Zawartość kancerogennych WWA w wodach nadosadowych

• Autorzy: Włodarczyk-Makuła, M. , Wiśniowska, E. , Janosz-Rajczyk, M.

Warianty tytułu

EN

Carcinogenic PaHs Concentration in Supernatants from Wastewater Treatment Plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena zawartości w osadach ściekowych 8 kancerogennych wieIopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WW A, P AH), jak również badania zmian ich zawartości podczas fermentacji beztlenowej. Próbki osadów pobierano z osadnika wstępnego oraz komór fermentacyjnych oczyszczalni ścieków w Częstochowie. Próbki pobierane były losowo. Przed wprowadzeniem do reaktorów ujednolicano ich skład poprzez wymieszanie oraz przesianie przez sito. Stężenia WW A analizowano w cieczach nadosadowych uzyskanych przez odwirowanie uwodnionych osadów. Ekstrakcję WW A prowadzono mieszaniną metanolu i cykloheksanu. Ekstrakty oczyszczano na kolumienkach Bakerbond Spe P AH-soil. Elucję WW A z kolumienek prowadzono mieszaniną acetonitrylu i toluenu (3: I v/v). Oczyszczone ekstrakty analizowano na zawartość benzo[a]antracenu, chryzenu, benzo[k]fluorantenu, benzo[a]pirenu, benzo[g,h,i]perylenu, indeno[I,2,3-cd]pirenu, benzo[b]fluorantenu i dibenzo[a,h]antracenu z wykorzystaniem metody OC-MS. Istotność zmian zawartości WW A w wodach nadosadowych określano testem t-Studenta. Stężenia WW A w wodach nadosadowych we wszystkich przypadkach były niższe niż wynikające z ich rozpuszczalności w wodzie. Odnotowano najwyższy udział WW A 4- i S-pierścieniowych. Stężenia poszczególnych WW A w supematantach znad osadu surowego nie przekraczały 4,50 . 10-2 j.lgldrn3 i mieściły się w zakresie od poniżej 0,1 . 10-2 j.lgldm3 w przypadku indeno[I,2,3-cd]pirenu, dibenzo[a,h]antracenu i benzo[g,h,i]perylenu, do 4,43 . 10-2 gldm3s dla benzo[a]antracenu (dane dotyczą I serii badań). Średnie stężenia sumy WWA w wodach znad osadu surowego wynosiły w I i II serii odpowiednio 10,04 . 10-2 j.lg/drn3 i 7,05 . 10-2 j.lgldm3, Na zawartość WW A w wodach nadosadowych wpływ miał okres, w którym pobierano próbki. W wodach nadosadowych z otwartej komory fermentacyjnej stężenia WWA kancerogennych sięgały 7,59 . 10-2 j.lgldm3; stężenia poszczególnych WW A nie przekraczały 2,45 . 10-2 j.lgldm3. W wodach nadosadowych z zamkniętej komory fermentacji stężenia sumy WWA sięgały 14,76 . 10-2 j.lgldm3. Stężenia WWA w wodach z komór fermentacyjnych różniły się istotnie w pierwszej oraz drugiej serii badań.

EN

The aim of the study was to evaluate occurrence and fates of 8 carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) during anaerobic digestion of sewage sludge. Sludge samples have been collected from primary sludge thickener, open digestive chamber and closed digestive chamber of the municipal wastewater treatment plant of Częstochowa. Sludge samples were collected in plastic containers (15 cubic dm). They were random, inhomogeneous samples of heterogenic material, therefore, they were homogenised by sieving through a thick sieve and mixing manually. Homogeneous sludge was centrifuged at 2000 [formula] for 10 minutes. After centrifuging the supenants were used for PAH analysis. The samples were extracted and analysed for PAHs within 24 h. The extraction procedure was as follows: 0.5 cubic dm of supernatant was mixed with 250 cubic cm of methanol and 25 ml. of cyclohexane and shaking for 1 hour on a shaker with horizontal motion (500 strokes per minute). Then the extracts were carefully separated from the water phase using separator and concentrated to 2 cubic cm. Concentration was performed at 90 degrees C in rotary evaporator. Concentrated extracts were purified with Bakerbond Spe PAH-soil columns. PAHs were eluted from columns with 3:1 (v/v) acetonitrile - toluene mixture. Cleaned extracts were analysed for benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, benzo(g,h,i)perylene, indeno(1,2,3-cd)pyrene, benzo(b)fluoranthene and dibenzo(a,h)anthracene by GC-MS. The gas chromatographie separation was performed on DB-5 column; helium was used as a carrier gas. The analyses were performed at 280 degrees C. The PAH concentration changes in the supernatants were statistically anaIysed using t-Student test to assess whether such factors as sampling period or sludge digestion had a significant effect on observed congeners presence variance. Concentrations of P AHs determined in supernatants were in all cases below their water solubility. The main PAH fractions were 4- and 5-ring congeners. Five of eight examined PAHs were found in raw sludge supernatant in the 1st series, and all eight PAHs were found in this kind of sample in the 2nd series. lndividual P AH congener concentration in raw sludge supernatant did not exceed 4.50 . 10-2 f.lgldm3 and ranged between less than 0.1 . 10-2 f.lgldm3 for indeno[l ,2,3-cd]pirene, dibenzo[a,h]anthracene and benzo[g,h,i]perylene (1st series) and 4.43. 10-2 f.lgldm3 for benzo[a]anthracene (1st series). The mean PAH total concentrations in raw sludge supernatants obtained in the 1st series and 2nd were 10.04. 10-2 and 7,05 . 10-2 f.lgldm3. Statistical analysis showed that the sampling period had a significant effect (at 95% significance level) on the PAHs concentration in the raw sludge supernatant. Open digestive chamber supernatants have been found to contain levels of carcinogenic PAH total reaching 7.59.10-2 f.lgldm3. lndividual PAH congeners concentration did not exceed 2.45. 10-2 f.lgldm3. Levels ofO.31 . 10.2-1.21 . 10-2 f.lgldm3 of PAHs with 10gK.,w value higher than 7 (indeno[1,2,3-cd]pyrene, benzo[b]fluoranthene and dibenzo[a,h]anthracene) have been found in the supernatants mentioned above. Analysis of closed digestive chamber supernatants has revealed levels of carcinogenic PAH total up to 14.76 . 10-2 f.lgldm3. lndividual PAH congener concentration in closed digestive chamber supernatants did not exceed 4.47. 10-2 f.lgldm3. PAH concentration in closed digester supernatants differed significantly in 1st and 2nd as well as in open digester chamber supernatants.

Słowa kluczowe

PL

WWA; wody nadosadowe; GC-MS

EN

polycyclic aromatic hydrocarbons; sewage sludge supernants; anaerobic digestion

• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, nr 5
• Strony: 467-476
• Opis fizyczny: 4 rys., 2 tabele, bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Włodarczyk-Makuła, M.

• Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel. 0/.../34/325 09 19, faks 0/.../34/325 04 96,

autor

Wiśniowska, E.

• Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel. 0/.../34/325 09 19, faks 0/.../34/325 04 96

autor

Janosz-Rajczyk, M.

• Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel. 0/.../34/325 09 19, faks 0/.../34/325 04 96

• Katedra Technologii Wody, Ścieków i Chemii Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel.: 0/.../34/325 09 19, fax: 0/.../34/325 04 96,

Bibliografia

• [1] Harrison R.M., Perry R. i Wellings R.A.: Wat. Res., 1975, 9, 331-346.
• [2] Maliszewska-Kordybach B.: Rozprawa habilitacyjna, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy 1993.
• [3] Bodzek D.: Materiały konferencji „Wykorzystanie osadów ściekowych”, Politechnika Częstochowska, Częstochowa 1996.
• [4] Kirk P.W. i Lester J.N.: Environ. Technol., 1990, 12, 13-20.
• [5] Włodarczyk-Makuła M., Wiśniowska E. i Janosz-Rajczyk M.: Materiały konferencji „Osady ściekowe – problem aktualny”, Politechnika Częstochowska, Ustroń 2001.
• [6] Monitoring pestycydów w wodach powierzchniowych, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 1993.