Ekstrakcja WWA z osadów wydzielonych ze ścieków koksowniczych

• Autorzy: Macherzyński B. , Włodarczyk-Makuła M.

Warianty tytułu

EN

Extraction of PAH from sewage sludge from coke wastewater separated

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W prawodawstwie polskim brakuje przepisów regulujących maksymalną zawartość WWA w osadach ściekowych przeznaczonych do rolniczego wykorzystania. Propozycja nowelizacji Dyrektywy 1986/278/EEC uwzględnia WWA obok innych mikrozanieczyszczeń. Zawartość dopuszczalna sumy jedenastu WWA będzie na poziomie 6 mg/kg s.m. Brak jednocześnie jednolitej procedury analitycznej analizy WWA w osadach. Oznaczanie mikrozanieczyszczeń w osadach ściekowych stanowi jedno z bardziej skomplikowanych zadań analitycznych. Związane jest to z heterogennością tych materiałów, obecnością wielu związków interferujących oraz ze zróżnicowanymi stężeniami WWA. Jednym z ważniejszych czynników poprawności analizy ilościowej jest dobór ekstrahentów do wydzielenia matrycy organicznej z osadów. Dlatego podjęto badania, których celem był dobór mieszaniny rozpuszczalników do ekstrakcji. Badania prowadzono z wykorzystaniem osadów wydzielonych ze ścieków koksowniczych. Przygotowanie próbek osadów do oznaczania WWA obejmowało: - wyodrębnienie matrycy organicznej z osadów przez sonifikację z zastosowaniem dwóch mieszanin rozpuszczalników organicznych: cykloheksanu z dichlorometanem (5:1 v/v) oraz acetonu z heksanem (1:1 v/v), - oczyszczanie ekstraktów na kolumienkach wypełnionych żelem krzemionkowym lub z wypełnieniem cyjano-krzemionkowym w warunkach próżniowych, - oznaczenie ilościowe 16 WWA z wykorzystaniem chromatografu GC-MS. Osady wydzielono ze ścieków, które pobrano dwukrotnie z koksowni jako próbki losowe. Podczas poboru pierwszej porcji osadu oraz z zastosowaniem kolumienek z żelem krzemionkowym i mieszaniny rozpuszczalników dichlorometan: cykloheksan średnie stężenie WWA wynosiło 229 mg/kg s.m., natomiast przy użyciu mieszaniny rozpuszczalników aceton : heksan średnie stężenie 16 WWA wynosiło 740 mg/kg s.m. Średnie stężenia badanych WWA w drugiej porcji osadów przy zastosowaniu kolumienki z wypełnieniem cyjano-krzemionkowym i mieszaniny rozpuszczalników dichlorometan : cykloheksan oraz aceton : : heksan wynosiły odpowiednio 12 oraz 104 mg/kg s.m.

EN

The presence of PAHs in sewage sludge is the result of sorption of these compounds on solid particles of suspensions present in wastewater. In the polish legislation there aren't regulation governing the maximum levels of PAHs in sewage sludge intended for agricultural use. Proposed amendment to the Directive 1986/278/EEC on sewage sludge includes among other micropollutants also PAHs levels. The total PAHs concentration in sewage sludge will be 6 mg/kg d.m. But there is no methodology for the determination of PAHs in sewage sludge. Determination of micropollutants in sewage sludge is one of the most complex analysis tasks. It is due to the heterogeneity of these materials, the presence of many interfering compounds and with varying concentrations of PAHs. One of the most important factors in the correct quantitative analysis is the selection of extractants to separation of the organic matrix of sewage sludge. Therefore the aim of this study was to determine the composition of the solvents mixture for extraction. Research was conducted with the use of sewage sludge separated from the coke wastewater. Preparation of sediment sewage sludge for determination of PAHs included: - separation of the organic matrix from sewage sludge by extraction using two mixtures of organic solvents: cyclohexane with dichloromethane and acetone with hexane, - purification of extracts on silica gel or columns filled with cyan/silica gel under vacuum, - quantification of 16 PAHs using a set of GC-MS. Sludges were isolated from sewage which have been collected twice from coking as a instantaneous samples. During the sampling of the first portion of sludge and using columns of silica gel and solvent mixtures of dichloromethane and cyclohexane mean concentration of PAHs was 229 mg/kg d.m. While using a solvent mixture of acetone: hexane mean concentration of 16 PAHs was 740 mg/kg d.m. Average concentrations of studied PAHs in the second portion of sludge using a PAH Soil small column and solvents dichloromethane: acetone and cyclohexane : hexane were respectively 12 and 104 mg/kg d.m.

Słowa kluczowe

PL

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne; ekstrakcja; GC-MS; osady ściekowe

EN

polycyclic aromatic hydrocarbons; extraction; GC-MS; sewage sludge

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 14, nr 4
• Strony: 333--343
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Macherzyński B.

autor

Włodarczyk-Makuła M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Katedra Chemii, Technologii Wody i Ścieków, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-400 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Kaleta J., Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w środowisku wodnym, Ekologia i Technika 2005, 3, 107-116.
• [2] Kupryszewski G., Wstęp do chemii organicznej, WN PWN, Warszawa 1997.
• [3] Chrząścik I., Szymalska M., Kluska M., Zanieczyszczenie środowiska węglowodorami aromatycznymi a choroby nowotworowe człowieka, Ekologia i Technika 2006, 6, 215-217.
• [4] Siebielska I., Analiza porównawcza metod ekstrakcji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych z osadów ściekówych, Ochrona Środowiska 2008, 1, 51-54.
• [5] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie osadów komunalnych, DzU 2010, Nr 137, poz. 924.
• [6] DzU 2006, Nr 137, poz. 984, Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, z późniejszymi zmianami, DzU 2009, Nr 27, poz. 169.
• [7] PN-87/C-04544/01 Badania zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w wodzie.
• [8] Gromiec M.J., Kierunki planowanych zmian dyrektywy osadowej w Unii Europejskiej, Konferencje 42, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2001.
• [9] Włodarczyk-Makuła M., Wiśniowska E., Janosz-Rajczyk M., Analityka WWA w osadach ściekówych, LAB 2003, 3, 30-33.
• [10] Janosz-Rajczyk M., Zakrzewska E., Włodarczyk-Makuła M., Preliminary studies under separation method effect on PAHs extraction from digested sewage sludge, Chemia Analityczna 2001, 46, 633-645.
• [11] Namieśnik J., Jamrógiewicz Z., Pilarczyk M., Torres L., Przygotowanie próbek środowiskowych do analizy, WNT, Warszawa 2000.
• [12] Silverstein R., Webster F., Kiemle D., Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, WN PWN, Warszawa 2007.
• [13] Witkiewicz Z., Heter J., Chromatografia gazowa, WNT, Warszawa 2001.
• [14] http://www.epa.gov/wastes/hazard/testmethods/sw846/pdfs/3550c.pdf