Toxicity assessment of sewage sludge from municipal sewage treatment plants

• Autorzy: Hawrylik Eliza , Butarewicz Andrzej , Andraka Marzanna

Identyfikatory

DOI

10.34659/eis.2022.82.3.491

Warianty tytułu

PL

Ocena toksyczności osadów ściekowych pochodzących z komunalnych oczyszczalni ścieków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to assess the toxicity of sewage sludge from the municipal sewage treatment plant in Bialystok. Raw sewage, sewage sludge from the primary settling tank, activated sludge, sludge before the fermentation chamber, recirculated sludge and sewage sludge after fermentation and dehydration on press were tested. The Microtox Model 500 kit using Aliivibrio fischeri luminescent bacteria was used for the toxicity analyzes. The EC50 index (indicating the concentration of toxic substances resulting in a 50% reduction in the intensity of luminescence of the bacterial strains used) converted into the TUa toxicity units was adopted as the value describing the toxicity of the tested media. The obtained results showed high and very high ecotoxicity of raw sewage and sewage sludge from the primary settling tank, sludge in front of the fermentation chamber and after fermentation and dehydration in the press. The use of tests determining the toxicity of sewage flowing into the sewage treatment plant and sewage sludge generated at various stages of the treatment process allows to detect the danger associated with the uncontrolled discharge of toxic substances into the sewage system.

PL

Celem niniejszej pracy była ocena toksyczności osadów ściekowych pochodzących z komunalnej oczyszczalni ścieków w Białymstoku. Badaniom poddano ścieki surowe, osad ściekowy z osadnika wstępnego, osad czynny, osad przed komorą fermentacyjną, osad recyrkulowany oraz osad ściekowy po fermentacji i odwodnieniu na prasie. Do analiz toksyczności posłużył zestaw Microtox Model 500 wykorzystujący bakterie luminescencyjne Aliivibrio fischeri. Jako wartość określającą toksyczność badanych mediów przyjęto wskaźnik ECH (wskazujący na stężenie substancji toksycznych powodujące 50% zmniejszenie natężenia luminescencji wykorzystanych szczepów bakteryjnych) przeliczony na jednostki toksyczności TUa. Uzyskane wyniki pokazały wysoką oraz bardzo wysoką ekotoksyczność ścieków surowych oraz osadu ściekowego z osadnika wstępnego, osadu przed komorą fermentacyjną oraz po fermentacji i odwodnieniu na prasie. Wykorzystanie badań określających toksyczność ścieków dopływających do oczyszczalni ścieków oraz osadów ściekowych powstających na różnych etapach procesu oczyszczania pozwala na wykrycie niebezpieczeństwa jakie wiąże się z niekontrolowanym zrzutem substancji toksycznych trafiających do kanalizacji.

Słowa kluczowe

EN

toxicity; Aliivibrio fischeri; sewage sludge

PL

toksyczność; Aliivibrio fischeri; osad ściekowy

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych
• Czasopismo: Ekonomia i Środowisko
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 3
• Strony: 257--268
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab.

Twórcy

autor

Hawrylik Eliza

• Department of Chemistry, Biology and Biotechnology, Faculty of Civil and Environmental Sciences, Bialystok University of Technology, Wiejska Street 45E, 15-351 Bialystok, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3068-5226

autor

Butarewicz Andrzej

• Department of Chemistry, Biology and Biotechnology, Faculty of Civil and Environmental Sciences, Bialystok University of Technology, Wiejska Street 45E, 15-351 Bialystok, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3889-2465

autor

Andraka Marzanna

• Department of Chemistry, Biology and Biotechnology, Faculty of Civil and Environmental Sciences, Bialystok University of Technology, Wiejska Street 45E, 15-351 Bialystok, Poland

Bibliografia

• Bień, J. B., Kacprzak, M., Kamizela, T., Kowalczyk, M., Neczaj, E., Pająk, T., & Wystalska, K. (2015). Komunalne osady ściekowe - zagospodarowanie energetyczne i przyrodnicze. Częstochowa: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
• Butarewicz, A. (2016). Zastosowanie ultradźwięków do dezintegracji mikroorganizmów w ściekach i osadach ściekowych. Białystok: Wydawnictwo Politechniki Białostockiej.
• Falls, B., Corsaut, J., Widder, E., Jones, S., & Tunberg, B. (2009). A two-step approach to sediment toxicity testing Proof-of-concept. International Chemical Safety Cards, Acrylamide, ICSC: 0091, 2006. http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng0091.html, 05.06.2022
• Kanokhathai, B., & Jittima, C. (2011). Biodegradation of acrylamide by Enterobacter aerogenes isolated from wastewater in Thailand. Journal of Environmental Sciences, 23(3), 396-403. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(10)60422-6
• Mantis, I., Voutsa, D., & Samara C. (2005). Assessment of the environmental hazard from municipal and industrial wastewater treatment sludge by employing chemical and biological methods. Ecotoxicology and Environmental Safety, 62, 397- 407. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2004.12.010
• Nałęcz-Jawecki, G., Baran, S., Mankiewicz-Boczek, J., Niemirycz, E., Wolska, L., Knapik, J., Piekarska, K., & Bartosiewicz M. (2010). The first Polish interlaboratory comparison of the luminescent bacteria bioassay with three standard toxicants. Environmental Protection Engineering, 36(3), 95-102.
• Urbanczyk, H., C Ast, J., J Higgins, M., Carson, J., & V Dunlap, P. (2007). Reclassification of Vibrio fischeri, Vibrio logei, Vibrio salmonicida and Vibrio wodanis as Aliivibrio fischeri gen. nov., comb. nov., Aliivibrio logei comb. nov., Aliivibrio salmonicida comb. nov. and Aliivibrio wodanis comb. Nov. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 57(12), 2823-2829. https://doi.org/10.1099/ijs.0.65081-0
• Park, G. S., Chung, Ch. S., Lee, S. H., Hong, G. H., Kim, S. H., Park, S. J., Yoon, S. J., & Lee S. (2005). Ecotoxicological Evaluation of Sewage Sludge Using Bioluminescent Marine Bacteria and Rotifer. Ocean Science Journal, 40 (2), 91-100. https://doi.org/10.1007/BF03028589
• Persoone, G., Marsalek, B., Blinova, I., Törökne, A., Zarina, D., Manusadzianas, L., Nałęcz-Jawecki, G., Tofan, L., Stepanova, N., Tothova, L., & Kolar, B. (2003). A practical and user-friendly toxicity classification system with microbiotests for natural waters and wastewaters. Environmental Toxicology, 18, 395-402. https://doi.org/10.1002/tox.10141
• Polish standardization committee. (2004). Characterization of sewage sludge - Determination of dry residue and water content. PN-EN 12880:2004.
• Ricco, G., Tomei, M. C., Ramadori, R., & Laera, G. (2004). Toxicity assessment of common xenobiotic compounds on municipal activated sludge: comparison between respirometry and Microtox®. Water Research, 38(8), 2103-2110.
• Salyers, A. A., & Whitt, D. D. (2010). Mikrobiologia. Różnorodość, chorobotwórczość i środowisko. Warszawa: PWN.
• Widder, E. (2010). Bioluminescence in the Ocean: Origins of Biological, Chemical, and Ecological Diversity Science. 328 (5979), 704-708. https://www.science.org/doi/10.1126/science.1174269
• Włodarczyk, E., Próba, M., & Wolny, L. (2016). Ecotoxicity assessment of stabilised sewage sludge from municipal sewage treatment plant. Civil and Environmental Engineering Reports, 22(3), 157-165. https://doi.org/10.1515/ceer-2016-0044
• Włodarczyk, E., Wolny, L., & Próba M. (2017). Toxicity Analysis of Sewage Sludge Treated with Polyelectrolytes Using Luminescent Bacteria. Engineering and Protection of Environment, 20(4), 447-455. https://doi.org/10.17512/ios.2017.4.2
• Woodrow, J. E., Seiber, J. N., & Miller, G. C. (2008). Acrylamide release resulting from sunlight irradiation of aqueous polyacrylamide/iron mixtures. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, 8, 2773-2779. https://doi.org/10.1021/jf703677v
• Zielewicz-Madej, E., & Fukas-Płonka, Ł. (1998). Zagęszczanie i kondycjonowanie osadów. Kraków: Seminarium szkolniowe: Podstawy oraz praktyka przeróbki i zagospodarowania osadów.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).