Analiza mobilności metali ciężkich z osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków w Olsztynie i Sitkówce-Nowiny

• Autorzy: Latosińska J.

Warianty tytułu

EN

The analysis of heavy metals mobility from sewage sludge from wastewater treatment plants in Olsztyn and Sitkówka-Nowiny

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce ogólna ilość powstających komunalnych osadów ściekowych stale wzrasta. Osady ściekowe powstające w oczyszczalniach ścieków wykazują wysokie wartości nawozowe i mogą być używane w rolnictwie jako nawóz organiczny pod warunkiem, że zawartość mikrozanieczyszczeń nie spowoduje negatywnych skutków w środowisku wodno-glebowym. Osady ściekowe z oczyszczalni ścieków w aglomeracjach miejskich mogą charakteryzować się podwyższoną zawartością metali ciężkich. Wówczas przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych jest możliwe pod warunkiem, że nie zostały przekroczone dopuszczalne wartości określone w odpowiednich przepisach. Przedmiotem badań prezentowanych w pracy była ocena mobilności metali ciężkich z komunalnych osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków w Olsztynie i w Sitkówce-Nowiny koło Kielc. Do oceny mobilności metali ciężkich z osadów ściekowych wykorzystano metodę analizy specjacyjnej zaproponowaną przez European Community Bureau of Reference (BCR). Stężenia metali ciężkich w badanych osadach ściekowych oznaczono na spektrofotometrze emisyjnym ze wzbudzoną plazmą ICP-OES Perkin-Elmer Optima 8000. Analiza sekwencyjna BCR wykazała obecność metali ciężkich we wszystkich frakcjach badanych osadów ściekowych. Dominującymi formami występowania analizowanych metali ciężkich były połączenia metaloorganiczne oraz glinokrzemiany (Frakcja IV). Poziomy zawartości metali ciężkich w badanych osadach ściekowych nie przekroczyły dopuszczalnych limitów obowiązujących w Polsce dla osadów przeznaczonych do wykorzystania rolniczego. Obliczono wskaźniki stabilności metali ciężkich. Stwierdzono, że w przypadku kadmu badane osady ściekowe charakteryzowały się najniższą wartością wskaźnika stabilności metalu.

EN

In Poland, overall amount of municipal sewage sludge is constantly growing. One of the reasons of this situation is development of the infrastructure in the area of municipal sewage drainage and treatment. Sewage sludge produced in sewage treatment plants demonstrates high fertilizing values and can be used in agriculture as an organic fertilizer on condition that the content of micropollutants does not cause any negative effects on the water-soil environment. Sewage sludge from sewage treatment plants, particularly in urban agglomerations, can be characterized by an increased content of heavy metals. In that case, the agricultural utilization of sewage sludge is impossible. The total value of chemical element content in sewage sludge does not describe its potential toxicity for the water-soil environment. What is important is its form of occurrence. The determination of a chemical form of a studied substance occurring in the environment is performed on the basis of speciation. The method of obtaining samples for speciation tests of metals is the sequential extraction. The most popular procedure in the case of the analysis of municipal sewage sludge is the one suggested by the European Community Bureau of Reference (BCR). The subject of presented research was the evaluation of the mobility of heavy metals from municipal sewage sludge from sewage treatment plants in Olsztyn and Sitkówka-Nowiny near Kielce. The BCR speciation analysis method was used for the evaluation of the mobility of heavy metals from sewage sludge. The concentration of heavy metals in studied sewage sludge was marked in the Perkin-Elmer Optima 8000 ICP-OES spectrophotometer. The BCR speciation analysis demonstrated the presence of heavy metals in all fractions for studied sewage sludge. The dominant forms of occurrence of the analysed heavy metals were metalorganic compounds and aluminosilicates (Fraction IV). The levels of heavy metal content in studied sewage sludge did not exceed admissible Polish limits for sludge intended for the agricultural utilization. The stability indicators were marked for heavy metals. It was discovered that in the case of cadmium the studied sewage sludge was characterized by the lowest value of the metal stability indicator. The highest value of the stability indicator was found for lead, chrome and copper for both studied materials.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; metale ciężkie; mobilność

EN

sewage sludge; heavy metals; mobility

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, nr 2
• Strony: 243--254
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Latosińska J.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

• [1] Krajowy Plan Gospodarki Odpadami 2014, Uchwała Nr 217 Rady Ministrów, z dnia 24 grudnia 2010 r., Monitor Polski, nr 101, poz. 1183.
• [2] Ustawa o odpadach, DzU 2013, poz. 21.
• [3] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych, DzU 2010, Nr 137, poz. 924.
• [4] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 stycznia 2013 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu, DzU 2013, poz. 38.
• [5] 40 CFR Part 257, 403, 503, Standards for the use or disposal sewage sludge, http://water.epa.gov
• [6] Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 roku w sprawie wykonania niektórych przepisów ustawy o nawozach i nawożeniu, DzU 2008, Nr 119, poz. 765.
• [7] Council Directive of 12 June 1986, on the protection of the environment, and in particular of the soil, when sewage sludge is used in agriculture, 86/278/EEC.
• [8] Working document: sludge and biowaste, 21 September 2010, Brussels.
• [9] Weiner R.F., Matthews R.A., Environmential Engineering, Elsevier Science, Burlington 2003.
• [10] Werther J., Ogada T., Sewage sludge combustion, Progress in Energy and Combustion Science 1999, 25, 55-116.
• [11] Fytili D., Zabaniotou A., Utilization of sewage sludge in UE application of old and new methods - A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews 2008, 12, 116-140.
• [12] Ryu H.W., Moon H.S., Lee E.Y., Cho K.S., Choi H., Leaching characteristics of heavy metals from sewage sludge by Acidithiobacillus thiooxidans, MET Journal of Environmental Quality 2003, 32, 751-759.
• [13] Dahlin C.L., Williamson C.A., Collins W.K., Dahlin D.C., Sequential extraction versus comprehensive characterization of heavy metal species in brownfield soils, Environmental Forensics 2002, 3, 191-201.
• [14] De la Guardia M., Morales-Rubio A., Modern strategies for the rapid determination of metals in sewage sludge, Trends in Analytical Chemistry 1996, 15, 8, 311-318.
• [15] Ociepa-Kubicka A., Ociepa E., Toksyczne oddziaływanie metali ciężkich na rośliny, zwierzęta i ludzi, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, 15, 2, 169-180.
• [16] Latosińska J., Gawdzik J., The effect of incineration temperatures on mobility of heavy metals in sewage sludge ash, Environment Protection Engineering 2012, 3, 38, 31-44.
• [17] Fuentes A., Lloréns M., Saéz J., Aguilar M.I., Ortuño J.F., Meseguer V.F., Comparative study of six different sludges by sequential speciation of heavy metals, Bioresource Technology 2008, 99, 517-525.
• [18] Siepak J., Kierunki i tendencje rozwoju współczesnej analityki próbek środowiskowych, Materiały VI Konferencji Naukowej Kompleksowe i szczegółowe problemy inżynierii środowiska, Koszalin - Ustronie Morskie 2003, 55-78.
• [19] Ming C., Xiao-Ming L., Qi Y., Guang-Ming Z., Ying Z., De-Xiang L., Jing-Jin L., Jing-Mei H., Liang G., Total concentrations and speciation of heavy metals in municipal sludge from Changsha, Zhuzhou and Xiangtan in middle-south region of China, Journal of Hazardous Materials 2008, 160, 324-329.
• [20] Gawdzik J., Gawdzik B., Mobility of heavy metals in municipal sewage sludge from different throughput sewage treatment plant, Polish Journal of Environmental Studies 2012, 21, 6, 1603-1611.
• [21] PN-EN ISO 5667-13:2004. Jakość wody. Pobieranie próbek. Część 13: Wytyczne dotyczące pobierania próbek osadów z oczyszczalni ścieków i stacji uzdatniania wody.
• [22] Materiały informacyjne Wodociągów Kieleckich, Oczyszczalnia ścieków w Sitkówce-Nowiny, materiały niepublikowane.
• [23] Projekt 2004/PL/16/C/PE/009 Informacje ogólne, www.sitkowka.wod-kiel.com.pl
• [24] Materiały informacyjne oczyszczalni ścieków w Olsztynie, materiały niepublikowane, 2013.
• [25] Gusiatin Z., Kulikowska D., Przemiany substancji humusowych, azotu oraz form metali ciężkich w osadach ściekowych kompostowanych w mieszaninie z odpadami lignocelulozowymi, Inżynieria Ekologiczna 2012, 28, 82-93.
• [26] Chen M., Li X., Yang Q., Zeng G., Zhang Y., Liao D., Liu J., Hu J., Guo L., Total concentration and speciation of heavy metals in sewage sludge from Changasha, Zhuzhou and Xiangtan in middle-south region of China, Journal of Hazardous Materials 2008, 160, 324-329.
• [27] Gawdzik J., Mobilność metali ciężkich w osadach ściekowych na przykładzie wybranej oczyszczalni ścieków, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, 15, 1, 5-15.