Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Otrzymywanie i degradacja kompozytów na bazie polilaktydu i paździerzy konopnych modyfikowanych stearyną

Biniaś Dorota, Drabek Weronika

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2024

|

Vol. 7 (27)

63--73

EN

As a result of the work carried out, composites were obtained whose matrix was polylactide (PLA) and the filler was hemp shives with the addition of stearin. Using a heating press, composites with different shares of both PLA and hemp shives were obtained. The amount of stearin was always 15% in relation to the mass of hemp shives used. Samples were prepared from the obtained composites to test the biodegradation process, which were measured and weighed. The biodegradation process was carried out in the environment, placing the appropriately prepared batches of composites in compost derived from grass. Samples were taken at monthly intervals to analyze changes in mass and thickness and morphological assessment. The degradation process of the obtained composites was carried out for 3 months. The mass of the samples after the first month of biodegradation did not change significantly, however, with the biodegradation time, the masses of the tested composite samples decrease. The thickness of composite samples after the first month of biodegradation increased in relation to the initial value, which may be caused by the adsorption of water from the substrate. However, after three months of biodegradation, a decrease in thickness was observed for all samples in comparison to the initial value. Analysis of the surface morphology of the composite samples carried out using a stereoscopic microscope and a scanning electron microscope confirmed the biodegradation process for the obtained composites. Stearin, which is a mixture of fatty acids, used as a composite modifying additive turned out to be a nutrient for microorganisms present in the compost, which accelerated the decomposition of the samples. As a result of the conducted research, it can be stated that the obtained composite has properties that support ecological processing, which is in line with the assumptions of a circular economy.

2

Wpływ środków kontrastujących na środowisko naturalne

Hildebrandt Magdalena, Nowicki Tomasz K.

Wiadomości Chemiczne

|

2023

|

[Z] 77, 3-4

201--213

EN

Contrast media are used in imaging modalities such as x-rays, ultrasound, computed tomography and magnetic resonance. Contrast media enhance tissues to help make a diagnosis. This review coversinformation about types of contrast agents, their chemical compositions, routes of administration, imaging applications and biological effects. Scientific studies indicate the presence of contrast agents in wastewater. They are not fully removed in conventional treatment processes and therefore enter surface waters with treated wastewater. At the University Clinical Center in Gdansk, the most frequently used contrast agents are iodinated contrast media, secondly gadolinium contrast agents. Iodinated contrast media are pharmaceuticals which are metabolically stable during their passage through the body and are excreted into wastewater. All transformation products of the iodinated contrast medium iopromide were found in municipal effluents because of their formation during biological wastewater treatment. Four products formed at the end of the transformation pathway were also found in bank filtrate and in groundwater of a wastewater irrigation area. The contrast agents themselves do not carry a risk of toxicity, but it can be predicted from the chemical structure that the transformation products may be toxic and mutagenic. On the other hand, MRI contrast agents can cause histopathological changes. Gadolinium deposition in tissues has been proven. The toxicity of gadolinium is well known. Further research on the toxicity of gadolinium contrast agents is needed to be able to prevent unwanted consequences and produce safe contrast agents. Conventional methods currently used do not ensure high efficiency of removing pharmaceuticals from wastewater, which makes it necessary to introduce advanced methods of treatment. The article presents strategies for removal of the compounds in wastewater-treatment plants.

3

Mikroorganizmy jako czynnik zmniejszający zanieczyszczenie środowiska mikroplastikami

Janczak Katarzyna, Mazuryk Alicja, Lisewska Daria, Puszczykowska Natalia, Fiedurek Kacper

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 10

1081--1086

PL

Zanieczyszczenie tworzywami, w tym mikroplastikami, stanowi problem wielu środowisk. W celu opracowania bioproduktu wytypowano mikroorganizmy przyspieszające biodegradację polilaktydu (PLA). Spośród 48 wybrano 6 szczepów bakterii, których aktywność metaboliczna istotnie wzrastała w obecności PLA, powodując zmiany degradacyjne folii. Dodatkowo nie wykazywały one fitotoksyczności wobec rzepaku.

EN

Of the 48 types of bacteria tested for their ability to grow on polylactide (PLA) film, 6 were selected whose metabolic activity significantly increased in the presence of PLA. After 28 days of incubation at 29°C, the growth was assessed according to the degree of surface coverage of the film sample, then the changes in the surface structure were analyzed and the BOD was detd. The mass loss of the PLA sample, carbonyl index and O/C ratio were detd. The anal. of PLA degradation changes indicated the greatest potential of bacterial strains isolated from polymer plastic waste from landfills. Additionally, they did not show phytotoxicity to rapeseed.

4

Folia z poli(alkoholu winylowego) jako alternatywa tworzyw sztucznych wykonanych z PET i HDPE w procesie ekoprojektowania zrównoważonych produktów detergentowych

Nowak Bibianna, Sikora Elżbieta

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 10

1059--1063

PL

Wzrost świadomości i oczekiwań ze strony konsumentów produktów czyszczących i piorących oraz podejmowanie wielu inicjatyw w zakresie zmian ustawodawstwa przez organy UE przyczyniają się do zmian nie tylko w recepturowaniu produktów, ale i sposobie ich aplikacji. Dynamiczny rozwój środków do prania w formie ściśle określonych porcji w otoczce z folii wykonanej z poli(alkoholu winylowego) (PVA) dał możliwość racjonalnego użycia produktu, ograniczając przedozowanie detergentu. Koncepcja skoncentrowania mieszaniny piorącej i jej zamknięcia w otoczce wykonanej z folii z PVA znacznie ogranicza zużycie wody w procesach produkcyjnych (zgodnie z trendem water less) oraz zmniejsza ilość wprowadzanych na rynek tworzyw sztucznych. Folia z PVA dająca możliwość przechowywania, ochrony, przewozu i dostarczania produktu stanowi interesującą alternatywę dla tworzyw sztucznych wykonanych m.in. z PET (poli(tereftalen etylenu)) i HDPE (polietylen o wysokiej gęstości). Artykuł stanowi przegląd literaturowy dotyczący składu, właściwości i procesu wytwarzania folii z PVA.Omówiono zależności pomiędzy składem chemicznym folii a jej właściwościami fizycznymi i rozpuszczalnością w wodzie. Szczególną uwagę zwrócono na biodegradowalność folii. Z przeprowadzonego przeglądu literaturowego wynika, że właściwości folii z PVA stwarzają możliwościrozszerzenia jej zastosowania w procesie ekoprojektowania zrównoważonych produktów detergentowych do czyszczenia i pielęgnacji powierzchni twardych.

EN

A review, with 29 refs., of the compn., properties and prodn. process of poly(vinyl alcohol) (PVA) film. The relationship between the chem. compn. of the film and its water soly. were discussed. Particular attention was paid to the biodegradability of the PVA film. Both the mechanical properties and the biodegradability of the PVA film create opportunities to extend its use in the eco-design process of sustainable detergent products for cleaning of hard surfaces.

5

Zastosowanie Lotus corniculatus w badaniach biodegradacji TPH i WWA wspomaganej fitoremediacją

Wojtowicz Katarzyna, Steliga Teresa

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 7

443--454

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z etapową bioremediacją gleby zanieczyszczonej substancjami ropopochodnymi. Badania procesu bioremediacji gleby G6 wykonywano w dwóch etapach. W etapie I przeprowadzono biodegradację zanieczyszczeń ropopochodnych na drodze inokulacji biopreparatem B1, opracowanym na bazie niepatogennych mikroorganizmów autochtonicznych. Badania prowadzono metodą pryzmowania ex situ przez okres 3 miesięcy w ściśle kontrolowanych warunkach temperaturowych. W II etapie badań wstępnie oczyszczoną glebę poddano procesowi biodegradacji (inokulacja biopreparatem B2) wspomaganej fitoremediacją w warunkach ex situ (metoda wazonowa) przez okres 6 miesięcy. W badaniach fitoremediacji wykorzystano komonicę zwyczajną (Lotus corniculatus), należącą do grupy naftofitów. Eksperymenty prowadzono w trzech układach: układ 1 – gleba G6-3 + komonica zwyczajna, układ 2 – gleba G6-3 + biopreparat B2 + komonica zwyczajna, układ 3 – gleba G6-3 + biopreparat B2 z dodatkiem γ-PGA (kwas γ-poliglutaminowy) + komonica zwyczajna. Oceny efektywności I i II etapu bioremediacji dokonano na podstawie przeprowadzonych analiz chromatograficznych i testów toksykologicznych. Zrealizowane badania wykazały, że efektywność I etapu bioremediacji gleby G6 wynosiła 41,67% dla TPH (całkowita zawartość węglowodorów) i 34,73% dla WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne). Największą efektywność II etapu bioremediacji odnotowano w układzie 3, natomiast najniższą – w układzie 1. W wyniku II etapu bioremediacji wspomaganego fitoremediacją za pomocą komonicy zwyczajnej po 6 miesiącach badań osiągnięto spadek stężenia TPH w badanych układach o: 13,32% (układ 1), 39,65% (układ 2) oraz 51,79% (układ 3), natomiast efektywność II etapu biodegradacji WWA wynosiła 8,00% w glebie G6-3(1), 37,10% w glebie G6-3(2) oraz 51,34% w glebie G6-3(3). Wykonane testy toksykologiczne z zastosowaniem Phytotoxkit™, Ostracodtoxkit F™ oraz Microtox®SPT wykazały spadek właściwości toksycznych gleby po przeprowadzeniu procesu oczyszczania. Uzyskane wyniki analiz chromatograficznych i toksykologicznych wykazały, że wykorzystanie fitoremediacji w II etapie remediacji pozwala na zwiększenie efektywności procesu biodegradacji TPH i WWA.

EN

: The article presents issues related to the staged bioremediation of soil contaminated with petroleum substances. The study of the G6 soil bioremediation process was conducted in two stages. In stage I, the biodegradation of petroleum-derived pollutants was carried out by inoculation with biopreparation B1, developed on the basis of non-pathogenic autochthonous microorganisms. The tests were performed using the ex-situ piling method, for a period of 3 months, under strictly controlled temperature conditions. In the second stage of the research, the pre-cleaned soil was subjected to biodegradation (inoculation with biopreparation B2), assisted by phytoremediation, in ex-situ conditions (pot method), for a period of 6 months. In phytoremediation studies, bird's-foot trefoil (Lotus corniculatus) belonging to the group of naphthophytes was used. The experiments were carried out in three systems: system 1 – soil G6-3 + trefoil, system 2 – soil G6-3 + biopreparation B2 + trefoil, system 3 – soil G6-3 + biopreparation B2 with the addition of γ-PGA (γ-polyglutamic acid) + trefoil. The effectiveness of the first and second stages of bioremediation was assessed on the basis of chromatographic analyses and toxicological tests. The conducted research showed that the efficiency of the first stage of G6 soil bioremediation was 41.67% for TPH (total petroleum hydrocarbons) and 34.73% for PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons). The highest efficiency of the 2nd stage of bioremediation was noted in system 3, and the lowest in system 1. As a result of the 2nd stage of bioremediation, supported by phytoremediation with bird's-foot trefoil, after 6 months of research, the concentration of TPH in the tested systems decreased by: 13.32% (system 1), 39.65% (arrangement 2) and 51.79% (arrangement 3), while the efficiency of the second stage of PAH biodegradation was 8.00% in soil G6-3(1), 37.10% in soil G6-3(2) and 51.34% in G6-3(3) soil. The conducted toxicological tests applying PhytotoxkitTM Ostracodtoxkit FTM and Microtox®SPT showed a decrease in the toxic properties of soil after the cleaning process. The obtained results of chromatographic and toxicological analyses showed that the use of phytoremediation in the second stage of remediation allows us to increase the efficiency of the biodegradation of TPH and PAHs.

6

Laboratoryjne badania skuteczności szczepionki bakterii Bacillus Subtilis B172 w degradacji natywnego pierza odpadowego

Sobolczyk-Bednarek Justyna, Choińska-Pulit Anna, Łaba Wojciech

Górnictwo Odkrywkowe

|

2023

|

R. 64, nr 1

28--35

PL

Kumulacja pierza drobiowego jako surowca odpadowego w środowisku naturalnym stanowi problem ekologiczny i sanitarny z uwagi na wysoką odporność na degradację oraz na możliwość występowania patogennych mikroorganizmów. Prezentowane badania przybliżają możliwość wykorzystania szczepionki bakterii z rodzaju Bacillus do degradacji keratyny piór natywnych. Pióra szczepione bakteriami B. subtilis B172 w wyższym stopniu podlegały biodegradacji zarówno w hodowli wgłębnej jak również w solid state, w stosunku do odpowiednika nieinokulowanego. Przejawiało się to w ubytku masy o 30% wyższym w hodowli inokulowanej, wizualnym obrazie oraz w parametrach biochemicznych keratynolizy, np. ilość białka rozpuszczalnego wyższa o 71% w stosunku do hodowli nieinokulowanej. Ponadto wykazano zdolność bakterii do tworzenia biofilmów na substracie keratynowym, co jest dodatkowym czynnikiem mogącym intensyfikować proces keratynolizy. Przeprowadzone badania wskazują alternatywną i ekologiczną metodę degradacji pierza kurzego z zastosowaniem szczepionki keratynolitycznych bakterii B. subtilis B172.

EN

Accumulation of chicken feathers waste in natural environment presents an ecological and sanitary issue due to the high resilience of keratin against degradation and possible occurrence of pathogenic microorganisms. The presented research highlight the possible application bacterial inoculum from the genus Bacillus for biodegradation of native feather keratin. Feathers inoculated with B. subtilis B172 underwent advanced decomposition in liquid cultures, as well as in soild-state conditions, as compared with an uninoculated control. It was manifested by the substrate loss increased by 30%, visual changes in the substrate and biochemical indicators of keratinolysis, e.g. concentration of soluble proteins increased by 71%, in comparison to a control. In addition, capability of the tested bacteria to formation of a biofilm structure on the keratinic substrate was demonstrated, as an additional factor to intensify the process of keratinolysis. The conducted research allowed to propose an alternative and environment-friendly method for waste feathers degradation with an application of B. subtilis B172 keratinolytic bacteria.

7

Physical properties of biodegradable polymers exposed to artificial plasma flow

Zegartowska Alicja, Stojko Mateusz, Joszko Kamil, Goldsztajn Karolina, Orłowska Ada, Szewczenko Janusz

Engineering of Biomaterials

|

2023

|

vol. 26, no. 170

9--13

EN

Despite significant advances in diagnosis and treatment, cardiovascular disease remains a major cause of premature death. Approximately 80% of cardiovascular incidents can be prevented by optimizing risk factor control and lifestyle modification, including dietary change. Treatment of cardiovascular disease, like treatment of other diseases, can be divided into conservative and curative. Conservative treatment is based on pharmacotherapy, while surgical treatment is mainly based on the use of PCI (percutaneous coronary intervention) procedures, i.e., increasing blood flow through narrowed arteries. This effect can be achieved with stents. The main limitation of metal stents is their permanent presence within the body, which can lead to complications such as thrombosis. A more advanced solution is the use of polymer or drug-coated stents, both of which are made of biodegradable materials. These stents are designed to release medications to support treatment and maintain their shape within the blood vessel before being naturally absorbed and eliminated by the body. In this study, the surface of stents made of polylactide was modified by applying a layer of PLGA using an ultrasound method. The study was carried out for uncoated and coated stents in both the initial state and after exposure to artificial plasma flow. The scope of the work included microscopic observations, weight measurements of the specimen, and examination of radial forces. The analysis of the results showed no clear effect of exposure on stent weight, but a clear effect of long- -term exposure on radial forces was observed.

8

Effect of Mn(II) on tetracycline degradation by a selected strain Burkholderia sp.

Jiao Chaoxing, Xiong Hongbin, Zhou Benjun

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2023

|

Vol. 30, nr 3

417--427

EN

Removal of residual tetracycline (TC) in the environment is an important issue for pollution control. In this study, a TC-degrading strain named JX_1 was isolated from the soil around an industrial park, the strain was identified as Burkholderia sp. by 16s rDNA sequencing analysis. The effects of various factors on TC degradation by the strain were studied, results indicated that the inoculation amounts and liquid volume had little effect on TC degradation rate. However, the degradation rate of TC by strain increased with the increase of pH, and the residual concentration increased gradually with the initial TC concentration increased. The degradation rate of 125 mg/L TC by strain JX_1 was 75.76 % under the conditions of temperature 37 °C, 2 mL inoculation amount and 200 mL liquid volume. Under the same conditions, the degradation rate of TC was increased to 91.39 % with the addition of 0.75 g/L MnSO4, indicating that Mn(II) could improve the degradation rate of TC by strain JX_1 to a certain extent.

9

The new report of domestic wastewater treatment and bioelectricity generation using Dieffenbachia seguine constructed wetland coupling microbial fuel cell (CW-MFC)

Chaijak Pimprapa, Sola Phachirarat

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 1

57--62

EN

The constructed wetland integrated with microbial fuel cell (CW-MFC) has gained attention in wastewater treatment and electricity generation owing to its electricity generation and xenobiotic removal efficiencies. This study aims to use the CW-MFC with different macrophytes for domestic wastewater treatment and simultaneously electricity generation without chemical addition. The various macrophytes such as Crinum asiaticum, Canna indica, Hanguana malayana, Philodendron erubescens, and Dieffenbachia seguine were used as a cathodic biocatalyst. The electrochemical properties such as half-cell potential and power density were determined. For wastewater treatment, the chemical oxygen demand (COD) and other chemical compositions were measured. The results of electrochemical properties showed that the maximal half-cell potential was achieved from the macrophyte D. seguine. While the maximal power output of 5.42±0.17 mW/m2 (7.75±0.24 mW/m3) was gained from the CW-MFC with D. seguine cathode. Moreover, this CW-MFC was able to remove COD, ammonia, nitrate, nitrite, and phosphate of 94.00±0.05%, 64.31±0.20%, 50.02±0.10%, 48.00±0.30%, and 42.05±0.10% respectively. This study gained new knowledge about using CW-MFC planted with the macrophyte D. seguine for domestic wastewater treatment and generation of electrical power as a by-product without xenobiotic discharge

10

Long-term influence of soil environment conditions on the structure and selected properties of PLA packaging

Malinowski Rafał, Musioł Marta, Moraczewski Krzysztof, Krasinskyi Volodymyr, Szymańska Lauren, Bajer Krzysztof

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 3

107--114

EN

Studies on packaging made of polylactide (PLA) subjected to long-term influence of soil environment conditions have been presented in this paper. The scientific objective of this study was to determine changes in selected properties of the PLA packaging after long-term incubation in soil. These changes were investigated by scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, and gel permeation chromatography. The structure, thermal properties, and disintegration degree of the packaging after their three-year incubation in soil have been discussed. It was found that the PLA packaging did not disintegrate significantly in the soil environment, and slight changes in their structure and lack of significant changes in thermal properties indicate that the efficiency of their degradation in soil conditions after three years is very low. This was mainly due to inadequate temperatures in the soil. It was also found (based on the results of scanning electron microscopy and gel permeation chromatography) that initiation of the biodegradation process took place and that this process is much faster than in the case of conventional non-biodegradable polymers. The results are confirmation that materials obtained of various biodegradable polymers (not only PLA) should be biodegradable only under strictly defined conditions, allocated to a specific type of polymer, i.e. those in which they are easily and quickly biodegradable.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań opakowań otrzymanych z polilaktydu (PLA), które poddane zostały długotrwałemu oddziaływaniu warunków środowiska glebowego. Celem naukowym badań było określenie zmian wybranych właściwości opakowań z PLA po długotrwałej inkubacji w glebie. Zmiany te badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej, różnicowej kalorymetrii skaningowej, analizy termograwimetrycznej, a także chromatografii żelowej. Dokonano analizy struktury, właściwości cieplnych oraz stopnia dezintegracji opakowań po trzyletniej inkubacji w glebie. Stwierdzono, że opakowania wytworzone z PLA nie ulegały znacznemu rozpadowi w środowisku glebowym, a niewielkie zmiany obserwowane w ich strukturze i brak istotnych zmian właściwości cieplnych wskazują, że efektywność ich degradacji w warunkach glebowych po trzech latach jest bardzo niska. Było to spowodowane głównie niedostateczną temperaturą w glebie. Stwierdzono również (na podstawie wyników skaningowej mikroskopii elektronowej i chromatografii żelowej), że miała miejsce inicjacja procesu biodegradacji, a także, że proces ten jest znacznie szybszy niż w przypadku klasycznych polimerów niebiodegradowalnych. Otrzymane rezultaty badań wskazują na to, że materiały wytwarzane różnych rodzajów polimerów biodegradowalnych (nie tylko PLA) powinny być poddawane procesowi biodegradacji wyłącznie w ściśle określonych warunkach, dedykowanych dla danego rodzaju polimeru, tzn. takich w których łatwo i szybko ulegną one rozkładowi biologicznemu.

11

Decomposition dynamics of cooking-oil-soaked waste paper in media with low inorganic nitrogen content

Ciesielczuk Tomasz, Rosik-Dulewska Czesława

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 1

85--93

EN

Papier i tekturę należy poddać recyklingowi, ale odpady papierowe zanieczyszczone np. olejem spożywczym czy plastikiem, są znacznie bardziej problematyczne. W szczególności papier zanieczyszczony olejem spożywczym lub masłem (np. pudełka po pizzy) jest trudnym odpadem. Również papier do pieczenia nie może być kierowany jako odpad celulozowy. Rozwiązaniem może być kompostowanie, ale w wielu miejskich systemach zbiórki odpadów stałych, odpady te są zbierane ze strumieniem odpadów zmieszanych, co ostatecznie prowadzi do składowania lub spalania tego materiału. Papier pergaminowy i karton do pizzy zawierają dużo celulozy, a na składowiskach są źródłem CO2 i CH4. Celem pracy było badanie niskiego poziomu łatwo dostępnego azotu i temperatury niższej niż w czasie typowego procesu kompostowania na proces degradacji dwóch typów papieru silnie zanieczyszczonego olejem spożywczym. Jako materiał testowy wykorzystano tekturę zwykle używaną do celów opakowaniowych. W eksperymentach zasadniczych wykorzystywano dwa rodzaje papieru zwykle używanego w kuchni: karton (zużyte pudełko po pizzy) i papier pergaminowy silnie zabrudzony olejem spożywczym. Przetestowano dwa rodzaje mediów stałych o niskiej zawartości azotu nieorganicznego: dojrzały kompost z odpadów komunalnych (MSWC) oraz ziemię liściową. Spadek masy obu rodzajów próbek papieru był skorelowany z czasem procesu i ubytkiem azotu amonowego i azotanowego. Obie badane próbki suche oraz z dodatkiem oleju spożywczego uległy częściowemu lub całkowitemu rozkładowi po 6 tygodniach przetwarzania w warunkach tlenowych bez dodatkowej dawki azotu nieorganicznego. Możliwe jest deponowanie papieru zanieczyszczonego olejem roślinnym wraz z odpadami biodegradowalnymi, aby uniknąć zwiększenia masy strumienia odpadów zmieszanych

12

Zawartość określonych pierwiastkow papierowych opakowaniach przydatnych do odzysku przez kompostowanie i biodegradację

Ciepliński Maciej, Podawczyk Izabela

Przegląd Papierniczy

|

2022

|

R. 78, nr 3

164--169

PL

Omówiono zastosowanie metody absorpcyjnej spektrometrii atomowej do oznaczania zawartości Zn, Cu, Ni, Cd, Pb, Hg, Cr, Mo, Se i As w papierowych i tekturowych opakowaniach i materiałach opakowaniowych przydatnych do odzysku przez biodegradację i kompostowanie, zgodnie z PN-EN 13432. Przedstawiono wyniki oznaczania tych pierwiastków w 280 próbkach papieru i tektury. Tylko w pojedynczych próbkach stwierdzono przekroczenie dopuszczalnych zawartości Pb, Cu i Zn, a ponad 90% próbek spełniło wymagania PN-EN 13432 pod względem zawartości szkodliwych pierwiastków.

EN

The application of atomic absorption spectrometry method for determination of Zn, Cu, Ni, Cd, Pb, Hg, Cr, Mo, Se and As content in paper and cardboard packaging and packaging materials suitable for recovery by biodegradation and composting according to PN-EN 13432 has been discussed. The results of the determination of these elements in 280 paper and board samples are presented. Single samples were found to exceed the permissible contents of Pb, Cu and Zn. More than 90% of the samples met the requirements of EN 13432 in terms of the content of harmful elements.

13

Mikrobiologiczna degradacja tworzyw sztucznych

Szczyrba Elżbieta, Gąszczak Agnieszka, Szczotka Anna, Pokynbroda Tetiana

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2022

|

nr 26

49--71

PL

W pracy poruszono zagadnienia związane z biodegradacją tworzyw sztucznych, których usuwanie ze środowiska naturalnego stało się ogromnym wyzwaniem. Opisano proces degradacji polimerów przez mikroorganizmy oraz przedstawiono podstawowe techniki badań pozwalające na zbadanie stopnia rozkładu tworzyw sztucznych.

EN

Plastics are long chain synthetic polymers produced based on fossil fuels such as oil and natural gas. Due to their properties, like lightness, durability, strength, flexibility, and low production costs, they have become indispensable in everyday life. Every year, the amount of polymers produced increases, in 2020 only in Europe 49.1 million tonnes of polymers were produced. With the increasing production of plastics and their widespread use, a global problem with the accumulation of waste in the natural environment has arisen. In Europe, synthetic waste is mostly incinerated (42.6%) and recycled (34.6%). In the natural environment, plastics can be degraded both by abiotic processes and by biodegradation (Fig.5.). The susceptibility to degradation of polymers depends on their physicochemical properties, the length of the polymer chain, and their composition. Long-chain polymers containing only carbon, such as polyethylene and polypropylene, are more resistant to degradation, while in the case of polyurethane and polyethylene terephthalate, the presence of heteroatoms in the chain, e.g. oxygen, causes greater susceptibility to biodegradation. The appearance of polymer waste in the natural environment caused many microorganisms to develop the ability to use plastics as a source of carbon and energy. The evolution of the metabolic systems of cells, which allows obtaining nutrients from polymers, somehow adapts microbes to live in the era of synthetic materials. Microorganisms equipped with the ability to degrade plastic have been characterized in many scientific studies (Tab. 2). The biodegradation of plastics is a complex process that depends on several factors: substrate availability, surface characteristics, morphology, and molecular weight. The first stage of biodegradation is the deposition of microorganisms on the surface of the polymer, which is largely influenced by the hydrophobicity / hydrophilicity of the material. Microorganisms then produce specific extracellular enzymes that break down the main polymer chain into smaller fragments – dimers and monomers. Then the polymer molecules are transported inside the cell and the final products of polymer decomposition are water, CO2, and biomass. Plastics are characterized by high durability and resistance to biodegradation, therefore pre-aging or pre-treatment of synthetic materials is often necessary. The purpose of these treatments is to modify the surface, which increases susceptibility to the action of enzymes secreted by microorganisms. The most commonly used pre-treatment techniques are UV, gamma, high temperature, and nitric acid treatment. These techniques either reduce hydrophobicity or introduce more biodegradable groups on the surface of the polymer. Describing the process of biodegradation of plastics is a technical challenge because it is a long-term process and difficult to study. The most commonly used methods of assessing the biodegradation of a polymer are the examination of the amount of mass lost by polymers, the examination of hydrophobicity and surface changes by imaging techniques such as SEM, and the chemical composition of polymers using Fourier transform infrared spectroscopy.

14

Biodegradation of polyethylene using soil bacteria and rhamnolipids

Pokynbroda Tetiana, Koretska Nataliia, Gąszczak Agnieszka, Szczyrba Elżbieta

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2022

|

nr 26

73--91

EN

Seven strains of bacteria were isolated from the landfill. The isolates were co-cultivated with LDPE and rhamnolipids. Changes in the structure of LDPE films after 28 days of exposure to bacteria were confirmed by FTIR spectroscopy. The toxicity of plastic biodegradation products in a liquid nutrient medium was investigated and their safety for plants was shown. However, these biodegradation products have acute lethal toxicity for the crustacean Daphnia magna.

PL

Polietylen to tworzywo termoplastyczne o niezwykle szerokim zakresie zastosowań, m.in. w produkcji opakowań jednorazowego użytku. Jest uważany za jeden z najczęściej produkowanych polimerów syntetycznych na świecie. Poszukiwania skutecznych drobnoustrojów-destruktorów tworzyw sztucznych prowadzone są od wielu lat w różnych środowiskach, takich jak gleba z namorzynów, wysypiska śmieci, woda morska, larwy i in. Wyizolowano kilka rodzajów grzybów i bakterii rozkładających różne tworzywa sztuczne, ale stopień degradacji wciąż jest niezadowalający. Biodegradacja plastików jest bardzo powolna ze względu na ich hydrofobowość, która utrudnia mikroorganizmom przyczepienie się do ich powierzchni. Pierwszym zadaniem była izolacja bakterii – potencjalnych destruktorów plastiku. Z gleby skażonej odpadami (wysypisko śmieci) sporządzono ekstrakt, który wraz z folią polietylenową (jako jedynym źródłem węgla) wprowadzono do roztworu soli mineralnych. Po trzech tygodniach inkubacji rozpoczęto testy skriningowe bakterii. Ostatecznie wyizolowano siedem różnych szczepów bakterii i oznaczono ich cechy morfologiczne. Ustalono, że wśród izolatów bakteryjnych pięć jest gram-ujemnych, a dwa gram-dodatnie. Cztery z nich wytwarzają katalazę, pięć hydrolizuje żelatynę i kazeinę, dwa hydrolizują skrobię, a dwa produkują lecytynazę (Tabela 1). Badając fitopatogenność bakterii ustalono, że jeden rodzaj drobnoustrojów jest zdolny do wywoływania chorób roślin (ziemniaka). Przeprowadzono eksperymenty dotyczące degradacji folii polietylenowych przez wyizolowane szczepy bakteryjne. Dla przyspieszenia degradacji plastiku, bakterie były hodowane także w obecności biosurfaktantów (ramnolipidy, 0,1 g/l). Eksperyment trwał 28 dni. W hodowlach bez biosurfaktantów zaobserwowano tylko niewielkie wahania zmętnienia czyli nie uzyskano przyrostu biomasy. Natomiast w hodowlach zawierających ramnolipidy, między czwartym a szóstym dniem zaobserwowano gwałtowny wzrost zmętnienia podłoża. Wskazuje to na adaptację metabolizmu bakterii do biosurfaktantów i wykorzystanie ramnolipidów jako źródła węgla. Po dwudziestym dniu wzrostu obserwujemy gwałtowny spadek zmętnienia podłoża, będący skutkiem tworzenia się grudek biomasy. Analizując widma uzyskane metodą ATR-FTIR, zauważono zmniejszenie wysokości pików dla liczb falowych 2850 i 2920 (odpowiadających wiązaniom C-H) oraz pojawienie się niewielkiego zaburzenia dla liczby 2350. Pokrywające się widma folii LDPE degradowanych przez bakterie w obecności lub przy braku biosurfaktantu, sugerują brak wpływu ramnolipidu na biodegradację tego tworzywa. Po raz pierwszy zbadano i porównano toksyczność i fitotoksyczność produktów biodegradacji polietylenu i bioplastiku, obecnych w płynie pohodowlanym. Wykazano bezpieczeństwo produktów biodegradacji polietylenu i biotworzyw dla wybranych roślin jedno- i dwuliściennych (pszenica zwyczajna (Triticum aestivum L. i rzeżucha siewna Lepidium sativum). Stopień ich toksyczności nie przekraczał 10%. Jednak dla środowiska wodnego produkty biodegradacji polietylenu są niebezpieczne i wykazują toksyczność ostrą dla skorupiaków Daphnia magna (stopień toksyczności 51% dla polietylenu i 55% dla polietylenu z ramnolipidami w porównaniu z 7% dla biotworzyw). Takie rezultaty wskazują na szkodliwość dla środowiska wodnego nie tylko tworzyw sztucznych, ale także produktów ich biodegradacji. Wykazano, że w przeciwieństwie do polietylenu produkty biodegradacji biotworzyw (worki na odpady organiczne, produkowane ze skrobi, 7P0595) są bezpieczne zarówno dla roślin, jak i dla skorupiaków Daphnia magna. Spadek kąta zwilżania po 28 dniach hodowli obserwowany był we wszystkich układach, co oznacza, że folie polietylenu stały się bardziej hydrofilowe i podatne na biodegradację. Odnotowano także nieznaczny spadek masy folii. W celu weryfikacji skuteczności wyizolowanych bakterii, eksperymenty należy powtórzyć zdecydowanie wydłużając czas prowadzenia hodowli.

15

Badania laboratoryjne wpływu dodatku γ-PGA na efektywność biodegradacji węglowodorów ropopochodnych

Wojtowicz Katarzyna, Steliga Teresa, Skalski Tomasz

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

668--678

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z biodegradacją węglowodorów ropopochodnych (TPH – suma węglowodorów ropopochodnych, BTEX – węglowodory monoaromatyczne, WWA – wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne) w glebie na drodze inokulacji biopreparatem opracowanym na bazie autochtonicznych szczepów bakteryjnych oraz mieszaninami biopreparatu z roztworem γ-PGA. Badania biodegradacji prowadzono w warunkach laboratoryjnych z wykorzystaniem zestawu Oxi-Top. Materiał badawczy stanowiła gleba pobrana z terenu dołu urobkowego charakteryzująca się wysokim stężeniem węglowodorów ropopochodnych. W badaniach biodegradacji zastosowano cztery sposoby inokulacji: wariant A (biopreparat), wariant B (biopreparat i roztwór γ-PGA w stosunku objętościowym 2 : 1), wariant C (biopreparat i roztwór γ-PGA w stosunku objętościowym 1 : 1) oraz wariant D (biopreparat i roztwór γ-PGA w stosunku objętościowym 1 : 2). Efektywność biodegradacji oceniono na podstawie przeprowadzonych badań respirometrycznych oraz analiz chromatograficznych. Wartości aktywności mikrobiologicznej w próbkach gleby inokulowanych biopreparatem oraz roztworem γ-PGA po 60 dniach testu wynosiły 2040 mg O2/dm3 (wariant B), 3769 mg O2/dm3 (wariant C) i 5127 mg O2/dm3 (wariant D), natomiast w próbce inokulowanej samym biopreparatem (wariant A) oznaczono 1582 mg O2/dm3 . Wykonane analizy chromatograficzne wykazały, że stopień biodegradacji TPH po zakończeniu testu wynosił 36,78%, podczas gdy dodanie γ-PGA do biopreparatu spowodowało obniżenie zawartości TPH o 39,73% (wariant B), 42,37% (wariant C) oraz 44,34% (wariant D). Stopień biodegradacji BTEX w glebach inokulowanych biopreparatem z dodatkiem γ-PGA wynosił od 47,11% do 51,00%, natomiast bez dodatku γ-PGA 44,53%. Z kolei inokulacja gleby biopreparatem z dodatkiem γ-PGA spowodowała obniżenie zawartości WWA w badanej glebie o 32,18% (wariant B), 37,40% (wariant C), 39,62% (wariant D), a samym biopreparatem – o 29,40% (wariant A). Przeprowadzone badania laboratoryjne wykazały, że γ-PGA wpływa korzystnie na efektywność procesu biodegradacji substancji ropopochodnych takich jak węglowodory alifatyczne, węglowodory monoaromatyczne oraz wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne.

EN

The article presents issues related to the biodegradation of petroleum hydrocarbons (TPH – total petroleum hydrocarbons, BTEX – monoaromatic hydrocarbons, PAH – polycyclic aromatic hydrocarbon) in soil by inoculation with a biopreparation based on autochthonous bacterial strains and mixtures of biopreparation with γ-PGA solution. The biodegradation tests were carried out in laboratory conditions with the use of the Oxi-Top kit. The test material was soil collected from the mining pit, characterized by high concentrations of petroleum hydrocarbons. In the biodegradation tests, four inoculation variants were applied: variant A (biopreparation), variant B (biopreparation and γ-PGA solution in a 2 : 1 volume ratio), variant C (biopreparation and γ-PGA solution in a 1 : 1 volume ratio) and variant D (biopreparation and γ-PGA solution in a 1 : 2 volume ratio). The biodegradation efficiency was assessed on the basis of respirometric tests and chromatographic analyzes. The values of microbial activity in soil samples inoculated with the biopreparation and the γ-PGA solution after 60 days of the test were 2,040 mg O2/dm3 (variant B), 3,769 mg O2/dm3 (variant C) and 5,127 mg O2/dm3 (variant D), while in the sample inoculated with the biopreparation alone 1,582 mg O2/dm3 variant A. The chromatographic analyzes carried out showed that the degree of TPH biodegradation after the end of the test was 36.78%, while the addition of γ-PGA to the biopreparation reduced the TPH content by 39.73% (variant B), 42.37% (variant C) and 44.34% (variant D). The degree of BTEX biodegradation in soils inoculated with the biopreparation with the addition of γ-PGA ranged from 47.11 to 51.00%, while in the variant without the addition of γ-PGA it was 44.53%. In turn, soil inoculation with the biopreparation with the addition of γ-PGA reduced the PAH content in the tested soil by 32.18% (variant B), 37.40% (variant C), 39.62% (variant D), and the biopreparation itself by 29.40% (variant A). Laboratory tests have shown that γ-PGA positively affects the efficiency of biodegradation process of petroleum substances such as aliphatic hydrocarbons, monoaromatic hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons.

16

Oczekiwane zmiany przepisów dotyczących jakości ocieplenia ETICS

Wójcik Robert

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 1

24--26

PL

Pogarszanie izolacyjności cieplnej na skutek zawilgacania i biodegradacji w przypadku fasad ocieplanych ETICS następuje niejednokrotnie już w pierwszych latach eksploatacji. Przekłada się to na zmniejszenie efektywności energetycznej polskiego budownictwa, w którym ETICS jest dominujący. Prowadzone przeze mnie od prawie trzech dekad badania wskazują, że w wielu przypadkach już w momencie przekazywania budynków do użytkowania nie są spełnione wymagania dotyczące ciepłochronności. W artykule przedstawiono powody występowania wad skutkujących postępującym w czasie zwiększaniem zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania. Wzorem wielu europejskich krajów wymagania stawiane elewacjom w zakresie trwałości powinny być doprecyzowane i rozszerzone o odporność na biodegradację. Z inspiracji członków Grupy Roboczej ds. krajowych inteligentnych specjalizacji (KIS 5 Inteligentne i energooszczędne budownictwo) przedstawiono propozycję oczekiwanych zmian prawnych, które mogłyby przynieść wymierne korzyści w poprawie efektywności energetycznej budynków.

EN

The deterioration of thermal insulation due to moisture and biodegradation in the case of ETICS insulated facades often occurs in the first years of operation. This transfers into a reduction in the energy efficiency of the Polish constructions, in which ETICS is dominant. The research carried out by the author for almost three decades shows that in many cases the requirements for thermal insulation are not met already at the moment of handing over the buildings to use. The article presents the reasons for the occurrence of defects resulting in the increasing heat demand for heating over time. Following the example of many European countries, the requirements for façades in terms of durability should be specified and extended to include resistance to biodegradation. Inspired by the members of the Working Group for national smart specializations (KIS 5 Smart and energy-efficient construction), the article presents a proposal for the expected legal changes that could bring tangible benefits in improving the energy efficiency of buildings.

17

Analiza zazielenienia powierzchni skarp przy użyciu innowacyjnych biowłóknin jako jeden z aspektów zabezpieczenia przeciwerozyjnego

Grzybowska-Pietras Joanna, Juzwa Anna, Byrdy Natalia

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 12

115--118

PL

W artykule przedstawiono badania zabezpieczeń przeciwerozyjnych skarp za pomocą: biowłókniny z recyklingu tekstyliów; geowłókniny jutowej i geowłókniny wełnianej. Wraz z upływem czasu eksploatacji stwierdzono postępujący spadek masy powierzchniowej oraz obniżenie parametrów wytrzymałościowych geotekstyliów. Rodzaj zastosowanych geotekstyliów wpłynął na rozwój roślinności skarpowej. Trawa najlepiej rosła na podłożu zabezpieczonym geowłókniną wełnianą, która najszybciej ulega biodegradacji.

EN

The paper presents research on slope anti-erosion protection with application of geotextiles as follow: geo nonwovens, obtained from textile’s waste fibers, jute and sheep wool. The progressive decreases of the surface weight and strength parameters were found with the passing time. The type of applied geotextiles influenced to the slope vegetation growth. The grass grew the best on the slope protected by wool geo nonwoven that characterizes by the highest biodegrability.

18

Mikroorganizmy prowadzące biodegradację wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w osadach czynnych i dennych

Paprocki Jakub

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 5

16--23

PL

W artykule omówiono metody wykorzystywane w biodegradacji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych występujących w osadach czynnych i dennych. Przeanalizowano ich skuteczność i wpływ na oczyszczanie środowiska z zanieczyszczeń WWA.

EN

The article discusses the methods used in the biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons found in active and bottom sediments. Their effectiveness and influence on the purification of the environment from PAH pollution were analyzed.

19

Jaki wpływ mają nanocząstki tlenku niklu na wzrost szczepu Stenotrophomonas maltophilia KB2 w obecności fenolu?

Gąszczak Agnieszka, Szczyrba Elżbieta, Szczotka Anna, Kolarczyk Hanna, Sołtys Elżbieta, Janus Bożena

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2021

|

nr 25

57--74

PL

Wprowadzenie do hodowli szczepu St. maltophilia KB2 nanocząstek tlenku niklu nie zahamowało procesu biodegradacji fenolu, a reakcja populacji bakterii była uzależniona od stężenia nanocząstek i użytego surfaktantu. Opracowano metodykę przygotowania stabilnej dyspersji badanych nanocząstek oraz oceniono wpływ wybranych surfaktantów na wzrost komórek szczepu St. maltophilia KB2.

EN

The introduction of nickel oxide nanoparticles into the St. maltophilia KB2 cultures did not inhibit the phenol biodegradation process, and the reactions of the bacterial population were depended on the nanoparticles concentrations and the surfactant used. The methodology for the preparation of the tested nanoparticles stable dispersion was developed and the influence of selected surfactants on the growth of St. maltophilia KB2 cells was assessed.

20

Wpływ czasu użytkowania na właściwości włóknin Maliwatt stosowanych jako zabezpieczenie przeciwerozyjne skarp

Grzybowska-Pietras Joanna, Derbin Patrycja

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 2 (22)

30--38

EN

The additional artificial elements have been implemented into weak soil to improve and stabi-lize the structures. The most frequent example is use of geosynthetics materials that in-crease stability, improve bearing capacity of soil, protect against surface erosion, affect into properties connected with filtration and drainage. The basic methods to protect against ero-sion of slopes is selected planting of grass and vegetation that prevent surface destruction. The application of biodegradable geotextiles allows to increase the positive impact on local stability of slopes. Advanced geotextiles support the vegetation growth by protection against dewatering. The geotextiles with grass seeds, biomates and fabrics made of natural fibers are frequently used in these applications. The physical, mechanical and hydraulic properties of applied materials should correspond to the purpose of built structure and type of soil. The paper presents results of research of the Maliwatt type nonwovens. The analysis in-cludes: the influence of different type of Maliwatt nonwovens and time of their use on select-ed physical, mechanical and hydraulic properties of these materials. The research was done by use of biotextile stitched with the Maliwatt technique that is available on the Polish market. The geotextiles were obtained from waste synthetic and natural nonwovens (RKL) with grass seeds, and innovative non-woven fabrics stitched with polyamide yarn (Maliwatt) obtained from low-quality washed sheep wool. The impact of the type of non-woven fabric on the growth of grasses was also analyzed. Research included spreading of 2 types of nonwovens on a natural slope with natural soil cover for 5 months period. All tests were performed in ac-cordance with the applicable harmonized standards.