Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Damage evolution in AA2124/SiC metal matrix composites under tension with consecutive unloadings

Rutecka A., Kursa M., Pietrzak K., Kowalczyk-Gajewska K., Makowska K., Wyszkowski M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 4

560--577

EN

Nonlinear properties of metal matrix composites (MMCs) are studied. The research combines results of loading–unloading tensile tests, microstructural observations and numerical predictions by means of micromechanical mean-field models. AA2124/SiC metal matrix composites with SiC particles, produced by the Aerospace Metal Composites Ltd. (AMC) are investigated. The aluminum matrix is reinforced with 17% and 25% of SiC particles. The best conditions to evaluate the current elastic stiffness modulus have been assessed. Tensile tests were carried out with consecutive unloading loops to obtain actual tensile modulus and study degradation of elastic properties of the composites. The microstructure examination by scanning electron microscopy (SEM) showed a variety of phenomena occurring during composite deformation and possible sources of elastic stiffness reduction and damage evolution have been indicated. Two micromechanical approaches, the incremental Mori–Tanaka (MT) and self-consistent (SC) schemes, are applied to estimate effective properties of the composites. The standard formulations are extended to take into account elasto-plasticity and damage development in the metal phase. The method of direct linearization performed for the tangent or secant stiffness moduli is formulated. Predictions of both approaches are compared with experimental results of tensile tests in the elastic–plastic regime. The question is addressed how to perform the micromechanical modelling if the actual stress–strain curve of metal matrix is unknown.

2

Zawartość azotu w glebach zanieczyszczonych olejem opałowym po aplikacji substancji neutralizujących

Wyszkowski M., Sivitskaya V.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 12

2550--2554

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu zaaplikowanych do gleby substancji w postaci azotu (mocznika), kompostu, bentonitu i zeolitu oraz 50% tlenku wapnia na zawartość związków azotu w glebie zanieczyszczonej wzrastającymi dawkami oleju opałowego. Wykazano, że wpływ oleju opałowego na właściwości gleby zależał od jego dawki oraz gatunku rośliny. Stwierdzono wzrost zawartości azotu ogólnego (N-ogólny) i azotanowego(V) (N-NO₃⁻) w glebie, szczególnie pod wpływem niewielkich dawek tej substancji ropopochodnej. Bentonit a następnie zeolit i tlenek wapnia miały największy wpływ na badane właściwości gleb, zwłaszcza gleb spod kukurydzy i gorczycy białej. Zeolit i tlenek wapnia ograniczały zawartość azotu w glebie. Oddziaływanie kompostu i azotu było znacznie mniejsze, jednakże azot spowodował wzrost zawartości N-ogólnego i N-NO₃⁻ w glebie.

EN

Oil impurities-contg. soils (content 0.5-20 g/kg of soil) and soils with addnl. added urea (N content 200 mg/kg of soil), compost, bentonite, zeolite and CaO (concns. 3%, 2%, 2% and 50% by mass, resp.) as well as origin soils were used for maize, spring barley, mustard oats cultivations to test the impact of oil impurities and addnl. used substances on total N and nitrate N in soils after crops. The use of urea resulted in a significant increase in content of both forms of N in soils for all cultures, while other substances did not show any specific effect on the N content in soil.

3

Effect of contamination with copper and mineral or organic amendments on the content of trace elements in soil

Wyszkowski M.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 4

165--175

EN

The effect of increasing contamination with copper on the content of trace elements in soil after application of compost, bentonite and zeolite has been examined. The contents of copper, cadmium, lead, chromium, zinc, nickel, manganese, iron and cobalt were determined in soil. Soil contamination with copper and the application of neutralizing substances (compost, bentonite and zeolite) had significant effects on the contents of trace elements in soil. Copper pollution mainly caused a very high increase in the content of copper and a smaller one in the amount of cadmium in soil. Copper contamination caused a decrease in the content of cobalt, nickel, zinc, manganese, iron and lead in soil. All of applied substances, especially zeolite, reduced the content of copper, as well as cadmium, chromium and, to a smaller extent, lead and manganese in soil. It is worth noticing that the effect of zeolite was much stronger than the effect of bentonite or compost. Compost acted similarly with respect to cobalt and nickel. Zeolite had a similar effect on the content of zinc and iron in soil. Bentonite had a comparable influence on the accumulation of zinc in the soil. In turn, bentonite and zeolite contributed to an increase in the content of nickel and cobalt in the soil.

4

Effect of Neutralising Substances on Selected Properties of Soil Contaminated With Cobalt

Kosiorek M., Wyszkowski M.

Journal of Ecological Engineering

|

2016

|

Vol. 17, nr 3

193--197

EN

Because of the potential threat for development of plants, resulting from the occurrence of too high cobalt contents in soil environment, a study was undertaken aiming to determine the effect of increasing soil contamination with cobalt (0, 20, 40, 80, 160, 320 mg·kg-¹ of soil), following the application of neutralising substances (farmyard manure, loam, charcoal, zeolite and calcium oxide), on the soil pH, hydrolytic acidity, total exchangeable bases, cation exchange capacity and the base saturation. In the series without neutralising substances added, soil contamination with the highest doses of cobalt resulted in a decrease in pH, in the total exchangeable bases, in the cation exchange capacity, and in the base saturation, and in an increase in the soil hydrolytic acidity. Of the applied neutralising substances, farmyard manure and particular calcium oxide had the greatest effect on the analysed soil properties. The application of the substances resulted in an increase in the soil pH, in the base exchange capacity, in the cation exchange capacity and in the base saturation and also in a decrease in the soil hydrolytic acidity. The other substances had no, or a small, effect on the studied soil properties.

5

Acidity and Sorption Properties of Zinc-Contaminated Soil Following the Application of Neutralising Substances

Wyszkowski M., Modrzewska B.

Journal of Ecological Engineering

|

2016

|

Vol. 17, nr 1

63--68

EN

Soil plays the most important role in the cycling of elements in the terrestrial environment. Contamination of soil with heavy metals have effect on all soil organism and plants. For this reason, studies have been carried out to assess the possibility of neutralising the effect of zinc (0, 150, 300, 600 and 1200 mg Zn kg,-1 of soil) on soil properties by applying neutralising substances (compost, bentonite and zeolite). Soil acidity and sorption properties depended on zinc contamination and on the type of neutralising substances added. In the series without an addition of neutralising substances, increasing zinc soil contamination resulted in a decrease in total exchangeable bases, in cation exchange capacity and in the saturation degree of the degree of base saturation, and an increase in soil hydrolytic acidity. An addition of bentonite to zinc-contaminated soil had the most advantageous effect of all the additions of neutralising substances on the tested soil properties. It resulted in an increase in soil pH, in total exchangeable bases, in cation exchange capacity, in the degree of base saturation and simultaneously decreased soil hydrolytic acidity compared to the series without additions. Adding zeolite and compost to soil had a small and usually insignificant effect on soil acidity and soil sorption properties.

6

Environmental contamination with phthalates and its impact on living organisms

Przybylińska P. A., Wyszkowski M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2016

|

Vol. 23, nr 2

347--356

EN

The relevant literature was reviewed to identify phthalate sources in the environment and problems resulting from phthalate contamination of soil and water. Phthalate properties responsible for their toxicity for living organisms were identified, and the effects of phthalates on humans and animals were described. Special emphasis was placed on the effects of exposure to phthalates on human health. Phthalates are readily released into the environment and create a risk of exposure for humans and other living organisms. They are characterized by reproductive toxicity in humans and animals, they can cause infertility and reproductive problems in males. Phthalates are more toxic in young children, which are much more susceptible to phthalate exposure, including fetal life. Phthalates are used in numerous industries, and they are very difficult to eliminate from our daily surroundings.

7

Effect of different substances on some properties of soil contaminated with heating oil

Wyszkowski M., Sivitskaya V.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 1

62--66

EN

The aim of the study was to determine the effect of the application of different substances (nitrogen, compost, bentonite, zeolite and calcium oxide) to soil on its selected properties after prior contamination with heating oil: 0, 5, 10, 15 and 20 g kg-1 d.m. of soil. Heating oil contamination and the application of different substances had a significant effect on the tested soil properties. In the series without additives, heating oil caused an increase in soil pH and a decrease in hydrolytic acidity, the total exchange bases and cation exchange capacity. Bentonite and calcium oxide had the strongest effect of all the substances on soil properties. They induced a rise in soil pH, an increase in the total exchange bases and cation exchange capacity and a decrease in hydrolytic acidity. The effect of other substances, particularly nitrogen and compost, on the tested soil properties was significantly lower. On the soil contaminated with heating oil, the effect of individual substances on the degree of base saturation was relatively small because it did not exceed 8% in all of the test series.

8

Long-time effect of hard coal ash on the content of some elements in soil

Wyszkowski M., Chełstowski A., Ciećko Z., Szostek R.

Journal of Ecological Engineering

|

2014

|

Vol. 15, nr 1

55-60

EN

The aim of the study was to determine the long-time effect of meliorating doses of hard coal ash (0, 100, 200, 400, 600 and 800 t ha-1) on the content of some elements in soil with the application of different organic substances: manure, straw and bark. Nineteen years after the application of ash there was still an increase in the total content of all elements in soil. Its magnitude depended on soil horizon and it was highest in the humus horizon. The increase in the content of nutrients was, in general, proportional to the applied doses of ash. In the surface layer of soil, the increase was particularly high for sodium and subsequently for calcium, magnesium, sulphur, potassium and phosphorus, arranged in the order of decreasing values. The content of elements in deeper soil layers was significantly lower than in the 0–25 cm zone. A gradual reduction in the content, together with the increase in depth, was recorded only for magnesium and sulphur. The lowest concentration of phosphorus and calcium was detected in the 51–75 cm layer, while in the case of potassium it was in the 26–50 cm zone. The substances introduced into the soil in order to reduce the impact of ash generated by hard coal combustion did not exert any significant impact on the content of elements 19 years following their application.

9

Effect of Heating Oil and Neutralizing Substances on the Content of Some Trace Elements in Maize (Zea mays L.)

Sivitskaya V., Wyszkowski M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 3

323--331

EN

The purpose of the present experiment has been to determine the capability of maize (Zea mays L.) to uptake certain trace elements from soil contaminated with heating oil (0, 5, 10, 15 and 20 g kg–1 soil) after soil amendment with neutralizing substances (nitrogen, compost, bentonite, zeolite and calcium oxide). The study relied on determination of the content of trace metals in plants. Incremental rates of heating oil caused depressed concentrations of copper and zinc, increased accumulation of nickel but did not induce unidirectional changes in the content of iron in maize. Bentonite was more effective than zeolite as a soil amending substance. Bentonite reduced the accumulation of three (copper, zinc, iron) and zeolite – just two (copper and nickel) of the analyzed elements in maize compared with the series without neutralizing substances. Application of calcium oxide and nitrogen to soil, in general, favoured the accumulation of the analyzed elements in aerial organs of maize.

PL

Celem badań było określenie zdolności kukurydzy (Zea mays L.) do pobierania niektórych pierwiastków śladowych z gleby zanieczyszczonej olejem opałowym (0, 5, 10, 15 i 20 g kg–1 gleby) po aplikacji do niej substancji neutralizujących (azotu, kompostu, bentonitu, zeolitu i tlenku wapnia), którą określono na podstawie badań ich zawartości w roślinach. Wzrastające dawki oleju opałowego przyczyniły się do obniżenia zawartości miedzi i cynku, wzrostu nagromadzania niklu i nie wywołały ukierunkowanych zmian w zawartości żelaza w kukurydzy. Bentonit był dodatkiem działającym bardziej korzystnie niż zeolit, gdyż ograniczał akumulację trzech (miedzi, cynku i żelaza) z badanych pierwiastków w kukurydzy, a zeolit tylko dwóch (miedzi i niklu), w porównaniu do serii bez dodatków. Aplikacja tlenku wapnia i azotu do gleby na ogół sprzyjała zwiększeniu nagromadzania badanych pierwiastków w częściach nadziemnych kukurydzy.

10

Effect of Some Substances on the Content of Organic Carbon and Mineral Components in Soils Contaminated with Chromium

Wyszkowski M., Radziemska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 4-5

361-368

EN

The aim of the study was to determine the effects of compost, zeolite and CaO used as neutralizing substances on the content of organic carbon and mineral components in soils contaminated with Cr(III) and Cr(VI). The content of organic carbon and mineral components varied depending on the form and the dose of chromium and neutralizing substances used. Increasing contamination of soil with Cr(III) and Cr(VI) resulted in the growth of the content of organic carbon and available forms of potassium and chromium(VI) resulted in a reduction of the content of available magnesium. Among the substances applied, compost and zeolite had larger effects than calcium oxide on the examined properties of soil, particularly in the case of organic carbon, phosphorus and magnesium. Compost and zeolite resulted in increasing the content of organic carbon and magnesium, and decreasing the content of phosphorus in the soil.

PL

Celem badań było określenie oddziaływania kompostu, zeolitu i CaO, stosowanych jako substancje neutralizujące, na zawartość węgla organicznego i składników mineralnych w glebach zanieczyszczonych Cr(III) i Cr(VI). Zawartość węgla organicznego i składników mineralnych wykazywała znaczne zróżnicowanie w zależności od formy i dawki chromu oraz użytych substancji neutralizujących. Wzrastające zanieczyszczenie gleby Cr(III) i Cr(VI) spowodowało wzrost zawartości węgla organicznego oraz przyswajalnych form potasu, a chrom(VI) obniżenie zawartości przyswajalnego magnezu. Spośród zastosowanych substancji kompost i zeolit miały większy niż tlenek wapnia wpływ na badane właściwości gleby, zwłaszcza w przypadku węgla organicznego, fosforu i magnezu. Kompost i zeolit spowodowały wzrost zawartości węgla organicznego i magnezu oraz zmniejszenie zawartości fosforu w glebie.

11

Soil Pollution with Arsenic Versus the Concentration of Magnesium in Plants

Ciećko Z., Najmowicz T., Wyszkowski M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 11

1485-1496

EN

A study has been carried out in order to determine the effect of soil pollution with arsenic on the concentration of magnesium in plants. Soils under yellow lupine were contaminated with arsenic at the rates of 10, 20, 30 and 40 mg As kg–1 and those sown with maize, cocksfoot, spring barley and swedes received 25, 50, 75 and 100 mg As kg–1. The following substances were used to neutralize the effect of arsenic on plants: compost, lime, charcoal, loam and natural zeolite in the trials with maize and, additionally, synthetic zeolite in the experiments on cocksfoot and yellow lupine or peat, loam, pinewood bark, dolomite and synthetic zeolite in the trials with spring barley and swedes. The influence of increasing soil pollution with arsenic on the concentration of magnesium in particular organs of the test plants was varied. In general, the content of magnesium in plant parts tended to be positively correlated with the degree of soil contamination with arsenic. It also depended on the plant’s species and organ as well as the type of a neutralizing agent applied. Positive correlation was discovered for the roots and aboveground parts of maize, cocksfoot and yellow lupine as well as grain, straw and roots of spring barley. Changes in the magnesium levels caused by arsenic pollution were larger in the roots than in the aboveground parts of plants, especially in the case of spring barley. A decrease in the magnesium concentration in plant tissues caused by soil contamination with arsenic was noticed only in the roots and aboveground parts of swedes. The neutralizing substances produced the strongest positive effect on the content of magnesium in the aboveground parts of maize and roots of cocksfoot. With regard to the remaining plant species, this effect was much weaker.

PL

Przeprowadzone badania wykonano w celu określenia wpływu zanieczyszczenia gleby arsenem na zawartość magnezu w roślinach. Zanieczyszczenie gleby arsenem w dawkach 10, 20, 30 i 40 mg As kg-1 gleby testowano na łubinie żółtym, a w ilości: 25, 50, 75 i 100 mg As kg-1 gleby na kukurydzy, kupkówce pospolitej, jęczmieniu jarym oraz brukwi pastewnej. Do neutralizacji oddziaływania kadmu na rośliny do gleby dodano: kompost, wapno, węgiel drzewny, ił i zeolit naturalny - w doświadczeniach z kukurydzą, te same materiały i zeolit syntetyczny - w badaniach z kupkówką i łubinem żółtym oraz torf, ił, korę sosnową, dolomit i zeolit syntetyczny w doświadczeniu z jęczmieniem i brukwią. Oddziaływanie wzrastającego zanieczyszczenia gleby arsenem na zawartość magnezu w poszczególnych organach testowanych roślin było zróżnicowane. Zawartość magnezu w roślinach była przeważnie dodatnio skorelowana z poziomem zanieczyszczenia gleby arsenem. Jego zawartość w roślinach zależała ponadto od gatunku rośliny, rozpatrywanego organu, jak również od rodzaju zastosowanej substancji do neutralizacji arsenu. Dodatnią korelację wykazano w odniesieniu do korzeni i części nadziemnych kukurydzy, kupkówki i łubinu żółtego oraz ziarna, słomy i korzeni jęczmienia jarego. Większe zmiany stwierdzono w korzeniach niż częściach nadziemnych roślin, zwłaszcza w przypadku jęczmienia jarego. Jedynie części nadziemne i korzenie brukwi zareagowały spadkiem zawartości magnezu na zanieczyszczenie podłoża arsenem. Zastosowane dodatki neutralizujące najsilniej dodatnio działały na zawartość magnezu w częściach nadziemnych kukurydzy i korzeniach kupkówki. W przypadku pozostałych gatunków roślin ten wpływ był znacznie mniejszy.

12

Effect of Some Substances on Content of Selected Components in Soils Contaminated with Chromium

Wyszkowski M., Radziemska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 11

1497-1504

EN

The effect of soil contamination with increasing doses of tri- and hexavalent chromium (0, 25, 50, 100 and 150 mg Cr kg–1 of soil) was determined on various properties of soil after cultivation of plants and the neutralizing effect of compost (3 %), zeolite (3 %) and calcium oxide (1 HA) on the contamination. Triand hexavalent chromium in soil, as well as the substances added to it significantly modified its basic physicochemical properties. Contamination of soil with tri- and hexavalent chromium reduced soil acidity and increased total exchangeable base cations, cation exchange capacity and base saturation. Hexavalent chromium had a greater effect on pH and hydrolytic acidity (but not on the total exchangeable base cation or cation exchange capacity) than trivalent forms of the metal. An addition of calcium oxide to the soil effectively neutralized the effect of contamination on the tested properties as it significantly decreased hydrolytic acidity. However, it also reduced total exchangeable base cations and cation exchange capacity – only with chromium(III) as compared with the control series (with no additives). The effect of the other substances was weaker and more positive in the case of compost than zeolite, especially in the objects with hexavalent chromium.

PL

W doświadczeniu wazonowym badano wpływ zanieczyszczenia gleby wzrastającymi dawkami chromu trój- i sześciowartościowego (0, 25, 50, 100 i 150 [mg Cr kg-1 gleby]) na wybrane właściwości gleby po zbiorze roślin oraz oddziaływania kompostu (3 %), zeolitu (3 %) i tlenku wapnia (1 Hh) na łagodzenie skutków tego zanieczyszczenia. Zanieczyszczenie gleby chromem trój- i sześciowartościowym miało duży wpływ na pH, kwasowość hydrolityczną i pozostałe właściwości badanej gleby. Zanieczyszczenie gleby chromem trój- i sześciowartościowym spowodowało zmniejszenie zakwaszenia gleby oraz zwiększenie sumy wymiennych kationów zasadowych, całkowitej pojemności wymiennej i stopnia wysycenia kationami zasadowymi. Chrom sześciowartościowy w stosunku do trójwartościowego znacznie silniej oddziaływał na pH i kwasowość hydrolityczną, w odróżnieniu od sumy wymiennych kationów zasadowych i całkowitej pojemności wymiennej. Dodatek do gleby tlenku wapnia skutecznie łagodził oddziaływanie zanieczyszczenia gleby chromem na badane właściwości gleby, gdyż znacznie zmniejszył kwasowość hydrolityczną. Jednakże ograniczył także sumę wymiennych kationów zasadowych oraz pojemność wymienną - tylko w przypadku chromu(III), w porównaniu z serią kontrolną (bez dodatków). Wpływ pozostałych substancji był mniejszy i bardziej korzystny w przypadku kompostu niż zeolitu, szczególnie w obiektach z chromem sześciowartościowym.

13

Effect of Compost, Bentonite and CaO on Some Properties of Soil Contaminated with Petrol and Diesel Oil

Wyszkowski M., Ziółkowska A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 9-10

1373-1384

EN

The aim of the study has been to determine the effect of compost, bentonite and calcium oxide on the acidity and selected properties of soil contaminated with petrol and diesel oil. Increasing rates of petrol and diesel oil were tested: 0, 2.5, 5 and 10 cm3 kg–1 of soil. The experiment was carried out in four series: without soil amendments, and with compost (3 %), bentonite (2 % relative to the soil mass) and calcium oxide in a dose corresponding to one full hydrolytic acidity. Soil contamination with petrol and diesel oil as well as soil amendments had significant effect on the analyzed physicochemical properties of soil. Soil contamination with petrol caused an increase in pH and base saturation as well as a decrease in hydrolytic acidity, sum of exchangeable base cations and base saturation. The effect of diesel oil on the above soil properties was much weaker than that of petrol, although hydrolytic acidity increased while exchangeable base cations, cation exchange capacity and base saturation decreased under the effect of this pollutant. Among the tested soil amending substances, the strongest and most beneficial influence on the analyzed soil properties was produced by bentonite and calcium oxide, especially in respect of hydrolytic acidity. The effect of compost, although generally positive, was weaker than that of bentonite or calcium oxide.

PL

Celem badań było określenie wpływu kompostu, bentonitu i tlenku wapnia na kwasowość i wybrane właściwości gleby zanieczyszczonej benzyną i olejem napędowym. Gleba została zanieczyszczona benzyną i olejem napędowym w następujących ilościach: 0, 2,5, 5 i 10 mg kg-1 gleby. Do gleby wprowadzano: kompost i zeolit w ilości 3 % w stosunku do masy gleby oraz tlenek wapnia w ilości równoważnej 1 kwasowości hydrolitycznej (Hh). Zanieczyszczenie gleby benzyną i olejem napędowym oraz zaaplikowane substancje miały istotny wpływ na badane właściwości fizykochemiczne gleb. Zanieczyszczenie gleby benzyną wywołało wzrost wartości pH i stopnia jej wysycenia kationami o charakterze zasadowym oraz zmniejszenie kwasowości hydrolitycznej, sumy wymiennych kationów zasadowych i całkowitej pojemności wymiennej. Wpływ oleju napędowego na te właściwości był zdecydowanie mniejszy niż benzyny, jednakże zaobserwowano zwiększenie kwasowości hydrolitycznej oraz obniżenie wartości sumy wymiennych kationów zasadowych, całkowitej pojemności wymiennej i stopnia wysycenia gleby kationami o charakterze zasadowym. Spośród zastosowanych substancji neutralizujących najsilniejszym i korzystnym działaniem na badane właściwości gleby odznaczały się bentonit i tlenek wapnia, szczególnie w przypadku kwasowości hydrolitycznej. Wpływ kompostu jakkolwiek na ogół pozytywny był mniejszy niż bentonitu i tlenku wapnia.

14

Aluminium Concentration in Plants Depending on Soil Contamination with Cadmium

Ciećko Z., Wyszkowski M., Rolka E.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 12

1641-1650

EN

The aim of the study has been to determine the effect of soil contamination with cadmium (10, 20, 30 and 40 mg Cd ha–1 soil) on the concentration of aluminium in aboveground parts and roots of oats, maize, yellow lupine and radish. In order to neutralise cadmium, the following neutralising agents were introduced to soil: compost, brown coal, lime and bentonite. Apart from the plant species and type of organs, other factors which largely affected the concentration of aluminium were a rate of cadmium and type of a neutralising substance. Roots contained much more aluminium than aboveground parts of plants. The highest levels of aluminium were found in roots of yellow lupine and maize whereas the smallest concentrations of this metal were determined in grain and roots of oats. Soil contamination with cadmium caused bigger changes in the concentration of aluminium in aboveground parts of plants than in their roots, especially in the case of maize and yellow lupine. Cadmium applied at 20 mg (maize and yellow lupine roots) or 40 mg Cd ha–1 soil (aboveground parts of maize and yellow lupine) caused increased levels of cadmium in plant tissues. Any further increase in the rates of the pollutant caused depression in the content of aluminium in roots of the above crops. In the case of aboveground parts and roots of radish and grain of oats, less aluminium was observed in all cadmium contaminated objects. The range of effects produced by the test neutralising substances on the concentration of aluminium was varied. The neutralising agents tended to depress the content of aluminium in plant tissues. Brown coal, bentonite and lime caused larger changes in the content of aluminium than compost. The concentration of aluminium was correlated with yields of the crops. For most of the plants, these correlations were negative in the case of aboveground parts (except radish) and positive in roots (except yellow lupine). The concentration of aluminium in particular plant organs was correlated with a number of macro- and microelements, with the correlations being usually positive for manganese, iron, cobalt, lithium, copper and zinc but negative for sulphur and boron.

PL

Celem badań było określenie wpływu zanieczyszczenia gleby kadmem (10, 20, 30 i 40 mg Cd kg-1 gleby) na zawartość glinu w częściach nadziemnych i korzeniach owsa, kukurydzy, łubinu żółtego i rzodkiewki. Do neutralizacji kadmu wprowadzonego do gleby zastosowano: kompost, węgiel brunatny, wapno i bentonit. Na zawartość glinu w roślinach, oprócz gatunku i organu roślin, duży wpływ miała dawka kadmu, jak również rodzaj zaaplikowanej substancji neutralizującej. Korzenie zawierały zdecydowanie więcej glinu niż części nadziemne roślin. Najwięcej glinu stwierdzono w korzeniach łubinu żółtego i kukurydzy, a najmniej w ziarnie i słomie owsa. Zanieczyszczenie gleby kadmem spowodowało większe zmiany w zawartości glinu w częściach nadziemnych niż w korzeniach roślin, szczególnie w przypadku kukurydzy i łubinu żółtego. Dawki kadmu w wysokości 20 mg (korzenie kukurydzy i łubinu żółtego) lub 40 mg Cd kg-1 gleby (części nadziemne kukurydzy i łubinu żółtego) powodowały zwiększenie zawartości glinu. Dalszy wzrost dawek kadmu wywoływał zmniejszenie zawartości glinu w korzeniach tych roślin. W przypadku części nadziemnych i korzeni rzodkiewki oraz ziarna owsa odnotowano zmniejszenie zawartości glinu we wszystkich obiektach zanieczyszczonych kadmem. Zakres oddziaływania testowanych substancji neutralizujących na zawartość glinu był zróżnicowany. Dodatki neutralizujące na ogół obniżały zawartość glinu w roślinach. Węgiel brunatny, bentonit i wapno wywoływały większe zmiany w zawartości glinu w roślinach niż kompost. Zawartość glinu wykazywała skorelowanie z plonem roślin. U większości roślin wystąpiły relacje ujemne w częściach nadziemnych (oprócz rzodkiewki), a dodatnie w korzeniach (z wyjątkiem łubinu żółtego). Zawartość glinu w poszczególnych organach roślin była skorelowana z licznymi makro- i mikroelementami, w tym przeważnie dodatnio z zawartością manganu, żelaza, kobaltu, litu, kadmu, miedzi i cynku, a ujemnie z zawartością siarki i boru.

15

Toxicity of petroleum substances to microorganisms and plants

Ziółkowska A., Wyszkowski M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2010

|

Vol. 17, nr 1

73-82

EN

The paper discusses sources of petroleum substances in environment and threats caused by petroleum contamination of water and soil. The physicochemical and biological properties of petroleum substances have been determined along with their toxicity, particularly that of aromatic hydrocarbons, including the so-called BTEX group (benzene, toluene, ethyl benzene and xylenes) to microorganisms and plants. Much emphasis has been laid on the properties which shape toxicity. The effect (typically degrading one) on live organisms present in water and soil environment, including biological equilibrium of soil (abundance of microorganisms, enzymatic activity), has been discussed as well as the growth and development of plants growing on soil polluted with these substances. In addition, factors (soil or water properties and condition, C:N ratio, pH reaction, soil moisture, content of organic substance, fertilization, type and species of aquatic or land organisms) which influence the effect produced by petroleum substances on live organisms in environment have been mentioned.

PL

Przedstawiono źródła obecności substancji ropopochodnych w środowisku i zagrożenia związane z zanieczyszczeniem nimi wód i gruntów. Określono ich właściwości fizykochemiczne i biologiczne z uwzględnieniem toksyczności (zwłaszcza węglowodorów aromatycznych, w tym tzw. grupy BTEX - benzenu, toluenu, etylobenzenu i ksylenów) dla mikroorganizmów i roślin. Szczególny nacisk położono na właściwości decydujące o ich toksyczności. Opisano oddziaływanie (najczęściej degradujące) na organizmy żywe występujące w środowisku wodnym i glebowym, w tym na biologiczną równowagę gleby (liczebność drobnoustrojów, aktywność enzymatyczną) oraz wzrost i rozwój roślin rosnących na terenach zanieczyszczonych tymi substancjami. Przedstawiono także czynniki (właściwości i stan wód lub gleby, stosunek C:N, odczyn pH, uwilgotnienie gruntów, natlenienie, zawartość substancji organicznej, nawożenie, rodzaj lub gatunek organizmów wodnych i lądowych), które wpływają na oddziaływanie substancji ropopochodnych na organizmy żywe występujące w środowisku.

16

Soil Contamination with Arsenic Versus the Content of Zinc in Plants

Najmowicz T., Wyszkowski M., Ciećko Z.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 4-5

449-459

EN

The aim of the study has been to reduce the effect of soil contamination with arsenic (10, 20, 30 and 40 mg As o kg-1) on the content of zinc in plants by the application of several substances (lime, natural! zeolite, charcoal, loam, compost and synthetic zeolite in experiments on maize; lime, natural zeolite, charcoal, loam, compost and synthetic zeolite in tests on cocksfoot and yellow lupine; peat, pine bark, dolomile and synthetic zeolite in trials on spring barley and swede). The soil improvers which were added in order to mollify the negative effect of arsenic on plants, in addition to the plant species and organs, were determined as a factor which modified the influence of soil contamination with arsenic on the content of zinc in plants. However, the effect of arsenic in soil on the amounts of zinc in yields of the test crops was ambiguous. Both positive and negative correlations occurred, albeit limited to individual cases, between the increasing quantities of arsenic in soil and the amounts of zinc in the yields of plants. Regarding the trials where no soil improvers had been applied, negative correlation was determined for the aboveground parts and roots of maize, aboveground parts of cocksfoot, roots of yellow lupine as well as grain and straw of barley. Positive correlation was discovered in the case of aboveground parts of Swedish turnip and roots of spring barley. The influence of some of the soil improvers on the content of zinc in the crops was sometimes greater than that of arsenic. Loam, lime, charcoal and compost produced the most evident and typically negative effect on the content of zinc in plant tissues. The influence of the other soil neutralizing substances on the content of zinc in plants depended on the plant species or organs.

PL

Celem przeprowadzonych badań było zmniejszenie oddziaływania zanieczyszczenia gleby arsenem (10, 20, 30 i 40 mg As o kg-1) na zawartość cynku w roślinach przez stosowanie różnych substancji (wapno, zeolit naturalny, węgiel drzewny, ił, kompost w doświadczeniu z kukurydzą; wapno, zeolit naturalny, węgiel drzewny, ił, kompost i zeolit syntetyczny w badaniach z kupkówką i łubinem żółtym oraz torf, kora sosnowa, ił, dolomit i zeolit syntetyczny w doświadczeniach z jęczmieniem jarym i brukwią pastewną). Substancje zastosowane do złagodzenia wpływu arsenu na rośliny oraz ich gatunek i organ modyfikowały wpływ zanieczyszczenia gleby tym metalem na zawartość cynku w roślinach. Nie wykazano jednoznacznego oddziaływania zanieczyszczenia gleby arsenem na zawartość cynku w plonach badanych roślin. Odnotowano w pojedynczych przypadkach zarówno ujemne, jak i dodatnie korelacje pomiędzy rosnącym zanieczyszczeniem gleby arsenem a zawartością cynku w badanych organach roślin. W obiektach bez dodatków stwierdzono ujemną zależność dla zawartości cynku w częściach nadziemnych i korzeniach kukurydzy, częściach nadziemnych kupkówki, korzeniach łubinu żółtego oraz w ziarnie i słomie jęczmienia, a dodatnią w częściach nadziemnych brukwi pastewnej i korzeniach jęczmienia jarego. Wpływ niektórych dodatków neutralizujących na zawartość cynku był nawet większy niż arsenu. Najbardziej jednoznacznie i na ogół ujemnie na zawartość cynku w roślinach działały ił, wapno, węgiel drzewny i kompost. Wpływ pozostałych dodatków na zawartość cynku był często odmienny u różnych gatunków, a nawet organów testowanych roślin.

17

Relationships between Petrol and Diesel Oil Contamination Versus Mineral Nitrogen Content in Soil Following Application of Compost, Bentonite and Calcium Oxide

Wyszkowski M., Ziółkowska A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 8

1057-1064

EN

A study has been conducted to identify the effect of soil pollution with petrol and diesel oil on the content of N-NH4+ and N-NO3- in soil treated with compost, bentonite and CaO as the substances neutralising the influence of petroleum substances. Soil pollution with petroleum substances as well as introduction of substances neutralising the effect of petrol and diesel strongly modified the content of ammonia and nitrate nitrogen in soil after crop harvest. The effect of petroleum substances on soil properties was dependent on the rate of pollutants. In a series without neutralising substances, petrol or diesel oil pollution up to the rate of 2.5 or 5 cm3 o kg-1 of soil, in contrast to the highest rate (10 cm3 o kg-1), caused a very high and significant increase in the content of ammonia nitrogen in the analysed soil. Petroleum substances raised the ratio of ammonia nitrogen in soil to the detriment of the level of N-NO3- compared with the variant free from contamination. Bentonite and calcium oxide produced an evidently stronger effect on soil properties than compost, typically increasing the concentration of N-NO3-; in addition, they contributed to a decline in the content of N-NH4+; CaO produced such effect in the series polluted with petrol while compost and bentonite were effective in objects contaminated with diesel oil. Bentonite and CaO caused a significant decrease in the ratio of N-NH4+ or a decrease in the ratio of N-NH4+ in soil in the objects polluted with petrol and diesel oil as compared with the series without such neutralising substances. Compost produced a similar effect in pots polluted with diesel oil.

PL

Celem badań było określenie oddziaływania zanieczyszczenia gleby benzyną i olejem napędowym na zawartość N-NH4+ i N-NO3- w glebie w warunkach zastosowania kompostu, bentonitu i CaO, jako substancji łagodzących wpływ substancji ropopochodnych. Zanieczyszczenie gleby substancjami ropopochodnymi oraz zastosowanie dodatków łagodzących wpływ benzyny i oleju napędowego silnie modyfikowało zawartość azotu amonowego i azotanowego w glebie po zbiorze roślin Oddziaływanie substancji ropopochodnych na właściwości gleby zależało od ich dawki. W serii bez dodatków łagodzących, zanieczyszczenie benzyną i olejem napędowym do dawki 2,5 lub 5 cm3 o kg-1 gleby, w odróżnieniu od dawki największej (10 cm3 o kg-1) powodowało bardzo duży i znaczący wzrost zawartości azotu amonowego w badanej glebie. Największa dawka substancji ropopochodnych działała zdecydowanie ujemnie. Substancje ropopochodne zwiększyły udział azotu amonowego w glebie, kosztem N-NO3-, w porównaniu do wariantu bez zanieczyszczeń. Bentonit i tlenek wapnia zdecydowanie silniej wpływały na właściwości gleby niż kompost, powodując na ogół wzrost zawartości: N-NO3-, przyczyniły się także do zmniejszenia zawartości N-NH4+: CaO - w serii z benzyną oraz kompost i bentonit w obiektach zanieczyszczonych olejem napędowym. Bentonit i CaO wywołały znaczne zmniejszenie udziału N-NRT oraz zmniejszenie udziału w N-NH4+ glebie w obiektach z benzyną i olejem napędowym, w porównaniu do serii bez dodatków. W wazonach zanieczyszczonych olejem napędowym podobny wpływ miał także kompost.

18

Macroelement Content in Yield of Oats (Avena sativa L.) Cultivated on Soils Contaminated with Copper, Zinc, Tin, Cobalt and Manganese

Wyszkowski M., Wyszkowska J., Radziemska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 10

1387-1394

EN

The aim of study was to compare the effect of contamination of soil with copper, zinc, tin, cobalt and manganese applied in the following doses: O (control), 20, 40, 80, 120, 240 and 480 mg o kg-1 of soil on macroelement content in the aboveground parts of oats (Avena sativa L.). The effect of heavy metals on macroelement content in oats depended both on the element and on its dose. The greatest changes were observed in calcium content. Copper increased the content of magnesium, nitrogen and, more than others, calcium, in the aboveground parts of oats. A similar relationship was observed for phosphorus, potassium and sodium, but only after relatively Iow doses of copper were applied; the effect of high doses was distinctly negative. Contamination of soil with high doses of zinc increased the content of phosphorus, but not nitrogen, sodium, magnesium, potassium or calcium, in oats. Tin favoured the accumulation of sodium and, when applied in low doses, also phosphorus, nitrogen and calcium, in plants; in addition, it reduced the content of magnesium and potassium in oats. Cobalt had a significantly negative effect on potassium content in the aboveground parts of oats and on the other hand positively affected the content of phosphorus, sodium, magnesium and, especially, calcium. Manganese generally increased the accumulation of the macroelements under study in plants, but its higher doses reduced the content of sodium and, partly, potassium and magnesium. A strong effect of soil contamination with heavy metals on content of some macroelements in oats was connected with toxic impact of copper, cobalt and, in a smaller degree, manganese on the growth and development of plants.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu zanieczyszczenia gleby miedzią, cynkiem, cyną, kobaltem i manganem w dawkach O (kontrola), 20, 40, 80, 120, 240 i 480 mg o kg-1 gleby na zawartość makroelementów w częściach nadziemnych owsa (Avena sativa L.). Na zawartość makroelementów w roślinach, oprócz poziomu zanieczyszczenia, duży wpływ miał rodzaj metalu. Oddziaływanie metali ciężkich na zawartość makroelementów w owsie było związane z poszczególnymi pierwiastkami i ich dawkami. Największe zmiany zaobserwowano w zawartości wapnia. Miedź wywołała zwiększenie zawartości magnezu, azotu i w największym stopniu wapnia w częściach nadziemnych owsa. Podobną zależność wykazano w przypadku fosforu, potasu i sodu, ale tylko po zastosowaniu niewielkich dawek miedzi, podczas gdy duże dawki działały zdecydowanie ujemnie. Zanieczyszczenie gleby dużymi dawkami cynku spowodowało wzrost zawartości fosforu w owsie, w odróżnieniu od azotu, sodu, magnezu, potasu i wapnia. Cyna sprzyjała nagromadzaniu sodu, a w niewielkich dawkach także fosforu, azotu i wapnia w roślinach, jednocześnie ograniczała zawartość magnezu i potasu w owsie. Kobalt działał wyraźnie ujemnie na zawartość potasu w częściach nadziemnych owsa, a dodatnio na zawartość fosforu, sodu, magnezu i szczególnie wapnia. Mangan na ogół powodował zwiększenie nagromadzania w roślinach badanych makropierwiastków, jednakże większe jego dawki ograniczały zawartość sodu oraz częściowo potasu i magnezu. Silny wpływ zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi na zawartość niektórych makroelementów w owsie był skorelowany z toksycznym oddziaływaniem miedzi, kobaltu i, w mniejszym stopniu, manganu na wzrost i rozwój roślin.

19

Effect of Compost, Bentonite, Zeolite and Calcium Oxide on Mineral Nitrogen Content in Nickel Contaminated Soil

Wyszkowski M., Radziemska M., Sivitskaya V.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 8

1047-1055

EN

The purpose of this study has been to determine the effect of compost, bentonite, zeolite and calcium oxide on the concentration of nitrogen in nickel contaminated soil (O, 100, 200 and 300 mg Ni o kg-1 of soil). The level of mineral nitrogen in soil depended on the soil contamination with nickel, addition of pollution neutralizing substances and crop species. The effect of nickel on the content of mineral nitrogen in soil was closely connected with the crop species. In the series of trials without substances alleviating nickel contamination, the metal pollution depressed the share and content of N-NO3- in mineral nitrogen in soil under oats, but raised its concentration and percentage in soil under yellow lupine. The effect of nickel was much stronger in soil under yellow lupine than under oats. Nickel had an adverse effect on the content of N-NH4+ in soil under yellow lupine. Application of bentonite, zeolite and calcium oxide limited the content of ammonia nitrogen in soil, as compared with the average concentration from the unamended series. Bentonite had the strongest effect on the content of N-NH.T in soil under oats, while in soil under yellow lupine zeolite and calcium oxide were the most effective. The neutralising substances added to soil had a contrary influence on the content of nitrate(V) nitrogen when compared with that produced on ammonia nitrogen. They all favoured increased concentration of this form of nitrogen in soil. The strongest effect on the average content of N-NO3- was produced by bentonite. Bentonite, zeolite and calcium oxide resulted in increased ratios of nitrate nitrogen in total mineral nitrogen in soil, with bentonite producing a stronger effect in soil under oats while zeolite and calcium oxide being more effective in soil under yellow lupine. Zeolite and calcium oxide had a stronger effect on the ratio of N-NO3- in soil under yellow lupine than in soil under oats. Compost produced similar results, but only in soil under yellow lupine.

PL

Celem badań było określenie oddziaływania kompostu, bentonitu, zeolitu i tlenku wapnia na zawartość azotu mineralnego w glebie zanieczyszczonej niklem (O, 100, 200 i 300 mg Ni o kg-1 gleby). Zawartość azotu mineralnego w glebie była uzależniona od zanieczyszczenia gleby niklem, dodatku substancji łagodzących i gatunku rośliny. Wpływ niklu na zawartość azotu mineralnego w glebie był ściśle związany z gatunkiem roślin. W serii bez dodatków łagodzących zanieczyszczenie gleby niklem wywołało zmniejszenie zawartości i udziału N-NO3- w azocie mineralnym gleby spod owsa oraz zwiększenie jego zawartości i udziału w glebie spod łubinu żółtego. Wpływ w glebie spod łubinu żółtego był znacznie większy niż w glebie spod owsa. Nikiel oddziaływał negatywnie na zawartość N-NH4+ w glebie spod łubinu żółtego. Aplikacja bentonitu, zeolitu i tlenku wapnia do gleby ograniczyła zawartość azotu amonowego w glebie, w porównaniu do średniej z serii bez dodatków. Najsilniej na zawartość N-NH4+ w glebie spod owsa działał bentonit, a w glebie spod łubinu żółtego zeolit i tlenek wapnia. Zastosowane substancje miały odwrotny wpływ na zawartość azotu azotanowego(V) niż azotu amonowego w glebie. Sprzyjały one zwiększeniu zawartości tej formy azotu w glebie. Największy wpływ na średnią zawartość N-NO3- miał bentonit. Bentonit, zeolit i tlenek wapnia wywołały zwiększenie udziału azotu azotanowego w azocie mineralnym gleby, przy czym bentonit działał silniej w glebie spod owsa, a zeolit i tlenek wapnia w glebie spod łubinu żółtego. Zeolit i tlenek wapnia miały większy wpływ na udział N-NO3- w glebie spod rubinu żółtego niż w glebie spod owsa. Podobny wpływ miał kompost, ale tylko w glebie spod łubinu żółtego.

20

Content of Nitrogen Compounds in Soil Polluted with Chromium(III) and Chromium(VI) after Application of Compost, Zeolite and Calcium Oxide

Wyszkowski M., Radziemska M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 8

1039-1045

EN

The present study has been undertaken in order to determine the influence of tri- and hexavalent chromium compounds - 25, 50, 100 and 150 mg *kg-1 of soil on the concentration of nitrogen compounds in soil after crop harvest, and the effectiveness of neutralizing substances, such as compost, zeolite and calcium oxide, on alleviating results of chromium pollution. Soil contamination with chromium(III) and chromium(VI) significantly modified the content of nitrogen compounds in soil after plant harvests. Under the influence of trivalent chromium, in a series lacking any neutralising substances, the total nitrogen content decreased while the ammonia nitrogen level rose after plant harvest. Chromium(VI) had a similar influence on N-NH4 . The neutralising substances added to soil, such as compost, zeolite and calcium oxide had a significant effect on the content of total nitrogen in soil. Calcium oxide in the objects polluted with chromium(III) and chromium(VJ) caused a significant decrease in the content of N-total in soil. Compost, zeolite and calcium oxide caused an increase in the average content of N-NO3- in soil, with the effect being stronger in post polluted with chromium(VI) than with chromium(III). As for chromium(VI), the content of N-NO3- was most strongly affected by calcium oxide added as a soil amending substances. All the tested neutralising substances had a weaker influence on the content of N-NH4+ in soil.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu wzrastającego zanieczyszczenia związkami chromu(III) i chromu(VI) - 25, 50, 100, 150 mg o kg-1 gleby oraz kompostu, zeolitu i tlenku wapnia na zawartość związków azotowych w glebie po zbiorze jęczmienia jarego i kukurydzy. Zanieczyszczenie chromem(III) i chromem(VI) znacząco modyfikowało zawartość związków azotowych w glebach po zbiorze roślin. Pod wpływem chromu trójwartościowego w serii bez dodatków łagodzących nastąpiło zmniejszenie zawartości N-ogólnego, natomiast zwiększenie stężenia N-amonowego w glebie po zbiorze roślin. Podobny wpływ miał chrom(VI) w przypadku N-NH4+. Zastosowane dodatki neutralizujące w postaci kompostu, zeolitu i tlenku wapnia miały znaczący wpływ na zawartość badanych form azotu w glebie. Tlenek wapnia w obiektach z chromem(III) i chromem(VI) wywołał znaczące zmniejszenie zawartości N-ogólnego w glebie. Kompost, zeolit i tlenek wapnia spowodował zwiększenie średniej zawartości N-NO3- w glebie, przy czym działanie to było większe w wazonach z chromem(VI) niż w obiektach z chromem(III). W przypadku chromu(VI) na zawartość N-NO3- najsilniej wpływał dodatek do gleby tlenku wapnia. Zastosowane substancje najsłabiej działały na zawartość N-NH4+ w glebie.