Substancje humusowe - budowa, właściwości i znaczenie w procesie uzdatniania wody

• Autorzy: Grzegorczuk-Nowacka M.
• Konferencja: Humic substances - structure, properties and importance in the process water treatment
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Substancje humusowe (SH) stanowią dużą część materii organicznej występującej w wodach powierzchniowych. Ich obecność w wodzie powoduje wiele problemów związanych z jej uzdatnianiem na cele komunalne. Budowa substancji humusowych jest złożona i zróżnicowana. Zależy ona od warunków, w jakich zachodziła humifikacja. Substancje humusowe występują jako zawiesina, nadają wodzie barwę i niepożądany zapach. Wpływają na obieg w środowisku i biodostępność innych związków organicznych i mineralnych. Utlenianie substancji humusowych powoduje powstawanie toksycznych i rakotwórczych produktów ubocznych. Usuwanie substancji humusowych z wody nastręcza trudności, w związku z tym ciągle poszukuje się nowych metod usuwania ich z wody oraz optymalizuje się już istniejące

EN

Humic substances (SH) are a large part of organic matter occurring in surface water. Occurrence of SH in water is a reason of many problems with its treatment. The structure of humic substances molecules is very varied and depends on the conditions of humification process. Humic substances can appear in water as a suspended matter, they give the water unwanted colour and smell. SH change the circulation and bioavailability of other organic and mineral compounds. Oxidation of humic substances leads to the generation of toxic and carcinogenic by-products. Removal of humic substances from water is difficult, so the continuous optimalization of existing methods and research for new ones are crucial.

Słowa kluczowe

PL

uzdatnianie wody; substancje humusowe

EN

water treatment; humic substances

• Wydawca: Wydawnictwo 2K TECHNOLOGIE s.c.
• Czasopismo: Technologia Wody
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 6 (14)
• Strony: 20--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Grzegorczuk-Nowacka M.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Technologii Wody i Ścieków,

Bibliografia

• [1] Sangjin H., Sukjae K., Hacgyu L., Wonyong C., Hyunwoong P., Jeyong Y., Taeghwan H., New nanoporous carbon materials with high adsorption capacity and rapid adsorption kinetics for removing humic acids, Microporous and Mesoporous Materials, 58, 2003, ss. 131–135.
• [2] Żubrowska-Sudoł M., Sudoł M., Perchuć M., Grabińska-Łoniewska A., Sorpcja i biodegradacja kwasów humusowych w złożach węglowych, Gaz, woda i technika sanitarna, 5/2000, 187-195.
• [3] Grabińska-Łoniewska A., Perchuć M., Żubrowska-Sudoł M., Substancje humusowe w środowisku – budowa, właściwości fizyczno-chemiczne, znaczenie ekologiczne oraz biotransformacja, Postępy Mikrobiologii, 41, 3, 2002, 299-334.
• [4] Anielak A. M., Grzegorczuk M., Schmidt R., Wpływ chlorków na powstawanie substancji chloroorganicznych w procesie utleniania kwasów fulwowych, Przemysł Chemiczny, 87/5, 2008, 404-407.
• [5] Anielak A. M., Grzegorczuk M., Schmidt R., Produkty utleniania kwasów fulwowych chloranem (I) sodu i dioksydanem, Przemysł Chemiczny, 87/4, 2008, 702-706.
• [6] Dojlido J., Słomczyński T., Świetlik R ., Taboryska B., Leksykon. Zanieczyszczenie i ochrona wód, Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania w Warszawie, Warszawa 2006.
• [7] Kirschner R. A. Jr, Parker B . C., Falinham J. O., Humic and fulvic acids stimulate the growth of Mycobacterium avium, FEMS Microbiology Ecology, 30, 1999, 327-332.
• [8] Buckau G ., A rtinger R ., Geyer S ., Wolf M., Fritz P., Kim J. I., Groundwater in-situ generation of aquatic humic and fulvic acids and the mineralization of sedimentary organic carbon, Applied Geochemistry, 15, 2000, 819-832.
• [9] Świderska-Bróż M., Problemy związane z występowaniem związków humusowych w wodach naturalnych, Gaz, woda i technika sanitarna, 5/87, 1991, 105-108.
• [10] Pempkowiak J., Rozmieszczenie, pochodzenie i właściwości kwasów humusowych w Morzu Bałtyckim, Ossolineum, Wrocław 1989.
• [11] Dojlido J. R., Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok 1995.
• [12] Kopczyńska K., Czyleko Ł., Grzegorczuk M., Właściwości kwasów fulwowych, XXVIII Międzynarodowe Sympozjum im. Bolesława K Krzysztofika „AQUA 2008” – Problemy Inżynierii Środowiska.
• [13] Sein L. T., Varnum J. M., Jansen S . A., Conformational Modeling of a New Building Block of Humic Acid Approaches of the Lowest Energy Conformer, Environmental Science and Technology, 33, 1999, 546-552.
• [14] Alvarez-Puebla R. A., Valenzuela-Calahorro C., Garrido J. J., Theoretical study on fulvic acid structure, conformation and aggregation. A molecular modeling approach, Science of the Total Environment, 358, 2006, 243-254.
• [15] Ichiashi K., Teranishi K., Ichimura A., Brominated trihalomethane formation in halogenation of humic acid in the coexistence of hypochloride and hypobromite i ons, Water Research, 3 3, 2 1999, 477-483.
• [16] Leenheer J. A., Wershaw R. L., Brown G. K., Reddy M. M., Characterization and diagenesis of strong-acid carboxyl groups in humic substances, Applied Geochemistry, 18, 2003, 471–482.
• [17] See J. H., Bronk D. A., Changes in C:N ratios and chemical structures of estuarine humic substances during aging, Marine Chemistry, 97, 2005, 334– 346.
• [18] Heil C. A., Influence of humic, fulvic and hydrophilic acids on the growth, photosynthesis and respiration of the dinoflagellate Prorocentrum minimum (Pavillard) S chiller, H armful Algae, 4 , 2 005, 603-618.
• [19] Kowal A. L., Świderska-Bróż M., Oczyszczanie wody. Podstaw y teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
• [20] Kastelan-Macan M., Petrovic M., The role of fulvic acids in phosphorus sorption and release from mineral particles, Water Science and Technology, 3 4, 7 -8, 1996, 259-265.
• [21] Katsumata H., Kaneco S., Matsuno R., Itoh K., Masuyama K., Suzuki T., Funasaka K., Ohta K., Removal of organic polyelectrolytes and their metal complexes by adsorption onto xonolite, Chemosphere, 52, 2003, 909-915.
• [22] Anielak A. M., Majewski A. J., Usuwanie kwasów fulwowych na modyfikowanym naturalnym zeolicie, Przemysł Chemiczny, 84/9, 2005, 684-688..
• [23] Pempkowiak J., Woźniak A ., Staniszewski A ., K ożuch J ., Ocena efektywności usuwania kwasów humusowych z wód powierzchniowych oraz właściwości fiz yczno-chemiczne w wyodrębnionych kwasów. Znaczenie procesów jednostkowych w technologii oczyszczania wody i ścieków, Szkoła Jakości Wody, Ustronie Morskie 1998, 67-74.
• [24] Christl I., Kretzschmar R., Interaction of copper and fulvic acid at the hematitewater interface, Geochimica et Cosmochimica Acta, 65, 20, 2001, 3435-3442.
• [25] Zhuo C ., C hengyong Y., J unhe L ., H uixian Z., Jinqi Z., Farctors on the formation of disinfection by-products MX, DCA and TCA by chlorination of fulvic acid from lake sediments, Chemosphere, 45, 2001, 379-385.
• [26] Korshin G. V., Benjamin M. M., Li Ch.-W., Use of differential spectroscopy to evaluate the structure and reactivity of humics, Water Science and Techology, 40, 9, 1999, 9-16.
• [27] Lin C. F., Lee D. Y., Chen W. T., Lo K. S., Fractionation of fulvic acids: characteristics and complexation with copper, Environmental Pollution, 87, 1995, 181- 187.
• [28] Anielak A. M., Examples of the application of electrokinetic potential in environmental engineering, Environmental Engineering Studies. Polish Research on the way to the EU, Kluwer Academic/ Plenum Publishers, New York 2003, 421- 431.
• [29] Anielak A. M., Majewski A., Pchysico- -chemical properties of fulvic acids, Environmental Engineering Studies, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York 2003, 421-429.
• [30] Katsumata H., Kaneco S., Matsuno R., Itoh K., Masuyama K., Suzuki T., Funasaka K., Ohta K., Removal of organic polyelectrolytes and their metal complexes by adsorption onto xonolite, Chemosphere, 52, 2003, 909-915.
• [31] Donisa C ., Mocanu R ., S teinnes E ., D istribution of some major and minor elements between fulvic and humic acids fractions in natural soils, Geoderma, 111, 2003, 75-84.
• [32] Lin C. F., Lee D. Y., Chen W. T., Lo K. S., Fractionation of fulvic acids: characteristics and complexation with copper, Environmental Pollution, 87, 1995, 181-187.
• [33] Gondar D., López R., Fiol S., Antelo J. M., Arce F., Cadmium, lead and copper binding to humic acid and fulvic acid extracted rom an ombrotrophic peat bog, Geoderma, 135, 2006, 196-203.
• [34] Świderska-Bróż M., Removal of humic acids and some heavy metals from water, Environment Protection Engineering, 21, 1-4, 1995, 14-20.
• [35] Blondeau R., Biodegradation of natural and syntetic humic acids by the white rot fungus Phanerochaete chrysosporium, Applied and Environmental Microbiology, May 1989, 1282-1285.
• [36] Rav-Acha C h., Rebhun M ., Binding o f organic solutes to dissolved humic substances and its effects on adsorption and transport in the aquatic environment, Water Research, 26, 12, 1992, 1645-1654.
• [37] Crecchio C., Stotzky G., Insecticidal activity and biodegradation of the toxin from Bacillus thuringiensis subsp. Kurtaki bound to humic acids from soil, Soil Biology and Biochemistry, 30, 4, 1998, 463-470.
• [38] Kabsch-Korbutowicz M., Majewska-Nowak K., Ultrafiltracyjne usuwanie kwasów humusowych z roztworów wodnych w obecności soli mineralnych, Ochrona Środowiska, 1(60), 1996, 31-34.
• [39] Ericsson B., Trägårdh G., Treatment of surface water rich in humus – membrane filtration vs. conventional treatment, Desalination, 108, 1996, 117-128.
• [40] Bolto B., Dixon D., E ldridge R ., K ing S., Linge K., Removal of natural organic matter by ion exchange, Water Research, 36, 2002, 5057–5065.
• [41] Bolto B ., D ixon D ., E ldridge R ., I on exchange for the removal of natural organic matter, Reactive and Functional Polymers, 60, 2004, 171–182.
• [42] Lin C. F., L in T. Y., Hao O. J., Effects of humic substance characteristics on UF performance, Water Research, 3 4, 4 , 2000, 1097-1106.
• [43] Newcombe G., Activated carbon and soluble humic substances: adsorption, desorption and surface charge effects, Journal of Colloid and Interface Science, 164, 1994, 452-462.
• [44] Grzegorczuk-Nowacka M., Anielak A. M., Wpływ jonów żelaza na adsorpcję kwasów fulwowych na węglu aktywnym, Inżynieria Ekologiczna Nr 2 4, Warszawa, 2011, 205-214.
• [45] van der Hoek J. P., Hofman J. A. M. H., Graveland A., The use of biological activated carbon filtration for the removal of natural organic matter and organic micropollutants from water, Water Science and Technology, 40, 9, 1999, 257-264.
• [46] Vahala R ., L angvik V.-A., L ukkanen R ., Controlling adsorbable organic halogens (AOX) a nd t rihalomethanes ( THM) formation by ozonation and two-step granulate activated carbon (GAC) filtration, Water Science and Technology, 40, 9, 1999, 249-256.
• [47] Filius J. D., Lumsdon D. G., Meeussen J. C. L., Hiemstra T., Van Riemsdijk W. H., Adsorption of fulvic acid on goethite, Geochimica and Cosmochimica Acta, 64, 1, 2000, 51 60.
• [48] Abate G., dos Santos L. B. O., Colombo S. M., Masini J. C., Removal of fulvic acid from aqueous media by adsorption onto modified vermiculite, Applied Clay Science, 32, 2006, 261-270.
• [49] Vreysen S., Maes A., Adsorption mechanism of fulvic acid onto freeze dried poly (hydroxo aluminum) intercalated bentonites, Applied Clay Science, 32, 2006, 190-196.
• [50] Korshin G. V., Benjamin M. B., Sletten R. S., Adsorption of natural organic matter ( NOM) on iron oxide: effects on NOM composition and formation of organo-halide compounds during chlorination, Water Research, 3 , 7 , 1 997, 1643-1650.
• [51] Anielak A. M., Grzegorczuk-Nowacka M., Significance of t he zeta potential in the adsorption of fulvic acid on aluminum oxide and activated carbon, Polish Journal of Environmental Studies, 320/2010.
• [52] Fettig J., Removal of humic substances by adsorption/ion exchange, Water Science and Technology, 4 0, 9 , 1 999, 173-182.
• [53] Removal of humic acids by flotation, Colloids and surfaces A: Physiochem. Eng. Aspects, 231 2003, 181-193.
• [54] Tomczak E., Ultrafiltracyjne usuwanie związków humusowych z wody, Membrany i Procesy Membranowe w Ochronie Środowiska, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2 010, v ol. 33, 255-264.
• [55] Rajca M., Bodzek M., Zintegrowany układ fotokataliza-ultrafiltracja w usuwaniu kwasów fulwowych z wody, Membrany i Procesy Membranowe w Ochronie Środowiska, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2 010, v ol. 66, 151-161.
• [56] Kopczyńska K., Czyleko Ł., Grzegorczuk M., Właściwości kwasów fulwowych, XXVIII Międzynarodowe Sympozjum im. Bolesława Krzysztofika „AQUA 2008” – Problemy Inżynierii Środowiska.
• [57] Grzegorczuk-Nowacka M., Zastosowanie węgli aktywnych w oczyszczaniu wody i ścieków, Technologia wody, 1/2010, 27-35.