Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości użytkowe preparatów stosowanych do oczyszczania powierzchni po awariach przemysłowych

Radwan K., Rakowska J., Ślosorz Z., Porycka B.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 1

58-62

PL

Sposób usuwania zanieczyszczeń z obszaru powierzchni przemysłowych uzależniony jest od rodzaju, miejsca oraz skali skażenia. Przedstawiono właściwości emulgujące i zmywające niektórych produktów zawierających surfaktanty o wysokiej aktywności powierzchniowej, które mogą mieć zastosowanie do oczyszczania powierzchni utwardzonych z pozostałości olejowych. Określono również właściwości pianotwórcze badanych środków oraz lepkość wytworzonej emulsji.

EN

Three com. agents, optionally after diln. with H₂O, were studied for emulsifying, foam-forming (foaming) and cleaning ability in removal of oils.

2

Ocena efektywności biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w zastarzałym odpadzie z dołu urobkowego Graby-59 w warunkach przemysłowych metodą in-situ

Steliga T.

Nafta-Gaz

|

2014

|

R. 70, nr 6

351--364

PL

W artykule przedstawiono etapowe oczyszczanie zastarzałego odpadu wiertniczego zanieczyszczonego substancjami ropopochodnymi, zdeponowanego w starym dole urobkowym Graby-59. Opracowana technologia była realizowana w warunkach przemysłowych metodą in-situ i obejmowała następujące etapy: remediację wstępną – polegającą na drenażu melioracyjno-odciekowym, modyfikację struktury odpadu, bioremediację podstawową – stymulowaną przez wapnowanie i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne oraz inokulację biopreparatami opracowanymi na bazie autochtonicznych niepatogennych bakterii, grzybów i drożdży wyizolowanych z terenu oczyszczanego dołu urobkowego. Cały proces oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowano za pomocą kompleksowego monitoringu, obejmującego badania fizykochemiczne odpadu, analizy chromatograficzne zanieczyszczeń ropopochodnych, badania mikrobiologiczne z wykorzystaniem nowoczesnych technik biologii molekularnej, co pozwoliło na optymalizację przebiegu procesów bioremediacyjnych oraz na ocenę ich efektywności. Wielokryterialną ocenę skuteczności bioremediacji odpadu wiertniczego z terenu starego dołu urobkowego Graby-59 rozszerzono o badania toksykologiczne z wykorzystaniem testu Microtox® SPT, co pozwoliło na obserwację zmian własności toksycznych w trakcie prowadzenia procesów oczyszczania odpadu i prześledzenie powstawania metabolitów pośrednich podczas biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych. Przedstawiony tok postępowania w prowadzonym procesie oczyszczania silnie skażonego sub-stancjami ropopochodnymi odpadu z dołu urobkowego Graby-59 umożliwił po okresie 3 lat uzyskanie obniżenia zawartości zanieczyszczeń ropopochodnych do poziomu nieprzekraczającego dopuszczalnych wartości określonych przez obowiązujące standardy jakości gleby i ziemi. Pozwoliło to na zakończenie rekultywacji terenu dołu urobkowego i przekazanie go do zagospodarowania jako użytku leśnego. W trakcie prowadzonego procesu rekultywacji spełniono obowiązujące wymagania administracyjno-prawne w zakresie polskiego ustawodawstwa, co zaowocowało uzyskaniem decyzji o zakończeniu rekultywacji.

EN

The aim of this article is to present the remediation problem of 50-year-old weathered wastes (soil) from the Graby-59 waste pit. This work presents effects of wastes remediation with the use of a stage technology: initial reclamation, modification in the wastes structure in order to increase microorganisms and nutrients bioaccess to petroleum hydrocarbons; basic bioremediation stimulated by liming and waste environment enrichment with biogenic substances and bioaugmentation consisting of inoculation of the pre-treated wastes with biopreparations developed on the basis of indigenous bacteria, enriched with isolated fungi and yeast during the final phase of inoculation. The entire process of drill wastes remediation was controlled with the use of monitoring, which consisted of: physico-chemical research on waste, chromatographical analysis of petroleum pollutants, microbiological tests with an application of an innovative technology of molecular biology. This enabled optimisation of bioremediation and estimation of its effectiveness. Multi-criteria estimation of Graby-59 waste bioremediation effectiveness was aided with toxicological research using the Microtox® SPT test. This enabled observation of toxicological proper-ties alternations during wastes purification and observation of indirect metabolites development during petroleum hydrocarbons biodegradation. The above presented remediation technology, applied to strongly polluted weathered wastes from waste pit, resulted in decrease in petroleum pollutants content to a satisfactory level in 3 years. Recultivation of waste pit area was completed and the area could be reforested. During recultivation, all required legal and administrative standards concerning Polish law were taken into consideration, which resulted in the adminis-trative decision of recultivation completion.

3

Distribution of total petroleum hydrocarbons and polycyclic aromatic hydrocarbons in Musa Bay sediments (northwest of the Persian Gulf)

Tehrani G. M., Hashim R., Sulaiman A. H., Sany S. B. T., Salleh A., Jazani R. K., Savari A., Barandoust R. F.

Environment Protection Engineering

|

2013

|

Vol. 39, nr 1

115--128

EN

Sediment samples were collected from the coastal area of the Petrochemical Special Economic Zone of Musa Bay. The samples were analyzed to determine the degree of hydrocarbon contamination and identify the sources of PAHs which were evaluated by employing the ratios of specific PAHs compounds and principal component analysis (PCA). The levels of TPH concentration in the studied area were relatively moderate compared to the world-wide chronically oil-contaminated locations. The concentration of total PAHs was lower than those in other parts of the Musa Bay but approached the NOAA sediment quality guideline value.

4

Effect of soil contamination with petroleum products on esterase activity in earthworm Lumbricus terrestris

Kafel A., Zawisza-Raszka A., Szulińska E., Gospodarek J., Dziubanek G., Rozpędek K.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 7-8

847--856

EN

Among biomarkers of exposure the suitability of esterases especially carboxylesterases (CarE), metabolizing wide array of xenobiotics being important for organismal functioning, was very often underlined. Moreover, neurotoxic effects of constituents of petroleum products may be exert by inhibition of cholinesterase (ChE) isozymes in animals. Here, we examined esterase activity toward acetylthiocholine iodide and p-nitrophenyl acetate in earthworms Lumbricus terrestris reared through four weeks on loamy sand soil contaminated with petroleum products (unleaded petrol, used engine oil), in two weeks intervals. Such contamination was simulated in one m3 volume soil containers, at a dose of 6 g · kg–1 of dry soil (experimental field in Mydlniki, Krakow suburb, Poland; 50.0815oN, 19.84730oE). We compared the effects of these contaminants action in soil collected in the year of treatment and one year later. We evaluated also effects of animals rearing on soil unremediated and remediated with “cocktail” of microorganism, and also checked the enzymatic activities response in two weeks intervals. We found lower ChE activity in animals reared on petroleum derivatives contaminated soil when compared with control animals, but only in the case of four weeks rearing on soil collected in the year of treatment. Similar response of ChE in animals reared on soil collected a year after the treatment, but estimated in earlier period of time – after two weeks exposure to petrol unleaded contamination was observed. CarE activity characterized higher variability with time than ChE activity. Generally, the activity of CarE lowered from the beginning to the end of the rearing (in all experimental groups). Animals reared on remediated soil, in most cases, had higher ChE activity than those reared on unremediated soil (control and diesel oil exposed animals).

PL

Spośród biomarkerów ekspozycji szczególnie użyteczne są esterazy, a zwłaszcza karboksylśsterazy (CarE) metabolizujące szeroki zakres ksenobiotyków. Podkreśla się często, że odgrywają one również ważną rolę w funkcjonowaniu organizmów. Co więcej, neurotoksyczne efekty składników substancji ropopochodnych mogą być wywierane również na izśnzymy cholinśsteraz (ChE) u zwierząt. W tym doświadczeniu, w dwutygodniowych interwałach, badaliśmy aktywność esteraz wobec jodku acetylotiocholiny i octanu para-nitrofenylu u dżdżownic Lumbricus terrestris, hodowanych przez cztery tygodnie w glebie gliniasto-piaszczystej zanieczyszczonej produktami ropopochodnymi (benzyną bezołowiową, zużytym olejem silnikowym). Takie zanieczyszczenie symulowano w glebie umieszczonej w kontenerach o pojemności jednego m3 w stężeniu 6 g kg–1 suchej masy gleby (eksperyment prowadzono w Mydlnikach, na przedmieściu Krakowa, 50.0815oN, 19.84730oE). Porównano efekty działania tych zanieczyszczeń w glebie zebranej w roku kontaminacji i rok później. Oceniono także wpływ gleby remediowanej z użyciem „koktajlu” mikroorganizmów i nieremediowanej na hodowane zwierzęta, i sprawdzano u nich zmiany aktywności enzymatycznej, również w dwutygodniowych interwałach. Stwierdzono niższą aktywność ChE u zwierząt hodowanych w glebie skażonej substancjami ropopochodnymi w porównaniu do zwierząt kontrolnych, lecz tylko w przypadku czterotygodniowej hodowli na glebie zebranej w roku kontaminacji. Podobną odpowiedź ChE ustalono u zwierząt hodowanych w glebie skażonej benzyną bezołowiową zebranej rok później, ale w krótszym okresie czasu, już po dwóch tygodniach. Aktywność CarE cechowała się dużą zmiennością w czasie, w porównaniu ze aktywnością AChE. Generalnie, aktywność CarE obniżała się od początku hodowli wraz z upływem czasu (we wszystkich grupach eksperymentalnych). Zwierzęta hodowane w glebie poddanej remediacji w większości przypadków wykazywały się wyższą aktywnością ChE niż te, które były hodowane w glebie nie poddanej remediacji (grupy: kontrolna i eksponowana na zużyty olej silnikowy).

5

Ocena właściwości użytkowych surfaktantów stosowanych w preparatach do usuwania substancji ropopochodnych

Ślosorz Z., Radwan K., Rakowska J.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 8

725--732

PL

W artykule przedstawiono badania preparatów zawierających związki powierzchniowo czynne (ZPC) wykorzystywane do usuwania zanieczyszczeń ropopochodnych z powierzchni stałych. Do badań wytypowano niejonowe i anionowe substancje powierzchniowo czynne. Przedstawiono wyniki badań potwierdzające skuteczność zastosowania rozważanych ZPC jako środków ułatwiających likwidację zanieczyszczeń węglowodorowych.

EN

The article presents the results of the tests of agents comprising surface active compounds (SAC) that serve to remove oil-based contaminants from the surface of solids. Nonionic and anionic surface active compounds have been selected for tests. The results obtained confirm the effectiveness of the examined SACs as agents facilitating the elimination of hydrocarbon contaminants.

6

Analiza efektywności w warunkach przemysłowych biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadach z dołu urobkowego Graby-7

Steliga T., Jakubowicz P., Kapusta P.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

203--211

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań przebiegu procesu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadzie zdeponowanym w starym dole urobkowym Graby-7. Proces był realizowany zgodnie z etapową technologią oczyszczania metodą in situ, obejmującą następujące etapy: remediację wstępną, modyfikację struktury odpadu, bioremediację podstawową oraz inokulację biopreparatem opracowanym na bazie autochtonicznych niepatogennych bakterii, grzybów i drożdży. Przedstawiono również charakterystykę składu opracowanych biopreparatów inokulacyjnych. Przebieg procesu oczyszczania dołu urobkowego Graby-7 kontrolowano za pomocą rozbudowanego monitoringu obejmującego badania fizykochemiczne, analizy chromatograficzne oraz badania mikrobiologiczne z wykorzystaniem technik biologii molekularnej, co pozwoliło na optymalizację przebiegu bioremediacji oraz dokonanie oceny efektywności procesu.

EN

The aim of the article is to present research results of petroleum hydrocarbons biodegradation in wastes stored in Graby-7 weathered waste pit. The process was done according to phase technology of purification with an in situ method. It consisted of the following phases: initial remediation, modification of the waste structure, basic bioremediation and inoculation with a biopreparation based on indigenous non-pathogenic bacteria, fungi and yeast. Characteristics of the prepared biopreparations has been presented. Purification of Graby-7 waste pit was controlled with extended monitoring (including physical-chemical research, chromatographic analyses and microbiological research, with the use of molecular biology techniques), which enabled optimisation of bioremediation and estimation of its effectiveness.

7

Mats for Removing Technical Oil Contamination

Wrześniewska-Tosik K., Marchut-Mikołajczyk O, Mik T., Wieczorek D., Pałczyńska M

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

101--106

EN

The aim of the investigation was to design and prepare a fibrous mat containing chicken feathers as an active filling to absorb spills of petroleum derivatives. The fibrous mat used to remove petroleum contamination consists of an active layer from chicken feathers (the main waste from poultry plants), placed between two layers of hydrophobic material of PP or PES in the form of nonwovens. The mata designed are characterised by excellent sorption of a wide range of hydrophobic petroleum substances, selectivity (sorption of liquid immiscible with water) and subdivision even at the highest saturation of the mat. Oil binder mats based on chicken feathers have been found to be highly effective in absorbing spilled oil from water surface. The material can be used, directly on a water surface regardless of weather conditions, as well as on other surfaces such as concrete or asphalt to fight leakages of oily substances. The mats are light, easy to store and use, and inexpensive. Apart from sorptive proprieties of the mats designed, the possibility of biological utilisation of petroleum contamination by means of a bioremediation method was introduced in the article.

PL

Celem badań było otrzymanie maty włóknistej do usuwania wycieków substancji ropopochodnych Mata włóknista do usuwania ropopochodnych zanieczyszczeń składającej się z warstwy aktywnej zbudowanej z rozdrobnionych piór drobiowych, umieszczonej między dwiema warstwami hydrofobowego materiału z PP, lub PES w postaci włókniny, dzianiny lub siatki. Mata taka charakteryzuje się doskonałą sorpcją substancji ropopochodnych, selektywnością (sorpcja cieczy niemieszających się z wodą) oraz niezatapialnością nawet w stanie najwyższego nasycenia maty. Pióra drobiowe zastosowane jako pochłaniacz ropy okazały się bardzo skuteczne w usuwaniu zanieczyszczeń olejowych z powierzchni wody. Oprócz właściwości sorpcyjnych, w artykule przedstawiono możliwości biologicznej utylizacji zanieczyszczeń ropopochodnych osadzonych na piórach.

8

Chemical composition and biological properties of weathered drilling wastes

Śliwka E., Kołwzan B., Grabas K., Klein J., Korzeń R.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 1

129-138

EN

Chemical and biological properties of 8 samples of drilling wastes from the long-term storage sites in the areas of oil various chemical composition (content of petroleum contaminants 0.6-27.6 wt. %, content of toxic heavy metals 117-730 mg/kg d.m.), and a low susceptibility to biodegradation (within the range of 11-58% during the 60-days experiment) were determined. I was found that samples having higher aliphatic/aromatic hydrocarbons ratio were more susceptible to biodegradation. Considering the high contents of the petroleum contaminants, in which the polar component i.e. resins and asphaltenes, are present, all the tested wastes a treat hazard to the environment. The components of potential mutagenic and carcinogenic properties have been found only in the single samples from a wastes series before and after biodegradation.

9

Badania przemysłowe biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w odpadzie z dołu urobkowego Graby-18

Steliga T.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 12

107--117

PL

W artykule przedstawiono etapowe oczyszczanie zastarzałego odpadu wiertniczego zanieczyszczonego substancjami ropopochodnymi, zdeponowanego w dole urobkowym Graby-18. Cały cykl procesu oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowano za pomocą rozbudowanego monitoringu obejmującego badania fizykochemiczne odpadu, analizy chromatograficzne zanieczyszczeń ropopochodnych, badania mikrobiologiczne z wykorzystaniem nowoczesnych technik biologii molekularnej, co w pełni pozwoliło na optymalizację przebiegu procesów bioremediacyjnych oraz na ocenę ich efektywności. Wielokryterialną ocenę skuteczności bioremediacji odpadów wiertniczych z terenu starego dołu urobkowego rozszerzono o badania toksykologiczne z wykorzystaniem testów najnowszych generacji, co pozwoliło na obserwację zmian własności toksycznych w trakcie prowadzenia procesów oczyszczania odpadu i prześledzenie powstawania metabolitów pośrednich podczas biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych.

EN

The article presents the problem of purification of weathered drilling wastes contaminated with petroleum-derived hydrocarbons, deposited in the waste pit Graby-18. The developed technology realised in industrial conditions by means of the in-situ method comprised the following stages: initial remediation, modification of waste structure in order to increase microorganisms and nutrients bioaccess to petroleum hydrocarbons, basic bioremediation stimulated by liming and waste environment enrichment with biogenic substances and bioaugmentation consisting of inoculation of pre-cleaned waste with biopreparations created on the basis of autochthonous bacteria, enriched with isolated fungi during the last phase of inoculation. The entire process of drilling wastes purification was controlled with the use of monitoring, which consisted of: physico-chemical research of waste, chromatographic analysis of petroleum contaminations, microbiological tests with the application of innovative technologies of molecular biology, what enabled the optimization of the course of bioremediation processes and assessment of their effectiveness. Toxicological research with the use of new generation tests enabled observation of alteration in toxicity properties during the purification processes. The creation of indirect metabolites was observed.

10

Migracja zanieczyszczeń ropopochodnych w gruntach piaszczystych na granicy stref aeracji i saturacji

Gwoździewicz M., Kuna P., Lubowicz A.

Przegląd Geologiczny

|

2011

|

Vol. 59, nr 1

69-73

EN

The paper presents studies results of total petroleum hydrocarbon (TPH) contaminations migration in sandy formations on the post-industrial area in Katowice in aspect their horizontal migration between aeration and saturation zones. In all investigated soil samples were determined mineral oils (>C12), gasoline (C6-C12) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) content and were also defined coefficient of filtration. Both mineral oils and gasoline belongs to organic liquids group lighter than water. Researches were supplemented with simulation of ground and underground water contamination state, round investigated area and also migration of petroleum hydrocarbon (TPH) contaminations model in examined grounds. The correlation between seasonal position of underground water level and total petroleum hydrocarbon (TPH) contaminations content in ground vertical profile was also showed. Besides variations of filtration rate in relation to petroleum hydrocarbon (TPH), light non-aqueous phase liquids (LNAPL) contaminations content was presented, as well.

11

Impact of pollution with oil derivatives on the natural environment and methods of their removal

Gawdzik B., Gawdzik J.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2011

|

Vol. 18, nr 3

345-357

EN

The paper presents the characteristics of threats due to petroleum products and its consequences as well as the source of these pollutants. Toxicity of petroleum products is due to their physical and chemical properties. Oil pollution threaten both fauna and flora of contaminated land and underground waters. The paper presents the negative impacts of hydrocarbons on the man and the methods of their removal from the groundwater environment.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę zagrożeń substancjami ropopochodnymi i ich konsekwencje, a także źródła tych zanieczyszczeń. Toksyczność produktów ropopochodnych wynika z ich właściwości fizycznych i chemicznych. Zanieczyszczenia ropopochodne zagrażają zarówno faunie, jak i florze skażonego terenu oraz wodom podziemnym. W pracy zaprezentowano negatywne oddziaływanie węglowodorów na organizm człowieka oraz najważniejsze metody ich usuwania ze środowiska gruntowo-wodnego.

12

Ex situ bioremediation of soil polluted with oily waste: the use of specialized microbial consortia for process bioaugmentation

Kaszycki P., Petryszak P., Pawlik M., Kołoczek H.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2011

|

Vol. 18, nr 1

83-92

EN

Spontaneous, natural self-attenuation of oil-derived pollution in a ground-water environment is relatively slow and for this reason several intensification actions are necessary to speed up the process. For the case of contaminated soil, the most favorable treatment method is ex situ bioremediation, in which the ground is removed from its original site and then formed into piles located in separated cleanup sites. This enables easy adjustment and control of the process parameters and allows for taking other optimization actions such as bioaugmentation with specially-prepared microorganism cultures. The experimental part of the work was done to establish optimal conditions for the development and action of soil-derived bacterial community used as inoculum to augment bioremediation of organic compounds. The study involved two specially-constructed test piles (A and B), each of 120 cm height and area of 10 m2, made of soil polluted with petroleum waste (the average contaminant content was 4300 mg ź kg–1). The soil was ground and fluffed by admixture of 10% bark, then supplemented with the necessary minerals and watered to provide conditions favoring microorganism growth. Next, the microbial consortium was inoculated. Free aeration was provided in pile (A) by frequent mechanical mixing, whereas pile (B) remained unmixed and was only re-inoculated with fresh microorganism cultures. The level of high-boiling organic contaminants as well as the cell density was monitored with standard methods. In pile (A) a rapid drop of oil-derived compounds content was observed and the value of 600 mg ź kg–1 was achieved within 6 weeks. In pile (B) the effect was poor (3240 mg ź kg–1 within 13 weeks) despite high bacterial frequency (108 cells ź g–1). These results indicate that the lack of free gas exchange was a factor hampering microorganism metabolism and thus limiting bioremediation process. The method of intensified bioremediation was applied to biodegrade high levels of recalcitrant contaminants on a large scale at the industrial ex-situ soil cleanup site. Two technological piles (150 cm high) were formed using soil mixed with oily substances: (P1), total volume of 180 m3, containing post-refinery sludges at 24000 mg ź kg–1 concentration and (P2) of 90 m3, containing oil-separator slurries at 114000 mg ź kg–1. The oxygen penetration was provided with a passive aeration system made of drainage-pipes. In order to obtain maximum process kinetics, the piles were frequently surface-sprayed with fresh microbial suspensions enriched with autochthonous bacteria. After inoculation, the soil bacteria population increased by 16 to 42 times and reached the value of 3.6 ź 106 cells ź g–1. The described optimization actions, applied for the first stage of the long-term bioremediation project, enabled to achieve significant contaminant removal rates: over 3.5-fold at the site P1 (the resultant value of 6650 mg ź kg–1 accomplished within 6 months) and over 5-fold at P2 (22900 mg ź kg–1 within 4.5 months).

PL

Procesy spontanicznego samooczyszczania środowiska gruntowo-wodnego, zanieczyszczonego związkami ropopochodnymi, przebiegają wolno i dlatego, w celu przyśpieszenia procesu rekultywacji skażonych obszarów, jest konieczne stosowanie zabiegów intensyfikacyjnych. W przypadku oczyszczania skażeń w gruncie uzyskuje się najkorzystniejsze efekty, stosując metodę bioremediacji ex situ, tzn. umieszczenia gruntu na wydzielonych stanowiskach oczyszczania. Możliwe jest wówczas efektywne i w pełni kontrolowane ustalanie parametrów procesowych. Jednym z zabiegów optymalizacyjnych jest bioaugmentacja procesu z wykorzystaniem specjalnie przygotowanych mikroorganizmów. W eksperymentalnej części pracy określono warunki optymalnego działania drobnoustrojów glebowych, wchodzących w skład konsorcjum stosowanego do wspomagania bioremediacji skażeń organicznych. Badania prowadzono w dwóch specjalnie skonstruowanych pryzmach testowych (A i B) o wysokości 120 cm i powierzchni 10 m2, usypanych z zaolejonej ziemi (średnia zawartość zanieczyszczeń wynosiła 4300 mg ź kg–1). Grunt został rozdrobniony, spulchniony ok. 10% domieszką kory, zasilony niezbędnymi substancjami mineralnymi oraz nawodniony tak, aby stworzyć optymalne warunki dla mikroorganizmów, a następnie zaszczepiony biopreparatem. W pryzmie (A) zapewniono wymianę gazową poprzez częste mechaniczne mieszanie, podczas gdy do pryzmy (B) jedynie doszczepiano świeże kultury drobnoustrojów. Zawartość skażeń monitorowano według standardowej procedury oznaczania wysokowrzących substancji organicznych w glebie. Liczebność mikroorganizmów glebowych określano standardową, płytkową metodą Kocha. W pryzmie (A) nastąpiło dynamiczne zmniejszenie koncentracji związków ropopochodnych (do 600 mg ź kg–1 w ciągu 6 tygodni), natomiast w pryzmie (B) zaobserwowany spadek był niewielki (do 3240 mg ź kg–1 po 13 tygodniach), pomimo dużej liczebności bakterii (ok. 108 kom. ź g–1). Wynik ten wskazuje, że warunkiem ograniczającym bioremediację był brak swobodnej wymiany gazowej hamujący metabolizm drobnoustrojów. Metodę intensyfikowanej bioremediacji zastosowano w celu biodegradacji dużych stężeń uciążliwych zanieczyszczeń na przemysłowym stanowisku oczyszczania gruntu ex situ. Utworzono pryzmy technologiczne o wysokości 150 cm i objętości 180 m3 (P1) i 90 m3 (P2), w których ziemia została zmieszana, odpowiednio z osadami porafineryjnymi (24 000 mg ź kg–1) oraz ze szlamami z separatorów olejowych (114 000 mg ź kg–1). Penetrację tlenu zapewniono poprzez system biernej aeracji, utworzony z sieci rur drenarskich. Pryzmy wielokrotnie zraszano powierzchniowo zawiesiną biopreparatu wzbogaconego o drobnoustroje autochtoniczne w celu uzyskania maksymalnej szybkości procesu. Liczebność drobnoustrojów w glebie wzrosła, po zaszczepieniu, od 16 do 42 razy, osiągając wartość 3,6 ź 106 kom. ź g–1. Opisane zabiegi optymalizacyjne, stanowiące pierwszą fazę projektu bioremediacji, pozwoliły na uzyskanie znaczącego obniżenia poziomu zanieczyszczeń: ponad 3,5-krotnego na stanowisku P1 (do 6650 mg ź kg–1 w ciągu 6 miesięcy) oraz ponad 5-krotnego na pryzmie P2 (do 22 900 mg ź kg–1 w ciągu 4,5 miesiąca).

13

Właściwości mikrostrukturalne aluwialnych gruntów ilastych długotrwale zanieczyszczonych paliwami ropopochodnymi

Izdebska-Mucha D., Trzciński J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (2)

469--476

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury aluwialnych gruntów ilastych z terenu lotniska wojskowego w Królewie Malborskim, poddanych wieloletniemu zanieczyszczeniu in situ substancjami ropopochodnymi. Dokonano porównawczej analizy mikrostruktury gruntu czystego (NS) i zanieczyszczonego (SR). Badania przeprowadzono z zastosowaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz programu STIMAN do ilościowej analizy zdjęć z SEM. Grunt NS charakteryzuje się ukierunkowaną mikrostrukturą turbulentną (mikrostrukturą fluidalną), zagregowaną i ciasno upakowaną masą ilastą oraz dominującymi kontaktami typu płaszczyzna-płaszczyzna (F-F) pomiędzy cząstkami i mikroagregatami. Natomiast grunt SR charakteryzuje się mikrostrukturą matrycową, występowaniem stref o luźnym upakowaniu i słabszym zagregowaniu masy ilastej oraz dominacją kontaktów typu płaszczyzna-krawędź (F-E). W gruncie zanieczyszczonym stwierdzono zmianę rozkładu wielkości i geometrii porów wyrażającą się wzrostem: porowatości, liczby porów, całkowitej i średniej powierzchni porów, całkowitego, średniego i minimalnego obwodu porów, średniej średnicy porów, liczby mezoporów, porów izometrycznych i szczelinowatych oraz spadkiem zawartości mikroporów i porów anizometrycznych.

EN

The paper presents the results of the research on alluvial clay soils from military airport in Królewie Malborskie, polluted with hydrocarbons for a long period of time. Comparative microstructure analysis of polluted samples (SR) and non polluted reference samples (NS) has been conducted. The research was carried out using Scanning Electron Microscope (SEM) and STIMAN software for a quantitative analysis based on SEM micrographs. NS soil is characterized by oriented, turbulent microstructure (fluidal microstructure) and aggregated, tightly packed clay mass. Face-to-face contacts (F-F) dominate between particles and microaggregates. SR soil is characterized by matrix microstructure less aggregated, with some zones of a loosely packed clay mass. Face-to-edge contacts (F-E) dominate between structural elements. It was found that the pore size distribution and pore geometry changed in SR soil. The increase of the following parameters was observed: porosity, pores number, total and average pores area, total, average and minimum pores perimeter, the average pores diameter, the number of mesopores, fissure and isometric pores; but the content of micropores and anisometric pores decreased.

14

Właściwości geologiczno-inżynierskie i mikrostrukturalne glin lodowcowych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi

Izdebska-Mucha D., Szyszko C., Trzciński J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 446 (2)

459--467

PL

Badania przeprowadzono na terenie bazy paliwowej położonej w północno-wschodniej Polsce, gdzie poziomy gliny lodowcowej zostały zanieczyszczone olejem napędowym w obrębie pola podziemnych zbiorników. W artykule przedstawiono charakterystykę mikrostruktury gruntu niezanieczyszczonego (NS) oraz gruntu zanieczyszczonego (SR) in situ olejem napędowym (ON). Dokonano również analizy zmian parametrów geologiczno-inżynierskich: uziarnienia, gęstości właściwej szkieletu gruntowego, granic konsystencji oraz wskaźnika plastyczności w zależności od stopnia zanieczyszczenia ON past gruntowych sporządzonych z gruntu NS. Badania mikrostrukturalne przeprowadzono na próbkach NNS, natomiast do badań parametrów geologiczno-inżynierskich przygotowano serię past zawierających 0, 2, 4, 8, 12, 16% wag. ON w stosunku do suchej masy gruntu. Pomiary uziarnienia przeprowadzone metodą pipetową i mikroagregatową wykazały, że wraz ze wzrostem zanieczyszczenia zwiększa się zawartość frakcji piaskowej, a spada zawartość frakcji pyłowej i iłowej. Większy zakres zmian uziarnienia uzyskano z badań metodą mikroagregatową. Wartości granicy skurczalności, plastyczności i płynności oraz wskaźnika plastyczności wzrosły, a gęstości właściwej szkieletu gruntowego zmalały wraz ze wzrostem zawartości ON. Spadek wartości gęstości właściwej szkieletu gruntowego jest związany z adsorpcją węglowodorów na ziarnach i cząstkach mineralnych. Badania mikrostrukturalne wykonane z zastosowaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz programu komputerowego STIMAN wykazały zwiększenie porowatości, liczby mezoporów, średnich i maksymalnych wartości obwodu, powierzchni i średnicy porów w gruncie SR. Mikrostruktura gruntu SR stała się bardziej izotropowa, na co wskazują spadek wartości wskaźnika anizotropii mikrostruktury i liczby porów szczelinowatych oraz wzrost średniej wartości współczynnika formy porów.

EN

In this paper the microstructural characteristic of glacial till polluted in situ with diesel oil (ON) is presented as well as the analysis of: particle size distribution, Atterberg limits, plasticity index and particle density in relation to the degree of the soil pollution. The microstructural study was conducted on undisturbed soil samples, while the engineering-geological parameters were tested on soil pastes containing 0, 2, 4, 8, 12, 16% of ON. The obtained results showed that as the pollution degree increases the content of silt and clay decreases and the content of sand increases. It was observed in polluted samples that the values of Atterberg limits and plasticity index increased, while the particle density values decreased due to adsorption of hydrocarbons on soil particles. Microsturctural analysis was conducted using Scanning Electron Microscope (SEM) and STIMAN software. The analysis revealed an increase of values in such morphological parameters as: total porosity, number of mesopores, pore diameter, pore area and pore perimeter. The microstructure converted to more isotropic, which was supported by decrease in coefficient of anisotropy and number of fissure pores.

15

Zastosowanie technik bioremediacyjnych w procesach oczyszczania odpadu wiertniczego pochodzącego ze starego dołu urobkowego

Steliga T., Jakubowicz P., Kapusta P.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2011

|

nr 9

23-31

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań przebiegu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadzie wiertniczym, zdeponowanym w starym dole urobkowym, z wykorzystaniem etapowej technologii oczyszczania, realizowanej w warunkach przemysłowych metodą in-situ. Obejmowała ona następujące etapy: remediację wstępną (drenaż melioracyjno-odciekowy), modyfikację struktury odpadu, bioremediację podstawową, stymulowaną przez wapnowanie i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne, oraz inokulację biopreparatem opracowanym na bazie autochtonicznych, niepatogennych bakterii i grzybów z dołu urobkowego. Proces oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kompleksowo monitorowano (badania: fizyko-chemiczne odpadu, chromatograficzne zanieczyszczeń ropopochodnych i mikrobiologiczne). Pozwoliło to na optymalizację procesów bioremediacyjnych i ocenę ich efektywności oraz dało możliwość uruchomienia środków zaradczych w momencie obniżenia się ich skuteczności.

EN

The article presents the results of the analysis of how the biodegradation of petroleum impurities in drilling waste deposited in the former cuttings pool (Graby-19) progressed using the gradual purification technology under industrial conditions with the in situ method. The technology consisted of the following stages: 1. the initial remediation involving melioration drainage; 2. the modification of the waste structure; 3. the basie bioremediation stimulated by liming and enriching the waste environment with biogenic components; and 4. inoculation using biopreparation developed with autochthonous, non-pathogenic bacteria and fungi isolated from the area of the pu-rified cuttings pool. The purification process of the drilling waste to remove petroleum impurities involved complex monitoring through physico-chemical tests of the waste, chromatographic analyses of petroleum impurities and microbiological tests using state-of-the-art molecular biology techniques. This allowed us to optimise and assess the effectiveness of the bioremediation processes. Moreover, beside indisputable advantages resulting from tracking the progress of the purification processes, we managed to take remedial measures when the effectiveness of the processes deteriorated. The purification technology of drilling waste to remove petroleum impurities using the in situ method presented in the article was patented. It is a simple and safe method of removing and controlling the negative impact of pe-troleum impurities on the environment. Besides, it allows for restoring the ecological balance in the contaminated area quickly as the changes caused by the processes are not extensive and do not have a destructive effect on life forms settling in the purified area. A satisfactory reduction of petroleum impurities to the level that does not exceed permissible values set by soil and land quality standards for the group and much lower purification costs compared to other methods make the method preferred.

16

The use of biotests in estimation of weathered drilling waste bioremediation

Steliga T.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 2

61-79

EN

Petroleum products are complex mixture of compounds of varied biological properties. They can cause harmful changes in contaminated ecosystems and threaten humans and living organisms as well. Bioremediation (including bioremediation stimulated by biogenic substances and inoculation with biopreparations from autochthonous bacteria and fungi) can result in creation of metabolites of a varied structure and biological activeness, which has been partly recognised. Some of them are more toxic than an initial substrate. Besides, they might have mutagenic features and be responsible for cancer. Estimation of bioremediation effectiveness in waste pits was completed with toxicological monitoring. It was led with the use of living organisms as biomarkers representing all trophic levels of a chosen ecosystem: producers, consumers and reducers. This process enables total estimation of natural environment conditions. The aim of the research was to determine the influence of petroleum contaminants and indirect metabolites (produced during bioremediation) on soil biocenose. The results of biotests (toxicity, phytotoxicity and genotoxity) have been taken into account. The following biotests, prepared and produced by Microbiotest, have been applied: PhytotoxkitTM, Ostracodtoxkit FTM, acute toxicity tests MicrotoxŽ Solid Phase and Ames mutagenicity tests. The obtained results enabled observation of changes in toxic properties during purification of the soil taken from waste pits. In addition, it can be claimed whether the areas are suitable for forest usage.

PL

Zanieczyszczenia ropopochodne stanowią złożoną mieszaninę związków o zróżnicowanych własnościach biologicznych, które mogą być przyczyną niekorzystnych dla człowieka i organizmów ż ywych zmian zachodzących w skażonych ekosystemach. W wyniku prowadzonych prac bioremediacyjnych (obejmujących bioremediację stymulowaną substancjami biogennymi oraz inokulację biopreparatami sporządzonymi na bazie mikroorganizmów autochtonicznych i grzybów) powstają metabolity o zróżnicowanej i słabo poznanej aktywności biologicznej. Niektóre z nich mogą być bardziej toksyczne niż substrat wyjściowy i posiadać własności mutagenne lub rakotwórcze. Ocenę skuteczności stosowanych zabiegów remediacyjnych na dołach urobkowych uzupełniono o monitoring toksykologiczny. Prowadzony przy użyciu organizmów żywych jako biowskaźników reprezentujących wszystkie poziomy troficzne (producentów, konsumentów i reducentów) danego ekosystemu, co pozwala na kompleksową ocenę stanu badanego środowiska glebowego. Celem badań było wykorzystanie biotestów (MicrotoxŽ, Ostracodtoxkit FTM, PhytotoxkitTM i test mutagenności Ames’a) do oceny przebiegu procesu bioremediacji zastarzałych odpadów wiertniczych oraz określenie wpływu pośrednich metabolitów powstających w procesach bioremediacyjnych na biocenozę glebową. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na prześledzenie zmian własności toksycznych w trakcie prowadzonych procesów oczyszczania gleby z dołów urobkowych oraz na stwierdzenie przywrócenia rekultywowanych terenów do użytkowania leśnego.

17

Aerobic Process for in Situ Bioremediation of Petroleum-Derived Contamination of Soil: a Field Study Based on Laboratory Microcosm Tests

Kaszycki P., Pawlik M., Petryszak P., Kołoczek H.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 4-5

405-414

EN

The on-site ground-water recultivation project was established in April 2007 and lasted till August '07. The work was carried out in the area of a fuel station of the chemical industry-production plant, after dismantling and scrapping of three corroded and leaking oil-storage tanks, each of 50 m3 capacity. Geochemical analyses revealed that the area of approximately 150 m2 was affected by a significant pollution of ground with migrating oily products whose concentration exceeded permissible standard levels. The average content of high-boiling (Tb > 105 °C) organic compounds was 3 655 mg o kg-1 and the hydrocarbon contamination reached the level of 5.5 m of underground water. Possible pollutant migration with the aqueous phase caused high risk of affecting the nearby river that served as a drinking-water resource. The aim of the study was to optimize the in situ cleanup biotechnology to enable pollution biodegradation within one season of 2007. The treatment was based on biological activities of soil-derived microorganisms. The occurrence of soil autochthonous bacteria was established as 0.8 o 106 cells o g-1. Tests carried out in microcosm models revealed that contaminant bioremediation was effective only in the presence of oxygen that proved to be a limiting factor for indigenous bacteria proliferation. Then, the additional soil inoculation with specialized, biochemically active microbial consortia enabled to significantly accelerate kinetics of organic compounds removal. In a field study, an active aeration system was constructed to provide growing microbial biomass with the oxygen. Next, the area became bioaugmented with the active community by applying biomass at initial density of l .5 o 105 cells per g of soil. The pollution level and cell population dynamics were monitored in soil samples collected at several distinct levels of the first geotechnical layer, ie from O to 120 cm. The content of high-boiling organic substances as well as the cell frequency were analyzed with standard procedures. The final biodegradation yields of 92.3 %, 68.1 %, 84.3 % and 93.9 % were obtained within 16 weeks for layers 0-30, 30-60, 60-90 and 90-120 cm, respectively. The observed diversity of the resultant effect was due to heterogeneous geochemical structure of the analyzed soil profile. The highest drop in contamination content correlated with a dramatic increase of soil microflora population up to 7.1 o l O7 cells o g-1. The method of biological treatment, elaborated and implemented in the study, led to a decrease of pollutant concentration to the limits acceptable for industrial group "C" areas within one bioremediation season.

PL

Prace rekultywacyjne środowiska gruntowo-wodnego prowadzono w okresie kwiecień - sierpień 2007 r, na terenie przebudowywanej stacji paliw w obrębie kompleksu zakładów produkcyjnych przemysłu chemicznego. Po usunięciu starych, skorodowanych i przeciekających zbiorników paliwa o pój. 50 m3 każdy dokonano geochemicznego rozpoznania stanu środowiska i wykazano znaczące skażenie gruntu migrującymi substancjami ropopochodnymi. Ponadnormatywne poziomy zanieczyszczeń węglowodorowych stwierdzono na obszarze ok. 150 m2, sięgające w głąb gruntu aż do poziomu lustra wody podziemnej na głębokości ok. 5,5 m. Średnia zawartość wysokowrzących związków organicznych (Tw > 105 °C) wynosiła 3 655 mg o kg-1. Dodatkowo, powstało zagrożenie dalszej migracji skażeń wraz z wodą gruntową do pobliskiej rzeki stanowiącej ujęcie wody pitnej. Celem pracy była optymalizacja proponowanej biotechnologii oczyszczania ziemi in situ, wykorzystującej aktywność biologiczną drobnoustrojów glebowych tak, aby umożliwić biodegradację skażeń w ciągu jednego sezonu. W ziemi stwierdzono występowanie autochtonicznej mikroflory glebowej o liczebności 0,8 o 106 komórek o g-1 gruntu. Testy prowadzone w układach modelowych (ang. microcosms) wykazały, że procesy bioremediacji zanieczyszczeń przebiegały wyłącznie w obecności tlenu, umożliwiającego proliferację bakterii autochtonicznych (40 % spadek poziomu skażeń w ciągu 16 tygodni). Dodatkowe zaszczepienie gruntu specjalistycznym konsorcjum aktywnych biochemicznie drobnoustrojów (biopreparatem) pozwoliło przyśpieszyć kinetykę rozkładu skażeń organicznych (wzrost wydajności do 59 %). W pracach polowych skonstruowano system aktywnego napowietrzania zapewniający dostępność tlenu dla rozwijających się autochtonów, po czym grunt suplementowano aktywnymi drobnoustrojami w ilości ok. 1,5 o l O5 komórek o g-1. W próbkach ziemi, pochodzących z poszczególnych poziomów pierwszej warstwy geotechnicznej do głębokości 120 cm prowadzono monitoring poziomu skażeń oraz dynamiki rozwoju populacji drobnoustrojów. Oznaczanie zawartości substancji ropopochodnych prowadzono według standardowej procedury oznaczania wysokowrzących substancji organicznych w glebie. Liczebność mikroorganizmów glebowych określano standardową, płytkową metodą Kocha. Dla warstw 0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm oraz 90-120 cm uzyskano końcową efektywność biodegradacji wynoszącą, w ciągu 16 tygodni, odpowiednio: 92,3 %, 68,1 %, 84,3 % oraz 93,9 %. Zróżnicowanie końcowego wyniku wiązało się z heterogeniczną strukturą geochemiczną analizowanego profilu glebowego. Najsilniejszy obserwowany spadek zanieczyszczeń korelował z gwałtownym rozwojem mikroflory glebowej (do 7,1 o l O7 komórek o g-1). Opracowana i zastosowana metoda biorekultywacji pozwoliła obniżyć koncentrację skażeń w sezonie 2007 do poziomu akceptowalnego dla obszarów przemysłowych grupy C.

18

DGGE-based monitoring of bacterial diversity in activated sludge dealing with wastewater contaminated by organic petroleum compounds

Ziembińska A., Ciesielski S., Wiszniowski J.

Archives of Environmental Protection

|

2010

|

Vol. 36, no. 4

119-125

EN

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) belong to the group of recalcitrants that on reaching wastewater can irreversibly inhibit some sensitive biological processes in activated sludge such as nitrification. This situation leads to wastewater treatment failure due to the influence of these substances on bacteria responsible for important biochemical processes. Observation of the changes in bacterial diversity using molecular tools, such as denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), could be the first step in finding a way of preventing wastewater treatment failure. The aim of this experiment was to monitor bacterial biodiversity in a membrane bioreactor (MBR) dealing with synthetic wastewater contaminated with high concentration of petroleum organic compounds (POCs) and to study the influence of POCs contamination on bacterial changeability in activated sludge. COD removal in investigated membrane bioreactors was at a level of 93%. The organics removal efficiency was not affected by the maximal tested dose of petroleum contamination (1000 μl POCs/l of wastewater) and the MBRs wastewater treatment performance was undisturbed. DGGE analysis revealed that the biodiversity fluctuated slightly in control MBR, while in experimental MBR the biodiversity index decreased drastically after adding the highest experimental concentration of POCs. These results suggest that concentrations of POCs at levels from 50 μl/l to 500 μl/l stimulate biodiversity growth, while the concentration 1000 μl POCs/l of wastewater seems to inhibit the most sensitive processes in wastewater treatment by influencing the bacterial biocenosis.

PL

Substancje ropopochodne należą do grupy zanieczyszczeń, które, docierając do oczyszczalni ścieków, mogą zaburzać wrażliwe procesy biochemiczne, takie jak nitryfikacja. Taka sytuacja prowadzi do problemów z oczyszczaniem ścieków, ponieważ substancje te mogą wpływać na bakterie odpowiedzialne za podstawowe procesy biochemiczne. Obserwacja zmian różnorodności bakteryjnej w osadzie czynnym za pomocą narzędzi biologii molekularnej, takich jak elektroforeza w gradiencie denaturacji (DGGE), może być pierwszym krokiem w opracowaniu metody zapobiegania zaburzeniom procesu oczyszczania. Celem tej pracy był monitoring różnorodności bakteryjnej w osadzie czynnym bioreaktora membranowego usuwającego ścieki zanieczyszczone związkami ropopochodnymi i określenie wpływu tych związków na zmienność bakteryjną badanej biocenozy. Usunięcie związków organicznych wyrażonych wskaźnikiem zanieczyszczeń ChZT zarówno w kontrolnym, jak i eksperymentalnym bioreaktorze membranowym, wynosiło powyżej 93%. Najwyższe zastosowane stężenie związku zanieczyszczającego (frakcja P-30, próżniowy destylat ropy naftowej) wynosiło 1000 μl/l ścieków i nie miało wpływu na efektywność oczyszczania ścieków. Analiza wzorów prążkowych DGGE wykazała, że bioróżnorodność bakteryjna w bioreaktorze kontrolnym zmieniała się nieznacznie w trakcie trwania eksperymentu, podczas gdy w bioreaktorze eksperymentalnym spadła drastycznie po dodaniu dawki zanieczyszczającej o najwyższym stężeniu. Wyniki te sugerują, że stężenia modelowych związków ropopochodnych w zakresie 50 μl/l to 500 μl/l stymulują wzrost bioróżnorodności, podczas gdy zastosowanie zanieczyszczenia w stężeniu 1000 μl/l ścieków prawdopodobnie hamuje najbardziej wrażliwe procesy oczyszczania ścieków poprzez wpływ na biocenozę bakteryjną.

19

Selected aspects of wireless sensor networks for petroleum derivative pollution monitoring system

Michalski A., Staroszczyk Z., Dziadak B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 4

1-3

EN

This paper discusses the solution of the www petroleum derivative pollution monitoring system. The main aim of this paper is to present the authors' approach to the very current problem of the practical realization of the www, server based, measuring system. The idea of the system is based on collecting data from mobile GSM/GPRS accessed observation points (MOP), and delivering information on potential pollution to the authorized www clients. Data transfer between MOP and the clients is controlled by the www server.

PL

W artykule przedstawiono strukturę rozproszonego terytorialnie systemu pomiarowego do oceny skażenia środowiska produktami ropopochodnymi. Głównym celem artykułu było przedstawienie podejścia autorów do realizacji systemu pomiarowego wykorzystującego WWW. Idea systemu polega na zbieraniu danych za pomocą sieci GSM/GPRS z mobilnych punktów pomiarowych i udostępnianie ich autoryzowanym klientom WWW. Transmisja informacji pomiędzy mobilnymi punktami pomiarowymi a klientami kontrolowana jest za pomocą serwera WWW.

20

Bioremediacja odpadów wiertniczych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi ze starych dołów urobkowych

Steliga T.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2009

|

nr 163

1-331

PL

W pracy przedstawiono etapowe oczyszczanie odpadów wiertniczych zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi, zdeponowanymi w starych dołach urobkowych. Odpad wiertniczy, na podstawie badań fizyko-chemicznych, analiz chromatograficznych zanieczyszczeń ropopochodnych i analiz mineralogicznych oraz przeglądu archiwalnych danych z wierceń, został zakwalifikowany do grupy odpadów o kodzie ex 17 05 03* "gleba i ziemia zanieczyszczona substancjami ropopochodnymi". Umożliwiło to uzyskanie decyzji zezwalającej na odzysk i unieszkodliwianie zanieczyszczeń ropopochodnych metodą in-situ na danym dole urobkowym. Odpady wiertnicze charakteryzowały się wysoką maksymalną zawartością zanieczyszczeń ropopochodnych - w zakresie od 192 480 do 204 478 mg/kg s.m. Z tego względu wprowadzono etapową realizację kolejnych procesów umożliwiających stopniowe obniżanie poziomu zanieczyszczeń. Pozwala to na sukcesywne wprowadzanie kolejnych metod coraz głębszego oczyszczania skażonego terenu. Przeprowadzenie wstępnej remediacji, polegającej na drenażu melioracyjno-odciekowym, pozwoliło na obniżenie zawartości zanieczyszczeń ropopochodnych o 59,3-72,8%, czyli do poziomu poniżej 50 000 mg/kg s.m. - umożliwiającego realizowanie dalszych etapów oczyszczania odpadów zgromadzonych w dołach urobkowych. Omówiono wyniki prac optymalizacyjnych prowadzonych w skali półtechnicznej w warunkach ex-situ metodą pryzmowania, które obejmowały: modyfikację struktury odpadu - w celu zwiększenia biodostępności mikroorganizmów i substancji odżywczych do węglowodorów ropopochodnych, bioremediację podstawową; stymulowaną poprzez biowentylację i wzbogacanie środowiska odpadu w składniki biogenne, wspomagające rozwój mikroflory autochtonicznej, oraz bioaugmentację - polegającą na inokulacji wstępnie oczyszczonego odpadu biopreparatami sporządzonymi na bazie bakterii autochtonicznych, które w końcowej fazie procesu inokulacji wzbogacano o wyizolowane gatunki grzybów. W badaniach mikrobiologicznych, mających na celu opracowanie profesjonalnego biopreparatu na bazie mikroorganizmów autochtonicznych, rozszerzono zakres klasycznych badań mikrobiologicznych o analizę sekwencjonowania DNA kodującego; 16S rRNA dla bakterii i 18S rRNA dla grzybów, co pozwoliło na zidentyfikowanie gatunków bakterii i grzybów wchodzących w skład biopreparatów. Wprowadzenie w końcowej fazie inokulacji biopreparatu wzbogaconego o wytypowane gatunki grzybów pozwoliło na zwiększenie efektywności oddziaływania biopreparatu - w stosunku do węglowodorów o dłuższych łańcuchach węglowych oraz do śladowych zawartości BTEX i WWA. Cały cykl procesu oczyszczania odpadu wiertniczego z zanieczyszczeń ropopochodnych kontrolowano za pomocą rozbudowanego monitoringu, obejmującego: badania fizyko-chemiczne odpadu, badania mikrobiologiczne (oznaczenie ogólnej liczby bakterii i grzybów, liczby bakterii degradujących węglowodory ropopochodne, aktywności dehydrogenazowej i celulazowej) oraz badania toksykologiczne z wykorzystaniem testów nowej generacji (testy Microtox/R, Ostracodtoxkit FTM, Phytotoxkit FTM, mikropłytkowy test Ames'a). Równie istotnym elementem pozwalającym na szersze spojrzenie na przebieg procesu biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych i określenie efektywności kolejnych etapów oczyszczania była analiza chromatograficzna - pozwalająca na ilościowe i jakościowe oznaczenie poszczególnych węglowodorów wchodzących w skład zanieczyszczeń ropopochodnych. Umożliwiła ona zaobserwowanie zmian zawartości poszczególnych n-alkanów, BTEX i WWA w trakcie realizowanych etapów oczyszczania. Ponadto wprowadzane wskaźniki stopnia biodegradacji n-alkanów (w postaci stosunków zawartości n-C17/Pr i n-C18/F) dobrze obrazują efektywność realizowanych kolejnych etapów opracowanej technologii oczyszczania odpadów z zanieczyszczeń ropopochodnych. W celu opracowania modelu matematycznego biodegradacji zanieczyszczeń ropopochodnych w odpadach wiertniczych zastosowano normalizację stężenia analitów za pomocą wprowadzonego biomakera - C30-17a(H),21b(H)-hopanu, który umożliwił pełną ocenę stopnia biodegradacji węglowodorów ropopochodnych. Obliczone stałe biodegradacji pierwszego rzędu (k) pozwoliły na prześledzenie i porównanie kinetyki przebiegu biodegradacji poszczególnych grup zanieczyszczeń ropopochodnych (TPH, Suma n-C8-n-C22, Suma n-C23-n-C36, BTEX) w kolejnych etapach oczyszczania odpadów. Na podstawie przedstawionych stałych biodegradacji można również porównać efektywność działania biopreparatów na bazie bakterii autochtonicznych oraz wzbogaconych o wytypowane gatunki grzybów. Przeniesienie wyników badań laboratoryjnych (ex-situ) na warunki przemysłowe stwarza duże trudności, jednakże były one podstawą opracowania wytycznych prowadzenia procesu oczyszczania metodą in-situ. Ponadto pozwoliły one na ustalenie proporcji zmieszania odpadu z "czystą ziemią" w celu modyfikacji jego struktury, doboru optymalnych dawek substancji biogennych oraz zapoznania się z efektywnością opracowanych biopreparatów. Ze względu na sezonowość i zmienność panujących warunków atmosferycznych, opracowana koncepcja oczyszczania odpadów wiertniczych w warunkach przemysłowych (metoda in-situ) wymaga weryfikacji, polegającej na wydłużeniu czasu trwania poszczególnych etapów oczyszczania i zwiększeniu liczby serii inokulacji biopreparatami na bazie bakterii autochtonicznych i grzybów (3 serie inokulacji w ciągu 2 lat prowadzenia procesu bioaugmentacji) oraz zastosowaniu dodatkowo dozowania wgłębnego biopreparatu, z równoczesnym napowietrzaniem głębszych warstw odpadów zdeponowanych w dołach urobkowych. Przedstawiony tok postępowania w prowadzonym procesie oczyszczania silnie skażonych substancjami ropopochodnymi odpadów ze starych dołów urobkowych umożliwił po okresie 3 lat obniżenie zawartości zanieczyszczeń ropopochodnych do poziomu nieprzekraczającego dopuszczalnych wartości, określonych przez obowiązujące standardy jakości gleby i ziemi. Pozwoliło to na zakończenie rekultywacji terenów dołów urobkowych i przekazanie ich do zagospodarowania jako użytek leśny. W trakcie prowadzonego procesu rekultywacji spełniono obowiązujące wymagania administracyjno-prawne w zakresie polskiego ustawodawstwa, co zaowocowało uzyskaniem decyzji o zakończeniu rekultywacji. Przedstawiona technologia należy do nowych, pewnych i bezpiecznych dla środowiska oraz uzasadnionych ekonomicznie do zastosowania w warunkach przemysłowych metod likwidacji zanieczyszczeń ropopochodnych na terenach starych dołów urobkowych.

EN

The aim of this work is to discuss the phase technology of drill wastes purification. The wastes, contaminated with petroleum substances and stored in old waste pits, were the subject of physico-chemical research, chromatographical analyses of petroleum pollutants and mineralogical tests. Then, the archival data was revised. As a result, the wastes were qualified as wastes group ex 17 05 03* "soil and ground contaminated with petroleum substances". Decision to obtain and neutralise petroleum pollutants (with an in-situ method applied in a waste pit) was the next step. The drill wastes included high content of petroleum hydrocarbons in the range from 61 725 to 204 478 mg/kg dry mass. Due to this fact, the phase technology of purification was used. This technology enables effective introduction of consecutive methods of more and more advanced cleaning of the contaminated area. Initial remediation, consisting of drainage, has led to a decrease in pollutants content by 59.3-72.8%, to a level below 50 000 mg/kg dry mass. Owing to this process, the following steps of waste pits purification were possible. Results of optimisation research, done in a semi-industrial scale with an ex-situ prism method, included: modification in waste structure in order to increase microorganisms and nutrients bioaccess to petroleum hydrocarbons; basic bioremediation stimulated by bioaeration, and waste environment enrichment with biogenic substances aiding the growth of autochthonous microflora and bioaugmentation consisting of inoculation of pre-cleaned waste with biopreparations created on the basis of autochthonous bacteria, enriched with isolated fungi during the last phase of inoculation. The aim of microbiological research was to create a professional biopreparation on the basis of autochthonous microorganisms. In addition, microbiological tests included sequential analysis of coding DNA - 16S rRNA for bacteria and 18S rRNA for fungi, which enabled identification of bacteria and fungi species include in biopreparations. During the last phase of inoculation, a biopreparation enriched with selected fungi was applied and the effectiveness of the biopreparation increased, concerning long-chain hydrocarbons and BTEX and WWA trace amounts. The entire process of drill wastes purification was controlled with the use of monitoring, which consisted of: physico-chemical research on waste, microbiological tests (determination of bacteria and fungi total amount, bacteria amount degrading petroleum hydrocarbons, dehydrogenaze and cellulase activeness), and toxicological research with the use of new generation tests (Microtox/R, Ostracodtoxkit FTM, PhytotoxkitTM and microplate Ames tests). One of the most crucial elements, enabling an insight into biodegradation process and determination of purification effectiveness, was a chromatographical analysis. This method leads to quantitative and qualitative determination of hydrocarbons included in petroleum pollutants. Besides, it enables observation of content alternation of n-alkanes, BTEX and WWA during purification phases. Furthermore, introduced indicators of n-alkanes biodegradation degree (as n-C17/Pr and n-C18/F concentration rate) present the effectiveness of the applied wastes purification technology. In order to create a mathematical model of petroleum pollutants biodegradation in drill wastes, normalization of analyte concentration was applied with the use of a C30-17a(H),21b(H)-hopane biomarker, which enabled total estimation of petroleum hydrocarbons biodegradation degree. Calculated first-order biodegradation constants (k) led to observation and comparison in kinetics of biodegradation of consecutive groups of petroleum pollutants (TPH, Suma n-C8-n-C22, Suma n-C23-n-C36, BTEX) in following stages of wastes purification. In addition, owing to the biodegradation constants, comparison in effectiveness of biopreparations, based on autochthonous microorganisms and enriched with fungi, has been possible. Transfer of laboratory research (ex-situ) to industrial conditions causes difficulties. However, they became the main reason to create instructions needed to an in-situ method application. Moreover, proportions of mixing waste with "pure soil" (leading to modification in waste structure), optimisation of doses of biogenic substances and estimation of biopreparations effectiveness were possible. Due to alternation in weather conditions, the conception of drill wastes purification in industrial conditions (in-situ method) needs verification. Time of purification can be lengthened and the number of inoculation series (with biopreparations based on autochthonous microorganisms and fungi) can be increased to 3 series during 2 years of bioaugmentation. Additional deep-seated dosage of a biopreparation and deeper layers aeration of stored wastes in pits should be taken into account. The above presented purification technology, applied to strongly polluted wastes from weathered pits, enabled a decrease in petroleum pollutants content to a satisfactory level in 3 years. Wastes were on the level of accepted soil and ground standards. Recultivation of waste pits area was completed and the area could be re-forested. During recultivation process, all required law and administrative standards concerning Polish law were taken into consideration, that resulted in decision of recultivation completion. The technology can be characterised as new, effective and environmentally friendly. What is more, it is a highly economical method of petroleum hydrocarbons neutralisation in the area of weathered waste pits in industrial conditions.