Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Substrat Biona®-312 i popiół lotny jako materiały wspomagające rozwój roślin energetycznych na kwaśnych glebach

Chomczyńska M., Nobis A.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

443--453

PL

Zakwaszenie gleb w Polsce nadal pozostaje istotnym problemem powodującym ograniczenie rozwoju roślin podczas konwencjonalnych upraw rolniczych czy upraw energetycznych. W związku z tym celem prezentowanych badań było określenie wpływu wzrastającej dawki popiołu lotnego (środek odkwaszający), w obecności substratu jonitowego Biona®-312 (nośnik makro- i mikroelementów), na przebieg wegetacji roślin na wybranej kwaśnej glebie (pHKCl = 3,84). Dla osiągnięcia celu badań przeprowadzono doświadczenie wazonowe z kupkówką pospolitą (Dactylis glomerata L.) jako gatunkiem testowym. Na potrzeby doświadczenia przygotowano 7 serii podłoży, tj.: samą glebę, glebę z 2 % (v/v) dodatkiem Biony-312, glebę z 2 % (v/v) dodatkiem popiołu, glebę z 5 % (v/v) dodatkiem popiołu, glebę z 2 % (v/v) dodatkiem Biony-312 i 2 % (v/v) dodatkiem popiołu, glebę z 2 % (v/v) dodatkiem Biony-312 i 5 % (v/v) dodatkiem popiołu oraz glebę z 2 % (v/v) dodatkiem Biony-312 i 10 % (v/v) dodatkiem popiołu. Doświadczenie prowadzono w fitotronie przy fotoperiodzie 13/11 godzin (dzień/noc). Uzyskane wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że oddzielne dodatki substratu Biona®-312 i popiołu lotnego na poziomie 2 % do kwaśnej gleby nie spowodowały statystycznie istotnego zwiększenia wielkości biomasy kupkówki pospolitej. Wspólne dodatki substratu Biona®-312 i popiołu lotnego w przedziale 2-10 % do kwaśnej gleby korzystnie wpłynęły na wzrost i rozwój gatunku testowego, zwiększając wielkości parametrów wegetacyjnych o 136-454 %. Polepszenie warunków wegetacji roślin przy zastosowaniu wspólnego 2 % dodatku substratu Biona®-312 i dodatków popiołu (zwłaszcza w ilości 2 % i 5 %) wynikało z podwyższenia pH podłoży (5,57-6,96) w porównaniu do pH samej gleby (3,84). Z uwagi na korzystne działanie zastosowanych dawek popiołu lotnego stwierdzono, że dodatek popiołu do poziomu 10 % można rozważać jako środek do odkwaszania gleb użytkowanych rolniczo lub gruntów zdegradowanych, o ile przestaną obowiązywać aktualne, prawne obostrzenia co do stosowania różnych rodzajów popiołów przy jednoczesnym zapewnieniu, że nie będą przekroczone w glebach limity zawartości substancji toksycznych, takich jak np. metale ciężkie.

EN

Soil acidification in Poland is still a significant problem limiting the plant growth during conventional agricultural and energy crop cultivations. Thus, the study aimed at determining the influence of increasing the dose of fly ash (deacidification agent), in the presence of Biona®-312 ion exchange substrate (nutrient carrier) on plant growth on the chosen acidic soil (pHKCl = 3.84). In order to achieve the study aim, the pot experiment with orchard grass (Dactylis glomerata L.) as the test species was carried out. Seven series of media were prepared for experiment purposes i.e.: soil alone, soil + 2 % addition of Biona®-312, soil + 2 % addition of ash, soil + 5 % addition of ash, soil + 2 % addition of Biona®-312 + 2 % addition of ash, soil + 2 % addition of Biona®-312 + 5 % addition of ash and soil + 2 % addition of Biona®-312 + 10 % addition of ash. The experiment was carried out in a phytotron at the photoperiod of 13/11 hours (day/night). The obtained study results showed that separate additions of Biona®-312 ion exchange substrate and fly ash at the level of 2 % to acidic soil did not cause a statistically significant increase in biomass of orchard grass. The common addition of Biona®-312 substrate and fly ash in the range of 2-10 % to acidic soil favorably influenced the plant growth, increasing the values of vegetative parameters by 136-454 %. Improving the vegetative conditions for plants by application of common 2 % Biona®-312 addition and ash additions (especially 2 and 5 % doses) resulted from an increase in the pH of media (5.57-6.96) as compared to the pH of soil alone (3.84). Because of the beneficial effect of applied fly ash doses, it was stated that the ash addition to the level of 10 % could be considered as an agent for deacidification of agricultural soils or degraded grounds. It is possible provided that the current legal restrictions on the use of different types of ashes will be no longer applicable, while ensuring that the limits of toxic substances (e.g. heavy metals) will not be exceeded in soils.

2

Application of Drilling Waste in the Reclamation of Acidic Soils

Chomczyńska M., Kujawska J., Wasąg H.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

375--388

PL

Praca dotyczy nowej metody zagospodarowanie odpadów wiertniczych powstających w procesach poszukiwania gazu z formacji łupkowych. Stosowane metody zagospodarowania tego rodzaju odpadów ograniczają się w praktyce do ich deponowania na składowiskach odpadów niebezpiecznych. Z punktu widzenia ochrony środowiska rozwiązanie takie jest niepożądane i uzasadnia potrzebę poszukiwania nowych metod utylizacji. Odpady wiertnicze to głównie zwierciny, czyli urobek skalny wydostający się na powierzchnię wraz z płuczką wiertniczą. Właściwości fizyczne i chemiczne odpadów wskazują, że mogą być one wykorzystane przyrodniczo do rekultywacji gleb. Biorąc pod uwagę alkaliczny odczyn zwiercin ich dodatek powinien przyczynić się do poprawy właściwości gleb kwaśnych. Celem prezentowanych badań było określenie wielkości maksymalnej dawki zwiercin z uwagi na zmiany produktywności rekultywowanej gleby. W przeprowadzonych badaniach użyto gleby średnio kwaśnej, a dopuszczalną ilość dodawanych zwiercin ustalono na poziomie 15% obj. w oparciu o pomiary pH komponowanych podłoży. Wyniki analiz zasobności gleby wskazały na potrzebę wzbogacenia badanych podłoży w makroskładniki, co osiągnięto przez zastosowanie 2% dodatku substratu jonitowego. Przeprowadzony eksperyment wegetacyjny wykazał, że podłoża przygotowane na bazie zakwaszonej gleby z dodatkami zwierciny i substratu jonitowego charakteryzowały się różną produktywnością zależną od ilości wprowadzonych odpadów wiertniczych. Najkorzystniejszym dla rozwoju rośliny testowej (kupkówka pospolita, Dactylis glomerata L.) okazał się dodatek zwierciny w ilości około 5% obj. Zaobserwowano wówczas ponad 2,5-krotny wzrost produktywności mierzony całkowitą suchą biomasą roślin. Maksymalnym dodatkiem zwierciny z punktu widzenia produktywności podłoża był dodatek wynoszący około 10% obj., przy którym obserwowany wzrost produktywności w odniesieniu do podłoży bez dodatku zwiercin wynosił około 50%. Przeprowadzone badania potwierdziły możliwość wykorzystania odpadów wiertniczych w rekultywacji gleb kwaśnych w połączeniu z dodatkiem substratów przygotowanych na bazie żywic jonowymiennych. Rozwiązanie takie stwarza dodatkowo przesłanki do kompleksowego zagospodarowania zużytych lub poeksploatacyjnych wymieniaczy jonowych.

3

Możliwości wykorzystania substratu jonitowego i archebakterii do wspomagania rozwoju roślin na gruntach jałowych

Chomczyńska M., Soldatov V.

Budownictwo i Architektura

|

2016

|

Vol. 15, nr 3

91--98

PL

Przeprowadzone badania dotyczyły określenia możliwości wykorzystania substratu jonitowego i archebakterii do wspomagania rozwoju roślin na gruntach jałowych (np. na nasypach dróg, skarpach mostów itp.). Realizacja badań wymagała przeprowadzenia doświadczenia wazonowego z kupkówką pospolitą jako gatunkiem testowym. Na potrzeby eksperymentu przygotowano dwie podstawowe serie podłoży: serię kontrolną – piasek (model jałowego gruntu) i serię stanowiącą mieszaninę piasku i 2% (objętościowo) dodatku substratu jonitowego (nośnik pierwiastków odżywczych roślin). W trakcie wegetacji roślin połowę liczby wazonów serii kontrolnej podlewano wodą wodociągową, natomiast drugą połowę podlewano wodą wodociągową wzbogaconą w archebakterie pochodzące z preparatu komercyjnego Arkea® firmy Archaea SolutionsTM. Analogicznie postąpiono z wazonami zawierającymi mieszaninę piasku z dodatkiem substratu jonitowego. Po zakończeniu doświadczenia stwierdzono, że dodatek substratu jonitowego do piasku korzystnie wpłynął na proces wzrostu i rozwoju roślin istotnie zwiększając wartości parametrów wegetacyjnych. Wbrew oczekiwaniom nie zaobserwowano pozytywnego oddziaływania drobnoustrojów z domeny Archeae na proces wegetacji gatunku testowego. Dodatek substratu jonitowego można polecić jako materiał wspomagający rozwój pokrywy roślinnej na terenach zdegradowanych i obiektach infrastruktury drogowej.

EN

The study was carried out to test the ability of improving plant growth by ion exchange substrate and Archaea microorganisms on barren grounds (e.g. on road ambankments, bridge slopes). To achieve this aim, a pot experiment with orchard grass (Dactylis glomerata L.) as the test species was performed. For the needs of the test two media series were prepared: the control – sand (model of barren ground) and mixture of sand with 2% v/v addition of ion exchange substrate (carrier of nutrients for plants). During plant growth half of the pots in the control series was watered with tap water while the other half was watered with tap water enriched with Archaea organisms eluted from Arkea® substrate (the product of Archaea SolutionsTM). Pots containing the mixture of sand with ion exchange substrate were treated in the same way. After finishing the experiment, it was stated that the addition of ion exchange substrate to sand affected plat growth advantageously increasing values of vegetative parameters significantly. Contrary to expectation, the positive effect of Archaea microorganisms on growth of test species was not observed. The ion exchange substrate can be recommended as mean improving plant development on degraded soils and road infrastructure facilities.

4

Methods applied for measurement and visualization of changes in biodiversity

Łagód G., Chomczyńska M., Montusiewicz A., Malicki J., Stransky D.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 4

593--604

EN

The article presents the possible methods for determining biological or statistically significant differences between taxocenoses compared with respect to biodiversity. To obtain a complete description of biological differences between the compared hypothetical communities, the following indices were calculated: S (taxon richness), H (the Shannon index), Hmax (the maximum value of the Shannon index for the richness of taxa represented by the same number of individuals), Vd (a percentage value of covering the structural capacity of community, “evenness deficiency”), E (the MacArthur index - a taxon number (S) in a community for which the observed value of H equals Hmax), and Ps (a taxon richness shortage in percents). Moreover, a graphic profile method (Дд, Tj, and Lj profiles) was used for comparing the diversity of the communities. To obtain information about statistically significant differences in biodiversity between the analysed communities, rarefaction curves were applied. The curves are based on the null models and the Monte Carlo method. The rarefaction method resulted in determination of the statistical significance of the differences between taxon richness and Shannon's index values for the compared communities. The Vd and Ps indices and the profile method allowed concluding about the significance of the biological differences between taxocenoses, even when their values of Shannon's H indices were numerically similar.

PL

W artykule przedstawiono metody określenia biologicznych i statystycznie istotnych różnic między taksocenozami porównywanymi pod względem bioróżnorodności. W celu pełnego opisu różnic biologicznych pomiędzy porównywanymi, hipotetycznymi zbiorowiskami obliczono wskaźniki: S (bogactwo taksonów), H’ (indeks Shannona), Hmax (maksymalna wartość indeksu Shannona dla danego bogactwa taksonów charakteryzujących się takimi samymi liczebnościami), Vd (wyrażona w procentach wartość wypełnienia strukturalnych możliwości zbiorowiska; niedostatek „równomierności”), E (indeks MacArthura, czyli liczba taksonów S w zbiorowisku, dla którego dany indeks H przyjąłby wartość maksymalną) oraz Ps (wyrażony w procentach niedostatek bogactwa taksonów). Dodatkowo, dla porównania bioróżnorodności zbiorowisk użyto graficznej metody profili Δb, Tj i Lj. W celu uzyskania informacji o statystycznie istotnych różnicach między analizowanymi zbiorowiskami pod względem bioróżnorodności wykreślono krzywe rarefakcji, bazujące na modelach numerycznych i metodzie Monte Carlo. Metoda rarefakcji umożliwiła określenie statystycznie istotnych różnic między wartościami bogactwa taksonów i indeksu Shannona obliczonych dla porównywanych zbiorowisk. Metoda profili oraz indeksy Vd i Ps pozwalają wnioskować o istotności różnic biologicznych nawet wtedy, kiedy wartości indeksów H’ Shannona są do siebie liczbowo zbliżone.

5

Ultrasonic stabilization of the activated sludge samples for particle size distribution PSD measurements using laser diffraction method

Bieganowski A., Łagód G., Ryżak M., Montusiewicz A., Chomczyńska M., Sochan A.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 2

475--479

EN

Laser diffraction method is one of recently applied method for measurement of active sludge particles size distribution. This method requires mixing of the suspension and then pumping it through the measurement unit. Energy of mixing and process of pumping may destroy flocks of the active sludge and change its properties during the measurement. Thus, stabilization of the active sludge flocks before measurement is required. The purpose of this paper was to determine the possibility of flocks sample stabilization for measurements with application of laser diffraction method. This stabilization should allow comparison of various sludge flocks’ diameters, obtained in different conditions. Resuming our results, we may state that according to practical application, usage of stabilization based on ultrasounds was sufficient. However, in order to obtain the replicable results for various types of the active sludge it is necessary to precise describe the ultrasound energy provided to flocks before the measurement.

PL

Jedną z metod ostatnio wykorzystywanych do pomiaru rozkładu wielkości cząstek osadu czynnego jest metoda dyfrakcji laserowej. W metodzie tej konieczne jest mieszanie mierzonej zawiesiny w celu homogenizacji próbki, a następnie przepompowywanie jej przez układ pomiarowy. Energia mieszania i pompowanie mogą rozbijać kłaczki osadu czynnego, przez co zmieniać jego właściwości w czasie pomiaru. Dlatego też niezbędna jest stabilizacja cząstek osadu czynnego przed realizacją pomiaru. Celem niniejszej pracy było określenie możliwości stabilizacji próbki kłaczków osadu czynnego w pomiarach z wykorzystaniem dyfrakcji laserowej. Stabilizacja taka miałaby umożliwić porównywanie ze sobą wielkości (średnic) różnych osadów, uzyskiwanych w różnych warunkach. Podsumowując wyniki, należy stwierdzić, że do celów praktycznych wystarczająca jest stabilizacja przy wykorzystaniu ultradźwięków. Jednakże, aby umożliwić porównywalność wyników uzyskiwanych dla różnych osadów, niezbędne jest dokładne określenie energii ultradźwięków, którymi kłaczki są stablizowane przed pomiarem.

6

Measurement of activated sludge particle diameters using laser diffraction method

Bieganowski A., Łagód G., Ryżak M., Montusiewicz A., Chomczyńska M., Sochan A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2012

|

Vol. 19, nr 4

597-608

EN

The paper presents a study on the possibility of using the laser diffraction method for measuring the size of the activated sludge particles. Susceptibility of the particles to mechanical disintegration, dependent on the programmed value of stirring intensity, was observed (stirring was caused by required dynamic flow of analysed suspension through the measurement unit). According to the conclusions presented in this paper, it may be assumed that the laser diffraction method can be applied for measurement of activated sludge particle diameters under the following conditions: 1) the size of activated sludge particles measured by the laser diffraction method is not a real value, but after standardisation of measurement conditions can be treated as a parameter describing the sludge; 2) the particle diameters of activated sludge should be stabilised before the measurement, eg by mixing in the measurement unit or by ultrasound waves application.

PL

Praca dotyczy oceny możliwości wykorzystania dyfrakcji laserowej do badania rozmiarów kłaczków osadu czynnego. W czasie pomiarów zaobserwowano podatność analizowanych cząstek na zniszczenie mechaniczne zależną od zaprogramowanej intensywności mieszania (mieszanie i przepompowywanie jest wymagane w celu wymuszenia przepływu analizowanych zawiesin przez układ pomiarowy). Na podstawie wniosków opracowanych na podstawie prowadzonych badań można stwierdzić, iż metoda dyfrakcji laserowej może być stosowana do pomiarów rozmiarów kłaczków osadu czynnego pod następującymi warunkami: rozmiary kłaczków oraz pozostałych elementów osadu czynnego uzyskane w czasie pomiarów nie mogą być traktowane jako wartość bezpośrednia opisująca rozmiary kłaczka, lecz po standaryzacji warunków pomiarowych może być traktowana jako ilościowy parametr opisujący właściwości osadu czynnego. Przed pomiarem metodą dyfrakcji laserowej osad czynny powinien być uprzednio stabilizowany na przykład za pomocą mieszania w układzie pomiarowym bądź też za pomocą ultradźwięków.

7

Methods for measurement and visualization of changes in biodiversity

Chomczyńska M., Łagód G., Montusiewicz A., Malicki J.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

29--34

EN

Biodiversity can be evaluated basing on the species numbers or numbers of chosen taxa (S). The biodiversity assessment is also enabled using the Shannon index (H) that includes numbers of taxa and their relative abundances (or relative biomass likely relative degrees of covering). The proper description of biological or statistically significant differences (or their absence) between the compared taxocenosis of identical or subjectively different values of S and H, is not possible by use of both methods mentioned. Thus, the aim of our work was to present the manners for solving these problems basing on the example of three hypothetical organism communities. Two of the communities mentioned were characterized by the same values of S (taxon richness) and different values of H (the Shannon index) and two ones had similar H values and different values of S. To obtain the complete description of biological differences between compared communities the following indices were calculated: Hmax (a maximum value of Shannon index for the richness of taxa represented by the same number of individuals), Vd (a percentage value of covering structural capacity of community, “evenness deficiency”), E (MacArthur index - a taxon number (S) in a community for which the observed value of H equals Hmax) and Ps (taxon richness shortage in percents). Moreover, graphical method of Δb, profiles was used for comparing community diversities. Instead, to obtain information about statistically significant differences in biodiversity between analyzed communities, the rarefaction curves were applied. The curves are based on the zero models and the Monte Carlo method.

PL

Bioróżnorodność można oceniać na podstawie liczby gatunków lub liczby dowolnie wybranych taksonów (S). Ocenę bioróżnorodności można również przeprowadzić za pomocą indeksu Shannona (H), do obliczeń którego wykorzystuje się liczbę taksonów oraz ich względne liczebności (lub względne biomasy ewentualnie relatywne stopnie pokrycia). Przy użyciu obu wymienionych metod nie można poprawnie określić statystycznie istotnych czy też biologicznych różnic (lub ich braku) pomiędzy porównywanymi taksocenozami o identycznych lub subiektywnie różnych wartościach S i H. Stąd celem prezentowanej pracy było przedstawienie sposobów rozwiązania tego problemu na przykładzie trzech hipotetycznych zbiorowisk żywych organizmów. Wśród tych taksocenoz dwie charakteryzowały się takimi samymi wartościami S (bogactwa taksonów) i różnymi wartościami H (indeksu Shannona), a dwie miały zbliżone wartości H, a różne wartości S. Dla pełnego określenia różnic biologicznych pomiędzy porównywanymi zbiorowiskami obliczono wskaźniki: Hmax (maksymalna wartość indeksu Shannona dla danego bogactwa taksonów charakteryzujących się takimi samymi liczebnościami), Vd (wyrażona w % wartość wypełnienia strukturalnych możliwości zbiorowiska; niedostatek „równomierności”), E (indeks MacArthura, czyli liczba taksonów S w zbiorowisku, dla którego dany indeks H przyjąłby wartość maksymalną) oraz Ps (wyrażony w % niedostatek bogactwa taksonów). Dodatkowo, dla porównania bioróżnorodności zbiorowisk użyto graficznej metody profili Δb. W celu uzyskania informacji o statystycznie istotnych różnicach między analizowanymi zbiorowiskami pod względem bioróżnorodności wykreślono krzywe rarefakcji, bazujące na modelach zerowych i metodzie Monte Carlo.

8

Effect of different variants of the ion exchange substrate on vegetation of Dactylis glomerata L on the degraded soil

Chomczyńska M., Soldatov V., Wasąg H.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

243--248

EN

Ion exchange substrates are the mixtures of cation and anion exchangers saturated with nutrient ions in the proper ratios. After introducing into degraded soil, the substrates may act as a source of macro- and micronutrients initiating plant growth that is necessary for biological restoration. In order to determine an effect of different variants of ion exchange substrate (with a different potential impact on pH of soil solution) on plant vegetation, a pot experiment with orchard grass (Dactylis glomerata L) as the test species was carried out. For the need of the study seven series of media were prepared: the control series (sand as a model of degraded soil) and six test series - the mixtures of sand and 2% (v/v) additions of particular variants of ion exchange substrate (each variant contained monoionic forms differing in the content of NO-3, H2PO-4, SO4-2 thereby, differing in the pH 4of solutions equilibrated with them). The study results showed that additions of the substrate at pH = 5.5; pH = 6.0; pH = 6.5; pH = 7.0 and pH = 7.5 to sand significantly increased plant yield. The 2% addition of the substrate at pH = 6.5 caused the highest increase in wet and dry stem and root biomass, however mean values of the vegetation parameters obtained in the series with the substrate at pH = 6.5 were not significantly higher than parameters obtained in the series with the substrates at pH = 7.0 and 7.5. In the light of study results, it can be said that particular variants of substrate at pH in the range of 5.5÷7.5 are effective fertilizers intensifying plant growth during relatively short period.

PL

Substraty jonitowe są mieszaninami kationitów i anionitów nasyconych w stosownych proporcjach jonami pierwiastków odżywczych. Materiały te po wprowadzeniu do gleby zdegradowanej mogą pełnić rolę bogatego źródła makro- i mikroelementów, inicjującego rozwój pokrywy roślinnej niezbędnej w czasie biologicznej rekultywacji. Aby określić wpływ różnych wariantów substratu (o potencjalnie różnym oddziaływaniu na pH roztworu glebowego) na przebieg wegetacji roślin, przeprowadzono doświadczenie wazonowe z kupkówką pospolitą (Dactylis glomerata L) jako gatunkiem testowym. Na potrzeby tego eksperymentu przygotowano siedem serii podłoży: jedną serię kontrolną (piasek jako model gleby zdegradowanej) oraz sześć serii testowych będących mieszaninami piasku i 2% (objętościowo) dodatków poszczególnych wariantów substratu jonitowego (każdy wariant zawierał formy monojonowe różniące się zawartością anionów: NO -3 , H2PO-4, SO4-2 i tym samym różniące się wartościami pH roztworów pozostających z nimi w równowadze jonowymiennej). Rezultaty przeprowadzonego eksperymentu wykazały, że dodatki substratu o pH = 5,5; pH = 6,0; pH = 6,5; pH = 7,0 i pH = 7,5 po wprowadzeniu do piasku znacznie zwiększyły plon roślin. Dodatek substratu o pH = 6,5 spowodował największe przyrosty świeżej i suchej biomasy pędów oraz korzeni kupkówki, aczkolwiek średnie wartości parametrów wegetacyjnych uzyskane w serii z tym substratem nie były istotnie większe od wartości parametrów uzyskanych w serii z dodatkiem substratu o pH = 7,0 i 7,5. W świetle otrzymanych wyników należy stwierdzić, iż poszczególne warianty substratu o pH w zakresie 5,5÷7,5 są skutecznymi dodatkami nawozowymi intensyfikującymi rozwój roślin w stosunkowo krótkim okresie czasu.

9

Proposal of measurement and visualization methods for dominance structures in the saprobe communities

Łagód G., Chomczyńska M., Montusiewicz A., Malicki J., Bieganowski A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2009

|

Vol. 16, nr 3

369-377

EN

A large taxonomic diversification of saprobes causes difficulties in practical use of the saprobic system for biomonitoring purpose. In such a case taxonomic levels higher than species level became more popular. Methods based on biocenotic structure can be also used in bioindication. It is known that application of the Shannon biodiversity index based not only on numbers and abundances of species but also on numbers and abundances of easily identified morphological-functional groups gives the same information as saprobe measurements. Moreover, the other structural indices together with the Shannon index can be used to obtain more complete characteristics of saprobe communities. It enables more precise interpretation of biomonitoring results based on dominance structure of organism groups settled at the examined object. The obtained results of the quantitative nature can be compared with a chosen accuracy, however they are difficult to be perceived. The aim of the present work is calculating a similarity of dominance structures characterizing saprobe communities as well as presenting modified methods for visualization of these structure changes.

PL

Zróżnicowanie taksonomiczne systemu saprobów wiąże się z trudnościami w jego zastosowaniu do celów biomonitoringu. Dlatego też wprowadzenie do bioindykacji jednostek taksonomicznych wyższych rangą , gatunku oraz metod opartych na strukturze biocenotycznej staje się powszechne. Zastosowanie indeksu bioróżnorodności Shannona, bazującego nie tylko na liczbie i ilościowości gatunków, lecz również na liczbie liczebności łatwo identyfikowalnych grup morfologiczno-funkcjonalnych, jest tak samo przydatnym źródłem informacji jak pomiary saprobowości. W celu otrzymania pełniejszej charakterystyki badanego obiektu obok indeksu Shannona stosowane są także inne indeksy struktury biocenotycznej. Użycie tych indeksów umożliwia bardziej precyzyjną interpretację wyników biomonitoringu uwzględniającego strukturę dominacji. Ze względu na ilościowy charakter danych wyniki mogą być porównywane z dowolną dokładnością, jednakże lało czytelne w odbiorze. Celem prezentowanej pracy jest wyznaczenie podobieństwa struktury dominacji zbiorowisk sapsorbów i przedstawienie metod wizualizacji zmian badanych struktur.

10

Proposal of measurement and visualization methods for dominance structures in the saprobe communities

Łagód G., Chomczyńska M., Montusiewicz A., Malicki J.

Proceedings of ECOpole

|

2008

|

Vol. 2, No. 1

53--57

EN

A large taxonomic diversification of saprobes causes difficulties in practical use of saprobic system for biomonitoring purpose. In such a case taxonomic levels higher than species level became more popular. Methods based on biocenotic structure can be also used in bioindication. It is known that application of the Shannon-Wiener biodiversity index based not only on numbers and abundances of species but also on numbers and abundances of easily identified morphological-functional groups gives the same information as saprobe measurements. Moreover, the other structural indices together with the Shannon-Wiener index can be used to obtain more complete characteristics of saprobe communities. It enables more precise interpretation of biomonitoring results based on dominance structure of organism groups settled an examined object. The obtained results of the quantity naturę can be compared with free accuracy, however they are difficult to be perceived. The aim of the present work is calculating a similarity of dominance structures characterizing saprobe communities as well as presenting modified method for visualisation of these structure changes.

PL

Zróżnicowanie taksonomiczne systemu saprobów wiąże się z trudnościami w jego zastosowaniu do celów biomonitoringu. Dlatego też wprowadzenie do bioindykacji jednostek taksonomicznych wyższych rangą od gatunku oraz metod opartych na strukturze biocenotycznej staje się powszechne. Zastosowanie indeksu bioróżnorodności Shannona-Wienera, bazującego nie tylko na liczbie i ilościowości gatunków, lecz również na liczbie i liczebności łatwo identyfikowalnych grup morfologiczno-funkcjonalnych, jest tak samo przydatnym źródłem informacji jak pomiary saprobowości. W celu otrzymania pełniejszej charakterystyki badanego obiektu obok indeksu Shannona-Wienera stosowane są także inne indeksy struktury biocenotycznej. Użycie tych indeksów umożliwia bardziej precyzyjną interpretację wyników biomonitoringu uwzględniającego strukturę dominacji. Ze względu na ilościowy charakter danych wyniki mogą być porównywane z dowolną dokładnością, jednakże są mato czytelne w odbiorze. Celem prezentowanej pracy jest wyznaczenie podobieństwa struktury dominacji zbiorowisk saprobów i przedstawienie zmodyfikowanej metody wizualizacji zmian badanych struktur.

11

The application of spent ion exchangers as fertilizer carriers in restoration of degraded soils

Zdeb M., Chomczyńska M., Soldatov V.S., Pawłowski L.

Archives of Environmental Protection

|

2008

|

Vol. 34, no. 3

201-209

EN

The present studies aimed at comparing the effect of the potassium monoionic form (prepared from a model spent ion exchanger) and a conventional potassium fertilizer (KC1) on plant vegetation after addition to depleted soil. To achieve the study aim a pot experiment using orchard grass (Dactylis glomerata L.) as the test plant was carried out. The vegetation cycle lasted seven weeks. The plants were grown on four series of media: on untreated soil, on soil with added monoionic K form, on soil with added KC1 and on soil with Biona-312 substrate added (2% v/v). Biona-312 served as the control fertilizer containing all macro- and microelements. The application of monoionic potassium form positively influenced orchard grass vegetation. The addition of K form into soil increased stem wet and dry biomass, root dry biomass and total dry yield by 15, 10, 13 and 12%, respectively. Bearing in mind that the amount of dry plant matter as source material for humus formation is crucial in soil reclamation, the effectiveness of potassium monoionic form was found to be similar to that of the mineral fertilizer -KC1. Biona-312 was the most efficient fertilizer used in the study, resulting in the greatest yield of Dactylis glomerata L.

12

Application of the tdr method for the measurement of moisture in degraded soil enriched with biona- 312 substrate

Chomczyńska M., Suchorab Z.

Archives of Environmental Protection

|

2008

|

Vol. 34, no. 3

125-131

EN

The present study aimed at a determination of the formula allowing water content to be calculated for model degraded soil enriched with Biona-312 ion exchange substrate. To this end a mixture of sand and Biona-312 was prepared which was monitored for water content changes. Moisture was determined both gravimetrically and reflectometrically (TDR method). To improve the reliability of the TDR method individual calibration was made. The specific calibration formula as polynomial of the third degree was found for water content determination in sand supplemented with Biona-312. The results confirmed the high potential of the TDR method in moisture monitoring, especially when individual calibration is done.

13

Effect of sewage sludges on soil and groundwater during cultivation of energy crops

Chomczyńska M., Wysocka A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 8

773-780

EN

Today biomass seems to be the most Promising renewable energy source in Poland. Cultivation of energy species such as willow is one possible method of biomass supply. An increase in plant yield and energy efficiency of energy plantations requires fertilisation. Fertilisation of such plantations can be realised by using sewage sludges. The utilisation of sewage sludges is recommended because increased quantities of such wastes must be utilised. Sewage sludges contain great amounts of elements such as nitrogen, phosphorus, calcium, magnesium and sulphur used as nutrients by plants. Unfortunately, sewage sludges often contain increased amounts of heavy metals and their application has to take into account permissible heave metal loads per year. Introducing sewage sludge into soil can also cause contamination with organic compounds such as polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, polychlorinated dibenzodioxins and dibenzofurans. Literature data indicate that the addition of sewage sludge into the ground increases the content of organic matter improving the water retention, porosity and structure of soils. The observed increase in heavy metal contents in soils after sludge application does not exceed limits accepted in countries where studies were carried out. The application of sewage sludges in proper doses does not cause a significant increase in PAHs' content because these substances are degraded by biological, chemical and physical factors. According to reported results it can be said that sometimes permissible limits of nitrate and some heavy metal contents are exceeded in soil solutions after introducing sewage sludges into soils.

PL

Obecnie najbardziej perspektywicznym, odnawialnym źródłem energii w Polsce wydaje się być biomasa. Jednym ze sposobów pozyskiwania biomasy są plantacje energetyczne wierzby. Zwiększenie plonu tego typu upraw i co za tym idzie ich efektywności energetycznej wymaga nawożenia. Do nawożenia plantacji energetycznych stosować można osady ściekowe. Wykorzystanie osadów ściekowych jako dodatków użyźniających jest pożądane ze względu na konieczność zagospodarowania zwiększających się ilości tych odpadów. Osady ściekowe zawierają znaczne ilości pierwiastków, takich jak: azot, fosfor, wapń, magnez oraz siarka, które wykorzystywane są jako składniki pokarmowe przez rośliny. Niestety często osady ściekowe zawierają zwiększone ilości metali ciężkich i dlatego ich stosowanie musi uwzględniać dopuszczalny roczny ładunek tych pierwiastków wprowadzany do podłoża glebowego. Wprowadzanie osadów do gleb może wiązać się też z zanieczyszczeniem innymi substancjami, takimi jak: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAHs), polichlorowane bifenyle, polichlorowane dibenzodioksyny i dibenzofurany. Jak wskazują dane literaturowe, dodatek osadów ściekowych do podłoża zwiększa zawartość materii organicznej i tym samym polepsza zdolności retencyjne, porowatość i strukturę gleb. Obserwowany wzrost zawartości metali ciężkich w glebie, po zastosowaniu osadów, nie przekracza limitów przyjętych w krajach, gdzie prowadzono badania. Zastosowanie osadów nie powoduje znaczącego wzrostu zawartości PAHs w glebie, ponieważ substancje te podlegają degradacji biologicznej, chemicznej lub fizycznej. Przedstawione w literaturze wyniki wskazują na przekroczenie dopuszczalnych limitów zawartości azotanów i niektórych metali ciężkich (Fe, Mn, Pb i Ni) w wodach glebowych po wprowadzeniu osadów do podłoża.

14

Quantitative methods of description, estimation and comparison of microorganism communities in urban sewer systems

Łagód G., Chomczyńska M., Malicki J., Montusiewicz A.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 3-4

255-263

EN

Urban sewer systems generally consist of two subsystems - sewer and treatmcnt systcms. Both subsystems arc settled by saprobiont communities. These communities are mainly fonned by bacteria, fungi, protozoans, rotifers and sometimes by representativcs of Metazoa for example nematodes. Mcntioned organisms create biofilm on the walls of the se-wer pipes and on purification station devices as well as they form activatcd sludge. Species richness and dominance structure of saprobiontic microfauna communitics can be used for the bioindication of thc quality of sewage introduced into the sewer system or efficiency of trcatmcnt processes. It scems that quite convenient tool for biomonitoring of the sewage quality and its purification efficiency is Shannon-Wiener biodiversity index H and derivcd indiccs like cvenness index V, MacArthur index E and proportionality index P - calculated not on the abundances of species but on the abundances of morphological-functional groups. So, there is a possibility to compare visually two or more communities of saprobiontic microfauna when H indcx and derivcd indices arc calculated at thc same timc in the different sample points of sewage system or in the same sample point but at different time. Using mentioned above indices it is possible to compare the structure of saprobiont communities settling particular dcvices of sewage treatment plant or tracing changes of their structure in particular device (aeration chamber for instance) occurring in time. Given the percentage shares of species populations (or morphological-functional groups) it is also possible to calculate similarity coefficients Q for two or more communities examinated in the same time or to calculate similarity coefficients for community from selected sample point changing its structurc in time. In the case of similarity estimation of examined communities there are uscd different methods for determination of similarity distance of faunistic compositions (Euclidean di-stance). Since all methods of coefficient calculations give generally identical results in communities' sorting, thc most convenient onc is Renkoncn method, which consists in summing of percentage shares of species abundances (or the abundances of morphological-functional groups), common to both compared communities.

PL

Systemy odprowadzania ścieków miejskich zwykle składają się z dwu podsystemów - kanalizacyjnego i oczyszczającego. Obydwa podsystemy zasiedlane są przez zbiorowiska saprobiontów. W skład tych zbiorowisk wchodzą głównie bakterie, grzyby, pierwotniaki i wrotki, dodatkowo zdarzają się także przedstawiciele Metazoa, np. nicienie. Wymienione organizmy tworzą na ścianach kolektorów, a także na ścianach urządzeń oczyszczalni błoną biologiczną lub wchodzą w skład osadu czynnego. Bogactwo gatunkowe oraz stosunki dominacji (struktura zgrupowań) zbiorowisk mikrofauny saprobiontów, mogą służyć celom bioindykacji jakości zrzucanych do kanalizacji ścieków, a także skuteczności procesów ich oczyszczania. Okazuje się, że dość wygodnym narzędziem biomonitoringu jakości ścieków i jakości procesu oczyszczania ścieków jest indeks bioróżnorodności Shannona-Wienera H oraz wskaźniki pochodne, takie jak: wskaźnik równomierności V, wskaźnik MacArthura E i wskaźnik proporcjonalności P - obliczane na podstawie liczby osobników nie w obrębie gatunków, lecz w obrębie grup morfologiczno-funkcjonalnych. Korzystając z wymienionych wskaźników, można wizualnie porównywać dwa tub więcej zbiorowiska mikrofauny saprobiontów, gdy potrzebne dane uzyskano w tym samym czasie, w różnych punktach pobierania próbek z kanalizacji lub w tym samym punkcie, lecz w różnym czasie. Za pomocą wspomnianych wskaźników możliwe jest także porównywanie struktury zbiorowisk fauny saprobiontów zasiedlających poszczególne urządzenia oczyszczalni ścieków, lub śledzenie zmian struktury tych zbiorowisk w wybranym urządzeniu (np. komorze napowietrzania), zachodzących wraz z upływem czasu. Dysponując procentowymi udziałami populacji gatunków (lub grup morfologiczno-funkcjonalnych), można również z dowolną dokładnością obliczać współczynniki podobieństwa Q dwu lub więcej zbiorowisk badanych w tym samym czasie, tub obliczać współczynniki podobieństwa zbiorowiska występującego w określonym punkcie pobierania próbek, zmieniającego (lub niezmieniającego) swoją strukturę w zależnosci od czasu. Dla oceny podobieństwa badanych zbiorowisk stosuje się różne sposoby wyznaczania metryk, tzn. określania odległości podobieństw składu faunistycznego (odleglości Nuklidesowej). Ponieważ wszystkie używane metody obliczania współczynników dają w zasadzie identyczne rezultaty w porządkowaniu zbiorowisk, najwygodniejsze jest używanie metody Renkonena, polegającej na sumowaniu wspólnych dla obu porównywanych zbiorowisk, procentowych udziałów liczebności gatunków (lub grup morfologicznofunkcjonalnych).

15

Wykorzystanie mikrofauny saprobiontów do bioindykacji jakości ścieków w systemach kanalizacyjnych

Łagód G., Malicki J., Montusiewicz A., Chomczyńska M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2004

|

Vol. 30, no. 3

3--12

PL

Niekiedy zachodzi potrzeba kontroli jakości ścieków wprowadzanych do systemów kanalizacyjnych. Wyniki analiz fizyko-chemicznych odzwierciedlają wyłącznie sytuacji; istniejącą w momencie poboru prób ściekowych. Natomiast wnioskowanie oparte o metody bioindykacyjne umożliwia ocenę stanu przed pobraniem prób, a tym samym wykrycie zrzutów nadmiernych ładunków lub substancji szkodliwych dla osadu czynnego, w momencie poprzedzającym pobranie prób przynajmniej o czas generacji gatunku o najniższym tempie rozmnażania. W pracy przeanalizowano możliwości użycia dla potrzeb bioindykacji przedstawicieli mikrofauny zasiedlającej systemy kanalizacyjne i wykorzystującej ścieki jako źródło pokarmu. Ocenie poddano przydatność: 1) gatunków wskaźnikowych z systemu saprobów Kolkwitza-Marssona (K-M), 2) indeksu Shannona-Wienera (S-W) obliczonego w oparciu o liczebności gatunków - H, 3) indeksu Shannona-Wienera obliczonego w oparciu o liczebności grup morfologiczno- funkcjonalnych - H'. 4) Uzyskane wyniki badań wykazały, że indeks Shannona-Wienera oparty o grupy morfologiczno-funkcjonalne (najłatwiejszy do obliczenia), jest wystarczająco dokładny dla potrzeb bioindykacji.

EN

There is a need for quality control of wastewater introduced into drainage systems. Physical and chemical analyses of wastewater inform only about the situation existing at the moment of sampling. The analysis based on bioindication methods allows to evaluate the existing state before sampling and so to recognize a drop of excessive loads or harmful substances for activated sludge. This refers to the moment preceding the sample taking at least by the generation time of the species with the lowest reproduction rate. For these reasons, the possibility of using microfauna representatives (feeding on organic pollutions) for bioindication was evaluated. The estimation was made of the usefulness of indicator species from the Kolkwitz-Marsson system, the Shannon-Wiener index based on species abundance and the latter based on abundances of morphological-functional organism groups The study results showed that the Shannon-Wiener index calculated for morphological-functional groups (easiest to determine) was accurate enough for bioindication.

16

Wpływ substratu jonitowego na retencję składników mineralnych w podłożu - badania modelowe

Chomczyńska M., Wasąg H., Pawłowski L., Soldatov V., Matusevich V., Szymańska M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2002

|

T. 5, nr 3-4

213-221

PL

Celem podjętych badań było sprawdzenie, czy dodatek substratu jonitowego Biona-312Ž wpływa na retencję składników pokarmowych roślin w podłożu. Dla osiągnięcia celu badań przeprowadzono doświadczenie wazonowe, obejmujące 2 cykle wegetacyjne. Rośliną testową była kupkówka pospolita (Dactylis glomerata L.). W pierwszym cyklu wegetacyjnym rośliny rosły na piasku oraz na podłożu piaskowym z 2% (objętościowo) dodatkiem substratu Biona-312Ž. Po jego zakończeniu część podłoży nawożono roztworem pożywkowym Hewitta. W drugiej rotacji upraw wegetację roślin przeprowadzono na podłożach piaskowych z dodatkiem i bez dodatku substratu Biona-312Ž zarówno nawożonych, jak i nienawożonych. Wyniki eksperymentu wykazały, że na podłożu nawożonym z dodatkiem substratu Biona-312Ž świeża i sucha masa części nadziemnych oraz sucha masa korzeni roślin była o odpowiednio: 24, 30 i 57% większa niż w serii nienawożonej. Zarejestrowany przyrost plonu przypisać należy zatrzymywaniu składników mineralnych przez podłoże nawożone. Stwierdzono, że za retencję biogenów odpowiedzialny był głównie dodatek substratu jonitowego, który spowodował zaadsorbowanie ponad 13-krotnie większej ilości potasu, 3-krotnie większej ilości azotanów(V) i 2-krotnie większej ilości fosforanów(V) w porównaniu do czystego piasku. Wyniki badań wskazują z jednej strony na możliwość rekultywacji zdegradowanych gleb poprzez aplikację substratów jonitowych, a z drugiej strony na możliwość wykorzystania tych substratów jako sorbentów zatrzymujących w podłożu składniki pokarmowe roślin.

EN

The aim of the work was to study the effect of Biona-312Ž-substrate addition to the ground, used for plant growing, on the retention of nutrient elements. The Biona-312Ž substrate was produced at the Institute of Physical Organic Chemistry of the Belarus National Academy of Sciences in Minsk. It was a mixture of strong acid cation exchanger KU-2, polyvalent anion exchanger EDE-10P and clinoptilolite saturated with biogenic ions. To achieve the study aim the pot experiment was carried out for two vegetation cycles. Each vegetation cycle lasted 6 weeks. The test plant was orchard grass (Dactylis glomerata L.). During the first vegetation plants were grown on the sand and on the sand with the 2% addition of substrate Biona-312Ž. The addition of ion exchange substrate to the sand in this cycle caused that wet and dry biomass of shoots and dry biomass of roots respectively were 18.5, 17.5 and 10 times higher than those obtained on the sand-only medium. After the first cycle a half of the pots from the both series of media were fertilized with the Hewitt's nutrient solution and then washed out with distilled water. The content of potassium, nitrates and phosphates in the eluates obtained was analysed. The results of the chemical analysis showed that the contents of nutrient compounds in the media with the addition of Biona-312Ž were higher than those in the media without the addition of the ion exchange substrate. The addition of Biona-312Ž substrate was responsible for nutrient retention - the sand and Biona-312Ž mixture retained potassium, nitrates, and phosphates by: 13-, 3-, 2- times higher than pure sand, respectively. During the second vegetation plants were grown on the fertilized and non-fertilized sand with and without the addition of substrate Biona-312Ž. The results of the experiment showed that the wet and dry biomass of the shoots and the dry biomass of the roots obtained on the fertilized medium with the addition of substrate Biona-312Ž was by: 24, 30 and 57% higher than that obtained on the non-fertilized medium. The yield increase was caused by retention of the mineral compounds in the fertilized medium. To sum up ion exchanger substrates can be used as fertilizers in soil recultivation and as sorbents that retain plant nutrient compounds.

17

Zastosowanie kompozytów jonitowych w uprawie roślin i rekultywacji gleb zdegradowanych

Chomczyńska M., Pawłowski L.

Ekoinżynieria

|

1998

|

nr 1

28-32

EN

Utilization of synthetic ion composites to prepare artificial soil substrates has been described. Studies showed that ion exchanger composites are good hortizols for growth of different plant species and they may be used as fertilizer which gradually releases ions nutriens.As synthetic ion exchangers work similary to soil colloids,they may be used not only for horticultural aims but for restoration of degradated soils as well.For the degradaded sols the ion exchanger composites may replace humic substances and other ion exchange colloids.Applicatoin of spent ion exchangers can decrease a cost of the restoration of degraded lands.