of 20 physicochemical elements to four mutually orthogonal factors explaining 95% (above the treatment plant) and 96% (below the treatment plant) of the internal structure of primary data. The first factor is connected with point source pollution (sewage discharge), the second describes oxygen conditions in water, the third results from seasonality and is responsible for the pollutants from natural sources, whereas the fourth factor has not been unanimously defined yet.

PL

W pracy przedstawiono analizę 20 elementów fizykochemicznych w wodzie rzeki Bobrzy pobranej powyżej i poniżej miejsca zrzutu oczyszczonych ścieków. Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia Sitkówka zaprojektowana na 289 000 równoważnej liczby mieszkańców (RLM) odprowadza średnio na dobę 51 000 msup>3 oczyszczonych ścieków, co stanowi aż 29% średniego natężenia przepływu wody w Bobrzy. Na podstawie hydrochemicznych badań stwierdzono, że zrzut oczyszczonych ścieków spowodował pogorszenie 18 z 20 badanych wskaźników jakości wody rzeki Bobrzy. W wodzie z rzeki poniżej zrzutu ścieków odnotowano statystycznie istotnie większe wartości przewodności elektrolitycznej właściwej, substancji rozpuszczonych, wapnia, magnezu, sodu oraz potasu. Zmniejszenie zawartości tlenu rozpuszczonego w wodzie i zwiększenie jej przewodności elektrolitycznej właściwej spowodowało zmianę klasy jakości wody w rzece z potencjału maksymalnego do potencjału poniżej dobrego. Natomiast zwiększenie stężenia substancji rozpuszczonych i siarczanów spowodowało zmianę klasy wody z potencjału maksymalnego do dobrego. Statystyczna analiza czynnikowa (FA) umożliwiła zredukowanie zbioru 20 elementów fizykochemicznych do czterech czynników wzajemnie ortogonalnych objaśniających 95% (powyżej oczyszczalni ścieków) i 96% (poniżej oczyszczalni ścieków) wewnętrznej struktury danych pierwotnych. Pierwszy czynnik jest związany z zanieczyszczeniami punktowymi (zrzutem ścieków), drugi opisuje warunki tlenowe w wodzie, trzeci wynika z sezonowości i odpowiada za zanieczyszczenia pochodzące ze źródeł naturalnych, natomiast czwarty czynnik nie został jednoznacznie zidentyfikowany.

Słowa kluczowe

EN

environmental monitoring; pollutants; sewage discharge; water quality

PL

jakość wody; monitoring środowiska; zanieczyszczenia; zrzut ścieków

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 34
• Strony: 153--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kanownik W.

• University of Agriculture in Kraków, Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying, Department of Land Reclamation and Environmental Development, al. Mickiewicza 24-28, 30-059 Kraków, Poland

autor

Policht-Latawiec A.

• University of Agriculture in Kraków, Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying, Department of Land Reclamation and Environmental Development, al. Mickiewicza 24-28, 30-059 Kraków, Poland

autor

Gajda A.

• University of Agriculture in Kraków, graduate, Poland

Bibliografia

• BATKOWSKI B. 2014. Ocena i monitoring efektywności działania oczyszczalni ścieków „Czajka” oraz jej wpływ na środowisko naturalne [Assessment and monitoring of WWTP „Czajka” efficiency and its environmental impact]. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. Nr 4 p. 159–164.
• CHMIELOWSKI K., BUGAJSKI P., KACZOR G.B. 2016. Comparative analysis of the quality of sewage discharged from selected agglomeration sewerage systems. Journal of Water and Land Development. No. 30 p. 35–42.
• CIUPA T., SULIGOWSKI R., BIERNAT T. 2010. Ingerencja człowieka w środowisko wodne Chęcińsko-Kieleckiego Parku Krajobrazowego [Human interference in the water environment of the Chęcińsko-Kielecki Landscape Park]. Prace i Materiały Muzeum im. prof. Władysława Szafera. Z. 20 p. 151–164.
• COPPENS L.J.C., VAN GILS J.A.G., TER LAAK T.L., RATERMAN B.W., VAN WEZEL A.P. 2015. Towards spatially smart abatement of human pharmaceuticals in surface waters: Defining impact of sewage treatment plants on susceptible functions. Water Research. Vol. 81 p. 356–365.
• COTMAN M., DROIC A., ZAGORC-KONCAN J. 2004. Study of impacts of treated wastewater to the Krka River, Slovenia. River in Europe. Vol. 5 p. 18–29.
• Council Directive 91/271/ EEC of 21 May 1991 concerning urban waste-water treatment. OJ L 135, 21.05.1991. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for Community action in the field of water police. OJ L 327, 21.12.2000.
• DMOCHOWSKA A., DMOCHOWSKI D. 2011. Zawartość substancji nieorganicznych oraz zanieczyszczeń organicznych w odciekach ze składowiska odpadów komunalnych w Łubnej [Content of inorganic and organic pollutants in leachate of the municipal landfill in Łubna]. Polski Przegląd Medycyny i Psychologii Lotniczej. Nr 4 (17) p. 371–380.
• DOMAGAŁA J., CZERNIAWSKI R., PILECKA-RAPACZ M. 2010. Zagrożenia antropogeniczne wód zlewni Drawy [Anthropogenic environmental threat of Drawa drainage]. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 9 p. 157–168.
• GRAHAM J.L., STONE M.L., RASMUSSEN T.J., POULTON B.C. 2010. Effect of wastewater effluent discharge and treatment facility upgrades on environmental and biological conditions of the upper Blue River, Johnson County, Kansas and Jackson County, Missouri, January 2003 through March 2009. U.S. Geological Survey. Scientific Investigations Report 2010–5248 pp. 85.
• HALLIDAY S.J., SKEFFINGTON R.A., BOWES M.J., GOZZARD E., NEWMAN J.R., LOEWENTHAL M., PALMER-FELGATE E.J., JARVIE H.P., WADE A.J. 2014. The water quality of the river Enborne, UK: Observations from highfrequency monitoring in a rural, lowland river system. Water. Vol. 6 p. 150–180.
• HOLGUIN J., EVERAERT G., BOETS P., GOETHALS P. 2013. Development and application of an integrated ecological modelling framework to analyze the impact of wastewater discharges on the ecological water quality. Environmental Modelling and Software. Vol. 48 p. 27–36.
• ISO 5667-6:1997. Water quality. Sampling. Part 6: Guidance on sampling of rivers and streams.
• JELIĆ A., GROS M., GINEBREDA A., CESPEDES-SÁNCHEZ R., VENTURA F., PETROVIC M., BARCELO D. 2011. Occurrence, partition and removal of pharmaceuticals in sewage water and sludge during wastewater treatment. Water Research. Vol. 45. Iss. 3 p. 1165–1176.
• JÓŹWIAKOWSKI K., MARZEC M. 2008. Zmiany jakości wód w odbiorniku ścieków [Changes of receiving water quality]. Wodociągi-Kanalizacja. Nr 12 p. 28–30.
• KAŁEK K., PIASKOWSKI K. 2010. Oddziaływanie oczyszczalni ścieków „Jamno” na jakość wód odbiornika [Influence of Wastewater Treatment Plant „Jamno” on receiving body of water quality]. Forum Eksploatatora. Nr 3(48) p. 44–50.
• KANOWNIK W., KOWALIK T., BOGDAŁ A., OSTROWSKI K. 2013. Quality categories of stream waters included in a small retention program. Polish Journal of Environmental Studies. Vol. 22. No. 1 p. 159–165.
• KANOWNIK W., POLICHT-LATAWIEC A. 2016. Impact of municipal landfill site on water quality in the Włosanka stream. Journal of Ecological Engineering. Vol. 17. No. 4 p. 57–64.
• KANOWNIK W., POLICHT-LATAWIEC A., WIŚNIOS M. 2016. The effect of purified sewage discharge from a sewage treatment plant on the physicochemical state of water in the receiver. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Land Reclamation. Vol. 48. Iss. 3 p. 267–284.
• KANOWNIK W., RAJDA W. 2011. Wpływ oczyszczonych ścieków na jakość wód w odbiorniku [The impact of treated wastewater on water quality in the receiver]. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. Nr 10 p. 366–368.
• KONDRACKI J. 2013. Geografia regionalna Polski [Regional geography of Poland]. Warszawa. Wydaw. Nauk. PWN. ISBN 9788301160227 pp. 440.
• KOWALIK T., BOGDAŁ A., BOREK Ł., KOGUT A. 2015. The effect of treated sewage outflow from a modernized sewage treatment plant on water quality on the Breń River. Journal of Ecological Engineering. Vol. 16. No. 4 p. 96–102.
• KOWALIK T., KANOWNIK W., BOGDAŁ A., POLICHT-LATAWIEC A. 2014. Wpływ zmian użytkowania zlewni wyżynnej na kształtowanie jakości wody powierzchniowej [Effect of change of small upland catchment use on surface water quality course]. Rocznik Ochrona Środowiska Annual Set the Environment Protection. Vol. 16 p. 223–238.
• KRÓLAK E., KORYCIŃSKA M., DIADIK K., GODZIUK S. 2011. Czy lokalne oczyszczalnie ścieków wpływają na jakość wód w ich odbiornikach? [Do local sewage treatment plants influence the quality of water in sewage receiving rivers?] Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych. Nr 48 p. 343–352.
• KUMAR K.R., SUMAN M., ARCHANA S. 2012. Water quality assessment of raw sewage and final treated water with special reference to waste water treatment plant Bhopal, MP, India. Research Journal of Recent Sciences. Vol. 1 p. 185–190.
• KZGW 2014. Aktualizacja wykazu JCWP i SCWP dla potrzeb kolejnej aktualizacji planów w latach 2015–2021 wraz z weryfikacją typów wód części wód. Etap I: Weryfikacja typologii wód oraz granic jednolitych części wód powierzchniowych. Metodyka [Updated list of UPSW and CPSW for the needs of subsequent updating of plans in the years 2015–2021 with verification of the types of water parts. Stage 1: Verification of water typology and borders of uniform part of surface waters. Methodology]. Gliwice, Warszawa pp. 110.
• LEWANDOWSKA-ROBAK M., GÓRSKI Ł., KOWALKOWSKI T., DĄBKOWSKA-NASKRĘT H., MIESZKOWSKA I. 2011. Wpływ ścieków oczyszczonych odprowadzanych z Oczyszczalni Ścieków w Tucholi na jakość wody w strudze Kicz [The influence of treated sewage discharged from wastewater treatment plant in Tuchola on water quality of Kicz stream]. Inżynieria i Ochrona Środowiska. Nr 14(3) p. 209–221.
• LIU C.W., LIN K.H., AND KUO Y.M. 2003. Application of factor analysis in the assessment of groundwater quality in a blackfoot disease in Taiwan. The Since of the Total Environment. Vol. 313 p. 77–89.
• MAKOWSKA M. 2014. Wpływ stopnia oczyszczania ścieków na jakość wód powierzchniowych [Wastewater treatment standard influence on the quality of surfaces water]. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. Nr 2 p. 60–65.
• MARTÍNEZ BUENO M.J., GOMEZ M.J., HERRERA S., HERNANDO M.D., AGÜERA A., FERNÁNDEZ-ALBA A.R. 2012. Occurrence and persistence of organic emerging contaminants and priority pollutants in five sewage treatment plants of Spain: Two years pilot survey monitoring. Environmental Pollution. Vol. 164 p. 267–273.
• MIATKOWSKI Z., SMARZYŃSKA K. 2014. Dynamika zmian stężenia związków azotu w wodach górnej Zgłowiączki w latach 1990–2011 [The dynamics of nitrogen concentrations in the upper Zgłowiączka River in the years 1990–2011]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 14. Z. 3 (47) p. 99–111.
• NEVEROVA-DZIOPAK E., CIERLIKOWSKA P. 2014. Wpływ modernizacji wybranej oczyszczalni ścieków na stan troficzny wód odbiornika [Impact of wastewater treatment plant modernization on trophic state of recipient]. Ochrona Środowiska. Nr 36(2) p. 53–58.
• PANNO S.V., KELLY W.R., HACKLEY K.C., HWANG H.H., MARTINSEK A.T. 2008. Sources and fate of nitrate in the Illinois River Basin, Illinois. Journal of Hydrology. Vol. 359. Iss. 1–2 p. 174–188.
• PIEKUTIN J. 2008. Wpływ rozwoju gospodarczego na jakość wody powierzchniowej Narwi i jej dopływów [Influence of development on quality of superfictial water in Podlasie district]. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 5 p. 31–40.
• POLICHT-LATAWIEC A. 2012. Effect of treated sewage on water quality in the receive waters. Acta Horticulturae et Regiotecturae. Vol. 15 p. 46–50.
• POLICHT-LATAWIEC A., KANOWNIK W., JUREK A. 2016. The effect of cooling water discharge from the power station on the quality of the Skawinka River water. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences. Vol. 11. Iss. 2 p. 427–435.
• RAJDA W., KANOWNIK W. 2006. Cechy fizyko-chemiczne i źródła zanieczyszczeń wody potoku na terenie zurbanizowanym [Physicochemical properties and sources of pollution of stream water in urbanised area]. Roczniki Gleboznawcze. R. 57 (1/2) p. 164–170.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzeniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego [Regulation of the Minister of the Environment dated 18 November 2014 amending the regulation on the conditions which must be fulfilled when discharging sewage to waters or to the soil and on the substances particularly harmful to the aquatic environment]. Dz.U. 2014, poz. 1800.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 19 lipca 2016 r. (a) w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych [Regulation of the Minister of the Environment dated 19 July 2016 on the forms and ways of monitoring uniform parts of surface and groundwaters]. Dz.U. 2016 poz. 1178.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 21 lipca 2016 r. (b) w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych [Regulation of the Minister of the Environment dated 21 July 2016 on the method of classification of the state of uniform parts of surface waters and environmental quality standards for priority substances]. Dz.U. 2016 poz. 1187.
• SADECKA Z., SIECIECHOWICZ A., ZALEWSKA B. 2010. Ocena skuteczności oczyszczania ścieków w oczyszczalni w aspekcie odbiornika ścieków oczyszczonych [Assessment of the effectiveness of sewage treatment in the treatment plant in terms of treated sewage receiving water]. Forum Eksploatatora. Nr 6(51) p. 62–65.
• SCANES P.R. 2011. Environmental impact of deepwater discharge of sewage of Sydney. Marine Pollution Bulletin. Vol. 5 p. 38–42.
• SHRESTHA S., KAZAMA F. 2007. Assessment of surface water quality using multivariate statistical techniques: A case study of the Fuji River basin, Japan. Environmental Modelling and Software. Vol. 22. Iss. 4 p. 464–475.
• SOJKA M., SIEPAK M., ZIOŁA A., FRANKOWSKI M., MURATBŁAŻEJEWSKA S., SIEPAK J. 2008. Application of multivariate statistical techniques to evaluation of water quality in the Mała Wełna River (Western Poland). Environmental Monitoring and Assessment. Vol. 147. Iss. 1 p. 159–170.
• STANISZ A. 2007. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny. T. 3. Analizy wielowymiarowe [A simple course in statistics using STATISTICA PL on examples from medicine. Multivariate analyses. Vol. 3]. Kraków. StatSoft Poland. ISBN 978-83-88724-19-0 pp. 500.
• SZAFLIK W., IŻEWSKA A., DOMINOWSKA M. 2014. Chemical energy balance of digested sludge in sewage treatment plant Pomorzany in Szczecin. Rocznik Ochrona Środowiska Annual Set The Environment Protection. Vol. 16 p. 16–33.
• WANG Y., WANG P., BAI Y., TIAN Z., LI J., SHAO X., MUSTAVICH L.F., LI B.L. 2013. Assessment of surface water quality via multivariate statistical techniques: A case study of the Songhua River Harbin region, China. Journal of Hydro-Environmental Research. Vol. 7 p. 30–40.
• WERLE S., WILK R.K. 2010. A review of methods for the thermal utilization of sewage sludge: The Polish perspective. Renewable Energy. Vol. 35 p. 1914–1919.
• WHO 1993. Guideline for drinking water quality, 1: Recommendations. Geneva. World Health Organization pp. 188.
• Wodociągi Kieleckie Sp. z o.o. 2010. Operat wodnoprawny na wprowadzenie ścieków do rzeki Bobrzy z komunalnej oczyszczalni ścieków „Sitkówka” dla miasta Kielce [Water quality impact assessment for the city of Kielce concerning sewage supply to the Bobrza River from the Sitkówka municipal sewage treatment plant]. Kielce pp. 55.