BazTech - Yadda

1

Ecological and human health risks assessment of heavy metals in bottom sediments of the Pławniowice water reservoir – artificial lake (Silesian Voivodeship, Poland)

Tytła Malwina, Kernert Joanna

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 87

35--51

EN

This study aimed to assess the ecological and human health risks of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) in the bottom sediments of the Pławniowice reservoir, which is located in the Silesian Voivodeship, one of the most polluted regions in Poland. Sediment samples were collected at 5 sampling points located along the main axis of the reservoir. The concentrations of heavy metals were determined using Avio 200 ICP-OES atomic absorption spectrometer (PerkinElmer Inc.). The geochemical quality classification, Geoaccumulation Index (Igeo), Ecotoxicological criteria, and Potential Ecological Risk Factor (ER) were used for the assessment of the ecological risk, while for the human health risks, the Hazard Quotient (HQ), Hazard Index (HI), Carcinogenic Risk (CR) and Total Carcinogenic Risk (TCR). The results of the ecological risk analysis indicated that among the studied metals, only Cd may pose a potential hazard to the fauna and flora of the reservoir. The results of the health risks assessment indicated that the primary exposure pathway for adults and children can be accidental ingestion of polluted sediments. In both cases, children are far more exposed to the health effects. Although the studied metals did not pose a direct threat to human health, due to the values of CRs and TCRs to Cd, Cr and Ni it is recommended to take appropriate steps to reduce the concentrations of these heavy metals in the bottom sediments by their periodical removal.

PL

Celem pracy jest ocena ryzyka ekologicznego i zdrowotnego związanego z obecnością metali ciężkich (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb i Zn) w osadach dennych zbiornika Pławniowice, który znajduje się w województwie śląskim, jednym z najbardziej zanieczyszczonych regionów w kraju. Próbki do badań pobierano w pięciu punktach rozmieszczonych wzdłuż głównej osi zbiornika. Stężenia metali ciężkich oznaczano przy użyciu spektrometru absorpcji atomowej Avio 200 ICP-OES (PerkinElmer Inc.). Do oceny ryzyka ekologicznego wykorzystano geochemiczne klasy czystości osadów, Geoaccumulation Index (Igeo), Ecotoxicological criteria oraz Potential Ecological Risk Factor (ER), z kolei do oceny ryzyka zdrowotnego użyto Hazard Quotient (HQ), Hazard Index (HI), Cancirogenic Risk (CR) oraz Total Carcinogenic Risk (TCR). Wyniki analizy ryzyka ekologicznego wskazują, że spośród badanych metali tylko Cd może stanowić potencjalne zagrożenie dla fauny i flory zbiornika. Ocena ryzyka zdrowotnego wykazała, że główną drogą narażenia dla dorosłych i dzieci może być przypadkowe połknięcie zanieczyszczonych osadów. Ponadto w obu przypadkach dzieci są bardziej narażone na skutki zdrowotne. Pomimo że analizowane metale nie stwarzały bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia człowieka, to ze względu na wartości indeksów CR i TCR, w odniesieniu do Cd, Cr i Ni, zaleca się podjęcie odpowiednich działań w celu zmniejszenia stężeń tych metali ciężkich w osadach dennych poprzez ich okresowe usuwanie.

2

Przegląd wybranych technik woltamperometrycznych wykorzystujących modyfikowane materiały elektrodowe dla potrzeb oznaczania chromu, niklu oraz kadmu

Janeba-Bartoszewicz Edyta, Bieńczak Krzysztof, Karbowska Bożena, Durka Martyna

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 5

495--501

PL

Przedstawiono aktualny stan wiedzy z zakresu modyfikacji elektrod na potrzeby woltamperometrycznego oznaczania chromu, niklu oraz kadmu. Przegląd technik woltamperometrycznych stosowanych do oznaczania wybranych metali w elementach środowiska naturalnego z zastosowaniem nowatorskich materiałów elektrodowych obejmuje wiele wyselekcjonowanych źródeł literatury. Analiza danych literaturowych wykazała, że modyfikowana elektroda z najlepszymi właściwościami elektrochemicznymi dla oznaczania chromu(VI) to elektroda sitodrukowana modyfikowana syntezowanymi nanocząstkami złota (SPE-AuNPs) z granicą wykrywalności 3,1·10⁻¹¹ mol/L (oznaczanie prze- prowadzone techniką anodowej woltamperometrii stripingowej (ASV)). Dla oznaczania niklu(II) była to elektroda z węgla szklistego pokryta filmem bizmutu (GCE-BiFE) z granicą wykrywalności 1,7·10⁻⁹ mol/L (oznaczanie przeprowadzone techniką adsorpcyjnej woltamperometrii stripingowej (AdSV)), a dla kadmu(II) elektroda z węgla szklistego modyfikowana polimerem z nadrukowanymi jonami kadmu (GCE/Fe3O4@ SiO2@IIP) z granicą wykrywalności 1,0·10⁻¹⁰ mol/L (oznaczanie przeprowadzone techniką anodowej woltamperometrii stripingowej (ASV)).

EN

A review, with 23 refs., of voltammetric techniques used to det. Cr, Ni and Cd metals in the natural environment with the use of innovative electrode materials. The electrodes with the best electrochem. properties for the detn. of Cr(VI) (screen printing electrode modified with synthesized Au nanoparticles), Ni(II) (glassy carbon electrode covered with a layer of Bi) and Cd(II) (glassy carbon polymer-modified electrode with imprinted Cd ions) were discussed.

3

Ocena możliwości wykorzystania mieszanki osadowo-popiołowej do rekultywacji gruntów z uwzględnieniem wpływu pH środowiska na wymywalność metali ciężkich

Mizerna Kamila

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 10

1087--1091

PL

Przedstawiono wyniki badań uwalniania metali ciężkich z mieszanki osadowo-popiołowej pod wpływem oddziaływania pH środowiska w szerokim zakresie wartości. Wyznaczono także stężenia metali ciężkich w podstawowym teście ługowania stosowanym w badaniu ziarnistych materiałów odpadowych. Wszystkie wyniki wymywalności porównano z zawartością całkowitą metali ciężkich w mieszance w celu oceny poziomu ich mobilności do środowiska gruntowo-wodnego. Proces wymywania metali ciężkich w dużej mierze zależy od faz mineralnych w odpadach oraz ich składu chemicznego, dlatego też parametry te były także przedmiotem analizy.

EN

Municipal sewage sludge and ashes from the combustion of solid fuels in households were mixed in a mass ratio of 1:1 on a dry basis, crushed and mineralized to det. the content of heavy metals. Grinded samples of the research material were stirred for 24 h in the leachant of various pH and the content of heavy metals in the obtained eluate was detd. using flame atomic absorption spectrometry. The leachability results were compared with the total content of heavy metals in the mixt. in order to assess the level of their mobility into the water environment. The pH of the environment strongly detd. the mobility of heavy metals.

4

Jakość powietrza w wybranych lokalizacjach na podstawie danych zebranych ze stacji pomiarowych w latach 2021-2022

Pytel Krzysztof, Piaskowska-Silarska Małgorzata

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 10

1104--1110

PL

Analiza jakości powietrza w wybranych lokalizacjach w latach 2021- 2022, wykorzystująca dane ze stacji pogodowych, które zawierały informacje o zanieczyszczeniach powietrza, takie jak stężenia pyłów zawieszonych PM10, NO₂, SO₂, C₆H₆, benzo(a)piren i metale ciężkie w PM10, potwierdziła istnienie problemów z zanieczyszczeniem powietrza, szczególnie w sezonie zimowym i obszarach o dużym natężeniu ruchu drogowego oraz pozwoliła na wyciągnięcie wniosków dotyczących wpływu emisji na środowisko i zdrowie społeczeństwa.

EN

Data from 2 measurement stations located in urban and industrialized areas were analyzed. The focus was on specific air pollutants, such as PM10, NO₂, SO₂, C₆H₆, benzo(a)pyrene and heavy metals (Pb, As, Ni, Cd). Concn. charts for substances confirmed the existence of air pollution problems, particularly during the winter season which clearly indicated a relationship between the level of pollution and the heating season.

5

Wpływ dawnego górnictwa rud polimetalicznych w Czarnowie na wybrane elementy środowiska przyrodniczego w świetle badań geochemicznych

Januszewska Anna, Siuda Rafał, Dembicz Iwona

Przegląd Geologiczny

|

2023

|

Vol. 71, nr 4

179--183

EN

The exploitation of mineral resources can lead to the migration of potentially harmful substances into the natural environment, resulting in environmental degradation and pollution. The mining of polymetallic ores can have severe consequences due to the release of toxic elements such as arsenic (As) and heavy metals. Among the areas contaminated with toxic elements is the village of Czarnów in the Rudawy Janowickie mountains, where mining activities related to copper, arsenic, and gold extraction were likely initiated in the Middle Ages. This study aimed to investigate the geochemical anomalies of arsenic and heavy metals in the soil and their uptake by plants in this region. Portable XRF spectrometry was used to perform geochemical soil analyses in the former mining sites. The results showed clear geochemical anomalies in the arsenic and heavy metal content of soils, with concentrations exceeding permissible standards. The highest concentrations of As were found in the mining dumps, exceeding 100 000 ppm. Phytogeochemical analyses were conducted on raspberry leaves (Rubus idaeus) to determine the content of arsenic, lead, zinc, and copper using the ICP-MS method. The findings indicated that the high levels of individual elements found may pose a risk to the environment. The study demonstrates that even abandoned mining sites can be a source of pollution, and long-term monitoring of these areas is essential to mitigate their potential environmental impact.

6

Analiza potencjalnego ryzyka ekologicznego jako narzędzie wspomagające ocenę przydatności osadów ściekowych na cele przyrodnicze

Tytła Malwina

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2023

|

nr 1

18--24

PL

Procesy stosowane w oczyszczalniach ścieków nie gwarantują usuwania metali ciężkich, a jedynie sprawiają, że zanieczyszczenia te kumulują się w osadach ściekowych. Dlatego też zawartość metali w osadach ściekowych stanowi jedno z głównych kryteriów ograniczających wykorzystanie tej grupy odpadów do kondycjonowania i nawożenia gleb, jak również do rekultywacji i rewitalizacji terenów zdegradowanych w wyniku działalności człowieka. Obecność metali w osadach ściekowych wiąże się z potencjalnym zagrożeniem, zarówno w aspekcie ekologicznym, jak i zdrowotnym. Dlatego też, tak ważne jest monitorowanie zarówno ogólnej zawartości tych zanieczyszczeń w osadach ściekowych, jak również ich form chemicznych (specjacyjnych) występowania. Narzędziem ułatwiającym podjęcie decyzji o tym, czy dany osad ściekowy może być stosowany na cele przyrodnicze, w szczególności w rolnictwie, jest analiza potencjalnego ryzyka ekologicznego.

EN

The processes used in wastewater treatment plants do not guarantee the removal of heavy metals, but only make these pollutants accumulate in the sewage sludge. Therefore, the content of metals in sewage sludge is one of the main criteria limiting the use of sewage sludge for soil conditioning and fertilization, as well as for the reclamation and revitalization of areas degraded by human activity. The presence of metals in sewage sludge is associated with a potential threat, both in terms of ecology and health. Therefore, it is so important to monitor both the total content of these pollutants in sewage sludge, as well as their chemical (speciation) forms of occurrence. A tool facilitating the decision on whether a given sewage sludge can be used for natural purposes, in particular in agriculture, is the analysis of potential ecological risk.

7

Wymywanie metali ciężkich z odpadów pobranych z hałdy wałbrzyskiej - badania wstępne

Zielińska Amelia

Górnictwo Odkrywkowe

|

2023

|

R. 64, nr 3

4--8

PL

Celem pracy było określenie wartości wymywania wybranych metali ciężkich z odpadów pochodzących z hałd wałbrzyskich. Próbki pobranych materiałów rozdrobniono na frakcje poniżej 4 oraz poniżej 1, które następnie poddano wymywaniu, a w powstałym eluacie oznaczono zawartość Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn. Wartości stężeń metali są poniżej granic oznaczalności. Na tej podstawie stwierdzono, że migracja metali ciężkich z odpadów pogórniczych do środowiska wodnego jest nieznaczna i nie powinna stanowić istotnego problemu. Badania wymagają jednak kontynuacji dla zróżnicowanych warunków wymywania.

EN

The aim of the work was to determine the leaching value of selected heavy metals from waste from Wałbrzych heaps. Samples of collected materials were crushed into fractions below 4 and below 1 mm, which were then subjected to leaching, and the content of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, was determined in the resulting eluates. Metal concentration values are below the limits of quantification. On this basis, it was found that the migration of heavy metals from post-mining waste to the aquatic environment is insignificant and should not be a relevant issue. However, research needs to be continued for different leaching conditions.

8

Zawiesiny twardniejące na bazie odpadów poprocesowych jako materiały uszczelniające obiekty hydrotechniczne

Falaciński Paweł, Szarek Łukasz, Wojtkowska Małgorzata, Bogacki Jan, Drużyński Piotr, Dudzik Mateusz

Gospodarka Wodna

|

2023

|

Nr 9

2--6

PL

Jednym z materiałów stosowanych do uszczelnień budowli piętrzących są zawiesiny twardniejące, które znalazły szerokie zastosowanie m.in. w przesłonach przeciwfiltracyjnych. W zawiesinach twardniejących od lat stosuje się uboczne produkty spalania węgla, a ostatnio podjęto próby zaimplementowania w składzie zawiesin nowych rodzajów odpadów poprocesowych, takich jak np. popioły z termicznego przekształcania odpadów komunalnych. Stosowanie materiałów odpadowych pożądane z punktu widzenia gospodarowania odpadami może mieć negatywny wpływ na właściwości zawiesin oraz inne aspekty środowiska, np. wody gruntowe. W wyniku kontaktu przesłon przeciwfiltracyjnych z wodami gruntowymi może dojść do ich zanieczyszczenia substancjami znajdującymi się w wykorzystanych odpadach. W pracy podjęto próbę określenia wpływu wybranych odpadów poprocesowych na właściwości zawiesin twardniejących oraz poziomu uwalniania z nich metali ciężkich pochodzących z wykorzystanych materiałów odpadowych. Na bazie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że możliwe jest wykonanie zawiesin twardniejących na bazie odpadów poprocesowych o pożądanych właściwościach technologicznych i użytkowych, jednak intensywność uwalniania z nich ołowiu przekroczyła założone kryteria.

EN

One of the materials used to seal damming structures are hardening suspensions, widely used in such elements as anti-filtration screens. For years, hardening suspensions have been made based on coal combustion byproducts. Recently, attempts have been taken to implement new types of post-processing waste in their composition, such as ashes from municipal waste incineration. The use of waste materials, beneficial from the waste management point of view, may have negative impact on the suspensions properties and other environmental aspects, such as groundwater. The groundwater having contact with anti-filtration screens may become polluted with substances contained in the used waste. The article constitutes an attempt at determining the impact of selected post-processing waste on the hardening suspensions properties and the level of heavy metals discharge from the used waste material. Based on the conducted research, the authors state that it is possible to use hardening suspensions based on the post-processing waste to give them the desired technological and useful properties; however, the intensity of lead discharge exceeded the assumed criteria.

9

The impact of land set-aside on the chemical and physical properties of the soil and the composition of vegetation species. Case study

Petryk Agnieszka

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 3

121--133

EN

The study aimed to evaluate the effect of soil use in the Młoszowa and Bolęcin villages on the species composition of the overgrown vegetation. Additionally, the study compared the chemical and physical properties of the soils that were not being used for agriculture. The soils of Młoszowa and Bolęcinvillages did not exceed the permissible concentrations of copper, lead, and zinc for agricultural land, as outlined by the national regulations in [Journal of Laws 2016]. In Młoszowa, the concentration of cadmium exceeded the limit values as per national regulations in [Journal of Laws 2016] for agriculturally utilised land (land group II-2) (<3 g · 10–3 · kg–1 DM). The set-aside of both villages consisted of species typical of ruderal areas, fresh grassland, and thermophilous species. The granulometric composition of the soils, mainly their silt and sand content, were the primary factors that impacted the species composition of the set-aside vegetation. Ruderal and thermophilous species were discovered in the set-aside areas, which are their natural habitats. The occurring ruderal plants typical of post-mining heaps and postindustrial areas, including hemicryptophytes, testify to the long-term process of fallowing and adaptation to the existing ecosystem with a predominance of the most common species.

10

Hydrochemical and isotopic methods of identifying the impact of irrigation on the quality of groundwater: a case study from the guelma-bouchegouf region, ne Algeria

Soltani Akram, Djabri Larbi, Fehdi Chemseddine, Bouguerra Hamza, Salah Eddine Tachi

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2023

|

no. 4

211--233

EN

The Guelma-Bouchegouf irrigated perimeter uses water from the Bouhamdane dam between May and the end of October. It should be noted that the water is channelled to the perimeter via Seybouse Wadi, which serves as a water collector. The water is supplied during the dry season, which causes water pollution due to strong evaporation and industrial discharges. Moreover, during the summer period irrigation increases since the crops grown are industrial tomatoes, melon, watermelon and beans, requiring intense and sustained watering. The measurement of the conductivity of the water flow shows a clear increase from 3000 μs/cm to 6000 μs/cm. This increase is connected to interactions between water and rock, compounded by the adverse impact of climate change. It should be noted that during this period the average temperature is 26°C and sometimes temperature values exceeding 40°C are recorded. In addition, industrial discharges into the Seybouse Wadi occur without pre-treatment, leading to water pollution by heavy metals. The results of the analyzes of the Seybouse Wadi waters show the presence of pollutants such as iron, manganese, zinc, copper and nutrients in the upstream zone (Guelma region). In the downstream area (Annaba) we notice the presence of pollutants such as chromium, lithium, iron, manganese and nutrients.

11

Phytochelatins of Cladophora rupestris in Pb2+ absorption and its detoxification

Zhang Lu-Sheng, Yang Liu, Li Lingsheng, Feng Xiaoyu, Cao De-Ju, Liu Zhao-Wen

Environment Protection Engineering

|

2023

|

Vol. 49, nr 3

31--42

EN

Phytochelatins (PCs) exist widely in plants and are closely related to plant resistance to heavy metals (HMs). Glutathione (GSH) and nonprotein thiols (NPTs) are the major components of PCs. This study investigates the role of the PCs of Cladophora rupestris in Pb2+ accumulation and detoxification. The distribution of Pb2+ in the PCs of C. rupestris was studied. FTIR and XPS are used to characterize the chelating power of Pb2+ with PCs in C.rupestris. The curve fitting of the secondary protein structure is used to identify the functional groups with Pb2+. Results showed that the content of Pb2+ in the PCs of C. rupestris increased with an increase in Pb2+ stress. Pb content increased to 352 and 314 mg/kg in NPTs and GSH, respectively, when Pb stress concentration reached 7.5 mg/dm3 . The Pb2+ fraction of C. rupestris PCs reached a maximum of 10.8 and 9.3% in NPTs and GSH, respectively. The Pb2+ uptake by GSH and NPTs was 40–48% and 52–60%, respectively. Pb2+ bound with the PCs of C. rupestris, forming complexes that contained Pb–OOC, Pb–C=O, CO–Pb, –N=Pb, Pb–NH2, Pb–O, Pb–N–, Pb–C–, Pb–S, and Pb2+ with multiple groups of PCs as bridging ligand atoms.

12

Landfill leachate migration modeling using the LandSim software. Case study of Gigoš Regional sanitary landfill

Petrović Natalija, Vasović Dejan, Nešić Bratimir, Petrović Nemanja

Environment Protection Engineering

|

2023

|

Vol. 49, nr 4

89--108

EN

The paper aims to provide insight into data on leachate migration, composition, and migration time and to improve the engineered barrier system (EBS) importance through different pollutant concentrations in the landfill at the base of the unsaturated zone and off-site, for the real-case scenario with composite liners (EBS) and the worst-case scenario with no liners (NO EBS) using the Land Sim software for 30, 100, 1000 and 20 000 years in 1000 iterations. Also, the paper aims to analyze the leachate leakage through the waste for different migration times and different internal layers to create a qualitative and quantitative basis for assessing leachate’s impact on the environment. The results obtained by modeling the parameters of the real case at the Gigoš landfill showed that the leachate leakage amount is about 340 times lower when EBS is present and concentrations of nitrogen, chlorides, arsenic, lead, cyanides, and mercury in the worst-case scenario (NO EBS) exceed the permitted limits according to the laws of the Republic of Serbia.

13

Elemental composition and origin of PM10 in a fire station in Poland. Real-time results from the XRF analysis

Mach Tomasz, Rogula-Kozłowska Wioletta, Bihałowicz Jan Stefan, Rybak Justyna

Environment Protection Engineering

|

2023

|

Vol. 49, nr 1

57--72

EN

This work presents the first results of the metal in particulate matter PM10 analysis and source apportionment in one of the fire station garages in Poland. The study’s novelty includes the high temporal resolution of the elemental composition of PM-bound metals since the gamma-ray fluorescence spectrometer with the high temporal resolution was used in the study. The concentrations of PM10 were measured at the same time using the method of beta-ray attenuation. The concertations of PM10 and PM-bound metals were analyzed with a temporal resolution of 4 h. To identify the source apportionment of metals, three commonly used models were applied: principal component analysis (PCA), EPA UNMIX, and EPA PMF (positive matrix factorization). The concentrations of the investigated metals have high temporal variations while the concentrations of PM10 were low in the garage. The enrichment of PM10 was very high or high, especially in sulfur, zinc, arsenic, nickel, cadmium, and lead. PCA analysis, as well as UNMIX and PMF, showed a high impact of factors related to sulfur on the variability. It showed the impact of combustion, including combustion of liquid fuels, in fire engines may have a crucial impact on air pollution in the fire station. The PMF analysis allowed us also to identify factors responsible for external anthropogenic emissions on concentrations inside the garage. Other identified sources of PM10 and PM10-bound elements are mineral dust, and road dust related to non-exhaust emission, originating inside the firehouse (resuspension and abrasion) as well as from outside.

14

Effectiveness of fly ash on the stabilization/solidification of Zn-contaminated soil

Chen Yan, Zhu Shengyuan, Fang Wei, Huang He, Qin Hao, Hu Shengtao, Wu Yuzhao

Environment Protection Engineering

|

2023

|

Vol. 49, nr 3

15--29

EN

As a solid waste, the associated disposal cost of fly ash is really high. Previous studies suggested that the utilization of fly ash to treat heavy metal-contaminated soils was a new cost-effective method of disposal of it. Therefore, the effectiveness of fly ash stabilized/solidified Zn-contaminated soils has been investigated by unconfined compressive strength (UCS) and toxicity characteristics leaching procedure (TCLP) tests. Quantitative analysis of the soil microstructure was conducted by processing the X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) images. Mercury intrusion porosimetry (MIP) was carried out to illustrate the size and proportion of pore size for specimens under different ratios. The results of the tests showed an improvement in the UCS, which further increased as the content of binders was raised. Binder content would have little influence on the development of strength if the binder content exceeds a threshold value. The leached Zn2+ concentration of stabilized specimens was significantly decreased compared to that of untreated. Quantitative analysis confirmed that the addition of the binders resulted in the amount of hydration product, reduction of porosity, and a really random pores orientation, which was responsible for the improvement of the strength and leaching properties of the Zn2+ contaminated soils.

15

Characteristics of sewage sludge composition for agricultural use

Vitenko Tetiana, Marynenko Nataliia, Kramar Iryna

Economics and Environment

|

2023

|

No. 2

296--307

EN

The article focuses on the research conducted on sewage sludge in Ternopil City, Ukraine, with a specific emphasis on its microelement composition and implications for disposal and utilisation. Bacterial contamination in both old and new sludge storage facilities is revealed by the study. It is found that the sludge holds potential as a fertiliser due to its nutrient content and organic matter, although adjustments may be necessary for specific soil conditions. However, it is determined that the permissible limits for agricultural use are exceeded by heavy metal concentrations, indicating pollution resulting from landfills, old pipes, and intensive agriculture. According to existing regulations, the sludge is considered suitable only for composting. The importance of sludge monitoring, treatment, and management is underscored by the findings, as they are crucial for ensuring safe disposal, mitigating environmental risks, and addressing potential health hazards.

PL

Artykuł koncentruje się na badaniach przeprowadzonych na osadach ściekowych w Tarnopolu na Ukrainie, ze szczególnym naciskiem na ich skład mikroelementowy oraz implikacje dla ich usuwania i wykorzystania. Badanie ujawniło zanieczyszczenie bakteryjne zarówno w starych, jak i nowych obiektach składowania osadów ściekowych. Stwierdzono, że osad ma potencjał jako nawóz ze względu na zawartość składników odżywczych i materii organicznej, chociaż może być konieczne dostosowanie do określonych warunków glebowych. Ustalono jednak, że dopuszczalne limity dla zastosowań rolniczych są przekraczane przez stężenia metali ciężkich, co wskazuje na zanieczyszczenie wynikające ze składowisk odpadów, starych rur i intensywnego rolnictwa. Zgodnie z obowiązującymi przepisami osad jest uważany za odpowiedni tylko do kompostowania. Wyniki badań podkreślają znaczenie monitorowania, przetwarzania i zarządzania osadami ściekowymi, ponieważ mają one kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpiecznej utylizacji, łagodzenia zagrożeń dla środowiska i przeciwdziałania potencjalnym zagrożeniom dla zdrowia.

16

The geochemical and fractionation study on toxic elements in road dust collected from the arterial roads in Kraków

Adamiec Elżbieta, Jarosz-Krzemińska Elżbieta, Brzoza-Woch Robert, Rzeszutek Mateusz, Bartyzel Jakub, Pełech-Pilichowski Tomasz, Zyśk Janusz

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 2

104-110

EN

Road dust should be considered as a secondary source of contamination in the environment, especially when re-suspended. In our study road dust samples were collected from 8 high-capacity urban roads in two districts of Kraków (Krowodrza and Nowa Huta). Total concentration of toxic elements, such as Cd, Cr, Cu, Mn, Zn, Co, Pb, Ni, Ba and Se were determined using ICP–MS ELAN 6100 Perkin Elmer. A fractionation study were performed using VI step sequential extraction, according to the modified method provided by Salomons and Fӧrstner. Appropriate quality control was ensured by using reagent blanks and analysing certified reference material BCR 723 and SRM 1848a. Concentration of metals in the road dust varied as follows [mg/kg]: Cd 1.02–1.78, Cr 34.4–90.3, Cu 65–224, Mn 232–760, Zn 261–365, Co 4.32–6.46, Pb 85.6–132, Ni 32.2–43.9, Ba 98.9–104 and Se 78.3–132. Degree of contamination of road dust from Nowa Huta was very high (Cdeg 54) and considerable for road dust from Krowodrza (Cdeg 25). Results revealed that road dust samples were heavily contaminated with Cd, Cu, Zn, Mn, Co, Pb, Ni, Ba and Se, in amounts exceeding multiple times geochemical background values. The chemical speciation study using VI step sequential extraction, followed by assessing risk assessment code (RAC) revealed that elements in road dust are mostly bound with mobile and easy bioavailable fractions such as carbonates and exchangeable cations, with the exception for Cr and Cu being mostly associated and fixed with residual and organic matter fraction.

PL

Zanieczyszczenia pochodzące z transportu drogowego uważane są za główny czynnik ryzyka środowiskowego odpowiedzialny za przedwczesne zgony na całym świecie. Rosnący udział emisji zanieczyszczeń związanych z komunikacją potwierdza konieczność oceny jakość środowiska drogowego poprzez określenia stopnia zanieczyszczenia pyłu drogowego oraz ocenę zagrożenia związanego z potencjalnym uwalnianiem się pierwiastków toksycznych z pyłów drogowych do środowiska wodno-glebowego. Do badań pobrany został pył drogowy z 8 odcinków dróg miejskich o dużej kongestii w dwóch dzielnicach Krakowa (Krowodrza i Nowa Huta). Stężenie metali ciężkich, takich jak Cd, Cr, Cu, Mn, Zn, Co, Pb, Ni, Ba i Se oznaczano metodą ICP–MS (ELAN 6100 Perkin Elmer). Frakcjonowanie przeprowadzono z zastosowaniem VI stopniowej ekstrakcji sekwencyjnej. Badania wykazały silnie zanieczyszczony Cd, Cu, Zn, Mn, Co, Pb, Ni, Ba i Se w ilościach przekraczających wielokrotnie wartości poziomów tła geochemicznego. Stężenia metali w pyle drogowym kształtowały się następująco [mg/kg]: Cd 1,02–1,78, Cr 34,4–90,3, Cu 65-224, Mn 232–760, Zn 261–365, Co 4,32–6,46, Pb 85,6–132, Ni 32,2–43,9, Ba 98,9–104 i Se 78,3–132. Stwierdzono bardzo wysoki stopień zanieczyszczenia pyłu drogowego pobranego w Nowej Hucie (Cdeg 54) i wysoki w Krowodrzy (Cdeg 25). Badania form związani metali z zastosowaniem VI stopniowej ekstrakcji sekwencyjnej, a następnie ocena kodu oceny ryzyka (RAC) wykazały, że metale w pyle drogowym są w znacznym stopniu mobile i potencjalnie łatwo mogące się uwalniać do środowiska (metalami występującymi na pozycjach jonowymiennych i/lub węglany), z wyjątkiem Cr i Cu, które w większości związane są z siarczkami, materią organiczną, ewentualnie pozostają wbudowane w sieć krystaliczna minerałów

17

Heavy metal content in substrates in agricultural biogas plants

Derehajło Stanislaw, Tymińska Magdalena, Skibko Zbigniew, Borusiewicz Andrzej, Romaniuk Waclaw, Kuboń Maciej, Olech Elżbieta, Koszel Milan

Agricultural Engineering

|

2023

|

Vol. 27, No. 1

315--329

EN

The content of heavy metals in soil should be continuously monitored, especially in organic crops. Exceeding the permissible concentrations of these elements may lead not only to inhibition of plant growth but also to ingestion into the organisms of animals that feed on these plants. Heavy metals usually enter the soil via precipitation or manure. There is a noticeable increase in interest in digestate for fields fertilization. Therefore, the authors decided to test the heavy metal content in substrates (slurry and solid input) and digestate. The 15x3 samples tested showed that only trace amounts of heavy metals were present. The study shows that the content of these elements in the digestate is not the sum of the elements supplied to the digester with the substrates. In most of the samples tested, lead concentrations did not exceed 5 mg‧kg-1. The lowest amounts of cadmium (an average of 0.28 mg‧kg-1) were observed in the slurry, and the highest (an average of 0.34 mg‧kg-1) in the solid substrate fed to the digester. Slurry had the lowest mercury and cadmium contents (average 0.012 mg‧kg-1 and 5.8 mg‧kg-1). The highest concentration of chromium was registered in the digestate (average 3 mg‧kg-1) and this was on average 0.3 mg‧kg-1 higher than the feedstock and 0.5 mg‧kg-1 than the slurry.

PL

Zawartość metali ciężkich w glebie powinna być stale monitorowana, szczególnie w przypadku upraw ekologicznych. Przekroczenie dozwolonych stężeń tych pierwiastków może doprowadzić nie tylko do zahamowania wzrostu roślin, ale także do wchłonięcia przez organizmy zwierzęce, które się nimi żywią. Metale ciężkie trafiają do gleby zazwyczaj drogą opadów lub nawozu. Widoczny jest wyraźny wzrost zainteresowania pofermentem do nawożenia pól. Zatem, autorzy zdecydowali o zbadaniu zawartość metali ciężkich w substratach (w gnojowicy i odpadach stałych) oraz w pofermencie. Zbadane próbki wykazały wyłącznie śladowe ilości metali ciężkich. Badanie pokazuje, że zawartość tych elementów w pofermencie nie jest sumą pierwiastków dostarczonych do fermentora z substratami. W większości zbadanych próbek, zawartość ołowiu nie przekraczała 5 mg‧kg-1. Najmniejszą ilość kadmu (średnio 0,28 mg‧kg-1) zaobserwowano w gnojowicy a najwyższe (średnio 0,34 mg‧kg-1) w stałym substracie zasilającym fermentor. Gnojowica miała najniższe stężenie rtęci i kadmu (średnio 0,012 mg‧kg-1 oraz 5,8 mg‧kg-1). Najwyższe stężenie chromu zostało zanotowanie w fermentorze (średnio 3 mg‧kg-1) czyli średnio 0,3 mg‧kg-1 wyższe niż surowiec oraz 0,5 mg‧kg-1 niż gnojowica.

18

Effect of ultrasound on extraction of heavy metals from sewage sludge in the context of a potential ecological risk assessment

Tytła Malwina, Słaby Krzysztof, Widziewicz-Rzońca Kamila, Miszczak Ewa, Kernert Joanna, Klyta Justyna

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 83

19--31

EN

The aim of the research was to investigate the effect of ultrasound waves on the recovery of heavy metals (HMs) from sewage sludge. For this purpose, we conducted a three-step sequential extraction process proposed by the Community Bureau of Reference (BCR; presently the Standards, Measurements and Testing Programme). In the experiment use was made of certified reference material ERM-CC144 SEWAGE SLUDGE (Joint Research Centre; JRC). The content of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) in certified material was determined by atomic absorption spectrometry using the Avio 200 ICP-OES apparatus (PerkinElmer Inc.). To reduce the sequential extraction time, ultrasound treatment was used instead of long hours of shaking. Sonication was conducted in an ultrasonic bath (Sonic-5; Polsonic). The sonication time was set at 20, 40 and 70 minutes. The frequency, power and temperature during the ultrasound treatment were kept constant. The recovery values of heavy metals obtained by the modified sequential extraction method were at similar levels to those achieved by the conventional one. Moreover, it has also been shown that after only 20 minutes of sonication, the recovery values can be obtained similarly as for the conventional method. In order to check whether the ultrasound waves have a significant impact on the distribution of heavy metals in the chemical fractions of sewage sludge, the percentage share for each element was calculated and the potential ecological risk analysis was conducted. This was possible thanks to the fact that the material used for production of ERM-CC144 (JRC) is sewage sludge of domestic origin. The obtained results revealed that ultrasound treatment does not significantly influence the distribution of analysed heavy metals in the chemical fractions of sewage sludge, with one exception, i.e., Zn. The assessment of the ecological risk was performed using Risk Assessment Code (RAC) index, which includes the content of metals in the most mobile fraction, i.e., bound to carbonates. The calculated values of RAC indicated that Zn posed the highest ecological risk. However, it can be also confirmed that the application of ultrasound treatment in the sequential extraction procedure does not have a significant impact on the interpretation of results of the ecological risk assessment. What is more, it confirms the legitimacy of using the discussed modification in the sequential extraction of heavy metals from sewage sludge.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu oddziaływania fali ultradźwiękowych na wielkość odzysku metali ciężkich z osadów ściekowych. W tym celu przeprowadzono proces trzystopniowej ekstrakcji sekwencyjnej zaproponowanej przez Community Bureau of Reference (BCR; aktualnie Standards, Measurements and Testing Programme). W badaniach wykorzystano certyfikowany materiał odniesienia ERM-CC144 SEWAGE SLUDGE (Joint Research Centre; JRC). Zawartość metali ciężkich (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) oznaczono przy użyciu spektrometru absorpcji atomowej Avio 200 ICP-OES (PerkinElmer Inc.). Aby skrócić czas ekstrakcji sekwencyjnej, w miejsce wielogodzinnego wytrząsania zastosowano obróbkę ultradźwiękami. Proces nadźwiękawiania prowadzono w łaźni ultradźwiękowej (Sonic-5; Polsonic). Czas nadźwiękawiania wynosił: 20, 40 i 70 minut. Częstotliwość, moc oraz temperaturę podczas obróbki ultradźwiękowej utrzymywano na stałym poziomie. Wartości odzysków dla metali ciężkich uzyskane z zastosowaniem zmodyfikowanej metody ekstrakcji sekwencyjnej były zbliżone do tych otrzymanych dzięki metodzie konwencjonalnej. Ponadto wykazano również, że już po 20 minutach nadźwiękawiania można uzyskać wartości odzysków jak dla metody konwencjonalnej. W celu zbadania, czy fale ultradźwiękowe wpływają istotnie na zawartość metali ciężkich w poszczególnych frakcjach chemicznych osadów ściekowych, obliczono udział procentowy dla każdego z pierwiastków, a następnie przeprowadzono ocenę potencjalnego ryzyka ekologicznego. Ocena ta była możliwa dzięki temu, że w skład materiału ERM-CC144 (JRC) wchodzą osady ściekowe pochodzenia komunalnego. Uzyskane wyniki wskazują, że obróbka ultradźwiękowa nie wpływa istotnie na udział analizowanych metali ciężkich we frakcjach chemicznych osadów ściekowych, za wyjątkiem cynku. Ocenę ryzyka ekologicznego przeprowadzono przy pomocy wskaźnika Risk Assessment Code (RAC), który uwzględnia zawartość metali w najbardziej mobilnej frakcji, czyli tej związanej z węglanami. Obliczone wartości RAC wskazują, że największe ryzyko ekologiczne powoduje cynk. Można również stwierdzić, że zastosowanie ultradźwięków w procedurze ekstrakcji sekwencyjnej nie wpływa istotnie na interpretację wyników oceny ryzyka ekologicznego. Jednocześnie potwierdza to zasadność stosowania omawianej modyfikacji w procesie ekstrakcji sekwencyjnej metali ciężkich z osadów ściekowych.

19

Assessment of the quality of pharmaceutical packaging in the light of the requirements of the European Pharmacopoeia

Sieczyńska Katarzyna, Lasoń-Rydell Magdalena, Krępska Małgorzata

Technologia i Jakość Wyrobów

|

2022

|

R. 67

90--105

EN

The article presents the results of the analysis of metal contents in selected plastic products used for the production of containers which are divided into polyolefins, polyethylene, polypropylene, poly(ethylene terephthalate). This work includes the sample preparation and testing by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES) and FT-IR spectroscopy (ALPHA II). All tested packaging met the requirements of the European Pharmacopoeia (Ph. Eur.) in the context of heavy metals content. The spectra of the tested materials showed peaks at those mentioned in Ph. Eur. wavenumber for a given sample. The spectrum obtained is identical to that obtained with the material selected for the type sample. This study showed that packaging for medicinal products can be approved for use in the European Union.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy zawartości metali w wybranych wyrobach z tworzyw sztucznych, stosowanych do produkcji pojemników - poliolefin, do których zalicza się m. in. polietylen, polipropylen, poli(tereftalan etylenu). W pracy uwzględniono etap przygotowania i badania próbek metodą atomowej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie ICP-OES oraz spektroskopii podczerwieni FT-IR (ALPHA II). Wszystkie badane opakowania spełniły wymagania określone w Farmakopei Europejskiej (Ph. Eur.) w kontekście zawartości metali ciężkich i analizy tożsamości A. Widma badanych tworzyw wykazują maksima przy wymienionych w Ph. Eur. liczbach falowych dla danej próbki i są identyczne z widmem otrzymanym dla tworzywa wybranego na próbkę standardową. Badania wykazały, że opakowania do produktów leczniczych mogą zostać dopuszczone do zastosowania ich na terenie Unii Europejskiej.

20

Ocena i próby zestalania szlamów z oczyszczania ścieków powstających na myjni kolejowych wagonów towarowych

Rauckyte-Żak Terese

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 11

973--979

PL

Prowadzono wstępne oczyszczanie fizyczne i fizykochemiczne ścieków powstających w wyniku mycia wodnego kolejowych środków trans- portu towarowego, odzyskując wodę zawracaną do obiegu myjni oraz uzyskując szlamy. Grawitacyjnie odwodnione szlamy mieszano z cementami Górkal 40 i portlandzkim typu CEM I oraz piaskiem drobnym, otrzymując kompozycje poddane zestalaniu na powietrzu. Odpady oceniono za pomocą procedury TCLP (toxicological characteristic leaching procedure), analizując skład frakcyjny Cu, Ni, Pb i Zn. Oznaczane sumy metali ciężkich (MC) w Ex(TCLP) odwodnionych szlamach uzyskanych po zastosowaniu koagulacji jedno- lub dwustopniowej kształtowały się w zakresach odpowiednio 0,503-14,183 i 0,627-16,280 mg/kg s.m. Dla kompozycji z cementem zawierających poniżej 50% s.m. odwodnionych szlamów pokoagulacyjnych i poddanych zestalaniu przez 28 dni rejestrowano stężenia MC < 0,1 mg/kg s.m.

EN

The gravity-drained slimes, formed during the water washing of rail vehicles were mixed with Gorkal 40 and CEM I Portland cements and fine sand to obtain compns. solidified in air at 16.6-32.9°C. The content of heavy metals (HMs) (Cu, Ni, Pb and Zn) in extracts from dehydrated slimes obtained after one- or two-stage coagulation and in samples solidified with cement was detd. according to the toxicol. characteristic leaching procedure (TCLP) and fractional analysis. The total HMs concn. in Ex(TCLP) of dehydrated slimes ranged 0.503-14.183 (for a one-stage process) and 0.627-16.280 mg/kg d.m. (for a two-step process). The total HMs concn. in solidified for 28 days compns. contg. less than 50% d.m. of the dehydrated slime was less than 0.1 mg/kg d.m.