Wpływ wapnowania osadów na ługowanie wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych

• Autorzy: Włodarczyk-Makuła M. , Janosz-Rajczyk M.

Warianty tytułu

EN

The impact of sewage sludge limed on selected micropollutants organic leaching

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań wymywania mikrozanieczyszczeń organicznych, takich jak WWA, PCB i AOX, z osadów przefermentowanych i przefermentowanych dodatkowo wapnowanych tlenkiem wapnia. Oznaczono stężenie WWA, PCB i AOX w próbkach stałych (osadach przefermentowanych oraz przefermentowanych i wapnowanych), a także w wyciągach wodnych z tych osadów. Osady pobrano z dwóch oczyszczalni: miejskiej o przepustowości 60 000 m3 i małej, do której dopływa średnio 5000 m3/d. Wymywanie prowadzono w warunkach statycznych, zachowując proporcje cieczy do suchej masy wynoszącą 10:1. Ekstrakty wodne uzyskano po zdekantowaniu cieczy po dwukrotnym zalaniu osadów wodą destylowaną. Oznaczenia WWA i PCB przeprowadzono z wykorzystaniem zestawu GC-MS. Analizy AOX wykonano w Niemczech, zgodnie z procedurą, odpowiednio dla próbek ciekłych i stałych: ISO 9562 i DIN 38414 S18. Stężenie WWA wynosiło odpowiednio 397 i 1741 ug/kg s.m. w osadach przefermentowanych. Po wymieszaniu z CaO sumaryczne stężenie WWA wynosiło odpowiednio 694 i 951 ug/kg s.m. w osadach pochodzących z małej i dużej oczyszczalni. Stężenie WWA w wyciągach wodnych z osadów przefermentowanych było w zakresie od 3,0 do 3,6 ug/1. W wyciągach wodnych z osadów przefermentowanych z dodatkiem tlenku wapnia stężenie WWA wynosiło średnio 4,2 i 4,6 ug/l. Stężenie PCB w osadach przefermentowanych z miejskiej oczyszczalni ścieków sięgało 104 ug/kg s.m., natomiast w osadach z małej oczyszczalni PCB oznaczono jednie w osadach przefermentowanych wymieszanych z CaO (7 ug/kg s.m.). Stężenie tych związków w ekstraktach było w zakresie od 0,03 do 0,34 ug/1 dla osadów przefermentowanych i w zakresie od 0,25 do 0,71 ug/1 w przypadku osadów wapnowanych. Stężenie AOX w osadach przefermentowanych z oczyszczalni miejskiej i osiedlowej wynosiło odpowiednio 3700 i 425 ug/kg s.m. W osadach wapnowanych oznaczone stężenie było na poziomie 51 i 84,5 ug/kg s.m. W wyciągach wodnych z osadów wapnowanych stężenie AOX było od 5- do 80-krotnie wyższe od stężeń AOX w wyciągach z osadów przefermentowanych odpowiednio dla osadów z miejskiej i osiedlowej oczyszczalni.

EN

Introducing of sewage sludge idiots soil is one of possibilities of natural utilization of this waste material. This way of sewage sludge utilization is connected with the necessity of liming. Sewage sludge contains not only components fertilizing soils but also toxic micropollutants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs) and adsorbable organic halogens (AOX). These compounds are organic micropollutants having carcinogenic and mutagenic properties. The aim of the experiment was to evaluate PAHs, PCBs and AOX leaching from: digested sewage sludge and digested sewage sludge mixed with calcium oxide. Digested sewage sludge was collected from two treatment plants. PAHs, PCBs and AOX concentration were determined in solid samples of sewage sludge and sewage sludge mixed with calcium oxide and in water extracts. Leaching tests were done under static conditions. Liquid to solid phase (dry mass) ratio (L:S) was 10:1. Sterile distilled water was two times added to digested sewage sludge and to sewage sludge mixed with calcium oxide. The water extracts were carefully separated from solid phase. PAHs and PCBs concentrations were quantified with GC-MS technique. AOX analysis in water extract and solid samples was done according to ISO 9562 and DIN 38414 S18 standards, respectively. The results confirm presence of PAHs, PCBs and AOX both in digested and modified with calcium oxide sludge. Total PAHs concentration was in the average from 397 to 1741 ug/kg (l.m. in the digested sewage sludge. PAHs concentration in the sludge modified with calcium oxide were 694 and 951 ug/kg dni. in the samples from small and from big municipal treatment plants respectively. PAHs concentrations in water extract from digested sewage sludge was equal to 3.0 and 3.6 ug/L. PAHs concentration in water extract from digested sewage sludge mixed with calcium oxide was higher (4.2+4.6 ug/L). PCB concentrations from municipal treatment plant were equal to 104 and 83 ug/kg d.m. in digested sewage sludge and in digested sewage sludge modified with CaO, respectively. In sewage sludge from small treatment plant, PCB concentration was determined in sewage sludge mixed with calcium oxide only (7 ug/kg d.m.). PCB concentrations in water extracts from sewage digested sludge and digested sewage sludge mixed with CaO were in the range from 0.03 to 0.34 ug/L and from 0.25 to 0.71 ug/L respectively. AOX concentration in digested sewage sludge was in the range from 425 to 3700 ug/kg d.m. After liming concentration of AOX in sewage sludge varied between 51 ug/kg d.m. and 84.5 ug/kg d.m. AOX concentration in water extract separated from digested sewage sludge taken from small and big municipal treatment plant were equal to 21 and 170 ug/L respectively. Higher AOX concentration was determined in water extract separated from sewage sludge mixed with calcium oxide: it was in the range from 980 to 1000 ug/I. (big municipal treatment plant) and in the range from 1300 to 2000 ug/L (small treatment plant).

Słowa kluczowe

PL

WWA; PCB; AOX; osady ściekowe; wapnowanie; wymywanie

EN

PAHs; PCB; AOX; sewage sludge; liming; leaching

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 10, nr 3
• Strony: 217--229
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Włodarczyk-Makuła M.

autor

Janosz-Rajczyk M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Katedra Chemii, Technologii Wody i Ścieków, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Oleszkiewicz J., Gospodarka osadami ściekowymi, Wyd. Lem, Kraków 1998.
• [2] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów ściekowych, DzU 2002 Nr 134, poz. 1140.
• [3] Bień J., Osady ściekowe, Teoria i praktyka, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• [4] Siuta J., Warunki i sposoby przyrodniczego użytkowania osadów ściekowych, Mat. Sem., Politechnika Krakowska, Kraków 1998.
• [5] Włodarczyk-Makuła M., The loads of PAHs in wastewater and sewage sludge of municipal treatment plant, Polycyclic Aromatic Compounds 2005, 25,183-194.
• [6] Janosz-Rajczyk M., Dąbrowska L., Rosińska A., Płoszaj J., Zakrzewska E., Zmiany ilościowo-jakościowe PCB, WWA i metali ciężkich w kondycjonowanych osadach ściekowych stabilizowanych biochemicznie, Monografie 120, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2006.
• [7] Schultz S., Hahn H., Generation of halogenated organic compounds in municipal wastewater, Wat. Sci. Techn. 1998, 1, 303-309.
• [8] Oleszczuk P., Baran S., Zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w roślinach uprawianych na glebach użyźnionych zróżnicowanymi dawkami osadów ściekowych, Archiwum Ochrony Środowiska 2004, 30, 3, 35-50.
• [9] Schnaak W., Kuchler T., Kujawa M., Henschel K.P., Sussenbach D., Donau R" Organic contaminants in sewage sludge and their ecotoxicological significance in the agricultural utilization of sewage sludge, Chemosphere 1997, 35,1-2, 5-11.
• [10] Gromiec M.J., Kierunki planowanych zmian dyrektywy osadowej w Unii Europejskiej, Dyrektywa Unii Europejskiej 86/278/EEC, Konferencje 42, Wyd. Politechniki Częstochowskiej Częstochowa 2001.
• [11] Hermanowicz W., Dojlido J., Dożańska W., Koziorowski B., Zerbe J., Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.
• [12] PN-Z-15009, 1997 Odpady stałe. Przygotowanie wyciągu wodnego.
• [13] Boem P.D., Environmental Forensics, ed. R. Morrison, B. Murphy, 2002.
• [14] Fuoco R., Ceccarini A., Methods for the determination of polychlorobiphenyls (PCBs) in water, Handbook of water analysis, Marcel Dekker, New York 2000.
• [15] Traczewska T.M., Biotoksyczność produktów mikrobiologicznych przemian antracenu i fenantrenu w wodzie oraz możliwość ich usuwania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.
• [16] Malicka M, Biotechnologiczne metody oczyszczania gleb skażonych związkami ropopochodnymi i innymi toksycznymi związkami organicznymi, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1994, 2, 40-46.
• [17] Kupryszewski G., Wstęp do chemii organicznej, PWN, Warszawa 1988.