Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena ryzyka zdrowotnego związanego z narażeniem na metale obecne w osadach dennych

Tytła Malwina

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2024

|

nr 1

41--46

PL

Osady denne to integralny element wszystkich ekosystemów wodnych. Stanowią one miejsce, w którym kumulowane są różne zanieczyszczenia, w tym także te potencjalnie toksyczne, jak metale. Zanieczyszczenia te mogą być unieruchamiane w osadach dennych jezior, cieków czy też zbiorników wodnych na długi czas. Stan ten może przyczyniać się do negatywnego oddziaływania tych pierwiastków zarówno w wymiarze ekologicznym, jak i zdrowotnym. Dlatego też, poza systematycznym monitorowaniem zawartości metali w osadach dennych, konieczne jest również przeprowadzanie oceny ryzyka zdrowotnego, związanego z obecnością tych pierwiastków.

EN

Bottom sediments are an integral element of all aquatic ecosystems. They are places where various pollutants, including potentially toxic ones, such as metals, are accumulated. These pollutants can be immobilised in the bottom sediments of lakes, streams, or water reservoirs for a long time. This condition may contribute to the negative impact of these elements, both in ecological and health aspect. Therefore, in addition to systematic monitoring of metal content in bottom sediments, it is also necessary to assess health risks associated with the presence of these elements.

2

Ecological and human health risks assessment of heavy metals in bottom sediments of the Pławniowice water reservoir – artificial lake (Silesian Voivodeship, Poland)

Tytła Malwina, Kernert Joanna

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 87

35--51

EN

This study aimed to assess the ecological and human health risks of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) in the bottom sediments of the Pławniowice reservoir, which is located in the Silesian Voivodeship, one of the most polluted regions in Poland. Sediment samples were collected at 5 sampling points located along the main axis of the reservoir. The concentrations of heavy metals were determined using Avio 200 ICP-OES atomic absorption spectrometer (PerkinElmer Inc.). The geochemical quality classification, Geoaccumulation Index (Igeo), Ecotoxicological criteria, and Potential Ecological Risk Factor (ER) were used for the assessment of the ecological risk, while for the human health risks, the Hazard Quotient (HQ), Hazard Index (HI), Carcinogenic Risk (CR) and Total Carcinogenic Risk (TCR). The results of the ecological risk analysis indicated that among the studied metals, only Cd may pose a potential hazard to the fauna and flora of the reservoir. The results of the health risks assessment indicated that the primary exposure pathway for adults and children can be accidental ingestion of polluted sediments. In both cases, children are far more exposed to the health effects. Although the studied metals did not pose a direct threat to human health, due to the values of CRs and TCRs to Cd, Cr and Ni it is recommended to take appropriate steps to reduce the concentrations of these heavy metals in the bottom sediments by their periodical removal.

PL

Celem pracy jest ocena ryzyka ekologicznego i zdrowotnego związanego z obecnością metali ciężkich (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb i Zn) w osadach dennych zbiornika Pławniowice, który znajduje się w województwie śląskim, jednym z najbardziej zanieczyszczonych regionów w kraju. Próbki do badań pobierano w pięciu punktach rozmieszczonych wzdłuż głównej osi zbiornika. Stężenia metali ciężkich oznaczano przy użyciu spektrometru absorpcji atomowej Avio 200 ICP-OES (PerkinElmer Inc.). Do oceny ryzyka ekologicznego wykorzystano geochemiczne klasy czystości osadów, Geoaccumulation Index (Igeo), Ecotoxicological criteria oraz Potential Ecological Risk Factor (ER), z kolei do oceny ryzyka zdrowotnego użyto Hazard Quotient (HQ), Hazard Index (HI), Cancirogenic Risk (CR) oraz Total Carcinogenic Risk (TCR). Wyniki analizy ryzyka ekologicznego wskazują, że spośród badanych metali tylko Cd może stanowić potencjalne zagrożenie dla fauny i flory zbiornika. Ocena ryzyka zdrowotnego wykazała, że główną drogą narażenia dla dorosłych i dzieci może być przypadkowe połknięcie zanieczyszczonych osadów. Ponadto w obu przypadkach dzieci są bardziej narażone na skutki zdrowotne. Pomimo że analizowane metale nie stwarzały bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia człowieka, to ze względu na wartości indeksów CR i TCR, w odniesieniu do Cd, Cr i Ni, zaleca się podjęcie odpowiednich działań w celu zmniejszenia stężeń tych metali ciężkich w osadach dennych poprzez ich okresowe usuwanie.

3

Presence, concentrations and risk assessment of dioxins in bottom sediments of Port of Gdynia

Dereszewska Alina, Krasowska Katarzyna, Popek Marzenna

Safety and Reliability of Systems and Processes

|

2023

|

Summer Safety and Reliability Seminar 2023

59--68

EN

The risk associated with the exposure of humans and the environment to the impact of toxic compounds such as dioxins is associated with a number of factors such as: the level of contamination, environmental conditions and the dynamics of the food chain. The aim of the study is to provide a primary understanding of the risk of dioxins pollution in bottom sediments of the Port of Gdynia. The research was conducted to obtain data on the presence, concentration and risk assessment of PCDD/Fs in the bottom sediments of the Port of Gdynia. Sediments from five port basins were analyzed by GC-MS/MS and all PCDD/Fs congeners, capable of accumulating in fat cells of organisms, were detected in them. PCDD congeners dominated in the sediments. The highest concentration (902 ng/kg d.w.) was obtained for OCDD, dioxin with the lowest toxicity factor. The concentration of all 17 dioxin congeners (WHO-TEQ) ranged from 0.9 to 9.5 ngTEQ/kg d.w. Thus, bottom sediments from examined zones of port basins do not have a negative impact on the environment.

4

Osady denne - charakterystyka, kryteria oceny stopnia zanieczyszczenia, regulacje prawne oraz zagospodarowanie

Tytła Malwina

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2023

|

nr 3

25--29

PL

Osady denne powstające w rzekach oraz innych zbiornikach wodnych, w świetle prawa stanowią odpad, który należypoddać unieszkodliwieniu lub zagospodarować.

5

Geochemistry indices and biotests as useful tools in the assessment of the degree of sediment contamination by metals

Koniarz Tomasz, Tarnawski Marek, Baran Agnieszka

Geology, Geophysics and Environment

|

2023

|

Vol. 49, no. 1

5--18

EN

Ecological and geochemical indicators have been widely accepted as tools with the potential for rapid risk assessment of metal contamination of bottom sediments. In this study we propose a selection of such indicators to characterize the potential ecological risks stemming from metal contamination of the bottom sediments of the Chechło reservoir (S Poland). The Chechło reservoir is located in an area formerly occupied by zinc and lead ore mining and processing industry. High amounts of metals, especially zinc (39.37–4772.00 mg/kg d.m.), cadmium (0.37–21.13 mg/kg d.m.) and lead (4.50–434.49 mg/kg d.m.) have been found in the bottom sediments. Both geochemical (CD – contamination degree) and ecological indices (mean PECQ) were indicative of bottom sediment contamination and their potential toxicity to living organisms. Most of the bottom sediment samples (71%) examined were toxic for Heterocypris incongruens, while only 9% of the samples were toxic to Sinapis alba. However, no significant correlations between the metal content and the response of the test organisms were observed. Correlation and principal component analyses (PCA) showed that silt and clay fractions were the key factors influencing the metal content in the sediments. Our study makes a contribution to building evidence of the need to integrate several indices for the assessment of environmental risks related to the presence of metals in bottom sediments rather than relying on a single one.

6

Hydrography, hydrochemistry and composition of sapropel of Shatsk Lakes

Khilchevskyi Valentyn, Ilyin Leonid, Pasichnyk Mykhailo, Zabokrytska Myroslava, Ilyina Olga

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 54

184--193

EN

The purpose of the study presented in the article is to implement modern hydrographic characteristics of freshwater of the Shatsk Lakes (28 lakes in Volyn Polissya, Ukraine) by typing water bodies according to the requirements of the EU Water Framework Directive, assessment of the chemical composition of lake water and bottom sediments (sapropel), determination of the opportunity for their recreational use in the special status of the district as a national park. Despite the presence of the two large lakes (Svityaz - 26.2 km2 and Pulemetske - 15.5 km2), very small lakes with a water surface area of less than 0.5 km2 (64%) are dominating in the Shatsk group. Mineralisation of calcium-hydrocarbonate lake waters is 115-303 mg∙dm-3 and calcium-sulphate aqueous extract of sapropel is - 318-1451 mg∙dm-3. Using a Piper diagram, it was found that there is genetic homogeneity between surface and groundwater, indicating a significant share of groundwater in the water supply of lakes. There are eight species of sapropel deposits in 19 lakes of the district. A wide range of chemical composition and physical and mechanical properties of sapropel deposits of the Shatsk Lakes allow us to consider them as an important resource for agriculture and industry. We found that sapropel from Shatsk Lakes meets the requirements for therapeutic mud and can be used for therapeutic and health purposes.

7

An attempt to describe the correlation between granulometric structure and the concentration of speciated forms of phosphorus and selected metals in the bottom sediments of a thermally contaminated dam reservoir

Kostecki Maciej

Archives of Environmental Protection

|

2022

|

Vol. 48, no. 4

78--94

EN

An attempt was made to determine the correlation between the granulometric structure of bottom sediments and the content of speciation forms of phosphorus and selected metals. Using the sedimentation method, the bottom sediments of a thermally contaminated dam reservoir were divided into fast and slow-draining fractions. Measurements of granulometric composition were made, determining the volume proportions of sediment particles in the range of 0.1 m to 650 m. Particle share sizes were determined in the size range: 0.1–50 m (F1), 50–100 m (F2), 100–200 m (F3), 200–400 m. (F4). The study showed that the content of speciation forms of phosphorus and selected metals remains related to the granulometric structure of bottom sediments. The content of organic matter in sediments is determined by the proportion of the smallest particles, from 0.1 to 50 μm, at the same time these particles most strongly aff ect the reduction conditions of sediments. According to Gilford›s correlation thresholds, there was no correlation between the proportion of sediment particles with dimensions of 0.1–50 μm and the concentration of speciation forms of phosphorus. For particles with dimensions of 50–100 μm, the strongest correlation was observed for the concentration of the EP fraction and for the WDP fraction (r2 = 0.4048, r2 = 0.3636). A strong correlation between the size of sediment particles and the concentration of speciated forms of phosphorus was noted for particles with dimensions of 100–200 μm and 200–400 μm. The coeffi cient of determination was forAAP, EP, WDP and RDP, respectively: 0.8292, 0.891, 0.7934, 0.47. The relationship between particles in the 0.1–50 m range and iron (Fe) concentration, R2 – 0.3792, aluminum (Al) R– 0.3208, and zinc (Zn) R2 – 0.4608, was classifi ed as medium. For particles in the 50–100 m range, a medium correlation with calcium (Ca) and magnesium (Mg) concentrations is apparent, R2 0.4443 and 0.3818, respectively. For particles 100–200 mm and 200–400 mm, an almost full correlation is noted for iron (Fe) R2 – 0.9835, aluminum (Al) R2 – 0.9878, calcium (Ca) R2 – 0. 824, very strong for manganese (Mn) R2 – 0.6817, and zinc (Zn) R2 – 0.7343. There is a very strong correlation between the concentration of the AAP fraction with the concentration of iron (Fe) R2 – 0.8694 and a strong correlation between the concentration of EP with the concentration of iron (Fe) R2 – 0.609. There is a strong correlation between the concentration of theAAP and EP fractions with the concentration of aluminum (Al) R2 – 0. 6253 and 0.8327. The concentration of AAP and EP fractions with the concentration of calcium (Ca) R2 – 0.5941 and 0.7576 remains in a strong relationship. The correlation between the concentration of RDP fractions and the concentration of magnesium (Mg) and manganese (Mn) remains in a medium relationship. The concentration of the EP fraction (Olsen-P) is in a strong relationship with the concentration of organic matter (R2 –.0.6763). No correlation was found between the concentration of the residuum form and the concentrations of organic matter, iron (Fe) and aluminum (Al).A medium correlation was found between the concentration of the residuum form and the concentration of calcium (Ca), magnesium (Mg), manganese (Mn) – R2 = 0.4206 and zinc (Zn).

8

Występowanie ftalanów w środowisku i porównanie metod ekstrakcji osadów dennych

Pohl Alina

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2021

|

nr 4

26--30

PL

W artykułach codziennego użytku bardzo często kryją się niebezpieczne związki chemiczne, Które mogą być przyczyną wielu schorzeń i problemów ze zdrowiem. Jednymi z nich są ftalany, czyli estry kwasu ftalowego, które są powszechnie używane jako dodatki w produkcji tworzyw sztucznych. Dzięki poprawie właściwości polimerów oraz stosunkowo niskiej cenie związki te cieszą się dużą popularnością wśród producentów. Ftalany są nietrwale związane z matrycą polimerową, co w konsekwencji prowadzi do ich uwalniania do środowiska. Po przedostaniu się do środowiska wodnego mają tendencję do adsorpcji na cząstkach stałych, ostatecznie gromadząc się w osadach dennych. W artykule przedstawiono krótki przegląd literaturowy na temat występowania ftalanów w środowisku oraz wyniki badań własnych dotyczących metodyki przygotowania osadów dennych do oznaczenia tych związków z uwzględnieniem różnych rozpuszczalników i czasów ekstrakcji.

EN

Everyday articles contain dangerous chemical compounds that eon cause many diseases and health problems. One of them are phthalates, phthalic acid esters (PAEs), which are commonly used as additives in the production of plastics. With the improvement of polymer properties and relatively low cost, these compounds are very popular among manufacturers. Phthalates are not permanently associated with the polymer matrix, which in turn leads to their release into the environment. After getting into the aquatic environment, they tend to adsorb on solid particles, eventually accumulating in bottom sediments. The article presents a short literature review on the occurrence of phthalates in the environment and the results of own research on the methodology of preparation of sediments for the determination of these compounds, ta king into account various solvents and extraction times.

9

Metale ciężkie w osadach dennych - metody stosowane do oceny stopnia ich zanieczyszczenia oraz potencjalnego ryzyka ekologicznego

Tytła Malwina

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2021

|

nr 4

42--47

PL

Zanieczyszczenie zbiorników wodnych metalami ciężkimi (pierwiastkami potencjalnie toksycznymi) stanowi poważny problem w ujęciu środowiskowym, zarówno w Polsce, jak i na świecie. Metale przenikają do wód wraz ze ściekami przemysłowymi i bytowymi oraz ze spływem powierzchniowym (z pól i dróg). Finalnie pierwiastki te kumulowane są w osadach dennych, które pełnią szereg ważnych funkcji w ekosystemach wodnych, m.in. stanowią siedlisko dla organizmów żywych. Biorąc pod uwagę fakt, że metale nie podlegają degradacji w środowisku naturalnym, nadrzędnym elementem w ocenie stopnia zanieczyszczenia środowiska wodnego tymi pierwiastkami jest analiza składu chemicznego osadów dennych. Obecnie w tym celu stosowane są różne wytyczne i grupy wskaźników. Dla pełnej oceny stanu ekologicznego zbiornika wodnego konieczne jest jednak określenie formy chemicznej występowania metali ciężkich w osadach dennych. Takie podejście pozwoli na ocenę potencjalnego ryzyka, jakie pierwiastki te stwarzają dla środowiska i organizmów żywych. Jedną z metod umożliwiających stwierdzenie, z jakimi składnikami osadów dennych związane są poszczególne metale ciężkie, jest proces 3-stopniowej ekstrakcji sekwencyjnej zaproponowanej przez European Community Bureau of Reference (obecnie Standards, Measurements and Testing Programme).

EN

The problem of water reservoirs contamination with heavy metals (potentially toxic elements) is a serious environmental issue in Poland and all over the world. Metals get into the waters along with industrial and domestic sewage, as well as with surface runoff (from fields and roads). Finally, these elements are accumulated in bottom sediments, which perform a number of important functions in aquatic ecosystems, i.a. they provide a habitat for Iiving organisms. Taking into account the fact that metals are non-degradable in natural environment, the analysis of chemical composition of bottom sediments is the main element in assessing the level of aquatic ecosystem pollution with these elements. Currently, various guidelines and groups of indices a reused for this purpose. However, for a full assessment of the ecological condition of a water reservoir, it is necessary, to determine the chemical form of heavy metals in which they occurred in bottom sediments. This approach will allow for the assessment of the potential risk that these elements pose to the environment and Iiving organisms. One of the methods that make it possible to determine with which components of bottom sediments particular heavy metals are associated is the process of 3-step sequential extraction, proposed by the European Community Bureau of Reference (now Standards, Measurements and Testing Program).

10

Bottom Sediments in a River Under Acid and Alkaline Wastewater Discharge

Kharko Polina Alexandrovna, Matveeva Vera Anatol'evna

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2021

|

Vol. 22, iss. 3

35--41

EN

The drainage flows of metal loads into the drainage and infiltration waters of mine dumps of enterprises have a dramatic effect on small rivers in industrial regions. The paper considers the outcomes of geochemical monitoring of the Karagaily River and assesses the transformation of the acid-base conditions depending on the influence of the facilities of the enterprise. The results of engineering and environmental surveys, including sampling of bottom sediments, laboratory preparation, chemical elemental analysis of samples and X-ray diffraction analysis of mineral composition, were presented. A complex technogenic alkaline sorption-hydroxide barrier was found at the mixing point of acidic river waters (the influence of dump and quarry waters) and alkaline wastewater of treatment facilities, where the deposited iron hydroxide adsorbs ore minerals, which reduces their outflow into larger rivers and increases the self-purification potential of the river. Further interaction of iron hydroxide with the acid mine drainage and calcium bicarbonate of wastewater results in pyritization of bottom sediments. Excavation and dewatering of the pyrite-containing bottom sediments will allow their joint use with tailings and ore-processing waste for re-extraction useful components.

11

How we can disrupt ecosystem of urban lakes : pollutants of bottom sediment in two shallow water bodies

Grochowska Jolanta Katarzyna, Tandyrak Renata, Augustyniak Renata, Łopata Michał, Popielarczyk Dariusz, Templin Tomasz

Archives of Environmental Protection

|

2021

|

Vol. 47, no. 4

40--54

EN

The research covered two lakes: Karczemne and Domowe Małe, which served as receivers for rainwater and municipal or industrial sewage. The sediment cores were obtained using a Kajak tube sampler. Analyses of HM, PAH and PCB were done by the AAS, ICP-AES and GC MS methods. OM, SiO2, TH, Ca, Mg, CO2, Fe, Al, Mn, TN and TP were measured. The research showed that the sediments of Lake Karczemne, into which the untreated municipal sewage was discharged, are characterized by a high content of P. It was found that the sediments accumulate toxins, OM and pollutants characteristic for various industries. Karczemne Lake which collected municipal and industrial wastewater, contained a high content of Pb, Cu and PAH in the sediments, and Domowe Małe Lake, receiving stormwater, contained high concentrations of PAH. Research has shown that one of the most important tools for selecting an appropriate method of lake restoration is the analysis of the spatial distribution of pollutants in the bottom sediments. Thanks to such an analysis of the composition of the bottom sediments and the correlation between the components of the sediments and their sorption properties, the restoration of the Karczemne Lake using the Ripl method was planned and the possibility of restoration of the Domowe Małe Lake in this way was eliminated.

PL

Celem badań była analiza zawartości i rozmieszczenie zanieczyszczeń mineralnych, organicznych i toksycznych w osadach dennych dwóch zdegradowanych jezior miejskich. Badaniami objęto dwa płytkie jeziora: Karczemne i Domowe Małe (Polska). Rdzenie osadów pobrano za pomocą czerpacza rurkowego typu Kajak i podzielono na warstwy o grubości 30 cm. Analizy metali ciężkich, WWA i PCB : wykonano metodami AAS, ICP-AES i GC MS. W próbkach osadów zmierzono zawartość: MO, SiO2, TO, Ca, Mg, CO2, Fe, Al, Mn, TN i TP. Badania wykazały, że osady Jeziora Karczemnego, do którego odprowadzane były nieoczyszczone ścieki komunalne, charakteryzuje bardzo wysoka zawartość P. Ponadto stwierdzono, że w osadach dennych osadzają się toksyny, MO i zanieczyszczenia charakterystyczne dla różnych gałęzi przemysłu. Jezioro Karczemne, które odbierało ścieki z komunalne i przemysłowe, zawierało w osadach dużą zawartość Pb, Cu i WWA, a Domowe Małe, przyjmujące głównie wody opadowe zawierało wysokie stężenia WWA. Badania wykazały, że jednym z najważniejszych narzędzi umożliwiających dobór odpowiedniej metody rekultywacji jezior jest analiza przestrzennego rozkładu zanieczyszczeń w osadach dennych. Dzięki takiej analizie składu osadów i korelacji między komponentami osadów oraz ich właściwości sorpcyjnych zaplanowano rekultywację Jeziora Karczemnego metodą Ripla i wyeliminowano możliwość rekultywacji tym sposobem Jeziora Domowego Małego.

12

Mercury in the bottom sediments of the ship channel and River Mouths: the Vistula Lagoon

Bogdanov N. A., Bass O. V., Paranina A. N., Paranin R.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2020

|

Vol. 14. no. 3

697--700

EN

It is studied the distribution of Hg in bottom sediments of estuaries on the banks of the open water area of the Vistula Lagoon and in the Kaliningrad Sea Canal (KSC) isolated from it. Methods for the determination of Hg: inversive voltammetry and highly sensitive flameless atomic absorption spectrometry. It has been established: from spring to autumn the activation of storms and surge events in the lagoon, intensification of the water flushing regime of the channels ensure a significant Hg decrease in river mouths, but in dynamically weakened KSC conditions - an increase in Hg (from 0.05 to 0.85 mg / kg). In KSC bays, the safe level of Hg (0.3 mg / kg) for the period 2000-2015 was not exceeded (0.008 to 0.216 mg / kg), which indicates a favorable ecological and epidemiological situation. Hg determinations by low-sensitivity methods can be used only in qualitative assessments of the variability in concentrations of any dangerous toxicant. Finding a reliable amount of Hg in river mouths requires the use of highly sensitive methods of analysis.

13

Plastyfikatory w środowisku wodnym

Pohl Alina

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2020

|

nr 4

34--39

PL

Szerokie zastosowanie plastyfikatorów, w tym 4-n-nonylofenolu, 4-tert-oktylofenolu, bisfenolu A i ftalanów, w procesach produkcji tworzyw sztucznych powoduje, że są one obecne niemal we wszystkich elementach środowiska. Do środowiska wodnego dostają się głównie ze ściekami oraz są wydzielane i wymywane z plastikowych odpadów zaśmiecających ekosystemy wodne. Substancje te są o tyle niebezpieczne, że należą do grupy związków endokrynnie czynnych (EDC, ang. endocrine disrupting compounds), substancji zaburzających funkcjonowanie układu hormonalnego. Plastyfikatory mogą być nietrwale związane z matrycą polimerową, przez co mogą być ługowane z opakowań plastikowych do żywności i napojów, wywołując przy tym szkodliwe skutki dla ludzi i środowiska. Ze względu na zdolność EDC do bioakumulacji i biomagnifikacji organizmy na najwyższych poziomach troficznych są narażone na ich negatywny wpływ. U zwierząt mogą prowadzić do feminizacji lub hermafrodytyzmu, natomiast u ludzi mogą powodować raka narządów płciowych: jąder, prostaty i piersi.

EN

Due to a wide use of plasticizers, including 4-n-nonylphenol, 4-tert-octylphenol, bisphenol A and phthalates, in the production of plastics, they are present in almost all elements of the environment. They get to the aquatic environment mainly with sewage and are separated and eluted from plastic waste littering water ecosystems. These substances are dangerous because they belong to the group of endocrine disrupting compounds (EDC), substances that disrupt the functioning of the endocrine system. Plasticizers can be impermanently bonded with the polymer matrix and therefore they can be leached from plastic packages into foods and drinks and cause harmful effects to humans and the environment. Due to the ability of EDCs to bioaccumulate and biomagnify, organisms at the highest trophic levels are exposed to their negative impact. In animals, they can lead to feminization or hermaphroditism, and in humans they can cause genital cancers: testicular, prostate and breast cancers.

14

Features of Heavy Metals Accumulation in Bottom Sediments of the Southern Bug Hydroecosystem

Mitryasova Olena, Koszelnik Piotr, Gruca-Rokosz Renata, Smirnov Victor, Smirnova Svitlana, Bezsonov Yevgen, Zdeb Monika, Ziembowicz Sabina

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 3

51--60

EN

The performed studies allowed determining the peculiarities of heavy metals accumulation in the sediments, as well as the nature of their distribution in the hydroecosystem Southern Bug (Ukraine). Geochemical anomalies are formed in the zones of influence of industrial and urban agglomerations. Technogenic pollutions of bottom sediments with heavy metals affects the qualitative state of the water environment and can cause cumulative toxicosis on the hydrobiont population in the zones of geochemical anomalies formation, namely in the area of influence of the Nova Odessa and Mykolaiv cities. The mechanism of the cumulative toxicosis emergence is accompanied by chronic effects of low concentrations on hydrobionts with an excess of permissible fluctuations on a regional background, which ultimately contributes to the development of intoxication.

15

Distribution of Nickel, Copper and Cobalt in the Grain Fractions of Bottom Sediments of the Sokołda River and its Tributaries (Poland)

Skorbiłowicz Elżbieta, Skorbiłowicz Mirosław, Misztal Wojciech

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

89--97

EN

In recent years, the interest in the occurrence of heavy metals in the natural environment has been observed. The heavy metal contamination can lead to serious environmental problems. The aim of the study was to estimate the total content of heavy metals: Ni, Cu and Co, in the surface layer of the bottom sediments of the Sokołda river and its tributaries, and to determine the relationship between the grain size and scope of their metal content. Determination of metals in the bottom sediment samples was performed by means of atomic absorption spectrometry (ASA). The research on the Sokołda river and its tributaries showed low levels of Ni, Cu and Co. It was proven that the majority of studied metals were contained in the smallest clay fraction <0.02 mm. On the other hand, the least studied metals were accumulated in 1.0–0.2 mm and 0.2–0.1 mm fractions. The 1.0–0.2 mm and 0.2–0.1 mm fractions contain around 80% of the tested metal forms, while the 0.02–0.063 mm and <0.02 mm fractions – only a few percent. This speaks for the determination of metals in the 1.0–0.1 mm fraction, that contains both coarser and clay fractions, and thus most reliably reflects the actual load of pollutants carried by the sediment. Studies have shown that the main sources of pollution in the Sokołda river catchment are primarily surface runoff, and to a lesser extent, wastewater (municipal and industrial).

16

Spatial distribution, ecological risk and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in water and bottom sediments of the anthropogenic lymnic ecosystems under conditions of diversified anthropopressure

Pohl Alina, Kostecki Maciej

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 4

104--120

EN

The research determined the concentrations of selected polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in water and sediments of Kłodnica River reservoirs and distribution depending on number of rings, ecotoxicological impact on studied ecosystems and possible sources of origin. Samples were subjected to qualitative and quantitative analysis by gas chromatography coupled with a GC-MS mass detector, using a ZB-5MS column and electron ionization. The sum of 16 PAHs in water ranged 0.111–0.301 μg/L (mean 0.200 μg/L) in Dzierżno Duże, 0.0410–0.784 μg/L (mean 0.303 μg/L) in Dzierżno Małe and 0.0920–1.52 μg/L (mean 0.596 μg/L) in Pławniowice. While in sediments respectively: 17.5–37.2 μg/g (mean 26.8 μg/g), 4.33–8.81 μg/g (6.43 μg/g) and 2.27–9.50 μg/g (5.30 μg/g). The concentration of PAHs in sediments of reservoirs, which spatial management of the catchment area accounts for over 90% of agricultural and forest land, was up to eight times lower than in sediments of the reservoir which is 69%, while built-up and transport areas are 24%. In sediments of Dzierżno Małe and Pławniowice PAHs with 5 and 6 rings dominate, while in Dzierżno Duże – 2 and 3 rings. Higher concentrations of PAHs with higher molecular weight, found in the bottom water layers, confirm the role of the sedimentation process in the transport of these compounds in reservoirs. Assessment of sediment quality, based on ecotoxicological criteria, showed that PAHs may cause toxic effects in Dzierżno Duże, while in Dzierżno Małe and Pławniowice can cause sporadic adverse effects. The likely source of PAHs in reservoirs is low emissions.

PL

W badaniach określono stężenia wybranych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w wodach i osadach dennych zbiorników Hydrowęzła rzeki Kłodnicy oraz określono ich rozkład w zależności od ilości pierścieni, wpływ ekotoksykologiczny na badane ekosystemy wodne oraz możliwe źródła ich pochodzenia. Próbki poddano analizie jakościowej i ilościowej metodą chromatografii gazowej sprzężonej z detektorem masowym GC-MS, wykorzystując kolumnę typu ZB-5MS i jonizację elektronową. Suma 16 WWA w wodzie wahała się w granicach 0.111–0.301 μg/L (średnio 0.200 μg/L) w Dzierżnie Dużym, 0.0410–0.784 μg/L (średnio 0.303 μg/L) w Dzierżnie Małym i 0.0920–1.52 μg/L (średnia 0.596 μg/L) w Pławniowicach. Podczas gdy w osadach wynosiła odpowiednio: 17.3–37.2 μg/g (średnio 26.8 μg/g), 4.33–8.81 μg/g (6.43 μg/g) i 2.27–9.50 μg/g (5.30 μg/g). Stężenie WWA w osadach dennych zbiorników wodnych, których zagospodarowanie przestrzenne zlewni stanowi w ponad 90% grunty rolne i leśne, było do ośmiu razy niższe niż w osadach zbiornika, którego powierzchnia ta wynosi 69%, podczas gdy tereny zabudowane i transportowe 24%. W osadach dennych zbiorników Dzierżno Małe i Pławniowice dominują WWA o 5 i 6 pierścieniach, natomiast w zbiorniku Dzierżno Duże WWA o 2 i 3 pierścieniach. Wyższe stężenia WWA o większej masie cząsteczkowej stwierdzone w przydennych warstwach wody potwierdzają rolę procesu sedymentacji w transporcie tych związków w zbiornikach. Ocena jakości osadów w oparciu o kryteria ekotoksykologiczne wykazała, że WWA mogą powodować toksyczne działanie w Dzierżnie Dużym, natomiast w Dzierżnie Małym i Pławniowicach mogą powodować sporadyczne działania niepożądane. Prawdopodobnym źródłem WWA w zbiornikach jest niska emisja.

17

Zanieczyszczenie metalami ciężkimi osadów dennych małych miejskich zbiorników wodnych

Kulbat Eliza, Sokołowska Aleksandra, Bray Rafał

Technologia Wody

|

2019

|

Nr 5 (67)

4--11

PL

W pracy przedstawiono badania zawartości sześciu metali ciężkich (cynku, miedzi, ołowiu, niklu, chromu i kadmu) w osadach dennych zbiorników miejskich zlokalizowanych w Gdańsku. Wyniki wskazują na znaczne różnice w zawartości metali w osadach różnych zbiorników zależnie od ich lokalizacji. Zawartość cynku wahała się w zakresie 31,9÷254,4 mg/kg s.m., miedzi 5,20÷338,5 mg/kg s.m., ołowiu 10,3÷103,7 mg/kg s.m., niklu 5,9÷17,5 mg/kg s.m., chromu 24,0÷278,5 mg/kg s.m. i kadmu 0,12÷1,74 mg/kg s.m. Najsilniej zanieczyszczone metalami były osady zbiorników zlokalizowanych na Potoku Oliwskim: zawartość wszystkich badanych metali przekraczała wartości tła geochemicznego. Z pozostałych trzech zbiorników najmniejsze zawartości metali odnotowano w osadach zbiornika „Wileńska”, najwyższe zawartości metali – w osadach zbiornika „Cyganka”. Ocenę stopnia zanieczyszczenia osadów metalami ciężkimi przeprowadzono stosując stopień zanieczyszczenia (Cd), wskaźnik geoakumulacji (Igeo) i wytyczne jakości osadów (SQGs). Ocena oparta na tych metodach wykazała, że osady zostały zanieczyszczone miedzią i chromem. Stężenia tych pierwiastków przekraczały (odpowiednio) nawet 33,8 (zbiornik Kuźnia Wodna) i 25,3 (zbiornik Spacerowa) razy wartości tła geochemicznego. Obliczony stopień zanieczyszczenia osadów (Cd) w przypadku 7 zbiorników klasyfikował badane osady jako ‘znacznie’ lub ‘bardzo silnie’ zanieczyszczone. Na podstawie wartości potencjalnego wskaźnika ryzyka ekologicznego (PERI) oceniono, że metalem powodującym najwyższe zagrożenie dla organizmów wodnych jest kadm.

EN

The concentrations of six heavy metals (Zn, Cu, Pb, Ni, Cr and Cd) were investigated in bottom sediments of urban reservoirs in Gdańsk. The obtained data revealed that the concentrations of the metals differ between reservoirs. The concentrations of Zn changed between 31,9÷254,4 mg/kg d.m., Cu 5,20÷338,5 mg/kg d.m., Pb 10,3÷103,7 mg/kg d.m., Ni 5,9÷17,5 mg/kg d.m., Cr 24,0÷278,5 mg/kg d.m. and Cd 0,12÷1,74 mg/kg d.m. The sediments of reservoirs located on the Oliwa Stream were the most heavily contaminated with metals: the content of all metals tested there exceeded the geochemical background values. Of the remaining three reservoirs, the smallest contents of metals were noted in sediments of the “Wileńska” reservoir, the highest ones – of the “Cyganka” reservoir. The evaluation of sediments heavy metals contamination degree was performed by applying the contamination degree (Cd), the geoaccumulation index (Igeo) and the sediments quality guidelines (SQGs). The assessment based on these methods demonstrated that sediments were polluted with Cr and Cu. The concentrations of Cu and Cr were respectively even 33.8 (reservoir Kuźnia Wodna) and 25.3 (reservoir Spacerowa) times higher than their background values. Based on the potential ecological risk index (PERI) Cd made the most dominant contribution, with the potential ecological risk (Er) being determined as “moderate” or ‘considerable’ in studied reservoirs.

18

Phosphorus and its Fractionation in Bottom Sediments of Selected Lakes of Wielkopolskie Lakeland in Central and Western Poland

Bryl Łukasz, Sobczyński Tadeusz

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1515--1532

EN

The role of phosphorus contained in bottom sediments of water reservoirs is crucial in the whole eutrophication process. It is an element responsible for the proper functioning of aquatic ecosystems, and its excess leads to deterioration of water quality. The release of phosphorus from bottom sediments directly into the water depends on many factors. This process is particularly intensified at the moment of anaerobic conditions occurring in the bottom layer, or the phenomenon of resuspension of sediments due to external factors, such as intense waving. The persistence of phosphorus deposition in sediments also depends on the nature of chemical connections and changing oxidation-reduction conditions, temperature and pH. Bottom sediments from eight selected lakes of Wielkopolskie Lakeland were investigated for their total phosphorus content and the possibility of its rerelease into water. The subject of the study were the following lakes: Wolsztyńskie, Winiary, Jelonek, Siekiera, Pniewskie, Umultowskie, Góreckie, Strykowskie. The investigated water reservoirs are glacial lakes, usually shallow and characterized by large variations in water level. The samples of bottom sediments were collected from profundal zone with a tube probe from the surface layer of 10 cm thickness, i.e. the layer that exchanges matter with the surrounding water. The collected sediments were placed in sealed, plastic containers to their full capacity. Before proceeding to carry out detailed laboratory analyzes, samples were prepared accordingly. First, the bottom sediments were thoroughly homogenized. Then, they were dried and subjected to further testing. The obtained results were statistically analyzed in the program Statistica 6 PL. Phosphorus was fractionated by means of a sequential extraction described by Psenner. The sediments were also analyzed for the content of phosphorus binding components such as organic matter, iron, aluminium and calcium. Phosphorus was found to be bound mostly to organic matter, aluminium and calcium – the fractions from which it was difficult to release into water. The share of exchangeable and most mobile and bioavailable iron-bound fraction of phosphorus was the lowest but it was still high enough to cause phytoplankton blooms. No clear relationships between the content of individual phosphorus-binding components and the share of phosphorus fractions related to them in total phosphorus pool were identified. Total content of phosphorus in the sediments of the investigated lakes was analogue and similar to that determined in bottom sediments of other eutrophic lakes of Wielkopolskie Lakeland. The content of aluminium, calcium, iron and organic matter were much more variable.

PL

Rola fosforu zawartego w osadach dennych zbiorników wodnych jest kluczowa w całym procesie ich eutrofizacji. Jest pierwiastkiem odpowiedzialnym za prawidłowe funkcjonowanie ekosystemów wodnych, a jego nadmiar prowadzi do pogorszenia się jakości wody. Uwalnianie się fosforu z osadów dennych bezpośrednio do toni wodnej zależy od wielu faktorów. Szczególnie proces ten intensyfikuje się w momencie pojawienia się w warstwie naddennej warunków beztlenowych, czy też zjawiska resuspensji osadów na skutek oddziaływania czynników zewnętrznych, np. intensywnego falowania. Trwałość deopozycji fosforu w osadach zależy również od charakteru połączeń chemicznych oraz zmiennych warunków oksydacyjno-redukcyjnych, temperatury, a także pH. Badano osady denne z ośmiu wybranych jezior Pojezierza Wielkopolsko-Kujawskiego pod kątem całkowitej zawartości fosforu i potencjalnej możliwości jego ponownego uwalniania do toni. Przedmiotem badań były następujące jeziora: Wolsztyńskie, Winiary, Jelonek, Siekiera, Pniewskie, Umultowskie, Strykowskie, Góreckie. Badane zbiorniki wodne to jeziora polodowcowe, zwykle płytkie, charakteryzujące się dużymi wahaniami poziomu wody. Próbki osadów dennych pobierano za pomocą sondy rurowej z powierzchniowej warstwy osadu o miąższości 10 cm, czyli warstwy, która uczestniczy w wymianie materii z tonią. Pobrany osad umieszczano w szczelnych, plastikowych pojemnikach napełniając je do pełna. Przed przystąpieniem do przeprowadzania szczegółowych analiz laboratoryjnych próbki zostały odpowiednio przygotowane. W pierwszej kolejności osady denne dokładnie zhomogenizowano. Następnie wysuszono oraz przeprowadzono kolejne analizy. Uzyskane wyniki badań poddano analizie statystycznej w programie Statistica 6 PL. Frakcjonowanie fosforu realizowano na drodze ekstrakcji sekwencyjnej wg schematu zaproponowanego przez Psennera. Dodatkowo w osadach oznaczano materię organiczną oraz żelazo, glin i wapń, czyli składniki osadu wiążące fosfor. Stwierdzono, że w ogólnej puli fosforu poszczególnych osadów największy udział miały frakcje związane z materią organiczną i glinem oraz z wapniem, czyli stosunkowo trudniej uwalniane do toni. Udział frakcji wymiennej i związanej z żelazem, czyli frakcji najbardziej mobilnych, biodostępnych, był mniejszy co jednak było wystarczające, aby w wodach tych jezior występowały zakwity fitoplanktonu. Nie zaobserwowano natomiast wyraźnych zależności pomiędzy zawartością w osadach poszczególnych składników wiążących fosforany, a udziałem frakcji fosforu z nimi związanych w ogólnej jego puli. Łączna zawartość fosforu w osadach badanych jezior była analogiczna i podobna do tej stwierdzonej w osadach dennych innych eutroficznych jezior Pojezierza Wielkopolskiego. Zawartość glinu, wapnia, żelaza i materii organicznej była znacznie bardziej zmienna.

19

Wykorzystanie wskaźników ryzyka ekologicznego do oceny stopnia zanieczyszczenia osadów dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże

Rozpondek Katarzyna, Rozpondek Rafał

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2019

|

T. 22, nr 1

53--62

EN

The aim of the study was to assess the quality of bottom sediments of the Dzierżno Duże water reservoir by applying a set of guidelines on sediment quality (SQG) and spatial analysis. These guidelines are widely used to study sediment pollution by comparing sediment pollution with relevant values determining the quality of sediments in aquatic ecosystems. The assessment of sediment contamination with trace elements was based on threshold effect concentration (TEC) and probable effect concentration (PEC) methods. To determine potential risk to the benthic fauna, values of trace elements were compared to corresponding TEC and PEC values. Another performed assessment was based on the potential ecological risk index (PERI) which consists of: potential ecological risk of the trace elements, contamination factor, measured background values of the trace elements in studied area. Bottom sediment samples were collected at 57 measuring points. The network of measurement points has been planned in the form of a regular grid of squares using the GIS system. The collected samples were analyzed for the content of selected trace elements. PECQ values ranged from 0.02 to 1.66 with an average of 0.55. PERI from 6.95 to 753.74 on average 194.06. High values of the coefficient of determination between PERI and PECQ and the analyzed trace elements (values above 0.7) were observed. Spatial analysis carried out in the geostatistical software allowed to determine the areas with the greatest ecological risk. The largest values of heavy metals and PERI and PECQ are found in the northern part of the reservoir, while the lower values are localized in the southern and south-eastern part. The Dzierżno Duże reservoir mainly has recreational functions. Due to the high ecological risk values and the constant threat due to nearby agricultural areas (runoff of plant protection products) and industrial plants, it should be constantly monitored.

PL

Celem przeprowadzonych badań była ocena osadów dennych zbiornika wodnego Dzierżno Duże przy zastosowaniu wytycznych dotyczących jakości osadów (ang. SQGs – Sediment Quality Guidelines) oraz analiz przestrzennych. Próbki osadów dennych pobrano z 52 stanowisk pomiarowych. Sieć punktów pomiarowych została zaplanowana w postaci regularnej siatki kwadratów z wykorzystaniem systemu GIS. Pozyskane próbki podano badaniom laboratoryjnym obejmującym oznaczenie całkowitej zawartości metali ciężkich, materii organicznej oraz azotu Kjeldahla w materiale badawczym. Wyznaczone wartości wskaźnika PECQ wahały się w zakresie od 0,02 do 1,66 (przy średniej wynoszącej 0,55). W przypadku wskaźnika PERI wartości znajdowały się w przedziale od 6,95 do 753,74 (średnia wartość to 194,06). Stwierdzono wysokie wartości współczynnika determinacji między PERI i PECQ a analizowanymi metalami ciężkimi (wartości powyżej 0,7). Analiza przestrzenna badanych elementów pozwoliła na wyznaczenie obszarów charakteryzujących się wysokim ryzykiem ekologicznym. Stwierdzono, że największa zawartość metali ciężkich w osadach dennych obiektu oraz wartości wskaźnika PERI i PECQ znajduje się w północnej części zbiornika, natomiast niższymi wartościami charakteryzuje się część południowa i południowo-wschodnia. Zbiornik Dzierżno Duże pełni przede wszystkim funkcję rekreacyjną. Ze względu na wysokie wartości ryzyka ekologicznego, związane między innymi z ciągłym transportem zanieczyszczeń z obszarów rolniczych i zakładów przemysłowych, jego stan powinien być stale monitorowany.

20

Metody usuwania trwałych zanieczyszczeń organicznych z osadów dennych

Kida Małgorzata, Ziembowicz Sabina, Koszelnik Piotr

Instal

|

2019

|

nr 6

49--55

PL

Praca zawiera przegląd literatury na temat metod usuwania zanieczyszczeń organicznych z wydobytych osadów dennych. Wśród tych technologii wyróżnia się metody fizyczne, chemiczne, termiczne, biologiczne oraz łączone. Do oczyszczania wydobytych osadów dennych najczęściej stosuje się metody biologiczne. Wymagają one jednak długiego czasu prowadzenia procesu i często toksyczność usuwanych substancji oraz ich ubocznych produktów rozkładu przyczynia się do zahamowania biodegradacji. W tym celu należy poszukiwać nowych, lepszych rozwiązań. W ostatnich latach coraz bardziej popularne są procesy z wykorzystaniem pola ultradźwiękowego oraz odczynnika Fentona, które wpisują się w zasady zielonej chemii. Ponadto metody te można prowadzić w układach łączonych, które zazwyczaj pozwalają na uzyskanie wyższego stopnia degradacji zanieczyszczeń organicznych w porównaniu z procesami pojedynczymi.

EN

The work contains a review of the literature on the methods of removing organic pollutants from dredged bottom sediments. These technologies include physical, chemical, thermal, biological and combined methods. The biological methods are most often used for the treatment of dredged bottom sediments. However, they require a long process time and often the toxicity of the removed substances and their by-products of decomposition contributes to the inhibition of biodegradation. For this purpose, new and better solutions are sought. In recent years, processes using the ultrasonic field and the Fenton reagent, which are part of the principles of green chemistry, are becoming more and more popular. In addition, these methods can be carried out in combined systems, which usually allow a higher degree of degradation of organic contaminants compared to single processes.