Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Transformation of Traditional Wastewater Treatment Methods into Advanced Oxidation Processes and the Role of Ozonation

Nikbeen Tamana, Nayab Ahmad Khalid

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 6

173--189

EN

Technology advancement improves the quality of life, however, it might also introduce new pollutants to the ecosystem, which needs to deal with for the goal of a sustainable ecosystem. Municipal and industrial wastewater has always been important in improving the quality of life while maintaining the sustainability of our planet simultaneously. The diversity of pollutants in wastewater requires more advanced and demanding treatment processes. The ozonation, as a crucial part of the advanced oxidation processes, is a superior oxidation method compared to traditional oxidation methods. After the recognition of ozone as GRAS (generally recognized as safe), its applications have diversified and is used currently for microbial inactivation, degradation of recalcitrant organic compounds, removal of a diverse range of micropollutants, solubilization and reduction of sludge, and removal of color and odor components in wastewaters treatment processes. However, some considerable challenges still exist towards its universal application, such as high ozone generation costs, diversity of pollutants, and formation of ozonation by-products, which still require further studies. The main theme of this review paper is the transformation of traditional oxidation methods into advanced oxidation processes and the role of ozonation in this regard, including its applications, by-products, and its comparison with the traditional oxidation methods and advanced oxidation processes.

2

Evaluation of the middle course of the Oder River contamination

Wolska Małgorzata, Urbańska-Kozłowska Halina

Instal

|

2023

|

nr 12

129--133

EN

Studies of water quality changes in the Oder River in its middle course near the city of Wroclaw, mainly concerning the content of organic substances, were conducted between the years 2017-2022. Over the period of five years, no significant worsening of the Oder River water quality has been observed with respect to the total organic carbon content, however, an increase in the concentrations of specific organic contaminants from the PFAS group was observed. An intense seasonal algae growth was found in spring and late summer, and the number of algae has increased with time. Diatoms are the most abundant algae type. Water from the Oder River contains large amounts of biogens (nitrates and phosphates), which promote microorganism growth in water.

PL

Badania zmian jakości wody Odry prowadzone były w środkowym jej biegu koło Wrocławia w latach 2017-2022. W okresie badań nie stwierdzono istotnych zmian zawartości substancji organicznych zarówno w zakresie ogólnego węgla organicznego, jak też analizowanych mikrozanieczyszczeń. W Odrze stwierdzono zakwit glonów w okresie wiosennym i późnego lata, a liczebność mikroorganizmów rosła w kolejnych latach, wśród których dominowały Okrzemki. Stwierdzona duża zawartość substancji biogennych w wodzie mogła przyczyniać się do rozwoju mikroorganizmów, w tym glonów.

3

Pollution in Shatt Al-Arab River near Hospital Wastewater Disposal – Detection of Pharmaceutical Compounds, Isolation and Identification of Drug-Resistant Bacteria

Alsaad Noor Kadhim, Almansoory Asia Fadhile, Al-Baldawi Israa Abdulwahab

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 12

29--36

EN

Pharmaceutical compounds have been introduced into the aquatic ecosystems in multiple ways and sources, which negatively affects the health of the environment and humans. The river near the hospital sewage disposal is host environment for drug-resistant bacteria (DRB). In this context, the aim of the research was to detect the presence of pharmaceuticals in hospital wastewater, after treatment, at river point followed by isolation of bacteria and test for resistant pharmaceutical compound. Fifteen species of bacteria isolated by angiogenic methods were identified and tested using the well diffusion test to determine the resistance of selected bacteria to ibuprofen by survival assessment. This study showed that the ibuprofen detected by GC-mass was available in all selected points at a concentration of 3 to 120 mg/L. Lecuco. mesen.cremris and Koc.rosea have a high ability to break down the ibuprofen compound. Thus, the bacteria isolated from hospital wastewater can biologically degrade ibuprofen.

4

Pollution of Beach Sand From Selected Recreational Reservoirs by Microplastics

Popenda Agnieszka, Wiśniowska Ewa

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2022

|

Vol. 32, no. 4

230--241

EN

The presence of microplastics have been ubiquitously confirmed in aquatic environment possessing the potential risk to the health of ecosystem. Most studies concerning microplastics are focused on water bodies, but it is considered that sediments and sands from the beaches may to be a long-term sink for microplastics. High concentrations of microplastics have been found in sand beach in Europe and all over the world. In the present studies samples of beach sand originating from three beaches of recreational reservoirs in Southern Poland (Silesian Voivodship) were analysed. Preliminary screening tests were done to evaluate the degree of microplastics pollution of the selected sandy beaches. Samples were taken once from three places on the beaches of each reservoir. Beach sections parallel to the waterline were selected at each study at the swash zone – about 1 m above the waterline. Previously, no studies were done on the presence of microplastics in these beaches. The samples taken from the beach were homogenized and mixed with saturated NaCl solutions, after separation of microplastics the pollutants were counted under optical microscope (under magnification 40 -100 x). It was found that in all three places the microplastics occurred in the beach sand samples. The most contaminated samples originated from Lisiniec recreation park (Adriatyk) which contained 340 ± 222 particles per kg/d.m. The most abundant fractions in the examined samples were fibres and fragments, the less abundant ones were granules. It can be concluded that recreational reservoirs beaches can be significantly contaminated by microplastics particles, but simultaneously the concentrations of these micropollutants can vary a lot between the individual places.

5

WWTP effluent treatment with ultrafiltration with different mixed matrix nanocomposite membranes : comparison of performance and fouling behavior

Kamińska Gabriela

Archives of Environmental Protection

|

2022

|

Vol. 48, no. 4

35--44

EN

Polymer mixed-matrix nanocomposite membranes were prepared by a wet-phase inversion method and used in ultrafiltration processes to treat wastewater treatment plant effluent spiked with organic micropollutants. The effects of halloysite (Hal), TiO2, and functionalized single-walled carbon nanotube (SWCNT-COOH) nanofillers on the treatment efficiency, permeability loss, and fouling behavior of polyethersulfone (PES) membranes were investigated and compared with those of a pristine PES membrane. The nanocomposite membranes exhibited lower porosity and stronger negative surface charge because of the added hydrophilic nanofillers. The PES-Hal membrane achieved the optimal balance of permeability and micropollutant removal owing to enhanced pollutant adsorption on the membrane surface and the creation of an easily removable cake layer (i.e., reversible fouling). The PES-SWCNT-COOH membrane demonstrated the highest treatment efficiency, but also the high permeability loss. In contrast, PES-TiO2 exhibited excellent antifouling properties, but poorer treatment capabilities.

PL

Celem pracy było porównanie zdolności separacyjnych i tendencji do foulingu trzech membran nanokompozytowych podczas oczyszczania odpływu z oczyszczalni, który domieszkowano mikrozanieczyszczeniami organicznymi. Membrany nanokompozytowe typu mieszana matryca preparowano metodą inwersji. Membrany nankomopomozytywe domieszkowano haloizytem, nanotlenkiem ditytanu lub jednościennymi nanorurkami węglowymi funkcjonalizowanymi grupami karboksylowymi (SWCNT-COOH). Membrany nanokompozytowe charakteryzowały się niższą porowatością i silniejszym ujemnym ładunkiem powierzchniowym dzięki dodaniu hydrofilowych nanowypełniaczy. Membrana PES-Hal została uznana za najbardziej korzystną pod względem wydajności hydraulicznej i współczynników retencji mikrozanieczyszczeń. Było to wynikiem zwiększonej adsorpcji zanieczyszczeń na powierzchni membrany i tworzeniu łatwo usuwalnej warstwy placka (tj. oporu wywołanego foulingiem odwracalnym). Membrana PES-SWCNT-COOH charakteryzowała najwyższymi współczynnikami retencji, ale również dużą utratą przepuszczalności. Natomiast PES-TiO2 wykazywała doskonałe właściwości przeciwporostowe, ale słabsze właściwości separacyjne względem badanych mikrozanieczyszczeń.

6

Aktualne trendy i rekomendacje w zakresie usuwania mikrozanieczyszczeń należących do farmaceutyków i pestycydów ze ścieków komunalnych

Kowal Przemysław, Grubba Dominika, Mąkinia Jacek

Forum Eksploatatora

|

2021

|

Nr 1 (112)

32-37

PL

Mikrozanieczyszczenia, przede wszystkim pestycydy oraz farmaceutyki, zyskują coraz większe zainteresowanie, zarówno ze strony środowiska naukowego, administracji publicznej, jak również międzynarodowych organizacji rządowych i pozarządowych. W ostatnich latach jest obserwowany stały wzrost stężeń mikrozanieczyszczeń zarówno w glebie, jak i środowisku wodnym. Szczególne zagrożenie płynące ze strony pestycydów i farmaceutyków wynika z powszechności ich stosowania.

7

Mikrozanieczyszczenia i metody ich usuwania z wody i ścieków w zaawansowanych procesach utleniania

Zawadzki Piotr

Technologia Wody

|

2020

|

Nr 1 (69)

28--33

PL

W pracy zaprezentowano możliwości eliminacji mikrozanieczyszczeń organicznych takich jak chlorfenwinfos, bisfenol A, błękit metylenowy, kofeina i triklosan w zaawansowanych procesach utleniania. Przedstawiono metody polegające na generowaniu rodników wodorotlenowych OH oraz rodników siarczanowych SO4 - jako interesującej alternatywy do klasycznych procesów oczyszczania wody i ścieków. Zaprezentowano metody zaawansowanego utleniania mikrozanieczyszczeń oraz omówiono wyniki badań prowadzone w Głównym Instytucie Górnictwa w Katowicach w kierunku rozkładu mikrozanieczyszczeń organicznych w procesach utleniania prowadzonych pod wpływem światła widzialnego.

EN

In this study the possibility of organic micropollutants elimination such as chlorfenvinphos, bisphenol A, methylene blue, caffeine, triclosan in advanced oxidation processes was showed. Methods based on the hydroxyl and sulfate radicals generation as an interesting alternative to classical water and wastewater treatment processes are presented. The methods of advanced micropollutants oxidation are presented and the results of research conducted in the Central Mining Institute in Katowice towards the decomposition of organic micropollutants in the process of oxidation under the influence of visible light are discussed.

8

Mikrozanieczyszczenia to substancje biologicznie czynne

Ramm Klara

Technologia Wody

|

2019

|

Nr 6 (68)

42--46

PL

Kwestia pojawiających się w środowisku wciąż nowych zanieczyszczeń staje się coraz poważniejszym problemem również dla gospodarki wodnej. Konieczne jest podjęcie działań, które zapobiegną przedostawaniu się do wód substancji szczególnie szkodliwych. Kluczowym wyzwaniem jest kontrola dróg migracji oraz udział wszystkich interesariuszy, począwszy od projektantów i producentów, poprzez odpowiedzialną konsumpcję, aż do odpowiedniego zagospodarowania i skutecznej neutralizacji. Dlatego federacja EurEau1 wspólnie z firmą Deloitte przygotowuje opracowanie, które pomoże interesariuszom zrozumieć problem i poznać propozycje pewnych rozwiązań.

9

Przemiany farmaceutyków w wodzie basenowej

Lempart Anna, Kudlek Edyta, Dudziak Mariusz

Proceedings of ECOpole

|

2019

|

Vol. 13, No. 1-2

127--134

PL

Woda basenowa stanowi mieszaninę substancji o wciąż nie do końca poznanym składzie. Do basenów wprowadzane są różne zanieczyszczenia i substancje chemiczne, które mogą wchodzić w interakcje ze sobą lub przechodzić wiele przemian w instalacji oczyszczania, co należy uznać za potencjalne zagrożenie dla zdrowia pływaków. Niniejsza praca stanowi wstęp do badań mających na celu określenie ścieżek transformacji mikrozanieczyszczeń organicznych w systemach oczyszczania wody basenowej, a tym samym zrozumienie przemian fizycznych oraz reakcji chemicznych, którym ulegają różne związki występujące w basenach. Badania przeprowadzono na przykładzie kofeiny, która jest związkiem farmaceutycznym z grupy stymulantów. Jej obecność w wodzie basenowej wykazały liczne badania prowadzone na całym świecie, w tym w Polsce. W badaniach oceniono stopień naturalnej degradacji tego związku pod wpływem działania światła słonecznego. Analizę stężenia związku i identyfikację jego produktów przemian wykonano z wykorzystaniem metody chromatografii gazowej. Wykazano, że kofeina ulega naturalnemu procesowi degradacji w środowisku wodnym w różnym stopniu, w zależności od warunków prowadzenia procesu i składu fizykochemicznego matrycy wodnej. Obecność związków organicznych i nieorganicznych miała niekorzystny wpływ na degradację kofeiny.

EN

Swimming pool water is a mixture of chemical substances with a composition that has not been completely recognized until now. Various pollutants and chemical contaminants are entering the pool basin. They may interact with each other or undergo numerous changes in the pool installation what should be considered as a potential threat to the health of swimmers. This work is a preliminary study to determine the transformation path of small-molecule organic micropollutants in swimming pool water treatment systems and thus to understand the physical changes and chemical reactions of various compounds that may occur in these systems. This study was carried out on the example of caffeine, which is a pharmaceutical compound from the group of stimulants. Its presence in pool water has been reported by numerous studies conducted all over the world, including Poland. In the presented study, the focus was on checking the natural degradation of this compound under the influence of sunlight determined using the gas chromatography method. It was shown that caffeine undergoes a natural degradation process in the water environment to varying degrees depending on the process conditions and the physico-chemical composition of the water matrix. The presence of organic and inorganic compounds had an adverse effect on the degradation of caffeine.

10

Możliwości usuwania mikroplastiku w procesie oczyszczania ścieków

Wiśniowska E., Moraczewska-Majkut K., Nocoń W.

Technologia Wody

|

2018

|

Nr 3 (59)

28--32

PL

Oczyszczalnie ścieków uznawane są za jedno z istotnych źródeł mikroplastiku w wodach powierzchniowych. Obecność tego typu zanieczyszczeń w wodach stwarza realne niebezpieczeństwo dla organizmów wodnych. Mikroplastik w ściekach pochodzi przede wszystkim z kosmetyków, jak również z ubrań, z których wypłukiwany jest podczas prania. W ściekach surowych stężenia mikroplastiku sięgają kilkunastu tysięcy cząsteczek/m3. Podczas oczyszczania w oczyszczalni usuwane jest ze ścieków nawet powyżej 90% mikroplastiku obecnego w ściekach surowych. Pomimo tego, pozostałe 10% wprowadzone do wód powierzchniowych stanowi istotne zagrożenie dla środowiska. Efektywność usuwania cząsteczek mikroplastiku wzrasta wraz ze wzrostem ich rozmiarów, można ją ponadto zwiększyć stosując w trzecim stopniu oczyszczania filtrację pośpieszną lub procesy membranowe. Podczas oczyszczania ścieków znacząca część mikroplastiku usuwana jest jednak podczas sedymentacji wstępnej, co powoduje, że usunięte z ścieków drobiny kumulują się w osadach ściekowych. Ze względu na to, że na powierzchni mikroplastiku łatwo sorbują się inne mikrozanieczyszczenia organiczne, jak np. WWA lub PCB, ale także nieorganiczne, jak metale ciężkie, wprowadzanie mikroplastiku wraz z osadami ściekowymi do gleby zwiększa skażenie środowiska także innymi mikrozanieczyszczeniami.

EN

Wastewater treatment plants are considered as one of import ant sources of microplastics in surface waters. Presence of these micropollutants in water poses a serious risk for living organisms. Sources of the microplastics in sewage are mainly cosmetics and washing of cloths. Concentrations of microplastics in raw wastewater reach even few thousands particles per 1 m3. During conventional treatment about 90% of microplastics present in raw sewage is removed, but even remaining 10% poses a risk for the environment. Effectiveness of microplastics removal from wastewater increases as the diameter of the particles increases. More efficient removal of microplastics can be achieved by using tertiary treatment of wastewater, e.g. rapid filtration or membrane processes. During wastewater treatment most microplastics particles are removed from wastewater in preliminary sedimentation tanks. As a result microplastics are cumulated in sewage sludge. Because on the fact that on the surface of microplastics organic (e.g. PAHs, PCBs) or inorganic micropollutants (heavy metals) are easily adsorbed, discharge of the sludge into soil increases contamination of the environment also by other micropollutants.

11

Oznaczanie wybranych ksenoestrogenów w wodzie i ściekach

Gałamon M., Liwarska-Bizukojć E.

Technologia i Jakość Wyrobów

|

2018

|

R. 63

95--104

PL

Intensywny rozwój przemysłu chemicznego oraz znaczne rozpropagowanie leków opartych na estrogenach skutkują uwalnianiem do środowiska znacznych ilości substancji chemicznych, w tym ksenoestrogenów. Ksenoestrogeny definiowane są jako egzogenne związki chemiczne, mogące oddziaływać z receptorami estrogenowymi i działać jako agoniści lub antagoniści endogennych hormonów. Obecność ksenoestrogenów w środowisku wymusza opracowanie skutecznej metody ich monitoringu. W pracy przedstawiono sposoby oznaczenia wybranych ksenoestrogenów. Opracowanie procedur analitycznych umożliwiających rozdział i oznaczenie ilościowe ksenoestrogenów jest bardzo istotne, zarówno dla bezpieczeństwa ludzi, jak i środowiska przyrodniczego. Scharakteryzowano zarówno dotychczasowe techniki używane do ekstrakcji, jak i techniki oznaczania niektórych ksenoestrogenów. Przedstawiono trudności analityczne występujące przy przygotowaniu próbek do analizy, spowodowane zróżnicowanymi właściwościami fizykochemicznymi. Właściwe przygotowanie próbek do analizy oraz końcowe oznaczanie izolowanych związków to dwa istotne etapy w każdej procedurze analitycznej. Błędy popełnione na pewnych etapach badań, mogą doprowadzić do niewłaściwych wyników oraz mylnych informacji, dotyczących badanego materiału.

EN

The dynamic development of the chemical industry and the considerable spread of estrogen-based medicines result in the release of significant amounts of chemicals into the environment, including xenoestrogens. Xenoestrogens are exogenous chemicals that can interact with estrogen receptors and act as agonists or antagonists of endogenous hormones. The xenoestrogens include phytoestrogens, metaloestrogens, pesticides, alkylphenols, parabens and UV filters. Numerous contaminants are supplied to the water tanks. Drinking water monitoring is to ensure high quality of water supply and to ensure the safety of the residents, as the purity of drinking water has a direct impact on human health. The presence of xenoestrogens in the environment forces the development of an effective method for their monitoring. The paper presents methods of determining selected xenoestrogens. The development of analytical procedures in various fields and the quantification of xenoestrogens is very important for the safety of humans and the natural environment. Both the techniques used for extraction and the technique of marking certain xenoestrogens have been characterized. Mistakes made at certain stages of research can lead to incorrect results and misleading information about the test material.

12

Występowanie mikrozanieczyszczeń z makrogrupy PPCPs w wodzie basenowej

Lempart A., Kudlek E., Dudziak M.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 1

169--176

PL

Utrzymywanie mikrobiologicznej jakości wody basenowej, mające na celu zahamowania rozprzestrzeniania się zakażeń i chorób, jest priorytetem dla wszystkich właścicieli i zarządców basenów. Istnieje wiele środków dezynfekcyjnych stosowanych w basenach, które mogą potencjalnie powodować produkcję szerokiej gamy ubocznych produktów dezynfekcji (DBP). Mikrozanieczyszczenia te powstają na skutek reakcji z organicznymi i nieorganicznymi substancjami wprowadzanymi na obiekty przez ich użytkowników. Oprócz wielu ubocznych produktów dezynfekcji, w wodzie basenowej współcześnie identyfikowane są również mikrozanieczyszczenia z makrogrupy PPCPs (ang. Pharmaceuticals and Personal Care Products). Przeprowadzone w pracy chromatograficzne analizy jakościowe wody pobranej z niecki basenu szkolnego wykazały obecność ponad 100 różnych mikrozanieczyszczeń, niezidentyfikowanych dotychczas w tym środowisku, m.in. leków, hormonów, witamin, domieszek przemysłowych czy też składników kosmetyków. Do identyfikacji związków zastosowano metodę chromatografii gazowej z detekcją mas GC-MS z jonizacją elektronową poprzedzoną ekstrakcją do fazy stałej SPE (ang. Solid Phase Extraction).

EN

Maintaining the microbial water quality in order to inhibit the spread of infections and diseases is the priority for every swimming pool owners and managers. There is a number of disinfectants that have been used for swimming pool, which potentially produce a wide range of disinfection by-products (DBPs). These micropollutants are produced by reaction with organic and inorganic matter entering swimming pools by their users. Besides DBPs there are many others micropollutants from PPCPs macro group (Pharmaceuticals and Personal Care Products) that are nowadays identified in swimming pool water. This article describes research conducted on the school swimming pool water. Qualitative chromatographic analysis have shown the presence of more than 100 micropollutants that have not been identified in these environment yet, including medicines, hormones, vitamins, industrial admixtures or cosmetic ingredients. Gas chromatography with GC-MS detection and electron ionization followed by SPE (Solid Phase Extraction) was used to identify the compounds.

13

Separacja wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych na membranie ultrafiltracyjnej modyfikowanej nanorurkami węglowymi

Kamińska G., Bohdziewicz J.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 4

37--42

PL

Porównano właściwości oraz potencjał separacyjny i podatność na zjawisko blokowania trzech membran ultrafiltracyjnych. Przedmiotem badań były membrana komercyjna UE50 oraz dwie wytworzone w warunkach laboratoryjnych membrany – polieterosulfonowa (PES) oraz polieterosulfonowa modyfikowana nanorurkami węglowymi z grupami hydroksylowymi (PES-SWCNT-OH). Potencjał separacyjny membran określono względem wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych – kofeiny, bisfenolu A i pentachlorobenzenu. Wykazano, że stopień eliminacji tych związków zależał głównie od ich właściwości fizyczno-chemicznych. Skuteczność usuwania związków o wysokiej hydrofobowości, tj. bisfenolu A i pentachlorobenzenu była zdecydowanie większa niż hydrofilowej kofeiny. Ponadto stwierdzono, że za efekt separacji mikrozanieczyszczeń odpowiadało zjawisko adsorpcji na membranie modyfikowanej nanorurkami węglowymi, które zwiększały jej pojemność adsorpcyjną. Wszystkie badane membrany ultrafiltracyjne charakteryzowały się mniejszą skutecznością separacyjną wraz ze wzrostem ciśnienia transmembranowego. Przy wyższych ciśnieniach transport masy przez membranę był szybszy, co skutkowało krótszym czasem kontaktu mikrozanieczyszczeń z membraną. Badania wykazały, że powierzchnia modyfikowanej membrany ultrafiltracyjnej ulegała mniejszemu blokowaniu niż powierzchnia membrany komercyjnej UE50. Za przyczynę lepszej odporności modyfikowanej membrany na to zjawisko uznano większą chropowatość jej powierzchni objawiającą się występowaniem licznych wypustek, co utrudniało powstawanie równomiernej warstwy osadu. Za istotny należy również uznać fakt, że membrana była modyfikowana nanorurkami węglowymi z grupami tlenowymi, co nadało jej bardziej hydrofilowy charakter. Właściwość ta ograniczała podatność membrany na blokowanie, gdyż zmniejszała siłę oddziaływań hydrofobowych między powierzchnią a usuwanymi zanieczyszczeniami.

EN

This study compares retention characteristics and retention potential as well as antifouling properties of three ultrafiltration membranes. The commercial membrane UE50 and two membranes produced under laboratory conditions – polyethersulfone membrane (PES) and polyethersulfone membrane modified with hydroxyl-functionalized carbon nanotubes (PES-SWCNT-OH) – were selected for the research. Retention potential was determined for selected organic micropollutants, i.e. caffeine, bisphenol A and pentachlorobenzene. It was determined that removal degree of micropollutants depended mainly on their physicochemical properties. Removal efficacy of highly hydrophobic substances, i.e. bisphenol A and pentachlorobenzene was significantly higher than of hydrophilic caffeine. Furthermore, it was found that adsorption played a key role in the micropollutant removal and the process was more intense on the modified membrane as nanotubes enhanced sorption capacity of the membrane. For all the ultrafiltration membranes studied, the retention of micropollutants decreased with an increase of the transmembrane pressure. At higher pressures, mass transport through the membrane was faster and resulted in shorter contact time between the micropollutants and membrane. Moreover, the modified ultrafiltration membrane had better antifouling properties compared to the commercial membrane UE50. It was an effect of its rougher surface with multiple protrusions, which interfered with even sediment layer formation. Importantly, the membrane was modified with hydroxyl-functionalized carbon nanotubes, which added to its hydrophilic character. The same it improved the antifouling properties of the membrane by weakening the hydrophobic interactions between the membrane surface and target pollutants.

14

The Presence of Compounds from the Personal Care Products Group in Swimming Pool Water

Lempart A., Kudlek E., Lempart M., Dudziak M

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 3

29--37

EN

The global production of several thousands of Personal Care Products (PCPs) every year makes the release of PCPs to the environment an unavoidable by-product of a modernized lifestyle. Multiple studies have detected PCPs worldwide in various aquatic environments, including swimming pools. In the presented work, the concentrations of three selected compounds from the PCPs group were examined in 15 swimming pools with different functions. The aim of the study was to show the influence of various factors on the concentration levels of selected micropollutants. Two UV filters: BP-3 (oxybenzone), BP-8 (dioxybenzone) and one antioxidant BTH (dibutylhydroxytoluene) were selected for the research. The extraction of micropollutants from the swimming pool water matrix was carried out by Solid Phase Extraction (SPE). The extracts were analyzed using a gas chromatograph (GC) coupled to the mass detector (MS). BHT was the most common compound. Its concentration ranged from 3.8 ng/L to 5.5 ng/L. The most rarely occurring compound was BP-3. The concentration of this compound varied the most, from 18.5 ng/L to 1178.6 ng/L. BP-8 was present in 10 from 15 tested pools at the concentration level of 49.9–226.9 ng/L. The frequency of occurrence characterizing different micropollutants from PCPs group was higher in recreational pools than in sports pools. It was also observed that the applied water treatment technology may affect the presence of Personal Care Products in the swimming pool water. No impact of basic water quality parameters on the levels of tested pharmaceuticals has been shown in this research.

15

Występowanie i oznaczanie wybranych grup mikrozanieczyszczeń regulowanych dyrektywą 2000/60/WE w środowisku wodnym

Król M., Dudziak M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 2

38--47

PL

Przeprowadzono studium literaturowe określające stan wiedzy w zakresie występowania oraz metod oznaczania wybranych grup mikrozanieczyszczeń, znacząco różniących się od siebie regulowanych dyrektywą 2000/60/ WE w środowisku wodnym. Do opracowania wybrano: 4-tert-oktylofenol, ftalan bis(2-etyloheksylu), heptachlor, epoksyd heptachloru i antracen. Opisano metody ekstrakcji, rozdziału chromatograficznego oraz detekcji poszczególnych związków. Procedury oznaczenia porównano pod kątem czułości analitycznej stosując jako parametry charakteryzujące instrumentalną granicę detekcji i oznaczalności. Dla każdego związku wybrano metodę oznaczania o największej czułości. Ponadto zestawiono wartości stężeń omawianych mikrozanieczyszczeń w wodnych próbkach środowiskowych oraz wskazano możliwe źródła ich pochodzenia.

EN

Residents of even small cities are struggling with air pollution. Municipalities and cities undertake various activities and allocate significant resources to counteract the problem related to air and soil pollution, which is growing continuously. The specialists in the field of ecology have stated that an ideal solution would be to increase the amount of plants in the neighbourhood of residents. Such actions have been undertaken for many years, but clear positive effects have not been observed yet. In these urban areas, the declining conditions of mature plants can be observed, and the longevity of newly planted trees is becoming shorter due to the poor growth conditions. In order to improve the current situation, it has become necessary to develop package/s of solutions allowing for new plantings in cities and rural areas, as well as supporting plants which already exist. The latest scientific trends have showed that one of the most important and promising elements of these solutions could be the use of a structural substrates (a rock and soil mixture prepared according to a special recipe) that can be used as an alternative growth medium for trees instead of the standard up-to-date used soils. In our research, the experimental plot was designed using this type of substrate. The carried out capacity tests showed that the structural substrate has a definite advantage over the substrates presently used in urban areas. The use of structural substrates also enhanced the physiological conditions of the tested trees. Our results allowed us to confirm that structural substrates can be successfully used in the urban and rural areas, which would significantly improve the environmental conditions.

16

Ocena wpływu systemu cyrkulacji na poziom stężeń mikrozanieczyszczeń w układzie oczyszczania wody basenowej

Lempart A., Kudlek E., Dudziak M., Szyguła A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 2

23--31

PL

Każda instalacja basenowa powinna zapewniać prawidłową i stałą cyrkulację wody w systemie obiegu zamkniętego, która umożliwia przedłużenie czasu całkowitej wymiany wody nawet do 1 roku. Praca takiego systemu może jednak potencjalnie powodować podwyższenie stężenia małocząsteczkowych mikrozanieczyszczeń w układzie oczyszczania wody basenowej. Celem niniejszej pracy jest potwierdzenie lub odrzucenie niniejszej tezy. W ramach badań wstępnych przeprowadzono analizę zawartości substancji organicznych i nieorganicznych w wodzie basenowej na podstawie wskaźników ogólnych takich jak OWO, absorbancja UV254 i przewodność właściwa. W zasadniczym etapie badań, próbki wody basenowej pobierane z czterech różnych punktów instalacji zostały poddane analizie chromatograficznej w celu oznaczenia małocząsteczkowych mikrozanieczyszczeń organicznych. Badaniu poddano także wodę wodociągową stosowaną do napełnienia niecki i regularnego uzupełniania strat objętości. Badanie to miało na celu wykluczenie wody wodociągowej jako potencjalnie możliwego źródła pochodzenia zanieczyszczeń w wodzie basenowej. Przeprowadzone badania wstępne wykazały niemal dwukrotny wzrost zawartości ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV254 po sześciu miesiącach, co niewątpliwie świadczy o możliwości gromadzenia się zanieczyszczeń organicznych w systemach cyrkulacji wody basenowej. Tego zjawiska nie zaobserwowano w przypadku związków nieorganicznych. W wyniku analiz chromatograficznych w wodzie basenowej oznaczono farmaceutyki i pozostałości kosmetyków. Stwierdzono, że w układzie oczyszczania wody basenowej miejscem największego gromadzenia się farmaceutyków jest zbiornik przelewowy, a pozostałości kosmetyków niecka basenowa. Na omawiane zjawisko ma wpływ czas trwania filtrocyklu.

EN

Each pool installation should ensure proper and constant circulation of water in a closed circuit system. However, the operation of such a system can potentially cause the accumulation of small -molecule micropollutants in the pool water treatment system. The aim of this work is to confirm or reject this argument. As part of preliminary tests, the content of organic and inorganic substances in swimming pool water was analyzed based on general indicators such as TOC, UV254 absorbance and conductivity. In the main stage of the research, pool water samples collected from four different points of the swimming pool installation were subjected to chromatographic analysis to determine the small-molecule micropollutants. The tap water used to fill the basin and regular replenishment of volume losses was also tested. This study was intended to exclude the tap water as a potential source of contamination in the pool water. Preliminary studies have shown almost a two-fold increase in the total organic carbon content and absorbance UV254 at the turn of six months, which undoubtedly indicates the accumulation of organic pollutants in pool water circulation systems. It was not observed in the case of inorganic compounds. As a result of the chromatographic analyzes of the pool water, the content of pharmaceuticals and personal care product was determined. It was found that the compensation tank is the place of the highest accumulation of the tested pharmaceuticals in the pool water treatment system , while the cosmetics component accumulated in the pool basin to the greatest degree. It was affected by the duration of the filter cycle.

17

Mikroplastik w ściekach i osadach ściekowych

Wiśniowska E., Nocoń W., Moraczewska-Majkut K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 7

269--275

PL

Zanieczyszczenie środowiska morskiego mikroplastikiem jest dobrze udokumentowane. Analiza stężeń mikroodpadów tworzyw sztucznych w wodach powierzchniowych wykonywana była znacznie rzadziej. Problemem w porównywaniu istniejących wyników jest brak jednolitej metodyki analitycznej oraz legalnej definicji mikroplastiku. Wyniki badań wskazują, że jednym z istotnych źródeł zanieczyszczenia wód powierzchniowych mikroplastikiem są oczyszczalnie ścieków. Podczas mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków usuwane jest 50 ÷ > 90% mikroplastiku obecnego w ściekach surowych. Te mikroodpady usuwane są przede wszystkim podczas wstępnej sedymentacji. Ze względu na oporność na biodegradację oraz działanie czynników fizycznych i chemicznych mikroplastik kumuluje się w osadach ściekowych i wraz z nimi wprowadzany jest do gleby (np. w przypadku wykorzystania ich w rolnictwie). W środowisku glebowym z mikroplastiku uwalniane są do środowiska inne mikrozanieczyszczenia organiczne, jak WWA. Efektywność usuwania mikroplastiku podczas oczyszczania ścieków można zwiększyć stosując w trzecim stopniu oczyszczania filtrację pośpieszną (w przypadku usuwania cząsteczek o rozmiarach > 300 μm) oraz procesy membranowe (w przypadku mniejszych cząsteczek). Technologie membranowe pozwalają praktycznie całkowicie wyeliminować mikroplastik ze ścieków odprowadzanych do odbiornika.

EN

Pollution of marine environment with microplastics is at present well documented. Contamination of surface water by this kind of wastes was analysed rarely. The main problem, when we compare the results obtained in various studies, is that there is no unitary methodology and definition of microplastics. The results of research works indicate that wastewater treatment plants are a significant source of contamination of surface water with microplastics. During mechanical-biological treatment of sewage about 50 ÷ > 90% of microplastics present in raw wastewater are removed. This takes place mainly during preliminary sedimentation. Because microplastics are resistant to biological and physicochemical degradation processes, they are cumulated in sewage sludge. Microplastics present in sewage sludge are introduced to the soil and leaching of organic micropollutants, such as PAHs, from them may occur. Microplastics removal effectiveness can be increased by using high speed filtration (in the case of particles with diameter > 300 μm) as well by using membrane processes (in the case of smaller particles). Membrane technologies allow for practically complete elimination of microplastics from effluent.

18

The source of toxicity of backwash water from a swimming pool filter bed washings

Lempart A., Kudlek E., Dudziak M., Zawadzka A.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2018

|

Vol. 11, no. 3

139--146

EN

The necessity of reducing the operating costs of swimming pools leads to attempts to reuse of backwash water from washing swimming pool filter beds. Their use for watering plants, sprinkling tennis courts and play fields, draining to nearby watercourses or even returning to swimming pool installations is taken into consideration. Current researches proved the toxicity of these waste streams. The results of these studies raise doubts about the rightness of the attempts to introduce washings from pool filters directly into the environment. The aim of the presented work is to determine the source of toxicity of filter backwash water. The assessed in the work washings were characterized by high turbidity, high content of both suspended solids and organic compounds. A decrease in value of general impurity indicators after the filtration process of washings has been shown, suggesting that the main source of toxicity may be the suspension, including various anthropogenic organic micropollutants. Although this is just a research hypothesis. For this reason, comparative studies on the occurrence of toxic organic micropollutants in raw filter backwash water, supernatant water and filtrate collected after the filtration process were carried out.

19

Impact of the UV lamp power on the formation of swimming pool water treatment by-products

Kudlek E., Lempart A., Dudziak M., Bujak M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2018

|

Vol. 11, no. 3

131--138

EN

The operation of swimming pools requires a constant monitoring of water quality parameters and protection of water against pathogens. This is implemented by various disinfection methods, among which the most commonly used are based on chlorine action supported by ozone or UV irradiation. The paper presents the comparison of the effectives of organic micropollutants decomposition occurring in swimming pool water during UV irradiation emitted by a 15 and 150 W UV lamp. The tests were conducted on real swimming pool water collected from a sport basin. The identification and the determination of micropollutants concentration were performed by the use of gas chromatography GC-MS (EI) preceded by solid-phase extraction SPE. It was shown that the concentration of micropollutants decreases with the increase in the irradiation time of pool water. The 150 W UV lamp allowed for an over 33% removal of micropollutants from the group of pharmaceuticals compounds (except for caffeine) and more than 76% decrease of other compounds, which belong to the group of personal care products additives, food additives and phthalates. In addition, it has been demonstrated that during the irradiation of such complex water matrixes as swimming pool water, a significant number of micropollutants degradation by-products were formed, which are not found in water before UV irradiation.

20

Usuwanie mikrozanieczyszczeń w laboratoryjnym wielofunkcyjnym reaktorze membranowym

Kudlek E., Dudziak M., Bohdziewicz J., Kamińska G.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

525--532

PL

Hybrydowe układy oczyszczania ścieków oparte o zaawansowane procesy utleniania i techniki membranowe stanowią alternatywę nie tylko do konwencjonalnych układów oczyszczania strumieni wodnych, ale również do układów sekwencyjnych bazujących na pogłębionych procesach oczyszczania. W pracy przedstawiono ocenę stopnia usunięcia mikrozanieczyszczeń organicznych z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych - antracenu i bezno(a)pirenu - oraz domieszek przemysłowych, tj. pentachlorofenolu i oktylofenolu, jak również związków farmaceutycznych - diklofenaku z oczyszczonych ścieków bytowo-gospodarczych na poszczególnych etapach cyklu pracy fotokatalitycznego laboratoryjnego wielofunkcyjnego reaktora membranowego. Proces oczyszczania realizowano bez i z dodatkiem katalizatora w postaci komercyjnego ditlenku tytanu. Dobrane parametry pracy reaktora umożliwiły ponad 73% usunięcie badanych mikrozanieczyszczeń w procesie prowadzonym bez dodatku katalizatora. Wprowadzenie półprzewodnika do oczyszczanego roztworu wodnego pozwoliło na kompletne usunięcie pentachlorofenolu, oktylofenolu, bezno(a)pirenu oraz diklofenaku. Wykazano, że zastosowana membrana ultrafiltracyjna pełniła nie tylko rolę przegrody separującej cząsteczki stosowanego katalizatora, ale również pozwalała na zatrzymanie mikrozanieczyszczeń, których współczynniki retencji mieściły się w zakresie od 9% dla pentachlorofenolu do 98% dla bezno(a)pirenu.

EN

Hybrid wastewater treatment systems based on advanced oxidation processes and membrane techniques are an alternative both to conventional water treatment systems and sequential systems based on deep-treatment processes. The paper presents the estimation of the removal rate of organic micropollutants from wastewater effluent at various phases of the photocatalytic laboratory multifunctional membrane reactor. The tested compounds belong to the group of polycyclic aromatic hydrocarbons - anthracene and benzo(a)pyrene, industrial additives i.e. pentachlorophenol and octylphenol, as well as pharmaceuticals - diclofenac. The treatment process was carried out without or with the addition of a catalyst in the form of commercial titanium dioxide. Reactor’s selected operating parameters allowed to remove over 73% of the tested micropollutants in the process carried out without catalyst. The addition of the semiconductor to the treated water solution allowed to remove completely pentachlorophenol, octylphenol, benzo(a)pyrene and diclofenac. It has been shown that the ultrafiltration membrane acts not only as a separation barrier of the catalyst, but also allows for the retention of micropollutants, which removal rate ranged from 9% for pentachlorophenol to 98% for benzo(a)pyrene.