Toxicity analysis of sewage sludge treated with polyelectrolytes using luminescent bacteria

• Autorzy: Włodarczyk E. , Wolny L. , Próba M.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2017.4.2

Warianty tytułu

PL

Analiza toksyczności osadów ściekowych kondycjonowanych polielektrolitami z wykorzystaniem bakterii luminescencyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was to evaluate the ecotoxicity of municipal sewage sludge, after conditioning with polyelectrolytes, coming from a selected wastewater treatment plants (WWTPs). Microtox M500 and Aliivibrio fischeri (luminescent bacteria) were used for the assessment of toxicity. The most common presentation of inhibition result of chosen test is EC50 value, which is equal to concentration causing 50% reduction in light. Ecotoxicity studies were made for water extract of municipal sewage sludge conditioned with polyelectrolytes (polyacrylamide). Samples came from two selected municipal wastewater treatment plants located in the Silesian region, where technology is based on mechanical and biological treatment of sewage (referred to as A and B). At WWTP - A all sample solutions were classified as toxic. Sludge after dewatering on the press had a highest toxic effect 64.32 TU after 15 min of exposition. For sewage sludge taken from drying tunnel toxic effect 12.12 TU (after 15 min). In WWTP - B sample of sludge before fermentation chamber were toxic: 14.03 TU (after 15 min), raw sludge and sludge after the press weren’t classified as toxic. This study revealed new insights into the acrylamide problem. Furthermore, it showed successful use of Microtox assay to measure acrylamide toxicity in the sewage sludge.

PL

Celem niniejszej pracy była ocena ekotoksyczności komunalnych osadów ściekowych, kondycjonowanych polielektrolitami, pochodzących z wybranych oczyszczalni ścieków. Do oceny toksyczności zastosowano analizator Microtox M500 i bakterie Aliivibrio fischeri (bakterie luminescencyjne). W celu prezentacji stopnia inhibicji wybranego testu stosuje się wartość EC50, która jest równa stężeniu powodującemu 50% zmniejszenie światła. Badania ekotoksyczności zostały wykonane z wykorzystaniem ekstraktów wodnych z próbek osadów ściekowych kondycjonowanych polielektrolitami. Badane próbki pochodziły z dwóch wybranych komunalnych oczyszczalni ścieków zlokalizowanych na terenie województwa śląskiego, których technologia oparta jest na mechanicznym i biologicznym oczyszczaniu ścieków (określanych dalej jako oczyszczalnie A i B). W oczyszczalni ścieków A wszystkie badane próbki zostały sklasyfikowane jako toksyczne. Osady po odwodnieniu na prasie miały największy efekt toksyczny 64,32 TU po 15 minutach ekspozycji. Dla osadów ściekowych pobranych z tunelu suszarniczego efekt toksyczny wynosił 12,12 TU (po 15 min). W oczyszczalni ścieków B próbki osadów pobranych przed komorą fermentacyjną wykazywały toksyczność 14,03 TU (po 15 min), surowe osady i osady po prasie nie zostały sklasyfikowane jako toksyczne. Badania te ujawniły nowy aspekt problemu związanego z zanieczyszczeniem środowiska osadami deponowanymi na składowiskach odpadów. Ponadto wykazano, iż z powodzeniem można wykorzystać test Microtox do pomiaru toksyczności osadów ściekowych.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; polyelectrolytes; ecotoxicity; Aliivibrio fischeri

PL

osady ściekowe; polielektrolity; ekotoksyczność; Aliivibrio fischeri

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 20, nr 4
• Strony: 447--455
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., 1 fot.

Twórcy

autor

Włodarczyk E.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Institute of Environmental Engineering, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

autor

Wolny L.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Institute of Environmental Engineering, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

autor

Próba M.

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Institute of Environmental Engineering, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Bień J.B., Pająk T., Wystalska K., Unieszkodliwianie komunalnych osadów ściekowych, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2014.
• [2] Kawamura S., Considerations on improving flocculation, Journal of American Water Works Assoc. 1976, 68, 6, 328-336.
• [3] Smith E.A., Prues S.L., Oehme F.W., Environmental degradation of polyacrylamides II. Effects of environmental (outdoor) exposure, Ecotoxicology and Environmental Safety 1997, 37, 1, 76-91.
• [4] Woodrow J.E., Seiber J.N., Miller G.C., Acrylamide release resulting from sunlight irradiation of aqueous polyacrylamide/iron mixtures, Journal of Agricultural and Food Chemistry 2008, 56, 8, 2773-2779.
• [5] Kanokhathai B., Jittima C., Biodegradation of acrylamide by Enterobacter aerogenes isolated from wastewater in Thailand, Journal of Environmental Sciences 2011, 23(3), 396-403.
• [6] Włodarczyk E., Próba M., Wolny L., Ecotoxicity assessment of stabilized sewage sludge from municipal sewage treatment plant, Civil and Environmental Engineering Reports 2016, 22(3), 157-165.
• [7] International Chemical Safety Cards, Acrylamide, ICSC: 0091, 2006, http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng0091.html.
• [8] Wilk P., Szalińska E., Microtox jako narzędzie do oceny toksyczności osadów dennych, Czasopismo Techniczne Środowisko 2011, 108, 247-263.
• [9] Rosińska A., Podstawy i zastosowanie testu Microtox, Manuskrypt, Politechnika Krakowska, Kraków 1998.
• [10] Urbanczyk H., Ast J.C., Higgins M.J., Carson J., Dunlap P.V., 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 2007, 57(12), 2823-2829.
• [11] Nałęcz-Jawecki G., Baran S., Mankiewicz-Boczek J., Niemirycz E., Wolska L., Knapik J., Piekarska K., Bartosiewicz M., The first Polish interlaboratory comparison of the luminescent bacteria bioassay with three standard toxicants, Environmental Protection Engineering 2010, 36(3), 95-102.
• [12] Pogorzelec M., Piekarska K., Wykorzystanie bakterii bioluminescencyjnych do wykrywania substancji toksycznych i mutagennych w środowisku, Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska, Wrocław 2013, 3, 524-528.
• [13] Zima G., Wykorzystanie metod bioindykacji do oceny toksyczności środków chemicznych stosowanych w składach płuczek wiertniczych, Nafta - Gaz 2012, 2, 115-122.
• [14] Rosińska A., Cwalina B., Ślusarczyk Z., Biotest microtox w analizie interakcji substancji toksycznych, VIII Ogólnopolskie Sympozjum Naukowo-Techniczne Biotechnologia Środowiskowa, Wisła-Jarzębata, 6-9 grudnia 2005.
• [15] Characteristic card of product FLOPAM FO 4800, KORONAJV Co., 2004.
• [16] Characteristic card of product ACEFLOC 80502, Allied Solutions Poland, 2011.
• [17] Butarewicz A., Toksyczność ścieków z wybranych komunalnych oczyszczalni ścieków, Ecological Engineering 2015, 43, 30-34.
• [18] Butarewicz A., Toksyczność osadów ściekowych, [w:] K. Szymański, Gospdarka odpadami komunalnymi, Wyd. Feniks, Koszalin 2011, VII, 163-171.
• [19] Sawicki J., Nałęcz-Jawecki G., Mankiewicz-Boczek J., Izydorczyk K., Sumorok B., Drobniewska A., Kaza M., Kompleksowa analiza ekotoksykologiczna wód powierzchniowych, Projekt MNiL nr 2 P05F 056 28, Zakład Biologii Środowiska AM w Warszawie 2007.
• [20] Nałęcz-Jawecki G., Persoone G., Toxicity of selected pharmaceuticals to the anostracan crustacean Thamnocephalus platyurus - comparison of sublethal and lethal effect levels with the 1h Rapidtoxkit and the 24 h Thamnotoxkit microbiotests, Environmental Science and Pollutions 2006, 13, 22-27.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).