Czasopismo Inżynieria i Ochrona Środowiska

ISSN 1505-3695

Kolegium Redakcyjne

Strona czasopisma w trakcie migracji pod NOWYM ADRESEM

UWAGA ! Preferujemy artykuły w języku angielskim.

Drodzy Czytelnicy i Autorzy

Seria wydawnicza "Inżynieria i Ochrona Środowiska" stanowi czasopismo naukowe, w którym są zamieszczane prace naukowe i opracowania techniczne obejmujące szeroko rozumianą inżynierię i ochronę środowiska. Inicjatywa powołania czasopisma powstała w lutym 1997r. w Ustroniu na spotkaniu dziekanów wydziałów politechnik prowadzących kierunki studiów inżynieria środowiska i ochrona środowiska. W 2001r Komitet Inżynierii Środowiska PAN objął swoim patronatem wydawanie naszego czasopisma. 

Mamy nadzieję, że "Inżynieria i Ochrona Środowiska" zyskała już wielu Czytelników. Jak wiadomo jest ona adresowana przede wszystkim do środowisk naukowych, technicznych i przemysłowych, zainteresowanych problematyką publikowanych artykułów. Nie mniej jednak swą ofertę wydawniczą kierujemy zarówno do teoretyków, jak i praktyków, a także do wszystkich osób pasjonujących się inżynierią i ochroną środowiska. Zainteresowanych zapraszamy do współpracy.

 

Tom 14, Numer 3

1. Analiza struktury substancji humusowych gleb po wprowadzeniu węgla brunatnego na podstawie widm fluorescencyjnych
Analysis of Humic Substances Structure in Soils after Brown Coal Application with Use of 3-D Fluorescence Spectroscopy
Jolanta Kwiatkowska-Malina
Strony: 197-208, Pobierz w wersji .PDF

Badania dotyczyły analizy właściwości substancji humusowych (SH) oraz kształtowania struktury kwasów huminowych (KH) gleb po wprowadzeniu preparatu wytworzonego na bazie (85%) odpadowego węgla brunatnego. Do badań wykorzystano materiał glebowy z wieloletnich statycznych doświadczeń polowych i mikropoletkowych, a jako źródło materii organicznej Rekulter - preparat wyprodukowany na bazie węgla brunatnego odpadowego i węgla brunatnego typu ziemistego z Zagłębia Konińskiego (KWB Konin). Niższe wartości intensywności fluorescencji na widmach 3-D EEM dla KH z gleby rdzawej (piaszczystej) wskazują na większy wpływ materii organicznej z węgla brunatnego na gleby bardzo lekkie piaszczyste w porównaniu do gleb cięższych (brunatna kwaśna, płowa). Wyniki ponad 20-letnich doświadczeń polowych na glebie rdzawej potwierdziły korzystne, długotrwałe od- działywanie węgla brunatnego na właściwości gleby oraz na stan materii organicznej z tego źródła.

Soil is non-renewable and a very complex natural resource which performs many vital functions: food (99%) and other biomass production, storage, filtration and transformation of many substances including water, carbon, nitrogen. Soil as a top layer of the earth's crust is the first receiver of anthropogenic contaminants, and may or may not serve as a natural barrier to protect groundwater against contamination from the surface. One of the most im- portant indicators of soil quality is soil organic matter (SOM), which is an important build- ing block for the soil structure, formation of stable aggregates, and is able to improve the in- filtration rates and the storage capacity of water. SOM presents a major pool carbon in the biosphere and can act both as a source and sink for carbon dioxide and other greenhouse gases. Agricultural intensification and cultivation in general results in a serious decrease in SOM as compared to that in the natural vegetation. Presently, the protection of SOM is one of the main tasks in EU, because SOM in addition to its soil fertilizing function can act in the elimination of the soil contamination and carbon sequestration. In this context, humic sub- stances (especially humic and fulvic acids) and cohesive fractions (clay, silt, silt clay, etc.) present in soil are favourable components. It is because of their high sorption capacity with respect to many contaminants, including heavy metals, which may results in their immo- bilisation and, consequently protect groundwater against contamination. Antropogenically transformed soils often do not contain humic substances (HS), thus their role as a natural barrier is decreased. Therefore, re-generation of HS through humification of organic matter from diverse sources added to soils, may be the way to re-built the protective character of soil barrier, and consequently to reduce environmental and/or health risks at areas under anthropopression. Transformation processes of brown coal applied to soil were described to evaluate the use of this material as an effective source of organic matter and HS generation in degraded soils. The goal of this study was to discuss fine brown coal - derived preparation as effective sources of organic matter (and humic substances) especially in soils that are anthropogeni- cally transformed. The research concerned the analysis of properties of HS as well as for- mations of humic acids (HAs) in soils after addition brown coal. Soil materials used in the research was collected from the long term field experiments and microplots, as the source of organic matter the Rekulter that is based (85%) on brown coal (soft smudge type) obtained from the Konin Basin deposits preparation was used. For qualitative characteristic of SOM, particularly, in HAs, modern analytical technique such as fluorescence intensity (FI) for 3-D EEM spectra was used. The lowest fluorescence intensity (FI) for 3-D EEM spectra were observed in the case of HAs extracted from rusty soil. The 20-years research results carried out on rusty soil (sandy) confirmed long-term effect of brown coal on soil properties as well as on organic matter that originated from this source.

2. Wpływ ścieków oczyszczonych odprowadzanych z Oczyszczalni Ścieków w Tucholi na jakość wody w strudze Kicz
The Influence of Treated Sewage Discharged from Wastewater Treatment Plant in Tuchola on Water Quality of Kicz Stream
Maja Lewandowska-Robak, Łukasz Górski, Tomasz Kowalkowski, Halina Dąbkowska-Naskręt, Iwona Miesikowska
Strony: 209-221, Pobierz w wersji .PDF

Tuchola jest największym miastem położonym w Borach Tucholskich - dużym kom- pleksie lasów sosnowych, wchodzącym w skład obszarów Natura 2000. W 1992 r. w Tucholi zbudowano oczyszczalnię ścieków typu mechaniczno-biologicznego z podwyższonym usu- waniem związków biogennych, odbierającą ścieki z terenu miasta i gminy Tuchola oraz gmin Cekcyn i Kęsowo. Od tamtej pory struga Kicz (zlewnia rzeki Brdy), odbierająca wcześniej ścieki nieoczyszczone, jest odbiornikiem ścieków oczyszczonych i jakość jej wód wzrosła. Celem badań była analiza wpływu ścieków oczyszczonych odprowadzanych z oczyszczalni ścieków do strugi Kicz na jakość wody tej strugi. W okresie od listopada 2008 roku do czer- wca 2009 roku pobierano raz w miesiącu próbki wody ze strugi Kicz powyżej i poniżej ujścia ścieków oraz próbki ścieków nieoczyszczonych i oczyszczonych. Stwierdzono wysoką, choć niewystarczającą efektywność procesu oczyszczania ścieków w Oczyszczalni Ścieków w Tu- choli. Na podstawie analizy statystycznej za pomocą testu kolejności par Wilcoxona stwierdzono istotnie gorszą jakość wody w strudze poniżej ujścia ścieków pod względem BZT5, azotanów(III) i (V) oraz chlorków. Zrzut ścieków nie miał natomiast istotnego wpływu na inne parametry jakości wody, tj. pH, ChZT, azot amonowy, fosforany i zawiesinę ogólną. Nadal niezbędne są działania prowadzące do poprawy jakości wody w strudze Kicz, przy czym w szczególności poprawy wymaga wartość ChZT.

Tuchola (14,000 inhabitants) is the biggest town in Bory Tucholskie - one of the largest pine forest complex in Poland, which is at the same time a part of Natura 2000. There are 4 natural landscape parks and 17 nature reserves in Bory Tucholskie. Until 1992 untreated sewage from Tuchola was discharged to Kicz stream (within Brda catchment), thus the values of water quality indicators in the stream significantly exceeded the national require- ments (among others BOD5, phosphates, total phosphorus, total suspended solids, bacterio- logical indices). In 1992 a Wastewater Treatment Plant (WWTP) in Tuchola was built, which was in accordance with ecological politics of Poland, aiming among others at enhancing wa- ter quality. WWTP in Tuchola is of mechanical-biological type with enhanced removal of biogenic compounds and it collects sewage from Tuchola town and commune areas, and from Cekcyn and Kęsowo communes. Despite the fact that since 1992 water quality in Kicz and Brda has significantly increased, in 2000 the values of some water quality indicators were still too high. The aim of the research was to analyze the influence of treated sewage discharged from WWTP in Tuchola to Kicz stream on the stream water quality. The effi- ciency of wastewater treatment process in WWTP in Tuchola was also evaluated, and water in Kicz stream was classified as adequate quality class. In the period from November 2008 to June 2009 once a month samples of surface water from Kicz stream above and below sewage outlet were taken, as well as samples of untreated and treated sewage from WWTP in Tuchola. On the same day, the samples were analyzed for various water quality indices, i.e. COD, BOD5, ammonium nitrogen, nitrates(V) and (III), total Kjeldahl nitrogen, ortophos- phates, chlorides, total suspended solids and pH. Based on calculated reduction coefficients it was found that in case of BOD5, COD, total suspended solids, phosphates, ammonium ni- trogen and total nitrogen the efficiency of WWTP work is high. However the total nitrogen concentration in treated sewage was slightly above the values required. By comparing the results of analyzes of water samples from Kicz stream above and below the treated sewage outlet with the use of non-parametric Wilcoxon signed-rank paired test, it was found that the water quality is significantly worse below the sewage outlet in case of BOD5, nitrates(III) and (V), and chlorides. Values of pH, COD, ammonium nitrogen, phosphates and total suspend- ed solids did not differ significantly in water above and below the sewage outlet. The ob- tained results of water analyzes in Kicz stream indicate that in case of COD the water quali- ty is poor. BOD5 value corresponds to II quality class, whereas the concentration of nitrates(V) and ammonium nitrogen - water on the border of I//II class. With respect to pH, chlorides and total suspended solids water of Kicz stream is of very good quality (I class). Thus, in spite of significant increase in water quality of Kicz stream after the rise of WWTP, activities are still needed to ensure more efficient work of WWTP.

3. Analiza jakościowa śladowych zanieczyszczeń organicznych w ściekach komunalnych z miast północno-wschodniej Polski
Qualitative Analysis of Trace Organic Pollutants in Municipal Wastewater from Cities of North-Eastern Poland
Urszula Kotowska, Monika Jasińska
Strony: 223-232, Pobierz w wersji .PDF

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki analizy jakościowej śladowych zanie- czyszczeń organicznych obecnych w surowych i oczyszczonych ściekach komunalnych z trzech miast północno-wschodniej Polski. Do izolacji analitów wykorzystano ekstrakcję do fazy stałej (SPE). Oznaczenia przeprowadzano techniką chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Identyfikację związków prowadzono w oparciu o dwa niezależne parametry - widma mas oraz indeksy retencji. W badanych ściekach zidentyfikowano ponad 200 związków organicznych. Większość z nich to substancje wpro- wadzane do ścieków ze źródeł naturalnych: cyklu pokarmowego człowieka i rozkładu mate- rii organicznej. Do substancji syntetycznych wykrytych w analizowanych próbkach należą m.in.: alkilobenzeny - mezytylen i ksylen (składniki rozpuszczalników, olejów syntetycznych, smarów, mas bitumicznych), limonen i mentol (aromaty płynów do mycia naczyń i past do zębów), sole kwasu fosforowego i borowego (składniki czynne proszków do prania), ftalany, bezwodnik ftalowy, bisfenol A (stosowane w produkcji tworzyw sztucznych), paracetamol, naproksen, ibuprofen, karbamazepina (pozostałości leków). Dziesięć związków (fenol, 4-metylofenol, cykloheksan, p-ksylen, naftalen, benzaldehyd, ftalan dietylu, ftalan di-n- butylu, ftalan bis-(2-etyloheksylu), ftalan di-n-oktylu) wykrytych w ściekach uznawanych jest za szkodliwe dla środowiska i zdrowia człowieka. Substancje te znajdują się na listach priorytetowych zanieczyszczeń w USA i Unii Europejskiej. Potencjalnie szkodliwymi sub- stancjami są także 2,6-ditertbutylo-p-krezol, kwas fosforowy oraz pozostałości farma- ceutyków.

Municipal wastewaters are outflows that come from households, offices, laundries, hos- pitals and small industrial plants. Also rain waters and snow-melt alongside with impurities washed away from streets access municipal wastewaters. Wastewaters are channelled to pu- rification plants where they undergo processes which are designed to remove the excess of organic and inorganic matter and where their chemical analyses are carried out. Standard procedures used to mark organic compounds employed in wastewater treatment plants e.g.: biochemical and chemical oxygen demand allow to establish the total content of all, or cer- tain group of, organic substances. The aim of presented work was the qualitative study of trace organic pollutants in municipal wastewater from three cities of north-eastern Poland. Identification of unknown organic compounds provides significant information about the composition of sewage and can be useful to maintain the suitable purity of surface waters. The procedure of qualitative analysis contains concentration of analytes on divinylbenzene (DVB) extraction disks and its subsequent eluting with organic solvents of different polarity: n-hexane, ethyl ether and methanol. Each eluate is directed to gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) separation and detection. Silylation of compounds eluted with ethyl ether and methanol were done prior to chromatographic analysis. For reliable identification of unknown organic compounds a combination of two independent parameters: mass spectra and retention indices were employed. More than 200 compounds were identified in munici- pal wastewater from the Wastewater Treatment Plants in Białystok, Łomża and Suwałki. This compounds belongs mainly to groups of aliphatic and aromatic acids, alcohols and phe- nols, carbonyl compounds and esters. The majority of detected compounds are natural sub- stances, originating mainly in decomposition of remains of food and human excrements. Some substances (phenol, 4-methylphenol, cyclohexane, p-xylene, naphthalene, benzalde- hyde, diethyl phthalate, di-n-butyl phthalate, di-n-octyl phthalate, bis-(2-ethylhexyl) phthalate) detected in wastewaters are known from their harmful influence on human health and natural environment and they are included in lists of priority and target pollutants in USA and European Union. Compounds potentially harmful for the environment found in analyzed municipal wastewaters are: 2,6-ditertbutylhydroxytoluene, phosphoric acid and drugs remnants: ibuprofen, naproxen, paracetamol, carbamazepine and caffeine.

4. Badania kinetyki spalania komunalnych osadów ściekowych w atmosferze wzbogaconej tlenem
Combustion Kinetics of Sewage Sludge under Oxygen-Enriched Atmosphere
Jurand Bień, Michał Gandor
Strony: 233-244, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki badań kinetyki spalania komunalnych osadów ściekowych w mo- dyfikowanej atmosferze, realizowanych z zastosowaniem metodyki opartej na termo- grawimetrii. Badania termograwimetryczne przeprowadzono jako dynamiczne (nie- izotermiczne) i statyczne (quasi-izotermiczne). Badania prowadzono w pięciu atmosferach gazowych, przygotowanych na bazie tlenu oraz ditlenku węgla. Udział tlenu w mieszance stanowił odpowiednio: 20, 40, 60, 80 oraz 100% obj. Eksperyment prowadzony był w zakresie temperatur 873÷1273 K. Otrzymane doświadczalnie wyniki, w oparciu o przyjęty model kurczącego się rdzenia (SCM), pozwoliły wyznaczyć podstawowe parametry kinetyczne: rząd reakcji n, współczynnik przedeksponencjalny K0, energię aktywacji Ea, oraz przeprowadzić szacowanie reaktywności osadów w szerokim zakresie parametrów. Wykazano przy tym znaczący wpływ stężenia tlenu na pozorną szybkość reakcji, w prze- ciwieństwie do wpływu temperatury, który okazał się nieznaczny. Zaobserwowano znaczący wpływ współczynnika szybkości nagrzewania na termiczną dekompozycję osadów ściekowych w tej samej atmosferze. Maksymalną szybkość ubytku masy próbki odnotowano przy największym współczynniku nagrzewu. Nie zaobserwowano natomiast znaczącego przesunięcia temperaturowego w kierunku wyższych wartości temperatur wraz ze wzrostem współczynnika nagrzewu, co ma miejsce przy wzroście stężenia tlenu.

The paper presents the results of combustion kinetics of municipal sewage sludge in a modified atmospheres. The studies were investigated by a thermogravimetric analysis. Thermogravimetric tests were carried out as a dynamic (non-isothermal) and static (quasi- -isothermal). Tests was conducted in five gaseous atmospheres prepared from oxygen and carbon dioxide. Participation of oxygen in the mixture were as following: 20, 40, 60, 80 and 100% vol. The experiment was conducted in the temperature range 873÷1273 K. Experimen- tally obtained results based on the model of the shrinking core (SCM), helped establish the basic kinetic parameters such as: reaction order n, factor K0 and activation energy Ea. The values of activation energy Ea and K0 were, respectively: 45.57 kJ/mol (10.9 kcal/mol) and 0.0127 mg/m2sPa. Values of activation energy Ea of sewage sludge combustion in O2/CO2 atmosphere in the temperature range 873÷1273 K show that the limiting factor of combus- tion is the diffusion of oxygen, therefore the combustion reaction takes place here only in the outer layer of the unreacted core. The experimental studies in a wide range of process parameters such as temperature and partial pressure of oxygen helped to create an array of apparent reaction rates as a function of temperature and oxygen concentration in the gas re- action. It has been shown the significant effect of oxygen on the apparent reaction rate, in contrast to the effect of temperature, which was insignificant. The impact of the heating rate on sludge combustion was also investigated. For this purpose, sludge was heated from ambi- ent temperature to a 1000°C at a four different heating rates 10, 20 and 40 K min−1 in the ° variable O2/CO2 atmosphere. With increasing heating rates TG curves get closer and closer to each other. Percentage weight loss was about 65.26% at a heating rate 10 K min−1. At 40 K min−1 percentage loss was 65.97%. From that it could be stated the the heating rate play no role in the loss of material mass. With increasing heating rate is not observed a sub- stantial shift of the peak temperature of the sample weight loss.

5. Oddziaływanie bojowych środków trujących na rośliny wyższe w teście Phytotoxkit
The Effect of Chemical Warfare Agents on Higher Plants in Phytotoxkit Test
Radosław Kalinowski, Edyta Chrzanowska, Marek Brytan
Strony: 245-255, Pobierz w wersji .PDF

Związki fosforoorganiczne stanowią jedną z najbardziej rozpowszechnionych grup sub- stancji występujących w otoczeniu człowieka. Wśród nich wyróżnia się grupę wysoko- toksycznych estrów kwasów fosforowych o znaczeniu militarnym, tzw. bojowych środków trujących (BST). Z szacunków dokonanych w oparciu o scenariusze użycia BST wynika, że stężenia tych związków w środowisku glebowym mogą (bezpośrednio po zastosowaniu) osiągać wartości rzędu kilkuset mg/kg s.m. gleby. W pracy oceniono toksyczność wybranych fosforoorganicznych BST w stosunku do glebowych roślin wyższych: Sorghum saccharatum, Lepidium sativum i Sinapis alba. Badane związki nie wpłynęły znacząco na proces kiełkowa- nia bioindykatorów. Wartości EC50-3d były wyższe niż 200 mg/kg s.m. gleby. Najwyższą toksyczność w stosunku do wczesnego wzrostu roślin (przyrost korzenia i łodygi) wykazywał związek VX i sarin, najniższą - soman. Spośród badanych roślin najwyższą wrażliwość na działanie związków fosforoorganicznych wykazywało Sorghum saccharatum. Stężenia somanu, sarinu i VX, wynoszące 12,5 mg/kg s.m. gleby, powodowały stymulację przyrostu łodygi u Lepidium sativum. Podobny efekt zaobserwowano w przypadku związku VX i sarinu w stosunku do przyrostu korzenia u Sinapis alba. Zaobserwowano wyraźną stymulację wytwarzania chlorofilu przez Sorghum saccharatum w obecności sarinu i VX. Dla większości związków i roślin zaobserwowano przy niskich stężeniach zwiększoną zawartość chlorofili a i b. Najwyższe przebadane stężenia (200 i 100 mg/kg s.m. gleby) z reguły wywoływały efekt odwrotny.

Organophosphates are one of the most common group of substances occurring in the human environment. One of groups of these compounds are highly toxic esters of phosphoric acids, that are in the field of military interest - so called Chemical Warfare Agents (CWA). Based on possible use scenarios concentrations of these substances may reach hundreds of milligrams per kilogram of soil. This paper presents results of ecotoxicological assessment of selected organophosphate chemical warfare agents towards higher terrestrial plants: Sor- ghum saccharatum, Lepidium sativum and Sinapis alba. Tested chemicals did not influence significantly the germination of bioindicators’ seeds. EC50-3d values were higher than 200 mg/kg d.w. soil. The highest toxicity toward early growth of plants (measured as root and stem elongation inhibition) was observed in VX and sarin treatment, the lowest in soman treatment. Sorghum saccharatum seems to be more sensitive to organophosphate in- fluence than Lepidium sativum and Sinapis alba. All three tested substances in concentration of 12.5 mg/kg d.w. soil caused stimulation of stem elongation in Lepidium sativum. Similar ef- fect was observed in VX and sarin influence on Sinapis alba root elongation. It was stated that high stimulation of chlorophyll synthesis in Sorghum saccharatum occurred after sarin and VX treatment. Most of tested organophospahtes induced at low concentrations stimula- tion of chlorophyll a and b production in all plants. The highest tested amount of chemical warfare agents usually caused opposite effect.

6. Biodegradacja kwasów halogenooctowych w bioreaktorze z poliamidową, enzymatyczną membraną ultrafiltracyjną
Biodegradation of Halogenated Acetic Acids by Means of Bioreactor with Polyamide Ultrafiltration Membrane
Małgorzata Kowalska, Mariusz Dudziak, Jolanta Bohdziewicz
Strony: 257-266, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono uzyskane wyniki badań nad usuwaniem mieszaniny kwasów halogeno- octowych z wody w procesie ultrafiltracyjnej biodegradacji. Proces ultrafiltracyjnej biode- gradacji, oparty na membranach z unieruchomionymi białkami aktywnymi, przebiega w temperaturze otoczenia, charakteryzuje się niską energochłonnością i niewielkimi koszta- mi eksploatacyjnymi. Pozwala na obniżenie stężenia substancji toksycznych w miejscu ich powstawania do wartości dopuszczalnych i umożliwia doczyszczanie uzdatnianej wody w procesie ultrafiltracji. Badania prowadzono w reaktorze z membraną ultrafiltracyjną, na powierzchni której unieruchomiono enzymy rozkładające HAA. Jako nośników do immobi- lizacji używano poliamidowych membran płaskich, modyfikowanych aldehydem glu- tarowym w celu otrzymania trwałych, kowalencyjnych wiązań pomiędzy materiałem mem- brany a enzymem. Nadawę w procesie biodegradacji stanowił wodny roztwór mieszaniny pięciu HAA (MCAA, DCAA, TCAA, MBAA, DBAA) o stężeniu 1 mg/dm3 każdego z nich. Unieruchamiane na powierzchni membran enzymy były izolowane metodą Hagemana ze szczepów bakterii wyodrębnionych z mieszanej populacji osadu czynnego, adaptowanego do rozkładu HAA. Dominującymi w populacji rodzajami bakterii były: Acinetobacter, Artho- bacter, Pseudomonas oraz Bacillius. Celem badań było wyznaczenie optymalnych warunków prowadzenia procesu ultrafiltracyjnej biodegradacji kwasów halogenooctowych (ciśnienie transmembranowe, intensywność mieszania, czas prowadzenia procesu) oraz opracowanie metodyki oznaczania stężenia usuwanych ksenobiotyków metodą HPLC z wykorzystaniem ekstrakcji HAA w eterze tert-butyloetylowym. Podczas filtracji roztworu kwasów przez membrany enzymatyczne wyznaczano również zależności objętościowego strumienia permeatu od ciśnienia transmembranowego, a w oparciu o obliczone stężenia ksenobiotyków w poszczególnych strumieniach ultrafiltra- cyjnych określano stopień biodegradacji HAA. Otrzymane wyniki pozwoliły na wyznaczenie najkorzystniejszych parametrów operacyjnych procesu ultrafiltracyjnej biodegradacji kwasów halogenooctowych. Przy ich zastosowaniu wydajność procesu membranowego i efektywność usuwania HAA były najwyższe. Po 3,5-godzinnym prowadzeniu procesu w takich warunkach z wody modelowej usunięto całkowicie kwas monochlorooctowy i mo- nobromooctowy, a po 5 godzinach pozostałe kwasy. Monitorowano również wydajność pro- cesu - objętościowy strumień permeatu nie zmieniał się w czasie.

The results of the study focused on the removal of halogenated acetic acids (HAA) from water by means of the hybrid process ultrafiltration-biodegration are presented in the arti- cle. The hybrid system based on membranes with immobilized active enzymes is run at room temperature and characterizes with low energy consumption and exploitation costs. It allows to decrease the concentration of toxic substances in place of their formation as well to polish the treated water via ultrafiltration. The study was carried out in the reactor equipped with the ultrafiltration membrane, on the surface of which enzymes responsible for degradation of HAA were immobilized. Polyamide flat membranes modified with glutaric aldehyde in order to obtain stable, covalent bonds between membrane and enzymes were used as the immobilization support. The feed solution introduced to the process comprised of the mix- ture of five HAA (MCAA, DCAA, TCAA, MBAA, DBAA) of concentration 1 mg/dm3 each. Halogenated acetic acids are byproduct of water disinfection. They are formed during the reaction of HAA precursors (mainly humic substances) with chlorine and its derivatives. The presence of HAA in drinking water is already proved to be harmful for animals and humans. Some HAA were recognized as carcinogens e.g. dichloroacetic acid and trichloroacetic acid. It was also found that dichloroacetic acid caused neuropathy, liver cancer and weight reduc- tion. According to their toxic properties, the systematic control of HAA concentration in drinking water during the treatment process is performed in many countries. Besides, standards concerning the permissible concentration of HAA in drinking water are deve- loped. Enzymes immobilized on the support were isolated according to Hageman method from bacteria separated from activated sludge adapted for HAA degradation. Acinetobacter, Arthobacter, Pseudomonas and Bacillius were dominant types of microorganisms. The study were carried out in S-76-400 reactor (by Nuclepore) of volume 500 cm3 equipped with mag- netic stirrer and the flat membrane of area 38.5 cm2. The aim of the experiment was to de- termine the optimal conditions for the hybrid process ultrafiltration-biodegradation of HAA (transmembrane pressure, intensity of stirring, length of the process). Additionally, the method of analysis of degraded xenobiotics concentration using HPLC and HAA extraction with ETBE was developed. The dependence of volumetric permeate flux on the transmembrane pressure was de- termined during the filtration of HAA solution. The degree of biodegradation of xenobiotics was evaluated basing on the concentration of HAA in particular process streams. Obtained results allowed to assign the optimal operating conditions of the hybrid ultrafiltration- biodegradation system i.e. transmembrane pressure 0.1 MPa and stirring speed 75 rpm. The highest membrane process capacity and HAA removal effectiveness were obtained under those conditions. The total removal of monochloroacetic acid and monobromoacetic acid lasted 3.5 and 5 h for the remaining investigated acids applying optimal operation parame- ters. The capacity of the process determined by the measurement of volumetric permeate flux did not change in time.

7. Oznaczanie WWA w ściekach koksowniczych
Determination of PAHs in Coke Wastewater
Maria Włodarczyk-Makuła, Katarzyna Kalaga, Magdalena Kipigroch, Marzena Smol
Strony: 267-274, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki badań zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aroma- tycznych (WWA) w surowych ściekach koksowniczych. Z uwagi na brak jednolitej metodyki oznaczania WWA w ściekach jako referencyjną metodę do oznaczania tych związków w wodach podaje się wysokosprawną chromatografię cieczową. W badaniach do oznaczania ilościowego WWA zastosowano chromatograf gazowy ze spektrometrią mas (GC-MS). Badania prowadzono dla ścieków koksowniczych, które powstają podczas oczyszczania gazu koksowniczego i kierowane są do zakładowej oczyszczalni biologicznej. Przeprowadzono oznaczenie stężenia 16 WWA zaleconych przez EPA jako konieczne do analizy w środowisku naturalnym. Przygotowanie badanych próbek do oznaczenia polegało na ekstrakcji mate- riału organicznego po dodaniu metanolu, cykloheksanu i dichlorometanu, następnie oczyszczeniu ekstraktów na żelu krzemionkowym oraz ich zatężaniu w strumieniu azotu. Największy udział w ściekach koksowniczych miał naftalen (43÷64%). Średnie stężenie 16 WWA w ściekach wyniosło 188 μg/dm3, z czego 24% stanowiły związki o właści- wościach kancerogennych. Analizowane surowe ścieki koksownicze, zawierające wysokie stężenia WWA, nie są odprowadzane do środowiska, lecz kierowane do zakładowej oczyszczalni.

The paper presents results of studies of policyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the coke wastewater. Due to the lack of a uniform methodology for the determination of PAHs in the wastewater, high performance liquid chromatography is given as the reference method for the determination of these compounds. In this work used a system consisting of a gas chromatograph mass spectrometer (GC-MS) for the determination of PAHs in coke wastewater, that arise during the purification of coke oven gas and are directed to a biologi- cal treatment works of coke plant. Sixteen PAHs listed by EPA were analysed by GC-MS. PAHs were extracted from the wastewater with methanol, cyclohexene and dichloromethane, cleaned-up using silica gel and then concentrated in the nitrogen stream. The average con- centration of all PAHs in the effluent was 188 μg/dm3. The largest share in the coke wastewater, amounting to 64% in the first series of tests was recorded for naphthalene. PAHs with carcinogenic properties were 24% of all PAHs in coke wastewaters. The raw coke wastewaters with high concentration of PAHs are directed to the sewage treatment works before being introduced into the environment.

8. Zastosowanie metody GC-MS do oznaczania zawartości kwasów tłuszczowych w ściekach zanieczyszczonych olejami jadalnymi
The Application of GC-MS Method for Determination of Fatty Acids Concentrations in Wastewater Containing Eatable Oils
Ewa Łobos-Moysa, Mariusz Dudziak
Strony: 275-280, Pobierz w wersji .PDF

Ocenie poddano metodę oznaczania kwasów tłuszczowych w ściekach zaolejonych. Kwasy tłuszczowe wydzielano, stosując ekstrakcję ciecz-ciecz dichlorometanem, którą poprzedzono estryfikacją analitów w wodzie roztworem BF3 w metanolu. Do analizy jakościowo-ilościowej ekstraktu użyto GC-MS. Opracowana metoda umożliwia rozdział i identyfikację 12 kwasów tłuszczowych, w tym nasyconych: oktanowy (C8:0), dekanowy (C10:0), mirystynowy (C14:0), palmitynowy (C16:0), stearynowy (C18:0), arachidowy (C20:0), behenowy (C22:0) i lignocerynowy (C24:0), oraz nienasyconych: palmitoleinowy (C16:1), oleinowy (C18:1), linolowy (C18:2) i erukowy (C22:1). Granica oznaczenia metody była w zakresie od 6,3 do 35 μg/dm3 w zależności od badanego związku. Opisana metoda została z powodzeniem zastosowana do oznaczeń kwasów tłuszczowych w ściekach modelowych i komunalnych.

A method for determination of fatty acids in oil wastewater, extracted with dichloro- methane, was developed. In research lipid standards of following saturated acids were used: octanoic (C8:0), decanoic (C10:0), lauric myristic (C14:0), palmitic (C16:0), stearic (C18:0), arachidic (C20:0), behenic (C22:0), lignoceric (C24:0) and unsaturated acids: palmitoleic (C16:1), oleic (C18:1), linoleic (C18:2), erucic (C22:1). Fatty acids were esterified using BF3 methanolic solution and gas chromatography-mass spectrometry analysis was peformed. Limite of aqua nitrification was in range from 6.3 to 35 μg/dm3. The measurements charac- terized with the high degree of analytes recovery, which exceeded 69%. The precision of measurements below 15% was satisfied. The method was successfully applied to the wastewater containing eatable oils. 4 fatty acids (palmitic, stearic, oleic and linoleic) were analysed in the treated municipal watewaters collected in the mechanical-biological wate- water treatment plant in Silesia (Poland). Their concentration varied from 0 to 1702 μg/dm3. The same acids were analysed in the symulated wastewaters with rape oil but in low concen- trations form 0 to 250 μg/dm3.

9. Biodegradowalność hydrolizatów z dezintegracji termicznej odpadów komunalnych
Production of Biodegradable Hydrolysate from Municipal Solid Waste Using Thermal Disintegration
Sylwia Myszograj
Strony: 281-290, Pobierz w wersji .PDF

Omówiono zmiany charakterystyki dezintegrowanej termicznie biofrakcji odpadów komunalnych. Wykonano serie badań, w których bioodpady poddawano obróbce w tem- peraturach 55, 75, 95, 115, 135, 155, 175°C w czasie 0,5, 1 i 2 godzin. Potencjalną biodegra- dowalność hydrolizatów oceniono w oparciu o stężenie lotnych kwasów tłuszczowych, zawar- tość węgla organicznego i iloraz C:N. Stwierdzono, że parametrem decydującym o sprawności termohydrolizy jest temperatura, a czas procesu ma mniejszy wpływ. Dezinte- gracja odpadów w całym zakresie temperatur spowodowała wzrost ilości OWO w hydroli- zatach. Najwyższe stężenie rozpuszczonego węgla organicznego (odpowiednio 9125 i 8899 gC/m3) oznaczono w hydrolizatach po dezintegracji odpadów w czasie 1 i 2 h oraz w temperaturze 175°C. Wyłącznie w wysokich temperaturach obróbki, od 135 do 175°C, na ilość uzyskanych lotnych kwasów tłuszczowych wyraźnie wpływała nie tylko temperatura, ale również czas procesu. Najwyższe stężenie LKT w hydrolizatach uzyskano w temperaturze 175°C (1 i 2 h); wynosiło ono około 1000 gCH3COOH/m3. Wraz ze wzrostem temperatury dezintegracji wartości ilorazu C:N w hydrolizatach zwiększały się od 10:1 do 20:1.

The rate and effectiveness of biodegradation of organic matter depends on many factors such as concentration of substrate and biomass, content of biodegradable organic carbon, the degree of microorganisms adopting, the characteristic and concentration of the final acceptor of electrons, the presence of nutrients, inhibitors and catalysts, suitable environ- mental conditions. Fundamental to the processes of biodegradation is also a relationship be- tween organic carbon and other nutrients, as well as access to the macro-and micronutrients. One method of improving the ratio C:N and hence the biodegradability is the mixing of sub- strates such as in the process of co-fermentation or composting, where usually one of the substrates is in greater proportion (> 50%). Large potential for improving the characteris- tics of biowaste also give disintegration methods. The article discusses the changing of characteristics of thermally disintegrated biowaste. Biowaste was at temperatures of 55, 75, 95, 115, 135, 155, 175°C for 0.5, 1 and 2 hours treat- ed. The potential biodegradability of hydrolysates was on the concentration of volatile fatty acids, organic carbon content and the ratio C: N rated. It was found that the principal pa- rameter of thermo hydrolyses process efficiency is temperature and time has less impact. Disintegration of the waste in the whole range of temperatures has increased of the amount of TOC in the hydrolysates. The highest concentration of dissolved organic carbon (respec- tively 9125 and 8899 gC/m3) were determined in hydrolysates after the disintegration of the waste during the 1 and 2 h, and at 175°C. Only in the high temperature treatment, from 135 to 175°C, the amount of generated volatile fatty acids specifically was influenced not only from temperature, but also from a time of process The highest VFA concentration in hydrolysates achieved at 175°C (1 and 2 h) and it was approximately 1000 g CH3COOH/m3. With increasing temperature of disintegration the ratio C:N in hydrolysates increased from 10:1 to 20:1.

10. Skuteczność wykorzystania środków unijnych (RPO) na działania ekologiczne w poszczególnych województwach
The Effective Use of EU Funds (ROP) for Environmental Protection at the Level of Province
Ewa Bień
Strony: 291-299, Pobierz w wersji .PDF

System finansowania ochrony środowiska w Polsce można uznać za rozbudowany, tym niemniej środków na działania środowiskowe w stosunku do potrzeb i zobowiązań jest wciąż za mało. Regionalne Programy Operacyjne (RPO) to szesnaście programów wojewódzkich dostosowanych do specyfiki tych rejonów, które zostały przygotowane w odpowiedzi na po- trzeby lokalne. Na działania dotyczące ochrony środowiska w ramach RPO na lata 2007- -2013 przewidziano 1,9 mld euro z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Podział środków pomiędzy 16 RPO został dokonany na podstawie kryteriów: liczby ludności, pozio- mu zamożności oraz poziomu bezrobocia w danym województwie. Do końca czerwca 2011 roku w ramach 16 RPO podpisano 2355 umów o dofinansowanie działań dotyczących ochrony środowiska o wartości dofinansowania z EFRR 5,5 mld złotych, co stanowi około 74% ogółem indykatywnej alokacji na lata 2007-2013. Tylko w trzech rejonach stopień sku- teczności działań w pozyskaniu dostępnych środków unijnych nie osiągnął progu 50%, a w województwie zachodniopomorskim był najniższy i wyniósł zaledwie 31,4%. Rea- lizowane inwestycje w województwach dotyczyły przede wszystkim oczyszczania ścieków (47,7%), gospodarki odpadami komunalnymi i przemysłowymi (11,4%) oraz zapobiegania zagrożeniom (10,4%). Można zatem stwierdzić, że działania prowadzone w kraju są skutecz- ne i zmierzają w dobrym kierunku. Jednak niepokojące jest, że większość działań dotyczących ochrony środowiska została rozpoczęta dopiero w 2010 roku, czyli w połowie obecnego okresu budżetowania Unii, i tylko około 35% z podpisanych umów w kraju zostało dotychczas zakończonych.

The system of financing environmental protection in Poland can be considered as com- plex, even so the funds for environmental activities in relation to the needs and commitments are still insufficient. Regional Operational Programmes (ROP) are the sixteen provincial programs tailored to the specifics of these areas, which were prepared in response to local needs. Within these programs for the years 2007-2013 for environmental protection was saved 1,9 billion euro from the ERDF. Distribution of the funds among 16 ROP was made on the basic of criteria: population, wealth and unemployment in a region. Until the end of June 2011, within the 16 ROPs, 2355 agreements which concern environmental protection were signed. These mentioned agreements are worth 5,5 billion PLN from ERDF, representing approximately 74% of the total indicative allocation for 2007-2013. Only in three regions the degree of effectiveness in obtaining EU funds did not reach the threshold of 50%. The lowest was in Western Pomerania and achieved 31.4%. The investments in regions concerned pri- marily on wastewater treatment (47.7%), management of municipal and industrial waste (11.4%) and risk prevention (10.4%). It can therefore be said that the activities in the coun- try are effective and moving in the right direction. Worried that in the majority the projects of environmental protection has been begun only in 2010, in the middle of the current budg- eting period and only about 35% of signed contracts has been just ended.