Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Identification of selected microorganisms from activated sludge capable of benzothiazole and benzotriazole transformation

100%

Kowalska K. , Felis E.

|

2015

|

tom 62

|

nr 4

2

Isolation of bacterial endophytes from Phalaris arundinacea and their potential in diclofenac and sulfamethoxazole degradation

100%

Wegrzyn A. , Felis E.

Polish Journal of Microbiology

|

2018

|

tom 67

|

nr 3

EN

Diclofenac (DCF), a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) and sulfamethoxazole (SMX), an antimicrobial agent, are in common use and can be often detected in the environment. The constructed wetland systems (CWs) are one of the technologies to remove them from the aquatic environment. The final effect of the treatment processes depends on many factors, including the interaction between plants and the plant-associated microorganisms present in the system. Bacteria living inside the plant as endophytes are exposed to secondary metabolites in the tissues. Therefore, they can possess the potential to degrade aromatic structures, including residues of pharmaceuticals. The endophytic strain MG7 identified as Microbacterium sp., obtained from root tissues of Phalaris arundinacea exposed to DCF and SMX was tested for the ability to remove 2 mg/l of SMX and DCF in monosubstrate cultures and in the presence of phenol as an additional carbon source. The MG7 strain was able to remove approximately 15% of DCF and 9% of SMX after 20 days of monosubstrate culture. However, a decrease in the optical density of the MG7 strain cultures was observed, caused by an insufficient carbon source for bacterial growth and proliferation. The adsorption of pharmaceuticals onto autoclaved cells was negligible, which confirmed that the tested strain was directly involved in the removal of DCF and SMX. In the presence of phenol as the additional carbon source, the MG7 strain was able to remove approximately 35% of DCF and 61% of SMX, while an increase in the optical density of the cultures was noted. The higher removal efficiency can be explained by adaptive mechanisms in microorganisms exposed to phenol (i.e. changes in the composition of membrane lipids) and by a co-metabolic mechanism, where non-growth substrates can be transformed by non-specific enzymes. The presence of both DCF and SMX and the influence of the supply frequency of CWs with the contaminated wastewater on the diversity of whole endophytic bacterial communities were demonstrated. The results of this study suggest the capability of the MG7 strain to degrade DCF and SMX. This finding deserves further investigations to improve wastewater treatment in CWs with the possible use of pharmaceuticals-degrading endophytes.

3

Advanced oxidation of the polycyclic musk fragrances with using UV and UV/H_2O_2 processes

80%

Felis E. , Alder A. C. , Surmacz-Górska J. , Miksch K.

Archives of Environmental Protection

|

2008

|

tom Vol. 34, no. 1

13-23

EN

The polycyclic musk fragrances AHTN (Tonalide) and HHCB (Galaxolide) are the most common components of cosmetics and detergents. Use of AHTN and HHCB per year (in the USA and in EU) was estimated at 1500 Mg and 3800 Mg, respectively. Because of their persistent character, musk compounds are introduced into environment mostly via urban sewage treatment plant effluents. The aim of the presented research was to assess the receptivity of AHTN and HHCB to the oxidation by means of UV-radiation and in the UV/H2O2 process. The investigations were performed in the treated wastewater and the drinking water. After 8 minutes, in all experiments performed on drinking water, the degradations of AHTN and HHCB in the range of 99% were observed. The removal of HHCB from wastewater by means of UV radiation exceeded up 93% (after 8 minutes of the process), whereas the disappearance degree of this compound in wastewater, after only 3 minutes of UV/H_2O_2 process, exceeded 99%. The degradation constant rate for AHTN in drinking water using UV radiation was equal to 0.764 min^-1 when the degradation rate of HHCB was estimated at 0.634 min1. In the wastewater, the coefficient rate of HHCB degradation by means of UV/H_2O_2 was nearly 4.5 times higher (1.580 min') in comparison to the value obtained by direct photolysis of HHCB (0.354 min^-1).

PL

AHTN (Tonalid) i HHCB (Galaksolid) są najczęściej stosowanymi substancjami zapachowymi z grupy policyklicznych związków piżma. Używane są zwykle jako składniki perfum lub detergentów. W krajach Unii Europejskiej i w Stanach Zjednoczonych (łącznic) roczne zużycie AHTN szacowane jest na 1500 Mg, a HHCB na 3800 Mg. Ze względu na swoje właściwości, substancje te nie są usuwane w biologicznych procesach oczyszczania ścieków i wraz ze ściekami oczyszczonymi przedostają się do środowiska. Celem prezentowanych badań było określenie podatności AHTN i HHCB na utlenienie za pomocą promieniowania UV i w procesie UV/H_2O_2. Badania prowadzone były w ściekach oczyszczonych i w wodzie pitnej. We wszystkich eksperymentach prowadzonych w wodzie pitnej, już po 8 minutach procesu, obserwowano rozkład AHTN i HHCB na poziomic 99%. W ściekach, po 8 minutach utleniania HHCB promieniami UV, stopień rozkładu tej substancji przekroczył 93%. Podczas utleniania HHCB w procesie UV/H_2O_2, już po 3 minutach, stopień rozkładu tego związku przekroczył 99%. Wartość stałej szybkości rozkładu AHTN w wodzie pitnej pod wpływem promieniowania UV wyniosła 0,764 min^-1, a wartość stałej szybkości rozkładu HHCB wyniosła 0,634 min.'1. W ściekach wartość stałej szybkości rozkładu HHCB w procesie UV/H_2O_2 była prawic 4,5 razy większa (1,580 min.1) w porównaniu z wartością stałej szybkości rozkładu tego związku w procesie fotolizy bezpośredniej (0,354 min.^-1).

4

Usuwanie wybranych substancji farmaceutycznych w oczyszczalniach hydrofitowowych

80%

Nowrotek M. , Sochacki A. , Felis E.

|

nr 2

5

Paramaters of pretreating wastewater polluted with chemicals based on modified Fenton's reaction

80%

Marciocha D. , Felis E. , Surmacz-Górska J.

Environment Protection Engineering

|

2007

|

tom Vol. 33, nr 2

165-173

EN

The pharmaceuticals present in the municipal sewage reach the municipal sewage treatment plants, but most often fail to be completely removed in there. Therefore, in the case where they constitute a substantial part of the sewage stream (hospitals, clinics, pharmacological production plants) their chemical pretreatment seems justifiable. A method based on the modification of Fenton's reaction has been suggested. It consisted in replacing peroxide hydrogen with compressed air and enhancing the reaction by UV rays and copper cations Cu +2 as catalysts. All the process parameters have been determined experimentally. The possibility of implementing the method in industry has been taken into consideration, therefore the values of the parameters such as pH and aeration intensity were established on a lower level despite the fact that their higher values were more effective.

PL

Ze względu na obecność w ściekach komunalnych farmaceutyków, które, docierając do miejskich oczyszczalni ścieków, bardzo często nie są w nich całkowicie usuwane, wydaje się zasadne zastosowanie wstępnego chemicznego oczyszczania, gdy stanowią one znaczną część w strumieniu ścieków (szpitale, kliniki, zakłady produkcji farmakologicznej). Zaproponowano metodę będącą modyfikacją reakcji Fentona, polegającą na zastąpieniu nadtlenku wodoru sprężonym powietrzem, i wspomaganą promieniami UV oraz kationami miedzi (Cu+2) spełniającymi rolę katalizatora. Wszystkie parametry procesu zostały określone eksperymentalnie. Wzięto również pod uwagę ewentualne wdrożenie procesu na skalę techniczną i wielkości parametrów takich jak odczyn czy intensywność napowietrzania. Mimo że ich wyższe wartości dawały lepsze efekty prowadzenia procesu, wielkości powyższych parametrów zostały ustalone na niższym poziomie.

6

Ocena zdolności wybranych biomimetyków hormonalnych do sorpcji na kłaczkach osadu czynnego

80%

Felis E. , Borok S. , Miksch K.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

tom Vol. 33, nr 2

49-52

PL

W pracy określono zdolność trzech wybranych substancji zaliczanych do grupy biomimetyków hormonalnych - bisfenolu A (BPA), 4-n-nonylofenolu (4NP) oraz polichlorowanego bifenylu nr 7 (PCB7) - do sorpcji w procesie osadu czynnego. Skuteczność sorpcji tych substancji na kłaczkach osadu czynnego określono poprzez wyznaczenie wartości współczynnika podziału osad czynny/woda (KD). Badania przeprowadzono wykorzystując osad czynny z oczyszczalni ścieków miejskich Zabrze-Śródmieście oraz oczyszczalni ścieków przemysłowych w Zakładach Azotowych Kędzierzyn SA. Wyznaczone doświadczalnie wartości współczynnika KD w testach z osadem czynnym z oczyszczalni ścieków komunalnych wynosiły odpowiednio 475 š161 dm3/kg (BPA), 15975 š56 dm3/kg (4NP) oraz 35452 š5713 dm3/kg (PCB7). Podczas testów z osadem czynnym z oczyszczalni ścieków przemysłowych wartość współczynnika KD w przypadku 4NP oszacowano na ponad 26162 dm3/kg, natomiast wartości współczynnika KD w odniesieniu do pozostałych substancji wynosiły 897 š301 dm3/kg (BPA) oraz 15499 š526 dm3/kg (PCB7). Wyznaczone wartości współczynnika podziału osad czynny/woda wskazują, że badane substancje ulegały w znacznym stopniu sorpcji na kłaczkach osadu czynnego podczas procesu biologicznego oczyszczania ścieków.

EN

Three substances of choice classified as endocrine disruptors, namely bisphenol A (BPA), 4-n-nonyl-phenol (4NP) and polychlorinated biphenyl No. 7 (PCB7), were analyzed for sorbability in the course of the activated sludge process. The extent of their sorption onto activated sludge flocs was expressed in terms of the solid-water distribution coefficient (KD). The experiments were performed using samples of activated sludge derived from the Zabrze Srodmiescie Municipal Sewage Treatment Plant and from the Industrial Wastewater Treatment Plant at Zaklady Azotowe Kedzierzyn SA. The experimental values of the KD coefficient obtained with the sewage sludge amounted to 475 š161 dm3/kg (BPA), 15975 š56 dm3/kg (4NP) and 35452 š5713 dm3/kg (PCB7), those attained with the industrial sludge being 897 š301 dm3/kg (BPA), 26162 dm3/kg (4NP), and 15499 š526 dm3/kg (PCB7). The values of the solid-water distribution coefficient determined in the course of this study have revealed a high extent of sorption onto activated sludge flocs for all of the substances tested during biological treatment of both municipal sewage and industrial wastewater.

7

Wpływ benzotiazolu i benzotriazolu na bioróżnorodność biocenozy bakteryjnej osadu czynnego w bioreaktorze membranowym

80%

Kowalska K. , Felis E. , Wegrzyn A.

|

nr 2

8

Presence of pharmaceutics in wastewater from waste water treatment plant "Zabrze - Śródmieście" in Poland

80%

Felis E. , Miksch K. , Surmacz-Górska J. , Ternes T.

|

2005

|

tom Vol. 31, no. 3

49--58

EN

This article describes monitoring results of raw wastewater from one Polish municipal wastewater treatment plant (WWTP). The residues of 30 pharmaceutics belonging to particular drugs classes such as contrast media, antibiotics, lipids regulators, antiphologistics, psychiatric and antiepilcptic agents, drug's metabolites and 2 musk compounds have been investigated. The investigation showed occurrence of 20 out of 32 selected compounds above their limit of detection. Iopromide, a compound belonging to contrast media, was noticed at the highest concentration. The concentration of this compound in WWTP-influent was equaled to 27.0 u.g/dm3. Other drugs, such as, like iopamidol, iomeprol, diatrizoat, iohexol, sulfomethoxazolc, carbamazepine, ibuprofen, ibuprofen-OH, naproxen, diclofenac, bezafibrate, ketoprofen, and musk compound - galaxolide were detected at maximum concentration between 1.0 ug/dm3 (bezafibrate) and 13.0 ng/dm1 (iomeprol). The acidic compounds such as gemfibrozil and indomethacin were determined above their limit of detection, with concentration up to 0.22 ug/dm3 and 0.42 u.g/dmJ, respectively. Based on the literature data, the above-mentioned drugs arc not completely removed from sewage during treatment processes and with effluent from WWTP they are introduced to receiving waters. Due to their chemical properties, residues of pharmaceutics may persist in the environment and the present knowledge about their ecotoxicological effects is insufficient.

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wyniki badań ścieków surowych pochodzących z miejskiej oczyszczalni ścieków ,Zabrze _ Śródmieście". Ścieki surowe analizowane były pod kątem zawartości w nich pozostałości 30 farmaceutyków i ich metabolitów oraz 2 substancji zapachowych. Wybrane do badań farmaceutyki ze względu na swoje właściwości i obszar działania klasyfikowane są jako: środki cieniujące (stosowane podczas prześwietleń, tzw. "środki kontrastujące"), antybiotyki, regulatory tłuszczu, leki przeciwbólowe i przeciwzapalne, leki antyepileptyczne oraz leki stosowane w leczeniu psychiatrycznym. Przeprowadzone badania wykazały w próbkach ścieków obecność 20 z 32 wytypowanych do badań substancji, w stężeniu powyżej ich limitu wykrywalności. Najwyższe stężenie w ściekach osiągnął iopromid, związek zaliczany do środków cieniujących. Jego maksymalne stężenie wynosiło 27,0 ug/dm'. Inne leki, takie jak: iopamidol, iomeprol, diatrizoat, iohexol, sulfametoksazol, karbamazepina, ibuprofen, ibuprofen-OH, naproksen, diklofenak, bezafibrat, ketoprofen oraz galaksoid (substancja zapachowa), obecne były w ściekach, w maksymalnych stężeniach od 1,0 ug/dm3 (bezafibrat) do 13,0 ug/dm3 (iomeprol). Leki gemfibrozil i indometacyna oznaczane były w ściekach w stężeniach maksymalnych 0,22 ug/dm3 (gemfibrozil) i 0,42 ug/dm3 (indometacyna). Na podstawie danych literaturowych wiadomo, iż wybrane przez nas do badań leki nic są całkowicie eliminowane ze ścieków w procesach biologicznego oczyszczania. Wraz ze ściekami oczyszczonymi przedostają się do odbiorników wodnych. Pozostałości po farmaceutykach są w dalszym ciągu substancjami czynnymi biologicznie, maja zdolność do akumulacji w środowisku lub w tkankach organizmów żywych. W literaturze światowej wciąż brakuje publikacji na temat ekotoksycznych zagrożeń wynikających z obecności farmaceutyków w środowisku, a informacje dotyczące pozaustrojowego rozkładu farmaceutyków są bardzo lakoniczne.

9

Ocena genotoksyczności ścieków koksowniczych

80%

Sindera P. , Felis E. , Wiszniowski J.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2011

|

tom Vol. 20, No. 3

217--225

PL

Pomimo redukcji OWO i ChZT, których wartości sięgają poziomu 90%, oczyszczone ścieki koksownicze nadal zawierają substancje niebezpieczne dla zdrowiai życia. Praca przedstawia wyniki testu fito- i genotoksyczności ścieków surowych oraz oczyszczonych. Metodyka badań obejmuje: pomiar długości korzenia, łodygi oraz wyznaczenie: indeksu mitotycznego (IM), częstości występowania mikrojąder (MN). Rośliną testową była Vicia faba. Wykazano negatywny wpływ ścieków koksowniczych na wszystkie badane parametry.

EN

Despite the fact that reduction of TOC and COD of about 90% was notated in treated coking wastewater, it still contains substances hazardous to health and life. The paper presents results of phyto- and genotoxicity tests of raw and treated sewage. The research methodology includes: measuring the length of the root and stem, the determination of the following two parameters: mitotic index (IM), the frequency of micronuclei (MN). The plant used in the test was Vicia faba. It has been shown negative impact of coke wastewater in all investigated aspects.

10

Rozkład wybranych mikrozanieczyszczeń organicznych za pomocą sztucznych mokradeł

80%

Felis E. , Sochacki A. , Nowrotek M. , Miksch K.

|

tom Nr 4

154--156

PL

Celem pracy było określenie efektywności usunięcia ze ścieków wybranych mikrozanieczyszczeń antropogenicznych za pomocą sztucznych mokradeł. Układ laboratoryjny składał się z systemów obsadzonych Phalaris arundinacea oraz reaktorów nieobsadzonych roślinnością. W badaniach wykorzystano 2 farmaceutyki, tj. diklofenak i sulfametoksazol oraz 2 inhibitory korozji, a mianowicie: benzotriazol i benzotiazol. Wyniki badań pokazały, że substancją najbardziej podatną na rozkład był benzotiazol, a rośliny nie miały istotnego wpływu na efektywność procesów usuwania tych związków ze ścieków.

EN

The aim of this study was to determine the removal efficiency of selected anthropogenic micropollutants from wastewater by means of constructed wetlands. The lab-scale system consisted of several unplanted columns and columns planted with Phalaris arundinacea. In the study 2 pharmaceuticals were used, i. e. diclofenac and sulfamethoxazole and 2 corrosion inhibitors, namely benzotriazole and benzothiazole. The results showed that benzothiazole was the most susceptible to degradation and the plants did not have a significant impact on the effectiveness of abovementioned processes.

11

Photochemical Degradation of Sulfadiazine

80%

Lemańska-Malinowska N. , Felis E. , Surmacz-Górska J.

Archives of Environmental Protection

|

2013

|

tom Vol. 39, no. 3

79--91

EN

The photochemical degradation of the sulfadiazine (SDZ) was studied. The photochemical processes used in degradation of SDZ were UV and UV/H2O2. In the experiments hydrogen peroxide was applied at different concentrations: 10 mg/dm3 (2.94*10-4 M), 100 mg/dm3 (2.94*10-3 M), 1 g/dm3 (2.94*10-2 M) and 10 g/dm3 (2.94*10-1 M). The concentrations of SDZ during the experiment were controlled by means of HPLC. The best results of sulfadiazine degradation, the 100% removal of the compound, were achieved by photolysis using UV radiation in the presence of 100 mg H2O2/dm3 (2.94*10-3 M). The determined rate constant of sulfadiazine reaction with hydroxyl radicals kOH was equal 1.98*109 M-1s-1.

PL

W ramach niniejszego eksperymentu przeprowadzono fotochemiczny rozkład sulfadiazyny (SDZ). Rozkład sulfadiazyny był realizowany z wykorzystaniem procesów UV oraz UV/H2O2. W badaniach użyto nadtlenek wodoru w następujących stężeniach: 10 mg/dm3 (2.94*10-4 M), 100 mg/dm3 (2.94*10-3 M), 1 g/dm3 (2.94*10-2 M) oraz 10 g/dm3 (2.94*10-1 M). Zmiany stężenia SDZ obserwowano przy wykorzystaniu HPLC. Najlepsze rezultaty rozkładu sulfadiazyny, 100% usunięcie badanej substancji, zaobserwowano w procesie fotolizy przy obecności 100 mg H2O2/dm3 (2.94*10-3 M). Stała szybkości reakcji sulfadiazyny z rodnikami hydroksylowymi kOH wynosiła 1.98*109 M-1s-1.

12

Fate of PPCPs in sequencing batch reactor (SBR)

71%

Żabczyński S. , Felis E. , Surmacz-Górska J. , Miksch K. , Ternes T.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2009

|

tom Vol. 2, no. 3

127-132

EN

In this study, the main objective was to investigate the possibilities of the removal PPCPs (pharmaceuticals and personal care products) in the SBRs at the sludge ages of 20 and 10 days and at the two different temperatures 10°C and 20°C. The pharmaceuticals and personal care products can appear in the aquatic environment in several ways: via urine and faeces, by direct use of manure as fertilizer and also by inappropriate storage of the mentioned products. The obtained results showed, that the highest removal was gained for acidic compounds (ibuprofen, ketoprofen and naproxen). At the sludge age 20 d ibuprofen was degraded in above 90%, but at the sludge age 10 d, it was removed at the same level only at the temperature of 20°C. Moreover, it can be stated, that removal of some PPCPs shows strong correlation with sludge age. The following compounds showed higher removal at the longer sludge age: iopromide, DAMI, ibuprofen, bezafibrate, ketoprofen and pentoxifyllin. Furthermore, at the sludge age 10 d the emphatic correlation temperature – removal is observed for ibuprofen, ketoprofen and bezafibrate.

PL

Głównym celem pracy było przeprowadzenie badań dotyczących możliwości usuwania substancji farmaceutycznych ze ścieków przy użyciu reaktora typu SBR o różnych wiekach osadu czynnego (10 i 20 d) w temperaturze 10°C i 20°C. Największą podatność na degradację uzyskano dla ibuprofenu, ketoprofenu i naproxenu. Przy wieku osadu równym 20 d usunięcie ibuprofenu przekraczało 90% w obu badanych temperaturach, natomiast przy wieku osadu równym 10 d, ten sam poziom usunięcia otrzymano w temperaturze 20°C. Stwierdzono, że usunięcie niektórych badanych substancji farmaceutycznych (iopromid, DAMI, ibuprofen, bezafibrat, ketoprofen i pentoxifyllina) jest zależne od wieku osadu. Dodatkowo, przy wieku osadu 10 d wykazano zależność między eliminacją substancji farmaceutycznych (ibuprofen, ketoprofen, i bezafibrat) a temperaturą prowadzenia procesu.

13

Mikrozanieczyszczenia w środowisku – występowanie, interakcje, usuwanie

71%

Miksch K. , Felis E. , Kalka J. , Sochacki A. , Drzymała J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

tom Tom 18, cz. 3

1--84

PL

W artykule przedstawiono szeroki zakres zagadnień dotyczących mikrozanieczyszczeń w środowisku naturalnym i antropogenicznym. Do omówionych zagadnień należą: źródła i występowanie mikrozanieczyszczeń w środowisku (w wodzie, glebie i powietrzu), ich los w środowisku, ekotoksyczność, sposoby ograniczania powstawania mikrozanieczyszczeń, szlaki przemian i produkty transformacji w środowisku, problematyka oczyszczania ścieków zawierających mikrozanieczyszczenia, prace badawcze dotyczące omawianej problematyki i przegląd wybranych rozwiązań w skali technicznej. Usuwanie mikrozanieczyszczeń stanowi aktualnie wiodący problem inżynierii środowiska. Wiedza o występowaniu tych zanieczyszczeń w środowisku jest już dość bogata, rozpoznano też częściowo jakie są ich losy w obiektach gospodarki wodnej i odpadami, także znaczny postęp nastąpił w zakresie znajomości efektywności technologii możliwych do zastosowania dla ich eliminacji ze środowiska. Rozwój technologii oczyszczania ścieków, a w mniejszym stopniu gospodarki odpadami, doprowadził już do usunięcia lub zmniejszenia zagrożenia spowodowanego znacznymi ilościami zanieczyszczeń, jednak aktualnie najbardziej palącym zagadnieniem jest występowanie mikrozanieczyszczeń, których działanie na środowisko przyrodnicze i człowieka nie można jeszcze oszacować. Ze względu na fakt, że występujące w środowisku mikrozanieczyszczenia antropogeniczne są bardzo zróżnicowane pod względem struktury chemicznej, a co się z tym wiąże – charakteryzują się innymi właściwościami fizyko-chemicznymi i w inny sposób działają na organizmy żywe obecne w środowisku, nie można wyróżnić jednego szlaku transformacji tych zanieczyszczeń. Mikrozanieczyszczenia antropogeniczne najczęściej nie są całkowicie rozkładane biologicznie, a ich transformacja związana jest ze zjawiskiem kometabolizmu oraz współdziałaniu określonych konsorcjów mikroorganizmów. Poszukiwaniu nowych, bardziej skutecznych, metod usuwania mikrozanieczyszczeń z środowiska powinna zawsze towarzyszyć ewaluacja toksyczności powstałych produktów. Produkty transformacji niektórych zanieczyszczeń były bardziej toksyczne w stosunku do organizmów wskaźnikowych niż substancje macierzyste. Głównym źródłem mikrozanieczyszczeń przedostających się do środowiska wodnego w krajach rozwiniętych (w przypadku terenów skanalizowanych) są komunalne oczyszczalnie ścieków. Z tego względu w artykule szczegółowo omówiono problematykę usuwania mikrozanieczyszczeń ze ścieków komunalnych w układach oczyszczania i doczyszczania ścieków. W artykule przedstawiono wyniki dotyczące usuwania wybranych mikrozanieczyszczeń (benzotriazol, mekoprop, diklofenak, sulfametoksazol i karbamazpina) w 11 rodzajach układów oczyszczania ścieków opartych zarówno na procesach biologicznych (oczyszczalnie hydrofitowe, stawy stabilizacyjne i układy z osadem czynnym), jak i fizyko-chemicznych (koagulacja, sorpcja na węglu aktywnym, zaawansowane procesy utleniania, fotoliza i ozonoliza) oraz różniących się zapotrzebowaniem powierzchni (co wynika z jednostkowej szybkości procesu) i konsumpcją energii (te dwa czynniki uznano za podstawę podziału na procesy intensywne i ekstensywne). Przedstawione w artykule zagadnienia stanowią podstawę do kreowania projektów badawczych, pozwalających przybliżyć moment w którym oczyszczalnie ścieków posiadać będą (czwarty) stopień, który zapewni likwidację zagrożeń wynikających z obecności w oczyszczonych ściekach substancji priorytetowych nawet w bardzo niskim stężeniu (co powodować może odległe w czasie skutki).

EN

The article presents a broad range of issues concerning micropollutants in the natural and anthropogenic environment. The issues discussed are: the source and occurrence of micropollutants in the environment (water, soil and air), their environmental fate, ecotoxicity, measures to reduce the produced amount of micropollutants, transformation pathways and transformation products in the environment, treatment of wastewater containg micropollutants, research projects dedicated to the discussed issues and a review of selected solutions on an industrial scale. Removal of micropollutants is currently a pressing problem of environmental engineering. Knowledge of the presence of these pollutants in the environment is already quite advanced, with partial understandingof their fate in waste and wastewater treatment processes. Also, significant progress has been made in the understanding of the applicability of various treatment methods and their effectiveness in the removal of micropollutants from waste streams. Development of wastewater treatment technology, and to a lesser extent, waste management, has already led to elimination or reduction of the risk posed by the significant amounts of pollution, but currently the most pressing issue is the presence of micropollutants whose effect on natural environment and humanrequires further studies. There is no single transformation pathway of micropollutants, due to the fact that they are diverse in terms of chemical structure, subsequently have various physico-chemical properties, and affect the organisms present in the environment in various manner. Anthropogenic micropollutants usually are not completely degraded biologically, and their transformation is associated with the phenomenon of co-metabolism and cooperation of certain consortia of microorganisms. The search for new, more effective, methods for removing micropollutants from the environment should always be accompanied by evaluation of the toxicity of the resulting products. Transformation products of certain micropollutants were more toxic to indicator organisms than the parent compounds. The main source of micropollutants entering the water environment in developed countries (in the case of sewered areas) are municipal wastewater treatment plants. For this reason, the article discussed in detail the issue of the removal of micropollutants from municipal wastewaterin the secondary and tertiary (post-treatment)treatment steps. The article presents the results for the abatement of selected micropollutants (benzotriazole, mecoprop, diclofenac, sulfamethoxazole and karbamazpina) in 11 types of wastewater treatment based on both biological processes (constructed wetlands, stabilization ponds and activated sludge systems) and physicochemical methods (coagulation, sorption on activated carbon, advanced oxidation, photolysis and ozonolysis), and the area requirements (due to the process rate) and the energy consumption (the two factors are the basis for the distinction between the intensive and extensive technologies). The issues presented in the article the basis for new research projects, allowing accelerating the moment in which the waste water treatment plants, will have a quaternary treatment step, which will significantly reduce of the risks of the presence of priority substances in the treated wastewatereven at very low concentrations (which may cause long-time effects).

14

Detection of antibiotic resistance genes in wastewater treatment plant : molecular and classical approach

61%

Ziembińska-Buczyńska A. , Felis E. , Folkert J. , Meresta A. , Stawicka D. , Gnida A. , Surmacz-Górska J.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

tom Vol. 41, no. 4

23--32

EN

Antibiotics are a group of substances potentially harmful to the environment. They can play a role in bacterial resistance transfer among pathogenic and non-pathogenic bacteria. In this experiment three representatives of medically important chemotherapeutics, confirmed to be present in high concentrations in wastewater treatment plants with HPLC analysis were used: erythromycin, sulfamethoxazole and trimethoprim. Erythromycin concentration in activated sludge was not higher than 20 ng L−1. N-acetylo-sulfamethoxazole concentration was 3349 ± 719 in winter and 2933 ± 429 ng L−1 in summer. Trimethoprim was present in wastewater at concentrations 400 ± 22 and 364 ± 60 ng L−1, respectively in winter and summer. Due to a wide variety of PCR-detectable resistance mechanisms towards these substances, the most common found in literature was chosen. For erythromycin: erm and mef genes, for sulfamethoxazole: sul1, sul2, sul3 genes, in the case of trimethoprim resistance dhfrA1 and dhfr14 were used in this study. The presence of resistance genes were analyzed in pure strains isolated from activated sludge and in the activated sludge sample itself. The research revealed that the value of minimal inhibitory concentration (MIC) did not correspond with the expected presence of more than one resistance mechanisms. Most of the isolates possessed only one of the genes responsible for a particular chemotherapeutic resistance. It was confirmed that it is possible to monitor the presence of resistance genes directly in activated sludge using PCR. Due to the limited isolates number used in the experiment these results should be regarded as preliminary.

PL

Antybiotyki to grupa związków potencjalnie szkodliwych dla środowiska. Odgrywają one rolę w procesach transferu antybiotykooporności pomiędzy patogenami i bakteriami niechorobotwórczymi. Wykorzystując metodę wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) wykazano obecność erytromycyny, sulfametoksazolu i trimetoprimu w miejskiej oczyszczalni ścieków w następujących stężeniach: dla erytromycyny < 20 ng L−1, N-acetylo-sulfametoksazolu 3349 ± 719 i 2933 ± 429 ng L−1, a trimetoprimu 400 ± 22 i 364 ± 60 ng L−1, odpowiednio: zimą i latem. Ponieważ antybiotykooporność bakteryjna może być stymulowana obecnością antybiotyków w środowisku, istnieje możliwość pojawienia się wielu szlaków opornościowych u bakterii narażonych na działanie tych związków. Dlatego też podjęto próbę detekcji wybranych genów oporności na badane chemioterapeutyki metodą łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR). Obecność elementów genetycznych badano zarówno w szczepach bakteryjnych, u których udowodniono oporność na badany związek bakteriobójczy, jak i w próbce osadu czynnego, z którego te bakterie izolowano. Do badań wybrano najczęściej występujące geny oporności: dla erytromycyny erm i mef, dla sulfametoksazolu: sul1, sul2, sul3, a dla trimetoprimu dhfrA1 i dhfr14. Wykazano, że wartość minimalnego stężenia inhibitującego (MIC), nie koresponduje z obecnością większej liczby mechanizmów oporności. Większość szczepów opornych wykazywała tylko jeden z badanych mechanizmów oporności na antybiotyk niezależnie od wartości MIC. Potwierdzono również możliwość monitorowania obecności genów oporności na antybiotyki metodą PCR bezpośrednio w osadzie czynnym. Ze względu na ograniczona liczbę izolatów użytych w tym eksperymencie wyniki uzyskane w pracy powinny być traktowane jako wstęp do dalszych badań.

15

The effect of temperature on the efficiency of industrial wastewater nitrification and its (geno)toxicity

61%

Gnida A. , Wiszniowski J. , Felis E. , Sikora J. , Surmacz-Górska J. , Miksch K.

|

2016

|

tom Vol. 42, no. 1

27--34

EN

The paper deals with the problem of the determination of the effects of temperature on the efficiency of the nitrification process of industrial wastewater, as well as its toxicity to the test organisms. The study on nitrifi cation efficiency was performed using wastewater from one of Polish chemical factories. The chemical factory produces nitrogen fertilizers and various chemicals. The investigated wastewater was taken from the infl uent to the industrial mechanical-biological wastewater treatment plant (WWTP). The WWTP guaranteed high removal efficiency of organic compounds defi ned as chemical oxygen demand (COD) but periodical failure of nitrification performance was noted in last years of the WWTP operation. The research aim was to establish the cause of recurring failures of nitrifi cation process in the above mentioned WWTP. The tested wastewater was not acutely toxic to activated sludge microorganisms. However, the wastewater was genotoxic to activated sludge microorganisms and the genotoxicity was greater in winter than in spring time. Analysis of almost 3 years’ period of the WWTP operation data and laboratory batch tests showed that activated sludge from the WWTP under study is very sensitive to temperature changes and the nitrifi cation efficiency collapses rapidly under 16°C. Additionally, it was calculated that in order to provide the stable nitrification, in winter period the sludge age (SRT) in the WWTP should be higher than 35 days.

PL

Badanie efektywności nitryfikacji przeprowadzono przy użyciu ścieków pochodzących z jednego z polskich przedsiębiorstw chemicznych, specjalizujących się w wytwarzaniu nawozów azotowych i różnych chemikaliów, jak przykładowo alkoholi OXO, klejów mocznikowych, estrów ftalowych (plastyfikatory) i bezwodnika maleinowego. Badane ścieki stanowiły dopływ do mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków, która zapewniała wysoką efektywność usunięcia związków organicznych defi nio wanych jako chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), jednak nie gwarantowała ona zapewnienia odpowiedniego usunięcia związków azotowych, ze względu na okresowe zakłócenia procesu nitryfi kacji. Celem badań było ustalenie przyczyn powtarzających się okresowo zakłóceń procesu nitryfikacji. W niniejszej pracy toksyczność ścieków przemysłowych badano za pomocą pomiaru zmian aktywności oddechowej osadu czynnego (OUR) oraz określono genotoksyczność ścieków stosując test mikrojądrowy (test MCN) przy zastosowaniu komórek korzenia Vicia faba. Badanie OUR wykazało, że powyższe ścieki nie wykazują toksyczności ostrej względem mikroorganizmów osadu czynnego, jednakże przeprowadzony test MCN wykazał, że ścieki wykazują działanie genotoksyczne i ich genotoksyczność jest większa w okresie zimowym w porównaniu z ich genotoksycznością w okresie wiosennym. Analiza parametrów związanych z eksploatacją oczyszczalni ścieków z okresu 3 lat oraz wyniki własnych badań laboratoryjnych (okresowych) wykazały, ze osad czynny z omawianej oczyszczalni ścieków jest bardzo wrażliwy na zmiany temperatury i wydajność nitryfikacji wyraźnie spada poniżej 16ºC. Na podstawie przeprowadzonych badań obliczono, że aby zapewnić stabilną nitryfikację w okresie zimowym wiek osadu czynnego powinien być wyższy niż 35 dni.

16

Ultrafiltracyjne doczyszczanie odpływów z oczyszczalni ścieków komunalnych

61%

Dudziak M. , Kudlek E. , Łaskawiec E. , Felis E. , Kowalska K. , Garbaczewski L.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

tom Vol. 18, nr 4

40--46

PL

Odpływ z oczyszczalni ścieków komunalnych poddano porównawczo oczyszczaniu w procesie ultrafiltracji z wykorzystaniem membrany ceramicznej i polimerowej. Filtrację prowadzono w systemie cross-flow w warunkach ciśnienia transmembranowego procesu 0,1 MPa – membrana ceramiczna i 0,2 MPa – membrana polimerowa oraz w temperaturze 20°C. Skuteczność procesu oceniono wykonując różne analizy fizyko-chemiczne (m.in. pH, mętność, barwa, absorbancja, OWO i indeks fenolowy). Włączono również ocenę toksykologiczną (stosując jako organizm wskaźnikowy bakterie bioluminescencyjne Aliivibrio fischeri) oraz mikrobiologiczną badanych próbek wodnych. Podczas filtracji badano wydajność hydrauliczną membran. Określono, że skuteczność procesu zależy od warunków prowadzenia filtracji membranowej, przy czym lepsze efekty usunięcia zanieczyszczeń organicznych odnotowano w przypadku membrany polimerowej niż ceramicznej. Jednak membrana polimerowa w porównaniu do membrany ceramicznej była bardziej podatna na zjawisko blokowania porów powodujące obniżenie wydajności hydraulicznej. Bez względu na rodzaj membrany permeaty nie były toksyczne jak i nie zawierały mikroorganizmów.

EN

The effluent from the municipal sewage treatment plant was comparatively treated in the ultrafiltration process using ceramic and polymer membranes. Filtration was carried out in the cross-flow system under the conditions of the transmembrane process pressure of 0.1 MPa in the case of the ceramic membrane and 0.2 MPa with the polymer membrane, at a temperature of 20°C. The effectiveness of the process has been assessed by means of various physical and chemical analyses (pH, turbidity, color, absorbance, TOC and phenol index). The toxicological assessment (by applying the bioluminescent bacteria Aliivibrio fischeri as an indicator organism) and microbiological assessment of tested samples were included. The hydraulic efficiency of membranes was studied during filtration. Is was specified that the efficiency of the process depends on the conditions of membrane filtration, wherein the better effects of the removal of organic pollutants have been noted in the case of polymer membrane than with the ceramic membrane. However, the polymer membrane, in comparison to the ceramic membrane, was more susceptible to pore blocking, which caused the reduction of hydraulic efficiency. Regardless of the type of membrane, the permeates were not toxic and did not contain microorganisms.

17

Detection of sulfonamide resistance genes via in situ PCR-FISH

61%

Gnida A. , Kunda K. , Ziembinska A. , Luczkiewicz A. , Felis E. , Surmacz-Gorska J.

|

nr 2

EN

Due to the rising use of antibiotics and as a consequence of their concentration in the environment an increasing number of antibiotic resistant bacteria is observed. The phenomenon has a hazardous impact on human and animal life. Sulfamethoxazole is one of thesulfonamides commonly detected in surface waters and soil. The aim of the study was to detect sulfamethoxazole resistance genes inactivated sludge biocenosis by use of in situ PCR and/or hybridization. So far no FISH probes for the detection of SMX resistance genes have been described in the literature. We have tested common PCR primers used for SMX resistance genes detection as FISH probes as well as a combination of in situ PCR and FISH. Despite the presence of SMX resistance genes in activated sludge confirmed via traditional PCR, the detection of the genes via microscopic visualization failed.

18

Elimination of Bisphenol A from Wastewater through Membrane Filtration Processes

61%

Dudziak M. , Kudlek E. , Łaskawiec E. , Felis E. , Kowalska K. , Garbaczewski L.

|

tom Vol. 19, nr 1

69--74

EN

New priorities for the environment have resulted in a reassessment of modern technology for treatment of urban wastewater. Urban wastewater treatment mainly involves the elimination or reduction of anthropogenic organic micropollutants in the aquatic environment. In this paper, the effectiveness of bisphenol A elimination from wastewater, after biological treatment, through a complex ultrafiltration/reverse osmosis purification process was evaluated. The effectiveness of the wastewater treatment process in the tested system was also evaluated with a number of other physical and chemical analyses for pH, turbidity, colour, absorbance, TOC, phenol index, conductivity and the concentration of selected heavy metals. Within this study, the change in the hydraulic performance of the membranes was also investigated. The effectiveness of the reduction of bisphenol A concentrations during the process of ultrafiltration was small, due to the significant difference between the size of the pores of the membrane and the size of eliminated micropollutants. In the process of reverse osmosis, the wastewater treatment system reported that the concentration of bisphenol A was reduced by 68%. In the tested treatment system, the ultrafiltration/reverse osmosis completely removed colour, lead and chromium. Other contaminants were eliminated by more than 31%. In both membrane processes, there was evidence that the membrane pores were blocked, but this occurred to a greater extent during the process of reverse osmosis.