Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Gospodarka o obiegu zamkniętym w kontekście strat i marnowania żywności

Kopeć M., Gondek K., Mierzwa-Hersztek M.

Polish Journal for Sustainable Development

|

2018

|

T. 22, cz. 2

51--58

PL

Marnowanie żywności jest problemem gospodarczym i społecznym. Od wielu lat podejmuje się próby ograniczenia strat i marnowania żywności na różnych poziomach. Celem artykułu było zaprezentowanie ważnych ogniw w tych działaniach; w tym funkcjonowania Banków Żywności i strategii Gospodarki o Obiegu Zamkniętym. Podkreślono potrzebę działań organizacyjnych i edukacyjnych w tym zakresie na poziomie produkcji, logistyki, spożycia i gospodarki odpadami. Działania te powinny zakładać hierarchię prowadzącą w ostateczności do całkowitej redukcji rozpraszania składników i energii skumulowanych w wyprodukowanej żywności. Pozwoli to jednocześnie na mniejsze oddziaływanie przemysłu rolno-spożywczego oraz efektów konsumpcji na środowisko.

EN

Food waste is an economic and social problem. For many years, attempts have been made to reduce losses and food waste at various levels. The aim of the article was to present important elements in these activities; including the functioning of Food Banks and Circular Economy strategies. The need for organizational and educational activities in this field was emphasized at the level of production, logistics, consumption and waste management. These activities should follow a hierarchy leading ultimately to the total reduction of the dissipation of components and energy accumulated in the food. This will allow to decrease the impact of the agri-food industry and consumption on the environment.

2

The content and composition of organic matter in bottom sediments of the Rybnik reservoir - preliminary studies

Baran A., Mierzwa-Hersztek M., Gondek K., Szara M., Tarnawski M.

Geology, Geophysics and Environment

|

2018

|

Vol. 44, no. 3

309--317

EN

Organic matter has important influences on the fate of environmental pollution in water dam reservoirs. The aim of the studies was to assess content of organic matter fractions in Rybnik reservoir bottom sediments, and to determine their influence on the content of heavy metals and PAHs. In three sediment samples, the content of C organic (Corg), C extracted (Cex), C humic acid (Cha), C fulvic acid (Cfa) and C non-hydrolyzed (Cnh), buffer capacity, and content of heavy metals and PAHs was analyzed. We found the highest content of Corg, Cex, Cha, Cfa and Cnh in sample 3 (the outlet, near the dam), while the lowest content was found in sample 2 (middle). The fraction of Cnh was dominant in sediment sample 3 (outlet, near dam) and 1 (inlet), whereas the fraction of Cha dominated in sample 2 (middle). Rybnik bottom sediments are characterized by their high buffer capacities (samples 3, 1) shaped among others by the high content of organic matter. The high organic matter content in samples 3 (outlet) and 1 (inlet) and also high total contents of heavy metals and PAHS in these sediments demonstrate that these pollutants have a strong affinity for organic matter in the sediments. Moreover, the highest mobility of metals, from sample 2 (middle), is connected with the low content of organic matter substances and the low buffer capacities of sediments.

3

Impact of thermal treatment of mixtures of sewage sludge and plant material on selected chemical properties and Vibrio fischeri response

Gondek K., Baran A., Mierzwa-Hersztek M., Kopeć M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2017

|

Vol. 24, nr 3

443--455

EN

The aim of the research was to evaluate the effect of temperature during the treatment process as well as the effect of adding plant materials to sewage sludge on selected chemical properties and Vibrio fischeri response. The mixtures were placed in a chamber furnace, under airless conditions. Two temperature procedures were applied: 300 and 600ºC; the exposure time in both cases was 15 minutes. Thermal treatment of sewage sludge without a plant component is not well-founded and may cause an increase in concentration of trace elements. Using the temperature of 300ºC caused significantly lower changes in the contents of total forms of trace elements than using the temperature of 600ºC. The metals extracted from the studied mixtures were not toxic for the Vibrio fischeri. In the case of the fractional composition of humic compounds, thermal treatment of mixtures of sewage sludge and plant materials is not beneficial in terms of labile fractions, but it had a beneficial effect on stabilizing the durable bonds between C compounds in those mixtures.

4

Content of PAHs, activities of γ-radionuclides and ecotoxicological assessment in biochars

Gondek K., Mierzwa-Hersztek M., Smreczak B., Baran A., Kopeć M., Mróz T., Janowski P., Bajda T., Tomczyk A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2016

|

Vol. 18, nr 4

27--35

EN

The aim of this research was to determine the effect of thermal conversion temperature and plant material addition to sewage sludge on the PAHs content and the activity of selected γ-radionuclides in biochars, and to conduct an ecotoxicological assessment. The pyrolysis of the mixtures of sewage sludge and plant materials at 300°C and such temperature caused an increase in the contents of 2- and 3-ring hydrocarbons. During the pyrolysis of organic materials at 600°C, the amount of the following compounds was reduced in biochars: benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, benzo[a]pyrene, indeno[1,2,3c,d]pyrene, dibenzo[a,h]anthracene, and benzo[g,h,i]perylene. Among γ-radioisotopes of the elements, natural radiogenic isotopes were dominant. 137Cs was the only artificial radioactive isotope. The pyrolysis of the mixtures of municipal sewage sludge and plant materials revealed that isotope 40K had the highest radioactive activity. In the case of other analysed nuclides, activities of 212Pb, 214Pb, 214Bi, and 137Cs were determined after the sample pyrolysis. The extracts from the mixtures of sewage sludge and plant materials were non-toxic to Vibrio fischeri.

5

The sulfur content in soil after application of composted materials containing foils

Mierzwa-Hersztek M., Gondek K., Kopeć M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 1

89--99

EN

The aim of the research was to assess the content of total and assimilable forms of sulphur in soil after application of composted materials with the addition of polyethylene and corn starch foils. The experimental design consisted of 7 treatments carried out in 3 replications on two soils: 0 – non-fertilized soil, NPK – soil fertilized with mineral fertilizers, K1 – soil fertilized with composted material without the addition of foil, K2 – soil fertilized with composted material with the addition of foil A (which included 47.5% polyethylene C + 45% corn starch + 7.5% compatibilizer), K3 – soil fertilized with composted material with the addition of foil B (which included 65% polyethylene C + 30% corn starch + 5% compatibilizer), K4 – soil fertilized with composted material with the addition of foil C (which included 65% polyethylene C + 30% corn starch + 5% compatibilizer and copolymer), and K5 – soil fertilized with composted material with the addition of foil C and microbiological inoculum. The experiments were conducted in soils with the granulometric composition of light loam and medium loam. Cock’s-foot was the test plant. The mean yield of Dactylis glomerata L., collected from the treatments located in soil with the granulometric composition of light loam, was between 1.4 and 2.4 Mg d.m. ·ha–1 and between 1.8 and 3.6 Mg d.m. ·ha–1 for treatments conducted in soil with the granulometric composition of medium loam. Total S content was determined after sample mineralization in a chamber furnace at 450oC for 8 h, after prior binding of sulphur sulfate Mg(NO3)2. Assimilable forms of S were extracted with solution of 0.03 mol·dm–3 CH3COOH. The S content in the obtained solutions and extracts was determined using the ICP-ŚS method. The highest content of total forms of sulphur was determined in soil with the granulometric composition of medium loam, to which composted materials K3 and K4 (220 mgS·kg–1 d.m. of soil) were introduced. The content of assimilable forms of sulphur ranged from 8.3 to 12.9 mgS·kg–1 d.m. of soil in the case of treatments located in soil with the granulometric composition of light loam, and from 13.1 to 17.4 mgS·kg–1 d.m. of soil for medium loam treatments.

PL

Celem badań była ocena zawartości form ogólnych oraz przyswajalnych siarki w glebie po aplikacji materiałów przekompostowanych z dodatkiem folii otrzymanych z polietylenu i skrobi kukurydzianej. Schemat doświadczenia obejmował 7 obiektów prowadzonych w 3 powtórzeniach na dwóch glebach: 0 – gleba nienawożona, NPK – gleba nawożona nawozami mineralnymi, K1 – gleba nawożona materiałem przekompostowanym bez dodatku folii, K2 – gleba nawożona materiałem przekompostowanym z dodatkiem folii A zawierającej 47,5% PE C + 45% skrobi kukurydzianej + 7,5% kompatybilizatora, K3 – gleba nawożona materiałem przekompostowanym z dodatkiem folii B zawierającej 65% PE C + 30% skrobi kukurydzianej + 5% kompatybilizatora, K4 – gleba nawożona materiałem przekompostowanym z dodatkiem folii C zawierającej 65% PE C + 30% skrobi kukurydzianej + 5% kompatybilizatora i kopolimer oraz K5 – gleba nawożona materiałem przekompostowanym z dodatkiem folii C i szczepionki mikrobiologicznej. Eksperymenty przeprowadzono na glebach o składzie granulometrycznym gliny lekkiej oraz gliny średniej. Rośliną testową była kupkówka pospolita. Średni plon biomasy kupkówki pospolitej zebrany z obiektów zlokalizowanych na glebie o składzie granulometrycznym gliny lekkiej wynosił od 1,4 do 2,4 Mg s.m. ·ha–1 oraz od 1,8 do 3,6 Mg s.m.·ha–1 dla obiektów prowadzonych na glebie o składzie granulometrycznym gliny średniej. Zawartość S ogólnej oznaczono po mineralizacji próbki w piecu komorowym w temperaturze 450oC przez 8 godzin, po uprzednim związaniu siarki siarczanowej Mg(NO3)2. Przyswajalne formy S wyekstrahowano roztworem 0,03 mol·dm3 CH3COOH. W uzyskanych roztworach i ekstraktach zawartość S oznaczono metodą ICP-OES. Największa zawartość form ogólnych siarki oznaczono w glebie o składzie granulometrycznym gliny średniej, do której wprowadzono przekompostowany materiał K3 i K4 (220 mgS·kg–1 s.m. gleby). Zawartość przyswajalnych form siarki mieściła się w przedziale od 8,3 do 12,9 mgS·kg–1 s.m. gleby w przypadku obiektów zlokalizowanych na glebie o składzie granulometrycznym gliny lekkiej oraz od 13,1 do 17,4 mgS·kg–1 s.m. gleby dla obiektów na glinie średniej.

6

Factors Influencing Composting Poultry Waste

Kopeć M., Chmiel M., Gondek K., Mierzwa-Hersztek M., Antonkiewicz J.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 5

93--100

EN

Organic recycling of waste, taking into account sanitary safety, should be a fundamental method for recovering the nutrients present in the waste for plants and organic matter. It also refers to byproducts of animal origin, which are not intended for con-sumption by humans. In the present research , composting of hydrated poultry slaugh-terhouse waste with maize straw was carried out. A combination with fodder yeast and post-cellulose lime was also introduced, which modified chemical and physico chemical properties of the mixtures. The experiment was carried out by recording the biomass temperature for 110 days in 1.2×1.0×0.8 m reactors with perforated bottoms enabling active aeration. The following parameters were taken into consideration in the composted material: carbon, nitrogen, sulfur, respiratory activity, microorganisms, fractions of compost obtained after washing on sieves. Small amounts of fodder yeast favoured the development of microorganisms and caused a sanitary risk in the final product. At the initial stage, the temperature of raw compost in that object was several degrees lower than in the case of the composted mass without yeast addition. The addition of post-cellulose lime at ratios 6.5:1:6.5 (maize straw: poultry slaughterhouse waste: post-cellulose lime) caused a change in the time of microbiological activity, and led to its inhibition in the final process. In comparison to objects with poultry waste, the highest degree of hygienization was found in the compost with post-cellulose lime (with pH close to neutral). By adjusting the ratios of substrates we can influence the microbiological activity, but the amounts of individual substrates should be determined taking into account the quality of the obtained compost.

7

Zawartość azotu we frakcjach związków humusowych kompostów wytworzonych z udziałem materiałów zawierających polietylen i skrobię kukurydzianą

Mierzwa-Hersztek M., Gondek K., Kopeć M.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 3

321-325

PL

Określono wpływ dodatku materiałów polimerowych do kompostowanej biomasy na zawartość azotu we frakcjach związków humusowych uzyskanych kompostów. Biomasę do kompostowania przygotowano z odpadowej słomy rzepakowej, słomy pszennej oraz odpadu powstającego podczas oczyszczania nasion grochu. W kompostach z dodatkiem materiałów polimerowych większy udział azotu stwierdzono w kwasach fulwowych niż huminowych. Wprowadzenie szczepionki mikrobiologicznej do kompostowanej biomasy przyczyniło się do intensyfikacji procesów mikrobiologicznych, zachodzących podczas kompostowania oraz biologicznej sorpcji azotu uwolnionego w wyniku hydrolizy enzymatycznej. W analizowanych kompostach nie stwierdzono wyraźnego wpływu dodatków materiałów polimerowych na intensywność procesu kompostowania. W kompostach z dodatkiem materiału polimerowego stwierdzono większy udział azotu niehydrolizujacego w zawartości ogólnej N (57,7–58,8%) w porównaniu z kompostem kontrolnym (55,1%).

EN

Waste biomass consisting of rape and wheat straws and a waste from pea seed shelling was modified by addn. of films made of polyethylene-starch blends (content of a compatibilizer 5–7.5%) and composed in wet air at 30–40°C for 180 days. The compost was studied for humic acids (extn. with NaOH soln.) and for total N. The addn. of the polymer film resulted in an increase in N content in humic acids from 55.1% up to 58.8%.

8

Yield forming effect of application of composts containing polymer materials enriched in biocomponents

Gambuś F., Wieczorek J., Czech T., Gorczyca O., Spałek I., Urbańska K., Babula J, Mierzwa-Hersztek M., Rydarowski H., Kopeć M

Journal of Ecological Engineering

|

2014

|

Vol. 15, nr 1

81--86

EN

In a pot experiment the impact of composts containing polymeric materials modified with biocomponents on the diversity of crops of oats and mustard was examined. The composts used in the study were produced in the laboratory from wheat and rape straw, and pea seed cleaning waste with 8-percent addition of chopped biopolymer materials (films) which were prepared in the Central Mining Institute (GIG) in Katowice. Three polymers differing in content of starch and density were selected for the composting. The pot experiment was conducted on three substrates: light and medium soil and on the sediment obtained after flotation of zinc and lead ores, coming from the landfill ZGH “Boleslaw” S.A. in Bukowno. The need for using such materials and substrates results from the conditions of processing some morphological fractions of municipal waste and from improving methods of reclamation. Yield enhancing effect of composts depends on the substrate on which the compost was used, cultivated plants and crop succession. Application of composts prepared with 8% of polymeric materials based on polyethylene, modified with starch as biocomponent, resulted in significantly lower yields in sandy (light) soil in case of oats and, in some cases, in medium soil. Subsequent plant yield did not differ significantly between the objects fertilized with compost.

9

Influence of charcoal calcination in field conditions on heavy metal content in plants and in the immediate vicinity of the retorts

Orłowska K., Mierzwa-Hersztek M., Kopeć M.

Journal of Ecological Engineering

|

2014

|

Vol. 15, nr 1

50--54

EN

One of the ways of charcoal producing is its calcination in charcoal kilns called retorts in field conditions. In the charcoal production wood of deciduous trees is being subjected to the process of dry distillation. The process affects the surrounding environment. During the process a lot of pollutants are emitted to natural environment. One of them is ash, which contains heavy metals. The paper aimed at determining the effect of charcoal calcination on heavy metal content in the soil and plant material in the immediate vicinity. Charcoal calcination causes the alkalinization of the soil to 10 metres. In the closest vicinity, the calcination process increases Mn, Cd, Ni and Cu concentrations in the soil material. The influence of charcoal production on the concentrations Fe, Zn, Pb, Cr in soil material cannot be determined unanimously. The effect of the process on heavy metal content in plant material cannot be determined unanimously.

10

Solubility of Heavy Metals in Soil Fertilized with Composts with Polymer Supplements

Czech T., Gambuś F., Gorczyca O., Kopeć M., Mierzwa-Hersztek M., Urbańska K., Wieczorek J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 10

1173--1183

EN

Application of composts from municipal waste for fertilization, due to their high content of organic matter and nutrients, generally positively affects crop yield and soil properties. Their production is based on biodegradable fractions of municipal waste, often originating from non-selective collection and therefore they may contain some quantities of pollutants, both organic and mineral, such as heavy metals, which may negatively affect the soil fertility. In the pot experiment was investigated the effect of composts with an admixture of polymer materials modified with starch as biocomponent, on heavy metal solubility in the tested substrata on which oats and mustard were cultivated. Composts were applied to two soils with natural heavy metal contents, as well as to the soil and post-flotation sediment from zinc and lead ores processing polluted with heavy metals. The 5 composts used for fertilization were prepared from a substrate composed of wheat and rape straw and waste from pea cleaning with an eight percent admixture of polymer foils differing with the starch proportion and density. Speciation analysis of selected heavy metals was conducted using sequential extraction method by Zeien and Brümmer. On the basis of conducted analysis it was established that the contents of individual forms of metals to the highest degree depended on the analysed element and applied substratum, whereas a supplement of composts with 8 % admixture of various polymer foils as a rule had no significant effect on the distribution of metal contents in the analysed fractions. The biggest amounts of cadmium in soil were assessed in the exchangeably bound fraction, in manganese oxides bonds and in the residual fraction, most strongly bound to solid soil phase. In the post-floatation sediment the biggest quantities of cadmium were assessed in the residual fraction and bound to crystalline iron oxides. The highest amounts of copper were bound to organic matter and natural minerals. In comparison with mineral fertilization, application of composts with polymer supplement decreased the content of copper mobile forms. Nickel, except the post-floatation sediment, occurred in the analysed substrata mainly in hardly available forms. Much greater nickel mobility was revealed in the post-floatation waste, where this metal, beside the residual fraction, occurred in considerable quantities in the mobile and exchangeable fractions.

PL

Stosowanie kompostów z odpadów komunalnych do celów nawozowych, z uwagi na dużą zawartość materii organicznej oraz składników pokarmowych, na ogół korzystnie wpływa na plon roślin i właściwości gleby. Do ich produkcji są wykorzystywane biodegradowalne frakcje odpadów komunalnych, bardzo często pochodzące ze zbiórki nieselektywnej i w związku z tym mogą zawierać pewne ilości zanieczyszczeń, zarówno organicznych, jak i mineralnych, np. metale ciężkie, które mogą negatywnie oddziaływać na żyzność gleby. W oparciu o doświadczenie wazonowe badano wpływ kompostów z domieszką materiałów polimerowych modyfikowanych skrobią jako biokomponentem na rozpuszczalność metali ciężkich w testowanych podłożach, na których uprawiano owies i gorczycę. Komposty zastosowano do dwóch gleb o naturalnej zawartości metali ciężkich oraz gleby i osadu poflotacyjnego z przeróbki rud cynkowo-ołowiowych zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Do nawożenia zastosowano 5 kompostów, do wytworzenia których wykorzystano substrat złożony ze słomy pszennej, rzepakowej i odpadów z czyszczenia grochu z ośmioprocentowym dodatkiem folii polimerowych różniących się między sobą udziałem skrobi oraz gęstością. Analizę specjacyjną wybranych metali ciężkich wykonano metodą sekwencyjnej ekstrakcji według Zeiena i Brümmera. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zawartość poszczególnych form metali w największym stopniu zależała od analizowanego pierwiastka oraz zastosowanego podłoża. Natomiast dodatek kompostów z 8% domieszką różnych folii polimerowych z reguły nie miał istotnego wpływu na rozkład zawartości metali w badanych frakcjach. Najwięcej kadmu w glebach oznaczono we frakcji związanej wymiennie, w formie połączeń z tlenkami manganu oraz rezydualnej, najsilniej związanej ze stałą fazą gleby. W odpadzie poflotacyjnym najwięcej kadmu oznaczono we frakcji rezydualnej oraz związanej z krystalicznymi tlenkami żelaza. Największe ilości miedzi były związane z materią organiczną oraz minerałami pierwotnymi. Stosowanie kompostów z dodatkiem materiałów polimerowych zmniejszało zawartość ruchliwych form miedzi w porównaniu z nawożeniem mineralnym. Nikiel w badanych podłożach, poza odpadem poflotacyjnym, znajdował się głównie w formach trudnodostępnych. Znacznie większą mobilność niklu wykazano w odpadzie poflotacyjnym, w którym metal ten, oprócz frakcji rezydualnej, w znacznej ilości występował we frakcjach: ruchliwej oraz wymiennej.

11

Content rating of chosen trace elements in plants and soil after application of newspaper waste

Mierzwa-Hersztek M., Gondek K., Kopeć M., Ozimek A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 9

1029--1037

EN

The research was conducted to determine the content of Cr, Cd, Ni and Pb in soil and plant biomass after application of newspaper waste. The pot experiment was conducted in the years 2010 and 2011 in the greenhouse and included the following objects: NP-0 soil without addition of newspaper, NP-1 the soil with addition of 1 % of newspaper and NP-3 the soil with addition of 3 % of newspaper. Addition of newspaper was calculated relative to the dry weight of the soil material. The study was conducted in pots containing 5.50 kg of air-dried soil material. Two plants were grown in the experiment: spring rape, ‘Felix’ c.v., in the first year and naked oats, ‘Siwek’ c.v., in the second. Rape was collected at the end of the flowering stage (73-day vegetation period), and oats at grain milk stage (75 days of vegetation). After preparation of plant material and soil, content of trace elements was determined by ICP-OES method on a Perkin Elmer Optima 7300DV apparatus. The results were converted to absolute dry weight of the material. Application of newspaper to soil did not increase (except for cadmium) the contents of lead, chromium or nickel in the aboveground parts of the plant. Studied trace elements were accumulated mainly in the plant roots. Roots contained on average from 51 to 82 % more of the test elements in relation to the aboveground parts. Higher amount of newspaper (3 %) added to the soil led to a higher accumulation of studied trace elements in the roots and lower in the plant aboveground parts. The addition of newspaper to the soil caused a reduction in acidity. Newspaper introduced to the soil generally did not increase the total content of trace elements.

PL

Przeprowadzone badania miały na celu ocenę zawartości Cr, Cd, Ni i Pb w glebie oraz w biomasie roślin po aplikacji papieru gazetowego. Doświadczenie wazonowe prowadzono w latach 2010 i 2011 w hali wegetacyjnej. Doświadczenie obejmowało następujące obiekty: NP-0 – kontrola (gleba bez dodatku papieru gazetowego), NP-1 – gleba z 1 % dodatkiem papieru gazetowego oraz NP-3 – gleba z 3 % dodatkiem papieru gazetowego. Dodatek papieru gazetowego obliczono w stosunku do suchej masy materiału glebowego. Badania prowadzono w wazonach mieszczących 5,50 kg powietrznie suchego materiału glebowego. W doświadczeniu uprawiano dwie rośliny, w pierwszym roku rzepak jary odmiany ‘Feliks’, natomiast w drugim owies nagoziarnisty odmiany ‘Siwek’. Rzepak jary zbierano w końcu fazy kwitnienia (73 dni wegetacji), a owies w fazie dojrzałości mlecznej (75 dni wegetacji). Po odpowiednim przygotowaniu materiału roślinnego i glebowego, zawartość badanych pierwiastków śladowych oznaczono metodą ICP-ŚS na aparacie Perkin Elmer Optima 7300DV, a uzyskane wyniki przeliczono na absolutnie suchą masę materiału. Doglebowa aplikacja papieru gazetowego nie spowodowała zwiększenia zawartości (za wyjątkiem kadmu) ołowiu, chromu i niklu w częściach nadziemnych roślin. Badane pierwiastki śladowe były gromadzone głównie w korzeniach roślin. W stosunku do części nadziemnych roślin korzenie zawierały średnio od 51 % do 82 % więcej badanych pierwiastków. Większy dodatek papieru gazetowego (3 %) do gleby skutkował większą akumulacją badanych pierwiastków śladowych w korzeniach, a mniejszą w częściach nadziemnych roślin. Dodatek papieru gazetowego do gleby spowodował zmniejszenie zakwaszenia. Wprowadzenie do gleby papieru gazetowego na ogół nie wpłynęło na zwiększenie ogólnej zawartości badanych pierwiastków śladowych.