Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bacterial population dynamics in waste oily emulsions from the metal-processing industry

Kaszycki P., Supel P, Petryszak P.

Journal of Ecological Engineering

|

2014

|

Vol. 15, nr 3

14--22

EN

Oil-containing wastewaters are regarded as main industrial pollutants of soil and water environments. They can occur as free-floating oil, unstable or stable oil-in-water (O/W) emulsions, and in the case of extreme organic load, as water-in-oil (W/O) emulsions. In this study two types of oily effluents, a typical O/W emulsion marked as E1 and a W/O emulsion E2, both discharged by local metal processing plants were examined to test their toxicity to microbial communities and the ability to serve as nutrient sources for bacterial growth. The organic contaminant load of the samples was evaluated on the basis of chemical oxygen demand (COD) parameter values and was equal to 48 200 mg O2dm-3 and >300 000 mg O2dm-3 for E1 and E2, respectively. Both emulsions proved to be non toxic to bacterial communities and were shown to contain biodiverse autochthonous microflora consisting of several bacterial strains adapted to the presence of xenobiotics (the total of 1.36 106 CFU cm-3 and 1.72 105 CFU cm-3 was determined for E1 and E2, respectively). These indigenous bacteria as well as exogenously inoculated specialized allochthonous microorganisms were biostimulated so as to proliferate within the wastewater environment whose organic content served as the only source of carbon. The most favorable cultivation conditions were determined as fully aerobic growth at the temperature of 25 ºC. In 9 to 18 day-tests, autochthonous as well as bioaugmented allochthonous bacterial population dynamics were monitored. For both emulsions tested there was a dramatic increase (up to three orders of magnitude) in bacterial frequency, as compared to the respective initial values. The resultant high biomass densities suggest that the effluents are susceptible to bioremediation. A preliminary xenobiotic biodegradation test confirmed that mixed auto- and allochthonous bacterial consortia obtained upon inoculation of the samples with microbiocenoses preselected for efficient hydrocarbon biodegradation led to a decrease in the organic pollution level.

2

Spent Bleaching Earth – Obtaining and Directions of Utilization

Krzyśko-Łupicka T.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 6

643--651

EN

Fat factories both in Poland and in the world produce a great of waste – spent bleaching earth (SBE). This waste is a source of pollution of natural environment. The utilization of SBE is difficult because of complex chemical compounds which change in time. The physicochemical methods used in utilization are non effective because of high energy and costs. The autochthonous lipolytic microorganisms used both in natural or modified environment may be the future alternative methods of fat biodegradation (biostimulation, bioaugmentation).

PL

Zakłady tłuszczowe zarówno w Polsce, jak i na świecie produkują znaczne ilości odpadów pod nazwą zaolejonej ziemi bielącej (ZZB). Odpad ten jest źródłem skażenia środowiska naturalnego. Jest on trudny do utylizacji ze względu na złożony skład chemiczny zmieniający się w czasie. Stosowane fizykochemiczne metody zagospodarowania nie przynoszą spodziewanych efektów i są energo- i kosztochłonne. Perspektywiczną alternatywą są metody biologiczne z wykorzystaniem w warunkach naturalnych (in situ) autochtonicznych mikroorganizmów o aktywności lipolitycznej w procesie samorzutnej biodegradacji i w procesach sterowanych (biostymulacja, bioaugmentacja).

3

Badania przemysłowe biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w odpadzie z dołu urobkowego Graby-18

Steliga T.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 12

107--117

PL

W artykule przedstawiono etapowe oczyszczanie zastarzałego odpadu wiertniczego zanieczyszczonego substancjami ropopochodnymi, zdeponowanego w dole urobkowym Graby-18. Cały cykl procesu oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowano za pomocą rozbudowanego monitoringu obejmującego badania fizykochemiczne odpadu, analizy chromatograficzne zanieczyszczeń ropopochodnych, badania mikrobiologiczne z wykorzystaniem nowoczesnych technik biologii molekularnej, co w pełni pozwoliło na optymalizację przebiegu procesów bioremediacyjnych oraz na ocenę ich efektywności. Wielokryterialną ocenę skuteczności bioremediacji odpadów wiertniczych z terenu starego dołu urobkowego rozszerzono o badania toksykologiczne z wykorzystaniem testów najnowszych generacji, co pozwoliło na obserwację zmian własności toksycznych w trakcie prowadzenia procesów oczyszczania odpadu i prześledzenie powstawania metabolitów pośrednich podczas biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych.

EN

The article presents the problem of purification of weathered drilling wastes contaminated with petroleum-derived hydrocarbons, deposited in the waste pit Graby-18. The developed technology realised in industrial conditions by means of the in-situ method comprised the following stages: initial remediation, modification of waste structure in order to increase microorganisms and nutrients bioaccess to petroleum hydrocarbons, basic bioremediation stimulated by liming and waste environment enrichment with biogenic substances and bioaugmentation consisting of inoculation of pre-cleaned waste with biopreparations created on the basis of autochthonous bacteria, enriched with isolated fungi during the last phase of inoculation. The entire process of drilling wastes purification was controlled with the use of monitoring, which consisted of: physico-chemical research of waste, chromatographic analysis of petroleum contaminations, microbiological tests with the application of innovative technologies of molecular biology, what enabled the optimization of the course of bioremediation processes and assessment of their effectiveness. Toxicological research with the use of new generation tests enabled observation of alteration in toxicity properties during the purification processes. The creation of indirect metabolites was observed.

4

Zastosowanie technik bioremediacyjnych w procesach oczyszczania odpadu wiertniczego pochodzącego ze starego dołu urobkowego

Steliga T., Jakubowicz P., Kapusta P.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2011

|

nr 9

23-31

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań przebiegu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadzie wiertniczym, zdeponowanym w starym dole urobkowym, z wykorzystaniem etapowej technologii oczyszczania, realizowanej w warunkach przemysłowych metodą in-situ. Obejmowała ona następujące etapy: remediację wstępną (drenaż melioracyjno-odciekowy), modyfikację struktury odpadu, bioremediację podstawową, stymulowaną przez wapnowanie i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne, oraz inokulację biopreparatem opracowanym na bazie autochtonicznych, niepatogennych bakterii i grzybów z dołu urobkowego. Proces oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kompleksowo monitorowano (badania: fizyko-chemiczne odpadu, chromatograficzne zanieczyszczeń ropopochodnych i mikrobiologiczne). Pozwoliło to na optymalizację procesów bioremediacyjnych i ocenę ich efektywności oraz dało możliwość uruchomienia środków zaradczych w momencie obniżenia się ich skuteczności.

EN

The article presents the results of the analysis of how the biodegradation of petroleum impurities in drilling waste deposited in the former cuttings pool (Graby-19) progressed using the gradual purification technology under industrial conditions with the in situ method. The technology consisted of the following stages: 1. the initial remediation involving melioration drainage; 2. the modification of the waste structure; 3. the basie bioremediation stimulated by liming and enriching the waste environment with biogenic components; and 4. inoculation using biopreparation developed with autochthonous, non-pathogenic bacteria and fungi isolated from the area of the pu-rified cuttings pool. The purification process of the drilling waste to remove petroleum impurities involved complex monitoring through physico-chemical tests of the waste, chromatographic analyses of petroleum impurities and microbiological tests using state-of-the-art molecular biology techniques. This allowed us to optimise and assess the effectiveness of the bioremediation processes. Moreover, beside indisputable advantages resulting from tracking the progress of the purification processes, we managed to take remedial measures when the effectiveness of the processes deteriorated. The purification technology of drilling waste to remove petroleum impurities using the in situ method presented in the article was patented. It is a simple and safe method of removing and controlling the negative impact of pe-troleum impurities on the environment. Besides, it allows for restoring the ecological balance in the contaminated area quickly as the changes caused by the processes are not extensive and do not have a destructive effect on life forms settling in the purified area. A satisfactory reduction of petroleum impurities to the level that does not exceed permissible values set by soil and land quality standards for the group and much lower purification costs compared to other methods make the method preferred.

5

The use of biotests in estimation of weathered drilling waste bioremediation

Steliga T.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 2

61-79

EN

Petroleum products are complex mixture of compounds of varied biological properties. They can cause harmful changes in contaminated ecosystems and threaten humans and living organisms as well. Bioremediation (including bioremediation stimulated by biogenic substances and inoculation with biopreparations from autochthonous bacteria and fungi) can result in creation of metabolites of a varied structure and biological activeness, which has been partly recognised. Some of them are more toxic than an initial substrate. Besides, they might have mutagenic features and be responsible for cancer. Estimation of bioremediation effectiveness in waste pits was completed with toxicological monitoring. It was led with the use of living organisms as biomarkers representing all trophic levels of a chosen ecosystem: producers, consumers and reducers. This process enables total estimation of natural environment conditions. The aim of the research was to determine the influence of petroleum contaminants and indirect metabolites (produced during bioremediation) on soil biocenose. The results of biotests (toxicity, phytotoxicity and genotoxity) have been taken into account. The following biotests, prepared and produced by Microbiotest, have been applied: PhytotoxkitTM, Ostracodtoxkit FTM, acute toxicity tests MicrotoxŽ Solid Phase and Ames mutagenicity tests. The obtained results enabled observation of changes in toxic properties during purification of the soil taken from waste pits. In addition, it can be claimed whether the areas are suitable for forest usage.

PL

Zanieczyszczenia ropopochodne stanowią złożoną mieszaninę związków o zróżnicowanych własnościach biologicznych, które mogą być przyczyną niekorzystnych dla człowieka i organizmów ż ywych zmian zachodzących w skażonych ekosystemach. W wyniku prowadzonych prac bioremediacyjnych (obejmujących bioremediację stymulowaną substancjami biogennymi oraz inokulację biopreparatami sporządzonymi na bazie mikroorganizmów autochtonicznych i grzybów) powstają metabolity o zróżnicowanej i słabo poznanej aktywności biologicznej. Niektóre z nich mogą być bardziej toksyczne niż substrat wyjściowy i posiadać własności mutagenne lub rakotwórcze. Ocenę skuteczności stosowanych zabiegów remediacyjnych na dołach urobkowych uzupełniono o monitoring toksykologiczny. Prowadzony przy użyciu organizmów żywych jako biowskaźników reprezentujących wszystkie poziomy troficzne (producentów, konsumentów i reducentów) danego ekosystemu, co pozwala na kompleksową ocenę stanu badanego środowiska glebowego. Celem badań było wykorzystanie biotestów (MicrotoxŽ, Ostracodtoxkit FTM, PhytotoxkitTM i test mutagenności Ames’a) do oceny przebiegu procesu bioremediacji zastarzałych odpadów wiertniczych oraz określenie wpływu pośrednich metabolitów powstających w procesach bioremediacyjnych na biocenozę glebową. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na prześledzenie zmian własności toksycznych w trakcie prowadzonych procesów oczyszczania gleby z dołów urobkowych oraz na stwierdzenie przywrócenia rekultywowanych terenów do użytkowania leśnego.

6

Aerobic Process for in Situ Bioremediation of Petroleum-Derived Contamination of Soil: a Field Study Based on Laboratory Microcosm Tests

Kaszycki P., Pawlik M., Petryszak P., Kołoczek H.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 4-5

405-414

EN

The on-site ground-water recultivation project was established in April 2007 and lasted till August '07. The work was carried out in the area of a fuel station of the chemical industry-production plant, after dismantling and scrapping of three corroded and leaking oil-storage tanks, each of 50 m3 capacity. Geochemical analyses revealed that the area of approximately 150 m2 was affected by a significant pollution of ground with migrating oily products whose concentration exceeded permissible standard levels. The average content of high-boiling (Tb > 105 °C) organic compounds was 3 655 mg o kg-1 and the hydrocarbon contamination reached the level of 5.5 m of underground water. Possible pollutant migration with the aqueous phase caused high risk of affecting the nearby river that served as a drinking-water resource. The aim of the study was to optimize the in situ cleanup biotechnology to enable pollution biodegradation within one season of 2007. The treatment was based on biological activities of soil-derived microorganisms. The occurrence of soil autochthonous bacteria was established as 0.8 o 106 cells o g-1. Tests carried out in microcosm models revealed that contaminant bioremediation was effective only in the presence of oxygen that proved to be a limiting factor for indigenous bacteria proliferation. Then, the additional soil inoculation with specialized, biochemically active microbial consortia enabled to significantly accelerate kinetics of organic compounds removal. In a field study, an active aeration system was constructed to provide growing microbial biomass with the oxygen. Next, the area became bioaugmented with the active community by applying biomass at initial density of l .5 o 105 cells per g of soil. The pollution level and cell population dynamics were monitored in soil samples collected at several distinct levels of the first geotechnical layer, ie from O to 120 cm. The content of high-boiling organic substances as well as the cell frequency were analyzed with standard procedures. The final biodegradation yields of 92.3 %, 68.1 %, 84.3 % and 93.9 % were obtained within 16 weeks for layers 0-30, 30-60, 60-90 and 90-120 cm, respectively. The observed diversity of the resultant effect was due to heterogeneous geochemical structure of the analyzed soil profile. The highest drop in contamination content correlated with a dramatic increase of soil microflora population up to 7.1 o l O7 cells o g-1. The method of biological treatment, elaborated and implemented in the study, led to a decrease of pollutant concentration to the limits acceptable for industrial group "C" areas within one bioremediation season.

PL

Prace rekultywacyjne środowiska gruntowo-wodnego prowadzono w okresie kwiecień - sierpień 2007 r, na terenie przebudowywanej stacji paliw w obrębie kompleksu zakładów produkcyjnych przemysłu chemicznego. Po usunięciu starych, skorodowanych i przeciekających zbiorników paliwa o pój. 50 m3 każdy dokonano geochemicznego rozpoznania stanu środowiska i wykazano znaczące skażenie gruntu migrującymi substancjami ropopochodnymi. Ponadnormatywne poziomy zanieczyszczeń węglowodorowych stwierdzono na obszarze ok. 150 m2, sięgające w głąb gruntu aż do poziomu lustra wody podziemnej na głębokości ok. 5,5 m. Średnia zawartość wysokowrzących związków organicznych (Tw > 105 °C) wynosiła 3 655 mg o kg-1. Dodatkowo, powstało zagrożenie dalszej migracji skażeń wraz z wodą gruntową do pobliskiej rzeki stanowiącej ujęcie wody pitnej. Celem pracy była optymalizacja proponowanej biotechnologii oczyszczania ziemi in situ, wykorzystującej aktywność biologiczną drobnoustrojów glebowych tak, aby umożliwić biodegradację skażeń w ciągu jednego sezonu. W ziemi stwierdzono występowanie autochtonicznej mikroflory glebowej o liczebności 0,8 o 106 komórek o g-1 gruntu. Testy prowadzone w układach modelowych (ang. microcosms) wykazały, że procesy bioremediacji zanieczyszczeń przebiegały wyłącznie w obecności tlenu, umożliwiającego proliferację bakterii autochtonicznych (40 % spadek poziomu skażeń w ciągu 16 tygodni). Dodatkowe zaszczepienie gruntu specjalistycznym konsorcjum aktywnych biochemicznie drobnoustrojów (biopreparatem) pozwoliło przyśpieszyć kinetykę rozkładu skażeń organicznych (wzrost wydajności do 59 %). W pracach polowych skonstruowano system aktywnego napowietrzania zapewniający dostępność tlenu dla rozwijających się autochtonów, po czym grunt suplementowano aktywnymi drobnoustrojami w ilości ok. 1,5 o l O5 komórek o g-1. W próbkach ziemi, pochodzących z poszczególnych poziomów pierwszej warstwy geotechnicznej do głębokości 120 cm prowadzono monitoring poziomu skażeń oraz dynamiki rozwoju populacji drobnoustrojów. Oznaczanie zawartości substancji ropopochodnych prowadzono według standardowej procedury oznaczania wysokowrzących substancji organicznych w glebie. Liczebność mikroorganizmów glebowych określano standardową, płytkową metodą Kocha. Dla warstw 0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm oraz 90-120 cm uzyskano końcową efektywność biodegradacji wynoszącą, w ciągu 16 tygodni, odpowiednio: 92,3 %, 68,1 %, 84,3 % oraz 93,9 %. Zróżnicowanie końcowego wyniku wiązało się z heterogeniczną strukturą geochemiczną analizowanego profilu glebowego. Najsilniejszy obserwowany spadek zanieczyszczeń korelował z gwałtownym rozwojem mikroflory glebowej (do 7,1 o l O7 komórek o g-1). Opracowana i zastosowana metoda biorekultywacji pozwoliła obniżyć koncentrację skażeń w sezonie 2007 do poziomu akceptowalnego dla obszarów przemysłowych grupy C.