Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of algae in active biomonitoring of the selected holding reservoirs in swietokrzyskie province

Rajfur M., Krems P., Kłos A., Kozłowski R., Jóźwiak M. A., Kříž J., Wacławek M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2016

|

Vol. 23, nr 2

237--247

EN

During the years 2014-2015, biomonitoring studies were carried out at three holding reservoirs located in Swietokrzyskie Province (central Poland): Kielce artificial lake, Chancza reservoir and Sielpia reservoir. In sea water algae Palmaria palmata (Linnaeus) Weber & Mohr, exposed in the analysed waters, the increases of concentrations were determined by the atomic absorption spectrometry method (AAS), of the following: Mn, Fe, Cu, Zn, Cd and Pb. Conductivity and pH were also determined in the reservoirs waters. The differences between the increases of heavy metal concentrations in the samples of algae found along the coastline were indicated; they result from different distances from the pollution sources, such as resorts, communication routes and industrial plants.

2

The impact of various cations on the sorption of manganese in the thallus of freshwater algae Spirogyra sp. and sea algae Palmaria palmata

Rajfur M., Jóźwiak M. A., Kłos A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 1

35--43

EN

Due to their occurrence in very different conditions and high resistance to physical and chemical factors, algae are pioneers colonising new environments and their sorption properties are used in biomonitoring and water remediation. The efficiency of the process of heavy metal sorption in algae used for in situ tests depends on abiotic factors, such as the chemical composition of water. Freshwater algae Spirogyra sp. were used in tests. Algae were exposed in the laboratory in manganese chloride solutions with various contents of other cations, including heavy metals and macronutrients. It has been shown that some heavy metals may desorb manganese bound to the surface of algae as a result of ion exchange in the following sequence: Cd2+ < Mn2+ ≈ Zn2+ < Cu2+. It has been also found that the competitiveness of sorption of cations naturally present in the alga environment versus Mn2+ cations changes in the sequence Na+ < Ca2+ < H+, defined for the concentrations referring to the cation unit charge. The results of tests were compared to the results of dried sea algae Palmaria palmata analyses.

PL

Glony ze względu na występowanie w bardzo zróżnicowanych warunkach i dużą odporność na czynniki fizykochemiczne należą do pionierów zasiedlających nowe środowiska, a ich właściwości sorpcyjne są wykorzystywane w biomonitoringu i remediacji wód. Wydajność procesu sorpcji metali ciężkich na glonach wykorzystywanych do badań in situ uzależniona jest od czynników abiotycznych, m.in. od składu chemicznego wody. Do badań wykorzystano słodkowodne glony Spirogyra sp., które w warunkach laboratoryjnych eksponowano w roztworach chlorku manganu o różnym udziale innych kationów, m.in. metali ciężkich i makroelementów. Wykazano, że niektóre metale ciężkie mogą desorbować mangan związany powierzchniowo na glonach wskutek wymiany jonowej, w szeregu Cd2+ < Mn2+ ≈ Zn2+< Cu2+. Stwierdzono również, że konkurencyjność sorpcji kationów naturalnie występujących w środowisku bytowania glonów w stosunku do kationów Mn2+ zmienia się zgodnie z szeregiem: Na+ < Ca2+ < H+, wyznaczonym dla stężeń molowych odniesionych do jednostkowego ładunku kationu. Wyniki badań porównano z wynikami analiz przeprowadzonych na suszonych glonach morskich Palmaria palmata.

3

Bioindication as challenge in modern environmental protection

Jóźwiak M. A., Jóźwiak M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 4

577-591

EN

Research into and diagnosis of environmental change prior to the introduction of bioindicator methods were linked primarily to apparatus. Drawing attention to the reactions of organisms sensitive to that change and using them in environmental quality control have opened new opportunities for development of a new scientific discipline, known in the literature as bioindication. Bioindication combines several scientific disciplines, including biology, broadly conceived geography, and chemistry. It thus combines in a comprehensible manner apparatus-derived measurements (chemical analysis results) and areas of bioindicator exposure (situation and distance from the emitter), translating these parameters into bioindicators' anatomical and morphological reactions. The development of bioindicator methods progresses rapidly, and - as is usually the case under such circumstances - it is difficult to ensure that they are transparent and that no chaos ensues. In view of the above, it seems necessary to embark on a discussion of these issues and consider compiling lists of most applicable indicator organisms for examination of particular environmental toxins in particular environments.

PL

Badania i diagnoza zmian środowiskowych do momentu wprowadzenia metod bioindykacyjnych miały wymiar i charakter czysto aparaturowy. Zwrócenie uwagi na reakcje organizmów wrażliwych na te zmiany i posłużenie się nimi w kontroli jakości środowiska otworzyło możliwości rozwoju nowej specjalności naukowej, która jest notowana w literaturze jako bioindykacja. W bioindykacji znajduje swoje miejsce kilka dyscyplin naukowych, takich jak biologia, szeroko rozumiana geografia czy chemia. Łączy ona zatem w sposób czytelny pomiary aparaturowe (wyniki analiz chemicznych), obszary ekspozycji biowskaźników (usytuowanie i odległość od emitora) i przekłada powyższe parametry na reakcje anatomiczne i morfologiczne biowskaźników. Rozwój metod bioindykacyjnych postępuje w dużym tempie i jak zwykle w takich okolicznościach trudno uniknąć braku uporządkowania i pewnego chaosu. Wydaje się więc konieczne rozpoczęcie dyskusji w tym zakresie i poddanie pod rozwagę, czy nie należałoby dla badania określonych toksyn środowiskowych w wybranym typie środowiska wskazać dla nich listy najlepszych organizmów wskaźnikowych.

4

Synteza i badanie właściwości adsorpcyjnych mezoporowatych kompozytów węglowo-platynowych

Jedynak K., Wideł D., Surga W., Jóźwiak M. A, Choma J.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 2

179--192

PL

Opisano sposób otrzymywania jednorodnych mezoporowatych kompozytów węglowo-platynowych. W syntezie wykorzystano rezorcynol i formaldehyd jako prekursory węglowe oraz trójblokowy kopolimer EO101PO56EO101 jako miękką matrycę. Kwasu heksachloroplatynowego dodawano podczas syntezy kompozytu w takiej ilości, aby w finalnym materiale było ok. 1%, 5%, 10% lub 20% wag. metalicznej platyny. Otrzymane w ten sposób kompozytowe materiały węglowo-platynowe charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą (od 560 do ponad 750 m2/g), dużą całkowitą objętością porów (od ok. 0,5 do ponad 0,7 cm3/g) oraz średnim wymiarem mezoporów ok. 7÷17 nm. Procentowy udział mezoporowatości jest znaczący i wynosi ok. 60÷75%. Wyniki badań szerokokątowego rozpraszania promieniowania rentgenowskiego XRD oraz analiza termograwimetryczna dowodzą obecności cząstek metalicznej platyny w matrycy węglowej. Ponadto badania TG wykazują, że tylko część platyny udało się wprowadzić do struktury węglowej (od ok. 1 do 4% wag. Pt), a także, iż badane materiały charakteryzują się znaczną termiczną trwałością w atmosferze powietrza. Zdjęcia ze skaningowej elektronowej mikroskopii (SEM) wskazują na znaczne zróżnicowanie kształtów i wymiarów cząstek platyny. Wymiary tych cząstek zmieniają się w dość szerokim przedziale od kilkudziesięciu nanometrów do kilku mikrometrów. Cząstki platyny są rozproszone w całej strukturze materiału kompozytowego, choć trudno uznać to rozproszenie za jednorodne. Warto podkreślić, że otrzymane kompozytowe materiały węglowe z cząstkami platyny o bardzo dobrych właściwościach adsorpcyjnych i kontrolowanej strukturze mikro- i mezoporów mogą być użyteczne w wybranych procesach adsorpcyjnych i katalitycznych.

EN

A relatively simple way of mesoporous carbon composites with platinum particles obtention was proposed. Soft templating in the acidic environment method was used. Also rezorcynol and formaldehyde were used as carbon precursors, triblock copolymer Lutrol F127 as the soft matrix and chloroplatinic acid as the source of metallic platinum particles. Four different, relatively small and large (1, 5, 10 and 20 wt.%) portions of platinum were embedded into the carbon matrix. Physicochemical properties of mesoporous carbon-platinum composites were investigated. Based on the low-temperature nitrogen adsorption isotherms total surface area, total pore volume, volume of micro and mesopores, exterior surface and the pore size distribution function (using the Kruk-Jaroniec-Sayari method - KJS) and average pore size of tested composites were determined. Wide-angle X-ray difraction (XRD) research allowed us to confirm the presence of platinum particles in the structure of carbon materials studied. SEM photos allowed to determine the morphology of these materials. However, thermogravimetric measurements provided an answer to the question of the thermal stability of mesoporous carbon-platinum composites and the platinum particle content in the carbon matrix. Nevertheless, the presence of nonporous platinum particles of a large mass deteriorates the adsorption properties of mesoporous carbon-platinum composites, the obtained carbon-platinum composite materials showed high specific surface areas (in the range of 560 to 700 m2/g) as well as large total pore volumes (in the range of 0.5 to 0.6 cm3/g), with the contribution of mesoporosity volume between 55-75%. Pore size distribution functions showed presence of micropores with 2 nm width and mesopores with width between 7÷17 nm. XRD and thermogravimetric measurements confirmed the presence of platinum particles in carbon composites. SEM photos indicate noticeable differences of platinum particles size and shape. It has been observed that both nanoparticles and microparticles of platinum are covering entire analyzed area, but it is hardly homogeneous dispersion. Well-developed porous structure of the carbon-platinum composites gives an opportunities for the application of those materials to specific adsorption, catalytic processes and especially in water treatment processes.

5

Ectohydricity of lichens and role of cortex layer in accumulation of heavy metals

Jóźwiak M. A

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 4

659--676

EN

Heavy metal and dust pollution absorption through lichen thallus occurs on the surface, that is by means of ectohydric sorption . Protective mechanisms, among which there is heterometric (layered) structure of lichens, play a significant role in limiting this process. The aim of this research was to determine the way the pollution penetrates inside lichen thallus and to determine the role of dermal layer in stopping heavy metals on the thallus surface . Lichen thalli exposed to transport pollution near Krakow-Katowice motorway for half a year were analyzed. With the use of Electron Scanning Microscope Quanta 250 and microanalyser EDEX accumulation of pollutions depositing on the outer lichen surface, on the surface of algal cells, in subcortex layer, on the fungal hyphae surface and intercellular spaces of crack bottom of pseudocyphella were determined. The results of the analysis show an important role of pseudocyphella in the process of pollution penetration inside lichen thallus and protective effectiveness of the upper cortex whose tight structure and thickness of chitinous cell walls of mycelium, relatively thicker in comparison to parenchyma layer, influence its dermal properties. Heavy metal accumulation (Al, Fe, Cu) on the thallus surface, on algal cell surface, on the fungal hyphae surface and deep layers of pseudocyphella cracks is presented by the order: crack > alga > fungi > subcortex layer > thallus surface.

PL

Wchłanianie metali ciężkich i zanieczyszczeń pyłowych przez plechy porostowe odbywa się na drodze powierzchniowej, tzw. ektohydrycznej sorpcji. Istotną rolę w ograniczeniu tego procesu odgrywają naturalne mechanizmy ochronne, m.in. heteromeryczna (warstwowa) budowa porostów. Celem badań było określenie dróg przenikania zanieczyszczeń w głąb plechy porostów oraz określenie roli warstwy dermalnej w zatrzymywaniu metali ciężkich na powierzchni plechy. Analizie poddano plechy porostowe, które przez okres pół roku eksponowano na zanieczyszczenia komunikacyjne przy autostradzie Kraków - Katowice. Przy wykorzystaniu skaningowego mikroskopu elektronowego Quanta 250 oraz mikroanalizatora EDAX określano kumulację zanieczyszczeń osadzających się na zewnętrznej powierzchni plechy, na powierzchni komórek glonowych, w warstwie podkorowej, na powierzchni strzępków grzybowych i w przestrzeniach międzykomórkowych dna szczeliny pseudocyfeli. Wyniki analiz wskazują na istotną rolę szczelin pseudocyfeli w procesie przenikania zanieczyszczeń w głąb plechy porostu oraz skuteczność ochronną warstwy kory górnej, której zwarta struktura oraz grubość chitynowych ścian komórek grzybni jest relatywnie grubsza w stosunku do grzybni warstwy miąższowej, co decyduje o jej właściwościach dermalnych. Kumulację metali ciężkich (Al, Fe, Cu) na powierzchni plechy, powierzchni komórek glonowych, w warstwie podkorowej, na powierzchni strzępków grzybowych i w przestrzeniach międzykomórkowych dna szczeliny pseudocyfeli przedstawia układ szczelina > glon > grzyb > warstwa podkorowa > powierzchnia plechy.