Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of plant composition on methane emision from Moszne peatland

Goraj W, Kuźniar A., Urban D., Pietrzykowska K, Stępniewska Z.

Journal of Ecological Engineering

|

2013

|

Vol. 14, nr 1

53--57

EN

Methane is the second most important man-made greenhouse gas after carbon dioxide. For more than the last 20 years the increase of the rate of CH4 emission has been varying dramatically each year. This trend is common worldwide, though in different parts of the world unevenly intense, conditioned by the amount of emissions from natural and anthropogenic sources. Peatland ecosystems are one of the natural methane emitters, responsible for about 24% of the total CH4 emissions. Methane emission from wetlands is the balance between the processes of methanogenesis and methanotrophy with an active role of wetlands plants composition. Participation of vegetation in the reduction the emissions by 30-35% was confirmed. Association of methanotrophic bacteria with plants has been already recognized by Raghoebarsing and colleagues, who showed that methanotrophic bacteria, as endosymbionts and epibionts, live both inside and outside the cells of Sphagnum sp. The main aim of this study was to estimate methane emissions from Moszne peatland, dominated by: Sphagnum sp., Eriophorum vaginatum, Carex nigra and Vaccinium uliginosum.

2

Leachbility of heavy metals (Fe, Zn and Ni) from coal mine rocks

Stępniewska Z., Pytlak A., Buk J., Bojarczuk G.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

279--284

EN

The majority of heat and energy delivered to Polish houses derive from coal combustion. The exploitation of underground resources is connected with excavation of huge quantities of metal-rich waste rocks. These metals may be released to the environment and contribute to the pollution of water and soil systems which is dangerous for biota and human health. The mobility and bioavailability of metals depend on their chemical form. In present work, we determined geochemical speciation of Fe, Ni and Zn in samples of waste rocks from five coal mines from both USCB and LCB. The most abundant metal in easily-extractable phases (water-soluble, exchangeable, acid-soluble) was Zn (MFZn = 24.4÷53.4) followed by Ni (MFNi = 5.1÷19.2) and Fe (MFFe = 0.2÷3.6). The mobility of Fe was similar in rocks originating from both coal basins (K-W, p = 0.2253), Ni was higher in LCB whereas Zn in USCB rocks (K-W, p < 0.05). It was also found that during first years of storage and exposure to natural weathering, only a small portion of metals was released to the environment as the total concentrations and fractionation of Fe, Ni and Zn were similar in fresh and weathered coal waste rocks from Wesola and Murcki coal mines, up to 3 and 15 years of weathering, respectively.

PL

Większość ciepła i energii dostarczanej do polskich domostw pochodzi ze spalania węgla kamiennego. Podziemna eksploatacja tego surowca związana jest z wydobyciem na powierzchnię dużych ilości bogatych w metale skał przywęglowych. Metale te mogą zostać uwolnione do środowiska, przyczyniając się tym samym do zanieczyszczenia gleby i wody, które jest niebezpieczne dla organizmów żywych i zdrowia ludzi. Mobilność i biodostępność metali zależy od ich chemicznej postaci. W bieżącej pracy przedstawiono wyniki geochemicznej specjacji Fe, Ni oraz Zn w próbkach odpadowych skał przywęglowych z pięciu kopalni GZW i LZW. Wykazano, że w łatwo wypłukiwanej formie (wodno-rozpuszczalnej, wymiennej, kwaso-rozpuszczalnej) największe stężenia osiągał Zn (MFZn = 24,4÷53,4), następnie Ni (MFNi = 5,1÷19,2) i Fe (MFFe = 0,2÷3,6). Mobilność Fe była porównywalna w skałach pochodzących z obu Zagłębi (K-W, p = 0,2253), Ni większa z LCB, natomiast Zn z USCB (K-W, p < 0,05). Przeprowadzone badania wskazują, że przez pierwsze lata składowania jedynie niewielka część metali zostaje uwolniona do środowiska, ponieważ zarówno stężenia całkowite, jak i specjacja Fe, Ni i Zn były podobne w świeżych i zwietrzałych skałach kopalni Wesoła i Murcki (odpowiednio do 3 i 15 lat wietrzenia).

3

Methanotrophic activity of coalbed rocks from "Bogdanka" coal mine (south-cast Poland)

Stępniewska Z., Pytlak A.

Archives of Environmental Protection

|

2008

|

Vol. 34, no. 3

183-191

EN

Methane is an atmospheric trace gas, which is estimated to contribute about 20% to global warming. Coal mining used to be regarded as attributing considerably to the anthropogenic emissions of that potent greenhouse gas. Recently discovered methanotrophic abilities of coalbed rocks brought a new argument to the discussion about the environmental impact of the mining industry. In the present work, we determined the methanotrophic activity and maximum capacity (V_max) of methane oxidation originating from rocks surrounding seam 385/2 of the "Bogdanka" coal mine. Methane oxidation rates ranged from 0.231uM CH_4 g day in the rock from the middle of the seam to 0.619 uM CH_4 g day in the bottom rock (4.4 m depth). Methanotrophic activity and VmaJ increased with the distance to the coal body and with decreasing TOC content. Initial and terminal redox conditions (Eh>320 mV, pH 7.60-8.62) confirmed the oxic character of the methane oxidation process.

4

Klasyfikacja odporności oksydoredukcyjnej gleb ornych Polski i ich przestrzenna charakterystyka

Stępniewska Z., Ostrowski J., Stępniewski W., Gliński J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2004

|

T. 4, z. 2b

125-133

PL

Przemiany wielu składników gleb oraz wprowadzonych zanieczyszczeń mają związek z przemianami oksydoredukcyjnymi, które bezpośrednio są uwarunkowane obecnością akceptorów elektronów, tj.: tlenu cząsteczkowego, azotanów, tlenków manganu i żelaza oraz donorów elektronów, będących postaciami łatwo ulegającej rozkładowi materii organicznej gleby. Tempo przemian w środowisku glebowym zależy od żywotności mikroorganizmów, warunkowanych temperaturą i dostępnością substancji organicznej. Na podstawie wyznaczonych parametrów oksydoredukcyjnych wyodrębniono grupy gleb ornych Polski, charakteryzujących się zbliżoną odpornością oksydoredukcyjną. Rozkład wyznaczonych cech i ich przestrzenne przedstawienie w postaci mapy było celem prezentowanej pracy. Gleby zakwalifikowano do poszczególnych grup na podstawie analizy wartości t 300, określonych w temperaturze (4, 10, 15 i 20°C) dla trzech poziomów profilu glebowego (orny, podorny i podglebie). Analizę wyników przeprowadzono, dokonując podziału gleb na podzbiory zróżnicowane wartością odporności oksydoredukcyjnej. Grupy homogeniczne wyodrębnione na podstawie testu istotności stały się podstawą wyróżnienia grup jednostek glebowych. Uwzględniając zróżnicowanie wartości odporności oksydoredukcyjnej gleb wywołane wpływem temperatury oraz położeniem w profilu glebowym, wyodrębniono cztery grupy gleb, charakteryzujące się różną odpornością oksydoredukcyjną: nieznaczną (< 4 dni), ograniczoną (4-8 dni), zróżnicowaną (8-20 dni) i wydłużoną (> 20 dni).

EN

Transformations of many soil components and pollutants are associated with redox conditions which are directly determined by the presence of electron acceptors (molecular oxygen, nitrates, manganese and iron oxides) and electron donors (easily decomposable soil organic matter). The rate of changes in soil habitat depends on viability of microorganisms determined by temperature and the availability of organic substances. Based on estimated redox parameters, groups of arable soils in Poland of similar resistance were distinguished. Distribution of the estimated features and their spatial presentation in a map were the aim of this paper. Soils were classified to particular groups upon the t 300 value estimated at 4, 10, 15 and 20 °C for three soil profiles (arable, sub-arable, subsoil). Analysis of results was performed by dividing soils into subsets of different redox resistance. Homogenous groups of soils were distinguished upon the significance test. Considering different soil redox resistance caused by temperature and position in the soil profile, four groups of slight (< 4 days), limited (4-8 days), differentiated (8-20 days) and prolonged (> 20 days) redox resistance were distinguished.

5

The influence of heavy metals on the growth of Azolla during purification of municipal wastewater

Bennicelli R. P., Stępniewska Z., Szajnocha K., Banach A.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 4

127--131

EN

Azolla caroliniana Willd. is a floating water fern living in symbiosis with blue-green algae Anabaena azollae Stash that fixes atmospheric nitrogen. This fern was cultivated for 12 days under laboratory conditions in the medium enriched with 1.0 mg Zn(II) dm-3 . This medium resulted in an increase in a total nitrogen content in a plant biomass and a reduced growth of biomass. The plants grown in the medium supplemented with 0.1, 0.5 mg Zn(Il) dm-3 did not differ significantly in total nitrogen concentration from the control plants. The addition of 0.1, 0.5, 1.0 mg dm-3Pb(II) to the nutrient solution increased a total nitrogen content and biomass growth which were higher than in the control plants. The concentrations of both metals in the plant biomass increased considerably.

PL

Azolla caroliniana Willd. jest paprocią wodną żyjącą w symbiozie z wiążącą azot atmosferyczny sinicą Anabaena azollae Stasb. Podczas 12-dniowej hodowli paproci w warunkach laboratoryjnych na podłożu zawierającym Zn(II) stwierdzono, że zawartość azotu całkowitego w materiale roślinnym rośnie dla stężenia 1,0 mg Zn(II) dm-3 (dla stężeń 0,1; 0,5 mg Zn(II) dm-3zawartość azotu w roślinach niewiele różniła się od zawartości w roślinach kontrolnych) oraz że przyrost biomasy jest ograniczony. Dodanie do pożywki 0,1; 0,5; 1,0 mg Pb(II) dm -3 spowodowało wzrost zawartości azotu oraz większy przyrost biomasy niż na podłożu kontrolnym. Stwierdzono znaczny wzrost stężenia obu metali w materiale roślinnym.

6

Optimization of environmental parameters conducive to methane oxidation with coal mine dump rock

Stępniewska Z., Szmagara A., Stefaniak E.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 4

133--137

EN

The aim of this paper was to estimate the ability of microorganisms that live in environment of a dump rock from a local coal mine (Bogdanka coal mine, Lublin) to use methane as a nutrient. The kinetics of methane oxidation at different initial concentrations of both methane and moisture was investigated. It was confirmed that the highest rate of methane oxidation, 0.53 μmol g -1 day -1, occurred in a sample whose atmosphere was enriched with 10% (v/v) СН4 at 50% moisture.

PL

Celem pracy było wstępne określenie zdolności metanotroficznej mikroorganizmów żyjących w środowisku skały płonnej towarzyszącej pokładom węgla kamiennego w Bogdance koło Lublina. Dokonano pomiarów kinetyki utleniania metanu dla różnych początkowych stężeń metanu w szerokim zakresie uwilgotnienia. Największą szybkość utleniania metanu wynoszącą 0,53 μmol g -1 dzień -1 stwierdzono w próbie z atmosferą wzbogaconą w 10% (v/v) metanu przy 50% uwilgotnieniu.

7

Influence of selected heavy metals on the content photosynthetic pigments in fern Azolla caroliniana

Bennicelli R.P., Stępniewska Z., Banach A., Szajnocha K.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 4

7-12

EN

An aquatic fern Azolla carolinina Willd. (Azollaceae) showed the ability to adaptatitself to the presence of Pb(II), Cd(II) and Hg(II) ions in medium, each in the following concentrations: 0.1, 0.5 and 1.0 mg dm-3. Pb(II) and Cd(II) ions the concentrations of decreased pigment contents by ca. 50%. Simultane-ously, their lowest doses stimulated pigment synthesis. Hg2+ ions, however, strongly stimulated this synthesis at all concentrations tested (332% increase in pigment contents).

PL

Wodna paproć Azolla caroliniana Willd. (Azollaceae) rosnąc na podłożu zawierającym Pb(II), Hg(II) oraz Cd(II) w stężeniach 0,1; 0,5 i 1,0 mg dm-3 wykazała się zdolnością do adaptacji w ich obecności w pożywce. Obecność jonów Pb(II) i Cd(I) spowodowała obniżenie zawartości barwników sięgające 50% wartości kontrolnej w kombinacjach 0,5 i 1,0 mg dm-3. Jednocześnie przy najniższych dawkach tych metali obserwowano stymulację ich syntezy. Natomiast obecność jonów Hg2+ działała silnie stymulująco na syntezę barwników, we wszystkich kombinacjach, powodując nawet 332% przyrost ich zawartości.

8

Dehydrogenase activity in the soils contaminated by Cr(III) and Cr(VI) compounds

Stępniewska Z., Wolińska A.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 4

171--175

EN

Our aim was to investigate the changes in the soil dehydrogenase activity as a result of contaminating soil environment by Cr(III) and Cr(VI) compounds. The experiment was performed on the samples (soil dump and bottom sediment) collected from the tannery waste lagoon in Lubartów (eastern part of Poland). The Eutric Cambisol and Haplic Luvisol soils were taken from the bank of Polish mineral soils gathered in the Institute of Agrophysics of the Polish Academy of Sciences in Lublin. They were enriched with Cr(III) under laboratory conditions; Cr(VI) forms were analyzed as well. The soils tested were chosen because of their domination in the area of waste lagoon subjected to reclamation. It was revealed that soil dehydrogenase activity rose in the concentration range from 2 to 5 mg of Cr(III) dm-3 only in the sample of bottom sediment. A similar tendency was found for dehydrogenase in soil dump, bottom sediments and Eutric Cambisol soil samples with Cr(VI) concentration ranging from 1 to 5 μg dm-3. Chromium salts in a higher concentration inhibite enzymatic activity in the soils tested.

PL

Zbadano zmiany aktywności dehydrogenaz glebowych zachodzące pod wpływem zanieczyszczeń środowiska glebowego związkami Cr(III) i Cr(VI). Próby pobrano z hałdy glebowej oraz osadu dennego rzeki Wieprz na terenie składowiska odpadów garbarskich kolo Lubartowa. Analizowano również gleby bielicowe i brunatne pobrane z Banku Gleb PAN, które wzbogacono chromem w warunkach laboratoryjnych. Wyboru gleb dokonano, kierując się ich dominacją na terenie rekultywowanego składowiska odрadów. Stwierdzono, że aktywność dehydrogenazowa rosła dla Cr(III) w zakresie stężenia 2-5 mg dm-3 tylko w próbie osadu dennego oraz dla Cr(VI) w zakresie 1-5 μg dm-3w próbach hałdy, osadu dennego oraz gleby brunatnej. Wyższe dawki wprowadzanego pierwiastka powodowały inhibicję aktywności enzymatycznej badanych gleb.

9

Changes of phosphate level in some peats being transformed in different degrees

Stępniewska Z., Szafranek A.

Environment Protection Engineering

|

2004

|

Vol. 30, nr 4

121--126

EN

Based on an experimental model, a release of phosphorus from natural, renaturalized and drained peat soils in the conditions of flooding was investigated. The conditions in which that process proceeded were examined as well. Our investigations have been undertaken because a land being drained in 1960-1980 is intended for flooding again. It has been proven both that redox potential and Fe(II) affect significantly the release of P- PO4 into the soil solution.

PL

W doświadczeniu modelowym badano uruchamianie fosforu w naturalnych, zrenaturalizowanych i osuszonych glebach torfowych poddanych nawodnieniu, a także określono warunki, w jakich ten proces zachodzi. Badania podjęto w związku z planami ponownego nawodnienia terenów osuszonych w latach 1960-1980. Przeprowadzone badania wskazują na istotny wpływ potencjału Eh oraz Fe(II) na uwalnianie P-PO4 do roztworu glebowego.

10

Denitrification rate in soils as affect by their redox conditions

Stępniewska Z., Bennicelli R. P., Weiss U., Włodarczyk T., Stahr K.

Journal of Water and Land Development

|

2000

|

no. 4

163-173

EN

The aim of the study was to investigate the influence of soil redox resistance on denitrification rate in soil material of 9 profiles from Poland and Germany. The soil samples from particular horizons were incubated under water saturation, in closed bottles, in an atmosphere of gaseous nitrogen containing 3 % acetylene at a temperature of 20°C for 5 days. The values of redox potential, pH, and the evolution of carbon dioxide and nitrous oxide were measured after 12, 24, 48, and 120 hours. The rate of nitrous oxide evolution in relation to native carbon mineralization, redox potential and soil reaction is discussed. Denitrification rate showed maximum at pH 6.3-7.3 and Eh 150-300 mV. It was positively correlated with redox resistance (t400).

PL

Badania emisji podtlenku azotu w agrocenozach wykazały, że w zależności od warunków aeracyjnych, gleby mogą być zarówno emiterem jak i sorberem N2O. Krytyczne wartości potencjału redoks, przy których następuje absorpcja i wydzielanie N2O, mieszczą się w zakresie od 250 mV (przy pH 6.0-8.5) do 300 mV (przy pH 5). Doniesienia literaturowe natomiast wskazują na szeroki zakres wartości Eh od +400 mV do +100 mV występujący podczas denitryfikacji. Jedną z propozycji wyrażenia odporności oksydoredukcujnej gleb jest wskaźnik t400, charakteryzujący zdolność buforującą gleb. Miarą jego jest czas, w którym następuje obniżenie wartości Eh gleb do 400mV, która charakteryzuje redukcję azotanów. Celem pracy było zbadanie wpływu odporności oksydoredukcyjnej gleb na szybkość denitryfikacji w 9 glebach z Polski i Niemiec. Próbki glebowe z poszczególnych poziomów próchnicznych były inkubowane w stanie wysycenia wodą, w zamkniętych naczyniach, w atmosferze gazowego azotu, zawierającej 3% acetylenu w temperaturze 20°C przez 5 dni. Wartości potencjału redoks, pH oraz stężenia powstającego CO2 i N2O były oznaczane po upływie 12, 24, 48 i 120 godzin inkubacji. Szybkość wydzielanego podtlenku azotu jest analizowana w odniesieniu do mineralizacji węgla organicznego, potencjału redoks oraz pH. Wykazano, że proces denitryfikacji osiągał maksimum szybkości przy pH 6,3-7,3 i Eh 150-300mV. Najwyższe kumulatywne stężenie podtlenku azotu dochodziło do 8 mg·kg-¹ po upływie 5 dni inkubacji przy pH 7, podczas gdy w przedziale pH 3-6.5 wartości stężeń były ponad dwukrotnie niższe (3 mg·kg-¹) . Wykazano istnienie dodatniej korelacji (R² = 0,49) pomiędzy szybkością denitryfikacji a odpornością oksydoredukcyjną (t400). Kiedy wartość t400 nie przekracza 2, wówczas tempo denitryfikacji spada poniżej 1,2 mg·kg-¹ ·dzień-¹.

11

A contribution to the assessment of potential denitrification in arable mineral soils of Poland

Gliński J., Stępniewska Z., Stępniewski W., Ostrowski J., Szmagara A.

Journal of Water and Land Development

|

2000

|

no. 4

175-183

EN

The main mechanism responsible for N2O production in agroecosystems is denitrification of nitrates (V) under hypoxic conditions, which occur e.g., after intensive precipitation or at high ground water level. The calculations of potential denitrification were performed for surface horizons from 672 soil profiles representing 25 main soil units of Polish soils. A proposal of the assessment of potential denitrification rate on the basis of the nitrate content, humus horizon thickness, its bulk density and of previously investigated soil redox resistance in the form of indicators t300 and t400 is presented. The proposal is based on the assumption that denitrification is linear with time and is illustrated for the temperature of 20°C. It was shown, that the highest potential denitrification would occur in Rendzic Leptosols and in the soils developed from loess i.e. Phaeozem, Cambisol and Luvisol, while the lowest < 5 kg·ha-¹ ·d-¹ N - in Luvisols developed from loose sands, loams and skeleton loams. Evaluation of spatial distribution of the potential denitrification rate at current nitrate content in mineral soils of Poland has been attempted in the form of a map.

PL

Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za produkcję N2O z agroekosystemów jest proces denitryfikacji azotanów (V) zachodzący w warunkach hypoksji, które występują głównie podczas intensywnych opadów lub przy wysokim poziomie wód gruntowych w okresie wiosny. Propozycja oszacowania potencjalnej denitryfikacji (i pośrednio - emisji N2O) w glebach Polski była oparta na zawartości obecnych azotanów i wyznaczonej uprzednio odporności oksydoredukcyjnej gleb w postaci wskaźników t300 i t400. Określono, że proces denitryflkacji przebiega głównie w poziomach ornych. Potencjalna denitryfikacja została wyliczona na podstawie miąższości i gęstości poziomów ornych, dla warunków pełnego wysycenia wodą i temp. 20°C. Po opracowaniu modelu opisującego denitryfikację potencjalną, wyliczono ją w obrębie poszczególnych jednostek glebowych. Oszacowano, że najwyższa denitryfikacja potencjalna występuje w rędzinach i glebach wytworzonych z lessu (czarnoziemy, gleby brunatne i płowe) podczas gdy najniższa denitryfikacja potencjalna jest w glebach wytworzonych z piasków lekkich i gliniastych. Oszacowana potencjalna denitryfikacja z gleb mineralnych Polski przy zróżnicowanym nawożeniu azotanami (V), z uwzględnieniem odporności oksydoredukcyjnej gleb, prezentowana jest w formie mapy, przygotowanej po przetestowaniu próbek 672 gleb, pochodzących z poziomów ornych 25 jednostek glebowych.

12

Computer maps of the redox properties of arable soils in Poland

Ostrowski J., Stępniewska Z., Stępniewski W., Gliński J.

Journal of Water and Land Development

|

1998

|

no. 2

19-29

EN

The paper describes a scheme for collecting representative samples of arable soils from the whole country, analyzing their redox resistance and cartographic presentation of the results with computer techniques. A Soil-Cartographic Database - an information system and a research tool for studying spatial characteristics of agricultural soils - has been established. Practical application of the database consists in generating, for the first time in the world, the thematic maps on spatial differentiation of the redox soil properties throughout the country. A set of these maps has been presented in the published atlas.

PL

Z fizyko-chemicznego punktu widzenia procesy oksydoredukcyjne zachodzące w glebach wyrażane są przez potencjał oksydoredukcyjny, który jest sygnalizatorem stanu natlenienia gleby, a czas utrzymywania się go na określonym poziomie stanowi miarę odporności gleb na redukcję. Przestrzenną charakterystykę tego zjawiska poprzedziło utworzenie Banku Próbek Gleb Ornych Polski, charakteryzujących najważniejsze jednostki glebowe w naszym kraju. Zebrane próbki posłużyły do przeprowadzenia ujednoliconych badań oksydoredukcyjnych właściwości gleb ornych, których wyniki zgromadzono w Bazie Danych Glebowo-Kartograficznych. W pracy omówiono tok postępowania obejmujący zebranie reprezentatywnych prób gleb ornych z całego kraju, wykonanie badań odporności oksydoredukcyjnej gleb oraz jej kartograficznej prezentacji z zastosowaniem techniki komputerowej. Jej praktyczne wykorzystanie to wygenerowanie map tematycznych informujących o przestrzennym zróżnicowaniu oksydoredukcyjnych właściwości gleb ornych w obrębie całego kraju. Komplet tych map zamieszczono w opublikowanym atlasie (Stępniewska i in., 1996).