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 16, Numer 1

1. Przegląd możliwości wykorzystania technik membranowych w usuwaniu mikroorganizmów i zanieczyszczeń organicznych ze środowiska wodnego
An Overview of the Possibility of Membrane Techniques Application in the Removal of Microorganisms and Organic Pollutants from the Aquatic Environment
Michał Bodzek
Strony: 3-57, Pobierz w wersji .PDF

Ultrafiltracja (UF) i mikrofiltracja (MF) mogą wspomóc i polepszyć proces dezynfekcji wody i ścieków metodami tradycyjnymi, ponieważ membrana stanowi barierę dla wirusów, bakterii i pierwotniaków. Do mikrozanieczyszczeń organicznych, występujących w wodach i ściekach, należy zaliczyć uboczne produkty dezynfekcji i utleniania chemicznego. Ich prekursorami są naturalne substancje organiczne (NOM), których usuwanie jest jedną z najważniejszych operacji w technologii uzdatniania i oczyszczania wody. Chlorowanie, stosowane w uzdatnianiu wody, powoduje tworzenie się związków halogenoorganicznych, w tym głównie trihalometanów i kwasów halogenooctowych. Poprzez wprowadzenie ciśnieniowych technik membranowych do uzdatniania wody można usuwać NOM i kontrolować powstawanie ubocznych produktów dezynfekcji. Stosuje się albo bezpośrednio nanofiltrację/odwróconą osmozę, albo systemy zintegrowane, stanowiące połączenie UF lub MF z koagulacją i adsorpcją na węglu aktywnym. Antropogeniczne mikrozanieczyszczenia organiczne to przede wszystkim substancje endokrynnie aktywne (EDC) oraz pozostałości farmaceutyków. Do EDC zalicza się szeroką gamę mikrozanieczyszczeń, przede wszystkim: halogenowe związki organiczne, w tym dioksyny, furany, polichlorowane bifenyle oraz pestycydy, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, substancje powierzchniowo czynne, alkilofenole, ftalany, hormony naturalne i syntetyczne oraz syntetyczne farmaceutyki. Ciśnieniowe procesy membranowe stanowią skuteczną metodę usuwania rozpuszczalnych w wodzie związków organicznych w uzdatnianiu wód naturalnych. Wyższy stopień usunięcia, a w wielu przypadkach całkowite usunięcie farmaceutyków i EDC poniżej poziomu wykrywalności osiąga się w procesach nanofiltracji/odwróconej osmozy. Do ich usuwania można też stosować systemy zintegrowane, łączące UF lub MF z koagulacją, adsorpcją na węglu aktywnym czy utlenieniem. W przypadku ścieków ważną rolę mogą odegrać bioreaktory membranowe.

Drinking water containing biologically active substances, i.e. viruses, bacteria and protozoa, as well as other microorganisms, is a significant health threat. This also applies to the treated and the raw wastewaters discharged into the receiver. Ultrafiltration and microfiltration can help and improve the process of water disinfecting using traditional methods, because membrane is a barrier for microorganisms. Viruses can be retained by ultrafiltration membranes, whereas bacteria and protozoa using ultrafiltration and microfiltration membranes. For the removal of natural organic matter it is possible to use successfully either direct nanofiltration or integrated systems combining ultrafiltration or microfiltration with coagulation, adsorption on activated carbon, and even with oxidation. Natural organic matter and some other anthropogenic organic pollutants can be precursors of disinfection by-products, and that is why NOM removal from water is very important. Nanofiltration and to some extent reverse osmosis are the methods for the removal of the micro-pollutants from water and wastewaters, among them the most important are disinfection by-products, pharmaceutical active compounds and endocrine disrupting compounds which have high biological activity. In the first case, volatile trihalomethanes, and non-volatile compounds, mainly halogenacetic acids, are formed. To this last group of compounds, special attention in natural waters is paid onto polycyclic aromatic hydrocarbons and surface-active substances, chlorinated pesticides, phthalates, alkylphenols, polychlorinated biphenyls, hormones, synthetic pharmaceuticals and other chemicals and substances produced by man and put into the environment. Application of microfiltration and ultrafiltration in micro-pollutants removal is possible in integrated systems: with coagulation and adsorption processes, through polymer complexation and surfactant bounding. Also membrane bioreactors are useful in the removal of organic pollutants. The problems in operation of low-pressure-driven membrane processes is membrane fouling, responsible for continuous decrease of membrane flux and permeate quality in time.

2. Enzymatyczna bioremediacja ksenobiotyków
Enzymatic Bioremediation of Xenobiotics
Olga Marchut-Mikołajczyk, Ewa Kwapisz, Tadeusz Antczak
Strony: 39-55, Pobierz w wersji .PDF

Wciąż wzrastające zanieczyszczenie środowiska związane z częstym przedostawaniem się do środowiska toksycznych substancji jest jednym z największych problemów ekologicznych współczesnego świata. Wzrasta więc zainteresowanie nowymi, ekologicznymi technologiami remediacji, niewymagającymi dużych nakładów finansowych, pozwalającymi na całkowite lub częściowe oczyszczenie środowiska. Technologie bioremediacji, wykorzystujące potencjał mikroorganizmów, mogą być z powodzeniem wykorzystywane do usuwania ze środowiska zanieczyszczeń alifatycznymi bądź aromatycznymi związkami pochodzenia naftowego. Jednakże, w przypadku substancji o charakterze ksenobiotyków efektywność mikrobiologicznego rozkładu może ulec ograniczeniu. Wśród czynników biologicznych enzymy posiadają wysoki potencjał do efektywnego przekształcania i detoksykacji zanieczyszczeń i potencjalnie mogą one zostać wykorzystane do oczyszczania zanieczyszczonego środowiska. Celem pracy było przedstawienie, na podstawie literatury, niektórych grup enzymów zdolnych do przekształcania ksenobiotyków w nieszkodliwe związki. Znaczna uwaga została poświęcona enzymom pochodzącym z grzybów białej zgnilizny, charakteryzujących się wysokim potencjałem do efektywnego rozkładu ksenobiotyków. W artykule zestawiono zarówno zalety, jak i wady stosowania enzymów w bioremediacji zanieczyszczonego środowiska, a także perspektywy aplikacji in situ bioremediacji z wykorzystaniem enzymów.

Environmental pollution is growing more and more due to the frequently deliberate release of hazardous, toxic substances into the environment and it has become one of the biggest ecological problems of the world. Therefore, a growing interest is being devoted to develop new, cost-effective and eco-friendly remediation technology capable of partial or total recovery of polluted environment. Bioremediation that uses naturally existing catabolic potential of microorganisms can be efficiently used to clean up certain pollutants such as aliphatic or aromatic hydrocarbons. However, for chemicals exhibiting high xenobiotic character, like polyaromatic hydrocarbons, chlorophenols, dioxines, PCBs, etc., microorganisms can turn out to be ineffective. Among biological agents, enzymes have a great potential to effectively transform and detoxify pollutants and are potentially suitable to restore polluted environments. Moreover, the use of enzymatic proteins may represent a good alternative for overcoming most disadvantages related to the use of microorganisms. They are active in the presence of microbial predators and antagonists, can be used under extreme conditions limiting microbial activity and are effective at low pollutant concentrations. This work will examine the possibility of using enzyme preparations as an element of bioremediation technology. The main terms which must be fulfilled while using this type of technology will be presented. This review will also examine some class of enzymes, mainly oxidoreductases and hydrolases, that are capable of transforming xenobiotics effectively into innocuous products. Particular attention will be devoted to enzymes from white-rot fungi, such as Mn-peroxidase, lignin proxidase and laccase, which have a great potential towards xenobiotic compounds transformation. Also the use of lipase in biodegradation of phtalanes and as an agent for monitoring of bioremediation progress will be discussed. The main advantages as well as disadvantages that are present in the application of enzymes in the bioremediation of polluted environments will be examined in details. The future perspective for the in situ application of enzymatic bioremediation of polluted with xenobiotics environments will be discussed.

3. Przestrzenne zmiany stężeń cynku w osadach dennych Zbiornika Czorsztyńskiego
Spatial Changes of Zinc Concentrations in the Czorsztyn Reservoir Sediments
Tomasz Haziak, Anna Czaplicka-Kotas* Zbigniew Ślusarczyk, Ewa Szalińska
Strony: 57-68, Pobierz w wersji .PDF

Przeprowadzona analiza wykazała, że osady denne Zbiornika Czorsztyńskiego są zanieczyszczone cynkiem w nieznacznym stopniu. Naturalne zanieczyszczenie zbiornika cynkiem jest związane z budową geologiczną terenu zlewni i glebami. Przekroczenia naturalnej zawartości można się doszukać w działalności antropogenicznej, związanej ze spływami z pól uprawnych oraz ściekami bytowo-gospodarczymi. Wyraźne są przestrzenne zmiany w rozkładzie stężeń cynku w osadach dennych zbiornika. Największe koncentracje cynku obserwuje się wzdłuż dawnego koryta Dunajca. Występuje wysoka dodatnia korelacja między stężeniem cynku a substancją organiczną oraz między stężeniem cynku i frakcją ilastą w osadach dennych. Obserwuje się także bardzo wysoką korelację pomiędzy zawartością cynku w osadach dennych a zawartością miedzi, żelaza i niklu. Stężenie cynku w osadach nie stanowi potencjalnego zagrożenia dla organizmów bentosowych zgodnie z kryterium ekotoksykologicznym LEL i SEL.

The current study shows that the Czorsztyn Reservoir sediments are contaminated with zinc only at an inconsiderable level. Concentrations comparable to the background level are associated with geology and soils of the catchment area. Values exceeding the natural content can be traced back to anthropogenic activities, related to run-off from farmland and domestic wastewater. Distinct spatial variability in the distribution of zinc concentrations has been found in the reservoir sediments. High concentrations of zinc have been observed mostly along the old bed of the Dunajec River. High positive correlations between zinc, organic matter, and clay fraction concentrations have been determined, and also between zinc and other metals (copper, iron and nickel). Zinc concentrations in the sediments do not pose a potential threat to benthic organisms as eco-toxicological criterions, LEL and SEL, are met.

4. Związki organiczne oznaczane jako AOX w uzdatnianej wodzie
Organic Substances Determined as AOX in Treated Water
Anna Nowacka, Maria Włodarczyk-Makuła, Lidia Dąbek, Ewa Ozimina
Strony: 69-79, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki badań dotyczące zmian sumarycznego stężenia związków organicznych podczas procesów uzdatniania wody. Próbki wody pobrano w sezonie wiosennym w wybranym zakładzie uzdatniania wody. W tym zakładzie procesy uzdatniania prowadzone są równolegle w dwóch niezależnych ciągach technologicznych. Próbki do badań pobrano po kolejnych etapach uzdatniania jako chwilowe. Analizie poddano próbki wody: surowej, po ozonowaniu wstępnym, koagulacji objętościowej i sedymentacji, koagulacji kontaktowej w pulsatorach, filtracji na filtrach piaskowych pospiesznych, po ozonowaniu pośrednim, adsorpcji na filtrach węglowych oraz końcowej dezynfekcji z zastosowaniem chloru. Dodatkowo wodę uzdatnioną poddano ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe w warunkach laboratoryjnych. Jakość wody scharakteryzowano poprzez wykonanie wybranych wskaźników jakości wody, takich jak: pH, mętność, chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZTCr) oraz absorbancja w nadfiolecie UV254 (przed i po sączeniu). Mętność w wodzie surowej była w zakresie od 4,92 do 5,60 NTU. Po końcowym etapie uzdatniania usunięcie związków powodujących mętność w odniesieniu do wody surowej wynosiło 91÷92%. W przypadku ChZTCr odnotowano obniżenie wartości o 60% w pierwszej linii produkcyjnej, podczas gdy w drugiej wartość ChZT Cr była na poziomie początkowej (5% mniejsza). Stężenie związków chlorowcoorganicznych wyrażono poprzez oznaczenie wskaźnika AOX (adsorbowalne związki chlorowcoorganiczne). Wskaźnik ten jest stosowany do oznaczania grupy halogenowych pochodnych organicznych adsorbowanych na węglu aktywnym. Stężenie AOX w wodzie pobieranej z ujęcia powierzchniowego wprowadzanej do ciągu uzdatniania było w zakresie 0,104÷0,140 mg Cl-/dm3. W wodzie uzdatnionej natomiast stężenia były większe i wahały się w granicach od 0,142 do 0,153 mg Cl‒/dm3.

The paper presents research results concerning changes in the total concentration of organic substances during water treatment processes. The water samples were collected in the spring season in the selected water treatment plant. In this WTP water treatment processes are carried out simultaneously in two independent production lines. Water for treatment is collected from two independent water supply sources. Raw water transferred to the first line is derived from dam reservoir. In case of the second line, water is taken from two independent surface water intakes. Samples for analysis were taken after successive stages of treatment. The subject of analysis were: raw water, water after pre-ozonation, classical coagulation and sedimentation, water after coagulation using pulsators, filtration through sand filters, water after intermediate ozonation, adsorption on activated carbon and water after final chlorine-disinfection. In addition, treated water was exposed to ultraviolet radiation in the laboratory conditions. Water quality was characterized by performing selected indicators of water quality, such as: pH, turbidity, chemical oxygen demand (CODCr) and UV absorbance at 254 nm (before and after filtration through 0.45 μm membrane filters). The value of the turbidity in the raw water was in the range of 4.92÷5.60 NTU. In the case of absorbance at 254 nm value (after filtration) and CODCr concentration were ranged between 0.044÷0.078 and 8.2÷19.7 mg O2/dm3, respectively. After the final treatment stage removal of compounds causing the turbidity, in relation to raw water was 91÷92%. In the case of CODCr concentration there was a decline of 60% in the first production line, while on the second line the value of CODCr was on the initial level (5% lower). In the case of UV absorbance at 254 nm before and after filtration there was a decrease in a range of 93÷96% and 98÷99%, respectively. The concentration of halogenated organic substances was expressed by determining AOX indicator (adsorbable organic halogens). This indicator is used to designate a group of organic halogen derivatives adsorbed on activated carbon. The concentration of AOX in water taken from surface intake introduced into the treatment was in the range of 0.104÷0.140 mg Cl−/dm3, whereas in the treated water ranged between 0.142÷0.153 mg Cl−/dm3.

5. Wpływ wybranych metali ciężkich na wzrost i namnażanie promieniowców z rodzaju Streptomyces izolowanych z gleb
The Effect of the Selected Heavy Metals on the Growth and Proliferation of Streptomyces spp. Isolated from Soils
Anna Lenart-Boroń, Piotr Boroń, Tomasz Banach
Strony: 81-91, Pobierz w wersji .PDF

Mając na uwadze wzrost zanieczyszczenia środowiska naturalnego metalami ciężkimi i ich oddziaływanie na mikroorganizmy w glebie, podjęto próbę określenia wpływu wybranych metali ciężkich: miedzi, kadmu, cynku i ołowiu na wzrost promieniowców wyizolowanych z gleb pobranych z terenu huty ArcelorMittal w Krakowie. Do badań wykorzystano 5 gleb, z których do dalszych badań wyselekcjonowano 10 izolatów promieniowców należących do rodzaju Streptomyces. Przeprowadzone analizy wykazały, że obecność huty przyczynia się do zanieczyszczenia środowiska glebowego poprzez emisje metali ciężkich. Ma to wpływ także na populację promieniowców w glebie nie tylko poprzez ograniczenie ich liczebności, lecz również poprzez selekcję szczepów opornych na zanieczyszczenia gleb, a przez to na ograniczenie ich bioróżnorodności. Pośrednim skutkiem ograniczenia różnorodności promieniowców może być wyginięcie szczepów ważnych pod względem funkcjonalnym dla środowiska, zubożenie mikroflory gleby, a także zmiany właściwości fizykochemicznych gleby. Niniejsza praca pokazuje, że skażenie środowiska metalami ciężkimi jest poważnym problemem środowiskowym. Zjawisko to należy monitorować i kontrolować, aby zapobiec nieodwracalnym zmianom w ekosystemie.

People have changed their environment since the beginning of the civilization - it is an inevitable process. However, this phenomenon is accompanied by emission of many harmful chemicals to the environment, and recently there has been an increase in the amount of pollution. Having regard to the increase in environmental contamination with heavy metals due to the expanding industry and its impact on soil microorganisms, this study attempted to determine the effect of the selected heavy metals: cadmium, copper, lead and zinc, on the growth of actinobacteria (belonging to the genus Streptomyces) isolated from soils of ArcelorMittal steelworks in Cracow. Five soil samples were selected for the analysis, from which 2 isolates of Streptomyces spp. were selected for further analyses. The number of Streptomyces spp. in the soil samples was determined using the serial dilutions method. The systematic affiliation of microorganisms was confirmed by macroscopic as well as microscopic observations of Gram-stained smears, catalase reaction test and the sequencing of 16S rDNA region. Additionally, soil physical and chemical properties were examined - pH, moisture and heavy metal content - using atomic spectrometry. The heavy metal resistance of the examined Streptomyces spp. strains was analyzed using a well method with increasing concentrations of cadmium, copper, lead and zinc. After the incubation results were recorded as the growth inhibition zones (diameters) and the minimum inhibitory concentration (MIC) of the heavy metals were determined. The conducted analyses revealed that heavy metal concentrations in two out of five examined soils exceeded the admissible values given by the Regulation of the Minister of Environment on soil quality standards. The number of actinobacteria in soils was varied (from 6700 to almost 250 thousand CFU per gram of soil dry weight). There was a negative correlation between the heavy metal concentrations in soils and the number of the studied microorganisms. The analyzed soils were alkaline - the lowest pH value was 7.7. Regarding the heavy metal resistance of the analyzed Streptomyces spp. strains, diverse in vitro susceptibility was recorded. The bacterial reactions differed even between strains isolated from the same soil samples. Minimum inhibitory concentrations of the examined heavy metals were as follows: Cd and Cu - 100 μg · cm−3, Zn - 3000 μg · cm−3 and Pb - 8000 μg · cm−3. There was a negative correlation between the concentration of heavy metals in soils and the growth inhibition zones (in the case of cadmium this correlation was high), indicating that the soil contamination with cadmium may have modified the soil population of Streptomyces spp., causing extinction of the susceptible strains while the ones with reduced sensitivity survived. The results of the presented research indicated that the ArcelorMittal steelworks contaminates the soil environment, which may affect the microbial community of soils, not only by reducing the population, but also by decreasing biodiversity of soil microorganisms, which was particularly visible in the case of cadmium - a strongly toxic heavy metal. This study demonstrates that the heavy metal contamination is a serious environmental problem. This phenomenon needs to be monitored and controlled to prevent irreversible changes to the ecosystem.

6. Wpływ warunków leżakowania odpadu popieczarkowego na polu na skład jego odcieku
The effect of Spent Mushroom Substrate field storage conditions on its leachate composition
Jan Cebula, Jacek Pelczar, Krzysztof Loska, Kamila Widziewicz
Strony: 93-102, Pobierz w wersji .PDF

Leżakowanie na polu jest popularną metodą zagospodarowania zużytego odpadu popieczarkowego (Spent Mushroom Substrate). W trakcie tego procesu wody opadowe oraz roztopowe przenikają przez pryzmy SMS i przyczyniają się do powstawania odcieków zawierających wysokie stężenia soli nieorganicznych, powodujących zasolenie środowiska wodno-gruntowego. W celu zbadania, w jakim stopniu składniki mineralne są wymywane ze zużytego odpadu popieczarkowego, przeprowadzono lizymetryczne badania laboratoryjne. Do badań użyto dwóch odpadów SMS, substratu „A” leżakującego przez 3 lata oraz substratu „B” składowanego w warunkach polowych przez rok. Eksperyment prowadzono przez 21 dni, symulując warunki wymywania, typowe dla opadów na terenie Polski. Zakres analiz obejmował następujące oznaczenia: wilgotność, pH, przewodnictwo właściwe (EC) oraz stężenia: Cl−, NO3 −, SO4 2−, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, węgla całkowitego (TC) i azotu całkowitego (TN). Skład odcieku był zdominowany przez jony: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl− i SO4 2−. Do opisu dynamiki wymywania tych składników użyto siedmiu modeli matematycznych. Dla większości składników przebieg wymywania najlepiej ilustrował model funkcji kwadratowej, w przypadku potasu funkcja potęgowa, a w przypadku chlorków funkcja logarytmiczna. Na podstawie krzywych wymywania stwierdzono, że po trzech tygodniach prowadzenia procesu ilość soli nieorganicznych wypłukana z 1 kg zużytego podłoża wynosiła w przypadku substratu „A” 16,8 g, a w przypadku substratu „B” 43,9 g. Uzyskane wyniki wskazują, że niewłaściwy sposób zagospodarowania zużytego podłoża z produkcji pieczarek może być przyczyną nadmiernego zasolenia gleby.

Passive weathering in a field is a popular method of Spent Mushroom Substrate disposal. During this process rain and snowmelt water percolates through SMS piles and a large amount of solutes is leached out. Leachate contains substantially high concentrations of inorganic salts, that contribute to soil and groundwater salinity. In order to examine to what extent salts are leached from SMS piles, laboratory-scale lysimeter study was carried out. It was performed on two SMS substrates stored in the field for 3 years (substrate “A”) and 1 year (substrate “B”) respectively. Leaching experiment was conducted for 21 days, simulating annual rainfall cycles in Poland. Effluents were controlled for changes in chemical composition. Analysis included: moisture, pH, conductivity (EC), ions concentrations: Cl−, NO3 −, SO2- 4 , K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, total carbon (TC) and total nitrogen (TN) measurements. Leachate composition was dominated by Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl− and SO2- 4 concentrations. To describe the leaching dynamics seven mathematical models were fitted to the data. For the majority of components the function that best illustrated weathering process was a quadratic function, although Ca2+ leaching was best illustrated by a power function and Cl− release by a logarithmic one. After three weeks the quantity of inorganic salts eluted from 1 kgdw of SMS reached 16.8 g for substrate “A” and 43.9 g for substrate “B”. Obtained results indicate that improper management of SMS may result in excessive soil salinity.

7. Badanie nad możliwością zagospodarowania odpadu powstającego podczas wytwarzania izolacji kabli
Studies on the Management of Waste Formed during Production of Cable Insulation
Alicja Gackowska, Waldemar Studziński, Jerzy Gaca, Michał Dadzibóg
Strony: 103-112, Pobierz w wersji .PDF

Przedmiotem badań był ciekły odpad organiczny powstający przy wytwarzaniu izolacji kabli. Dokonano analizy odpadu pod kątem jego składu chemicznego. Analizę przeprowadzono metodą chromatografii gazowej przy zastosowaniu detektora płomieniowo- -jonizacyjnego (FID) i spektrometrii mas (MS). Stwierdzono, że odpad zawiera produkty rozkładu nadtlenku dikumylu, stosowanego podczas sieciowania polietylenu. Głównymi składnikami odpadu są acetofenon, α-metylostyren i alkohol kumylowy. Wykazano, że acetofenon może być odzyskiwany w procesie destylacji odpadu (uzyskanie zatężonej frakcji acetofenonu). Przedstawiono sposób utylizacji pozostałych frakcji (warstwa wodna i pozostałość podestylacyjna). Zaproponowany sposób zagospodarowania odpadu stanowi alternatywną metodę w odniesieniu do termicznej destrukcji, która jest obecnie stosowana.

The object of study was waste material from production of cable insulation. Analysis of waste in terms of its chemical composition was performed. Waste analysis was performed by gas chromatography using a flame ionization detector (FID) and mass spectrometer (MS). Qualitative and quantitative analysis of waste was performed. It was found that the waste contains acetophenone, α-methylstyrene and cumyl alcohol, among other substances. These compounds are products of decomposition of dicumyl peroxide, which is used in crosslinking of polyethylene. Since acetophenone was the main compound in waste, therefore studies were conducted in order to separate acetophenone fraction. Process of waste distillation was proposed in order to dispose of the waste aqueous layer and to obtain concentrated acetophenone fraction. Method of disposal of water fraction and bottoms was presented. The proposed method of waste management is an alternative method for thermal destruction, which is used at present.

8. Wybrane antropogeniczne czynniki zanieczyszczenia wód powierzchniowych. Analiza zjawiska
Chosen Anthropogenic Factors of Surface Water Pollution Analysis of the Phenomenon
Marta Próba
Strony: 113-124, Pobierz w wersji .PDF

Omówiono problem ryzyka obecności w wodach wybranych zanieczyszczeń śladowych. Przedstawiono zestawienie wyników z kilku krajów, jak również sytuację w Polsce. Szczególny nacisk został położony na zanieczyszczenia wody kofeiną, związkami chemicznymi pełniącymi rolę filtrów UV oraz narkotykami. Została podkreślona potrzeba dodatkowej dezynfekcji wody pitnej. W tej pracy przedstawiono wynik stężenia filtrów UV oznaczonych w wodach powierzchniowych, w wodach śródlądowych oraz w oceanie. Związki te mogą przedostawać się do wód powierzchniowych bezpośrednio (po zmyciu ze skóry podczas pływania i kąpieli) lub pośrednio przez oczyszczalnie ścieków (po zmyciu w trakcie kąpieli lub wyprane z tekstyliów). Uzyskane dane wskazują, że woda pochodząca z kanałów burzowych, znajdująca się w środowisku miejskim, jest powszechnie skażona przez odpływy z gospodarstw domowych. Stężenie kofeiny i narkotyków jest skorelowane z obecnością ścieków komunalnych, a kofeina może być wykorzystana jako wskaźnik chemiczny poziomu zanieczyszczenia w wodach. W celu lepszego zrozumienia źródeł i zagrożeń wynikających z zanieczyszczenia kofeiną i innymi substancjami dalsze badania powinny być prowadzone. Należy zwrócić uwagę również na sezonowe wahania w natężeniu tego zjawiska. Warto też poznać procesy, które mogą mieć wpływ na migrację kofeiny, filtrów UV i nielegalnych narkotyków w wodach powierzchniowych.

In the paper the problem of water pollution risks with chosen trace impurities was discussed. The results of investigation from different countries were shown. Polish results were presented as well. Particular emphasis was placed on the water pollution with caffeine, UV filters and illegal drugs. The need for additional disinfection of drinking water was highlighted. In this work, concentrations of UV filters were determined in surface waters, in inland waters and in the ocean. These compounds may enter surface waters directly (when released from skin during swimming and bathing) or indirectly via wastewater treatment plants (when released during showering or washed from textiles). Obtained data suggest that storm water collection system, located in a highly urbanized city environment, is widely contaminated by domestic sewers. Caffeine and illegal drugs concentrations were relatively well correlated to fecal coliforms, and caffeine could potentially be used as a chemical indicator of the level of contamination by sanitary sources. For a better understanding of sources and risks of anthropogenic contamination, further studies should be conducted. Attention should be paid to seasonal changes in the intensity of this phenomenon. Processes which may affect on the migration of caffeine, UV filters and illegal drugs, should be further researched.

9. Systematyka procesów antropogennych generujących odpady stałe zawierające rtęć
Systematics of Anthropogenic Processes Generating Solid Wastes Containing Mercury
Stanisław Hławiczka, Marian Cenowski
Strony: 125-140, Pobierz w wersji .PDF

Dokonano usystematyzowania procesów antropogennych generujących odpady stałe zawierające rtęć (OZHg), dzieląc je na 7 kategorii działalności. Kategoriami tymi są: oczyszczanie i wykorzystanie paliw kopalnych, wydobycie i przetwórstwo rud metali, przetwórstwo minerałów zawierających rtęć (minerałów innych niż rudy metali nieżelaznych), procesy przemysłowe z intencjonalnym wykorzystaniem rtęci jako elementu technologii, produkcja i użytkowanie wyrobów zawierających rtęć, spalanie odpadów i oczyszczanie ścieków. W ramach tych 7 kategorii wydzielono 28 procesów, których stosowanie prowadzi do powstania OZHg. Stwierdzono, że spośród tej ilości wskazać można 13 procesów, które w warunkach Polski odpowiedzialne są lub były za tworzenie krajowego strumienia rtęci obecnej w odpadach stałych. Wyznaczono wielkość krajowego strumienia rtęci w odpadach powstających w ciągu roku (2009) w wyniku energetycznego spalania węgla; była to ilość ok. 2,9 Mg rtęci (bez rtęci zawartej w odpadach z procesów spalania paliw w małych źródłach ciepła w mieszkalnictwie, usługach i rolnictwie).

The paper deals with selection of anthropogenic processes that generate solid wastes containing mercury (OZHg). They were divided into the following 7 categories: cleaning and use of fossil fuels, mining and processing of metal ores, processing of minerals containing mercury (other minerals than non-ferrous metal ores), industrial processes in which Hg is intentionally applied as an element of technology, production and use of products containing mercury, waste incineration and wastewater treatment. Within these categories 28 processes leading to the formation of OZHg were identified. Analysis of these processes revealed that 13 categories and processes in Polish conditions are or were (before the production technology was changed) responsible for creating a national stream of OZHg. The amount of mercury in the annual waste stream in Poland resulting from coal combustion processes was also quantitatively assessed, amounting in 2009 about 2.9 Mg of mercury. This value does not include mercury contained in wastes from combustion processes carried out in small heat production sources in housing, services and agriculture.

10. Analiza symulacyjna pracy jednostki adsorpcyjnej PTSA do wychwytywania dwutlenku węgla ze spalin kotłowych
Simulation Analysis of Work of PTSA Adsorption Unit for Carbon Dioxide Separation from Flue Gas
Beata Baka, Karol Sztekler, Roman Klajny
Strony: 141-152, Pobierz w wersji .PDF

W prezentowanej pracy została przedstawiona technologia separacji dwutlenku węgla ze spalin kotłowych wykorzystująca proces adsorpcji bazujący na zdolności sorbentu do selektywnego pochłaniania składników mieszanin gazowych. Technologia ta, zwana postcombustion, jest połączeniem metody adsorpcji zmiennociśnieniowej i zmiennotemperaturowej (metoda PTSA) i stanowi elastyczną technikę, mogącą znaleźć zastosowanie w istniejących już blokach energetycznych. Jednostka PTSA do wychwytu CO2 została opracowana jako model matematyczny przy wykorzystaniu oprogramowania IPSE-pro firmy SimTech, który to model umożliwił przeprowadzenie symulacji numerycznych. Celem wykonanych obliczeń symulacyjnych było określenie warunków pracy układu PTSA, w szczególności określono wpływ temperatury i ciśnienia spalin na proces adsorpcji, wpływ ciśnienia desorpcji na zapotrzebowanie na sorbent, a także wpływ parametrów czynnika grzejnego na proces desorpcji oraz ustalono optymalne parametry pracy układu separacji.

This paper presents one of the post-combustion methods of capturing carbon dioxide. The basics of adsorption process are shown, and the adsorption model PTSA is presented. The PTSA model is a combination of two different methods of separation: Pressure Swing Adsorption (PSA) and Temperature Swing Adsorption (TSA). The standard library from IPSE-pro software does not include a model for the separation unit, therefore is why a mathematical model was developed and imported to the IPSE-pro. Carried out simulations are designed to analyze the work conditions of the PTSA. This study focuses on three effects: the temperature and gas pressure effect on the process of adsorption, desorption pressure effect on the demand for sorbent and the parameters of a heating medium effect on the desorption process. Justified values of parameters of the separation units are defined. Experimental work is conducted by using synthetic 5A zeolite. The adsorption process in the PTSA system is operated with temperature and pressure corresponding to the temperature and pressure of the flue gas, which is introduced to capture units. In the first stage of the simulation, tests are conducted. The tests are to determine the parameters of flue gas, which allows reducing requirements on the sorbent and reducing the energy required to regenerate the sorbent. After the adsorption process, sorbent along with adsorbed CO2 is subjected to the regeneration process, in which carbon dioxide is released from the surface and pores of the sorbent. Regeneration of the sorbent allows restoring the original sorption properties of the sorbent and thus it can be used in subsequent cycles. The temperature, in which the desorption process takes place has a significant meaning and the heat source can be derived from a steam turbine. The next stage of this study is to examine the effect of pressure and temperature of the heating steam on the demand for the sorbent and desorption heat. Extraction steam is used to carry out the regeneration of sorbent.