Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Determination of lithium bioretention by maize under hydroponic conditions

Antonkiewicz J., Jasiewicz C., Koncewicz-Baran M., Bączek-Kwinta R.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 4

94--104

EN

Irrigation of cultivated plants can be a source of toxic lithium to plants. The data on the effect of lithium uptake on plants are scant, that is why a research was undertaken with the aim to determine maize ability to bioaccumulate lithium. The research was carried out under hydroponic conditions. The experimental design comprised 10 concentrations in solution differing with lithium concentrations in the aqueous solution (ranging from 0.0 to 256.0 mg Li ∙ dm-3 of the nutrient solution). The parameters based on which lithium bioretention by maize was determined were: the yield, lithium concentration in various plant parts, uptake and utilization of this element, tolerance index (TI) and translocation factor (TF), metal concentrations in the above-ground parts index (CI) and bioaccumulation factor (BAF). Depression in yielding of maize occurred only at the highest concentrations of lithium. Lithium concentration was the highest in the roots, lower in the stems and leaves, and the lowest in the inflorescences. The values of tolerance index and EC50 indicated that roots were the most resistant organs to lithium toxicity. The values of translocation factor were indicative of intensive export of lithium from the roots mostly to the stems. The higher uptake of lithium by the above-ground parts than by the roots, which primarily results from the higher yield of these parts of the plants, supports the idea of using maize for lithium phytoremediation.

PL

Celem badań było określenie zdolności kukurydzy do bioakumulacji litu. Badania prowadzono w warunkach kultur wodnych. Schemat doświadczenia obejmował 10 obiektów różniących się stężeniem litu w roztworze wodnym, w zakresie od 0.0–256.0 mg Li∙dm-3 pożywki. Jako parametry, na podstawie których określono bioretencję litu przez kukurydzę przyjęto: plon, zawartość litu w różnych częściach rośliny, pobranie i wykorzystanie tego pierwiastka oraz indeksy: tolerancji plonu (TI), translokacji (TF), stężenia metalu w częściach nadziemnych (CI) i bioakumulacji (BAF). Depresja plonowania kukurydzy wystąpiła przy dawce 128 i 256 mg Li ∙ dm-3. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że korzenie charakteryzowały się największymi zawartościami litu, natomiast niższymi łodygi i liście, a najmniejszymi kwiatostany. Wartości indeksu translokacji świadczą o intensywnym przemieszczaniu się litu z korzeni do części nadziemnych. Najwięcej litu pobrały łodygi, następnie korzenie, liście, a najmniej kwiatostan. Pobranie litu przez kukurydzę, w zależności od obiektu, wahało się od 2.31 do 24.36% w stosunku do ilości wprowadzonej do obiektu. Najmniejszy fi toodzysk odnotowano w obiektach, w których zastosowano największe ilości litu (3200-6400 mg Li akwarium-1), co zapewne było związane z dużymi dawkami litu oraz niskim plonowaniem i pobraniem tego pierwiastka przez kukurydzę.

2

The changes in exhaust gas and selected waste properties during biostabilization process

Baran D., Famielec S., Koncewicz-Baran M., Malinowski M., Sobol Z.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

11-18

EN

In recent years mechanical-biological waste treatment facilities increasingly apply the biostabilization process to treat the undersize fraction (most frequently less than 80 mm in diameter) obtained from municipal solid waste. The process lasts at least 14 days in closed but aerated chambers. The process gas exiting the chamber is transferred to biofilters filled with biomass, which ensure odours elimination. The aim of the study was to analyze the aerobic biostabilization process of selected waste groups using a laboratory BKB 100 reactor, especially in the aspect of exhaust gas composition changes. The bioreactor was equipped with a 116-liter, thermally insulated chamber, controlled air flow and a system of gases and temperature analyzers. The analyzed parameters were: CO2 and O2 concentration in the emitted gases, the temperature changes during the process, waste density, C:N ratio, organic matter content as well as moisture content. As a result of the research it was stated that the temperature changes in the processed waste vary in different seasons and might depend on the share of fine and biodegradable fractions in waste. In the case of waste collected in summer or autumn the thermophilic phase began during the 2nd or 3rd day of the process and lasted about 5-6 days, causing a considerable CO2 emission (with the maximum between the 1st and 4th day). The changes in O2 and CO2 concentration were directly connected with the process intensity. Waste collected during winter or spring and subjected to the process didn’t reach the temperature which would ensure waste stabilization and hygienization.

PL

W zakładach mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych do przetwarzania biologicznego frakcji podsitowej (najczęściej o uziarnieniu poniżej 80 mm), wydzielonej ze strumienia zmieszanych odpadów komunalnych, coraz częściej wykorzystuje się proces stabilizacji tlenowej. Proces ten przebiega przez okres co najmniej 2 tygodni w zamkniętych i napowietrzanych kontenerach. Powietrze procesowe odprowadzane jest do biofiltra wypełnionego biomasą, która ma zapewnić redukcję uciążliwych zapachów. Celem badań była analiza przebiegu procesu stabilizacji tlenowej w laboratoryjnym bioreaktorze BKB 100 ze szczególnym uwzględnieniem zmian w składzie emitowanego powietrza procesowego. Bioreaktor był wyposażony w termicznie izolowaną komorę o pojemności 116 dm3, system pozwalający na kontrolowane wprowadzanie powietrza do procesu, system czujników temperatury oraz analizator gazów poprocesowych. Analizom podlegał udział CO2 i O2 w objętości emitowanych gazów procesowych, zmiana temperatury w czasie trwania procesu, a także gęstość odpadów, stosunek C:N, zawartość substancji organicznej i wilgotność. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że przebieg zmian temperatury w stabilizowanej masie wsadowej nie jest jednakowy w poszczególnych porach roku i może ona zależeć od udziału frakcji drobnej oraz zawartości odpadów ulegających biodegradacji. Faza termofilna dla odpadów pobranych w okresie lata i jesieni nastąpiła już w 2-3 dniu procesu, trwała około 5-6 dni i spowodowała dużą emisję CO2. Zmiana zawartości O2 oraz CO2 była bezpośrednio powiązana z intensywnością procesu. Odpady pobrane w okresie zimy i wiosny nie osiągnęły temperatury, która mogłaby wskazywać na stabilizację i higienizację materiału. Odpady pobrane latem i jesienią charakteryzowały się największą emisją CO2 pomiędzy 1 a 4 dniem procesu.

3

Wpływ stosowania osadu ściekowego przekształconego biologicznie i termicznie na zawartość manganu w roślinach i w glebie

Koncewicz-Baran M., Gondek K., Korol J

Inżynieria Ekologiczna

|

2014

|

Nr 37

17--30

PL

Różnorodność metod uzdatniania osadów ściekowych, ze względu na czynnik (chemiczny, biologiczny, termiczny) prowadzi do wytworzenia „produktów” różniących się właściwościami, w tym zawartością form metali ciężkich. Celem badań było określenie wpływu stosowania przekształconego biologicznie i termicznie osadu ściekowego na zawartość manganu w roślinach i formy tego pierwiastka w glebie. Badania przeprowadzono w oparciu o dwuletnie doświadczenie wazonowe. W badaniach zastosowano nieprzetworzony osad ściekowy z oczyszczalni ścieków w Krakowie-Płaszowie oraz osad zmieszany ze słomą pszenną w stosunku wagowym 1:1, który poddano procesom biologicznego (kompostowanie przez 117 dni w bioreaktorze) i termicznego przekształcenia (w piecu komorowym, bez dostępu powietrza wg następującej procedury: 130 ºC przez 40 min → 200 ºC przez 30 min).Mieszaniny osadu ściekowego i słomy przekształcone biologicznie i termicznie w obydwu latach badań wykazywały zbliżone do obornika oddziaływanie na ilość wytworzonej biomasy roślin. W biomasie owsa stwierdzono więcej manganu niż w rzepaku jarym. Zastosowany osad ściekowy oraz jego przekształcone biologicznie i termicznie mieszaniny nie wpływały istotnie na zwiększenie zawartości tego pierwiastka w biomasie roślin w porównaniu z obornikiem. Zastosowane nawożenie nie różnicowało wartości wskaźnika translokacji i wskaźnika bioakumulacji manganu w częściach nadziemnych i korzeniach rzepaku jarego i owsa. Nie stwierdzono zwiększenia zawartości najłatwiej dostępnych dla roślin form manganu w glebie po zastosowaniu przekształconych mieszanin osadu ze słomą. Po drugim roku badań oznaczono mniejsze zawartości tych form manganu w glebie wszystkich obiektów w porównaniu ze stwierdzonymi w pierwszym roku badań.

EN

A great variety of sewage sludge treatment methods, due to the agent (chemical, biological, thermal) leads to the formation of varying ‘products’ properties, including the content of heavy metals forms. The aim of the study was to determine the effects of biologically and thermally transformed sewage sludge on the manganese content in plants and form of this element in the soil. The study was based on a two-year pot experiment. In this study was used stabilized sewage sludge collected from Wastewater Treatment Plant Krakow – ”Płaszów” and its mixtures with wheat straw in the gravimetric ratio 1:1 in conversion to material dry matter, transformed biologically (composting by 117 days in a bioreactor) and thermally (in the furnace chamber with no air access by the following procedure exposed to temperatures of 130 °C for 40 min → 200 °C for 30 min). In both years of the study biologically and thermally transformed mixtures of sewage sludge with wheat straw demonstrated similar impact on the amount of biomass plants to the pig manure. Bigger amounts of manganese were assessed in oat biomass than in spring rape biomass. The applied sewage sludge and its biologically and thermally converted mixtures did not significantly affect manganese content in plant biomass in comparison with the farmyard manure. The applied fertilization did not modify the values of translocation and bioaccumulation ratios of manganese in the above-ground parts and roots of spring rape and oat. No increase in the content of the available to plants forms of manganese in the soil after applying biologically and thermally transformed sewage sludge mixtures with straw was detected. In the second year, lower contents of these manganese forms were noted in the soil of all objects compared with the first year of the experiment.

4

Fertilization of spring wheat (Triticum aestivum L.) with compost of biodegradable waste versus cadmium, lead, nickel and nitrates contents in grain

Gondek K., Koncewicz-Baran M., Mierzwa M.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 7-8

807--817

EN

Research hypothesis adopted in the conducted experiments assumed that composted biodegradable waste used for fertilization should have a positive influence not only on spring wheat grain yield but also on its biological value. The investigations aimed at an assessment of the effect of fertilization with compost produced of biodegradable waste on the content of lead, cadmium, nickel and nitrates(V) in spring wheat grain. Spring wheat grain yield receiving mineral fertilizers was larger in the first year of research in comparison with the yield harvested on the fertilizer treatments where manure and compost were used. Residual effect of fertilization with manure and compost on spring wheat grain yield became apparent only in the third year of the research. Content of lead and nickel was higher in the wheat grain fertilized with manure and compost, whereas cadmium content was higher in grain from the object where exclusively mineral fertilizers were applied. Assessed content of the studied elements do not exclude the analysed grain from its use for animal feed. A lower content of nitrate nitrogen was determined in wheat grain (irrespectively of the year of the experiment) from the objects where manure and compost were applied in comparison with the exclusively mineral treatment.

PL

W przeprowadzonych badaniach hipoteza badawcza zakładała, że stosując do nawożenia przekompostowane odpady biodegradowalne można oczekiwać ich korzystnego wpływu nie tylko na plon ziarna pszenicy jarej, ale także na jego wartość biologiczną. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu nawożenia kompostem z odpadów biodegradowalnych na zawartość ołowiu, kadmu i niklu oraz azotanów(V) w ziarnie pszenicy jarej. Plon ziarna pszenicy jarej nawożonej nawozami mineralnymi w pierwszym roku badań był większy w porównaniu do plonu zebranego w obiektach, w których pszenicę nawożono obornikiem i kompostem. Następczy wpływ nawożenia obornikiem i kompostem na plon ziarna pszenicy jarej ujawnił się dopiero w trzecim roku badań. Zawartość ołowiu i niklu była większa w ziarnie pszenicy nawożonej obornikiem i kompostem, natomiast kadmu w ziarnie z obiektu, w którym zastosowano wyłącznie nawozy mineralne. Oznaczone zawartości badanych pierwiastków nie wykluczają użycia analizowanego ziarna do celów paszowych. Stwierdzono mniejszą zawartość azotu azotanowego w ziarnie pszenicy (niezależnie od roku badań) z obiektów, w których zastosowano obornik i kompost w porównaniu do obiektu, w którym pszenice nawożono wyłącznie mineralnie.

5

Zinc, Cadmium and Lead Binding by Humus in Soil Fertilized with Composts

Koncewicz-Baran M., Gondek K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 1-2

77-86

EN

Binding heavy metals by humus compounds decreases these elements availability to plants, their leaching from soil and causes their partial detoxication. Organic matter supplied to the soil with composts may significantly affect heavy metal availability to plants, therefore the investigations conducted on the basis of a two-year pot experiment aimed at determining the effect of fertilization with composts prepared from plant and other biodegradable wastes and from mixed municipal wastes on zinc, cadmium and lead binding by soil humus. In order to compare the analyzed features, the treatments on which swine manure and nitrogen, phosphorus and potassium in mineral forms were applied, were used. The contents of Zn, Cd and Pb in combination with humus compounds were extracted from the soil by means of 0.025 mol dm–3 NH4EDTA solution using sequential chemical extraction developed by Zeien and Brümmer. In the obtained extracts the contents of Zn, Cd and Pb were assessed using the ICP-AES method. Significantly lower acidification was assessed in the soil fertilized with manure and composts than in the soil with a supplement of mineral salts or in unfertilized soil, both after the first and second year of the experiment. Compost fertilization caused an increase in organic carbon content in soil in comparison with organic C assessed in the soil with added mineral salts. The highest total contents of Zn and Pb were determined in the soil with an admixture of municipal waste compost. The contents of lead and zinc bound to humus compounds revealed a positive relationship with organic carbon content and were the highest in the soil receiving organic materials. The biggest contents of cadmium total forms after the first year of the research were assessed in the soil of treatments where the composts and swine manure were used, whereas after the second year contents of Cd in soil did not differ significantly depending on the applied fertilization. An admixture of manure or composts to the soil did not affect significantly the changes of cadmium contents in the combinations with humus compounds.

PL

Wiązanie metali ciężkich przez związki próchniczne zmniejsza dostępność tych pierwiastków dla roślin, ich wymywanie z gleby oraz powoduje częściową ich detoksykację. Materia organiczna wprowadzona do gleby wraz z kompostami może w znaczący sposób wpływać na dostępność metali ciężkich dla roślin, stąd też celem badań przeprowadzonych w oparciu o dwuletnie doświadczenie wazonowe było określenie wpływu nawożenia kompostami z odpadów roślinnych i innych biodegradowalnych oraz z niesegregowanych odpadów komunalnych na wiązanie cynku, kadmu i ołowiu przez próchnicę glebową. Dla porównania analizowanych cech do schematu doświadczenia wprowadzono obiekty, w których zastosowano obornik od trzody chlewnej oraz azot, fosfor i potas w formie mineralnej. Zawartość Zn, Cd i Pb w połączeniach ze związkami próchnicznymi wyekstrahowano z gleby roztworem NH4EDTA o stężeniu 0,025 mol dm-3 według sekwencyjnej ekstrakcji chemicznej opracowanej przez Zeiena i Brümmera. W uzyskanych ekstraktach zawartości Zn, Cd i Pb oznaczono metodą ICP-AES na aparacie JY 238 Ultrace. W glebie nawożonej obornikiem oraz kompostami stwierdzono istotnie mniejsze zakwaszenie niż w glebie z dodatkiem soli mineralnych oraz w glebie nienawożonej zarówno po pierwszym, jak i po drugim roku badań. Nawożenie kompostami spowodowało zwiększenie zawartości węgla organicznego w glebie w porównaniu do zawartości C organicznego oznaczonej w glebie z dodatkiem soli mineralnych. Największe ogólne zawartości Zn i Pb oznaczono w glebie z dodatkiem kompostu z niesegregowanych odpadów komunalnych. Zawartości ołowiu i cynku związane ze związkami próchnicznymi wykazywały dodatnią zależność z zawartością węgla organicznego i były największe w glebie z dodatkiem materiałów organicznych. Największe ogólne zawartości form po pierwszym roku badań oznaczono w glebach z obiektów, w których zastosowano komposty i obornik, zaś po drugim roku zawartość Cd w glebie nie różniła się istotnie ze względu na zastosowane nawożenie. Dodatek do gleby obornika lub kompostów nie powodował istotnych zmian zawartości kadmu w połączeniach ze związkami próchnicznymi.