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 4

1. Określenie rozmieszczenia osadów dennych w małym zbiorniku wodnym za pomocą funkcji względnego kształtu dna
Qualification of the Distribution of Bottom Sediments in Small Water Reservoir Using the Relative Depth Shape Function
Bogusław Michalec
Strony: 425-434, Pobierz w wersji .PDF

Praca dotyczy określenia rozmieszczenia osadów dennych w małym zbiorniku wodnym Zesławice. Zbiornik ten zlokalizowany jest na rzece Dłubni w okolicach Krakowa i charakteryzuje się wysoką intensywnością zamulania. Obliczony średni roczny stopień zamulenia przed odmuleniem wynosił 3,0%, a po odmuleniu 2,0%. W celu prognozy rozmieszczenia osadów w zbiorniku wodnym wykorzystano metodę Rahmaniana i Banihashemiego polegającą na założeniu, że rozmieszczenie odkładów rumowiska w zbiorniku wodnym określa się po tzw. długim okresie eksploatacji. Do określenia długiego okresu eksploatacji posłużono się charakterystyką zamulania, tj. stopniem zamulenia, i wykazano, że gdy stopień zamulenia osiągnie co najmniej 50%, rozmieszczenie osadów w zbiorniku można opisać za pomocą krzywej odłożonego osadu, określoną jako funkcja względnego kształtu dna (Relative Depth Shape Function - RDSF). Na podstawie wstępnej oceny stwierdzono, że metoda określenia rozmieszczenia osadów w zbiorniku wodnym za pomocą RDSF umożliwia uzyskanie wyników zbliżonych do określonych na podstawie pomiarów. Określenie możliwości zastosowania metody wymaga jej weryfikacji w oparciu o wyniki pomiarów zamulania dla różnej wielkości zbiorników.

The attempt of the application of the new method of forecasting the sediment distribution in the water reservoir was introduced in this work. The researches of silting and the sediment distribution were conducted in the small water reservoir at Zesławice near Cracow. Reservoir came into operation in 1966. After sixteen years of exploitation it was silted in 50%. The side reservoir, which took over the functions of the main reservoir during the period of its desilting, was built in 1989. After desilting of the main reservoir the side reservoir was supplied with water from the common water knot on river Dłubnia. A change in water flow conditions in main reservoir at Zesławice, as a consequence of redirecting part of water flow and sediment to the side reservoir Zesławice alters the conditions of transport and sedimentation, and may affect the distribution of sediments in the reservoir. The quantity of sediment deposited in parts nearer dam of the reservoir being got smaller in this effect. Decrease of the water flow intensity and water flow velocity resulted in intensive layering of sediment in the inlet part of main reservoir. The examined small water reservoir at Zesławice is characterized by high silting rate. The calculated average annual silting ratio equals: 3.0% - before desilting, 2.0% - after desilting. Having the results of long-term silting measurements of the small reservoirs at Zesławice, an attempt was made to apply the method presented by Rahmanian and Banihashemi for prediction of sediment distribution in small reservoirs. Rahmanian and Banihashemi stated that distribution of sediment deposition in water reservoir is defined for a long duration operation. Silting characteristics - i.e. silting ratios were used in order to determine the long duration operation, and it was demonstrated that when the silting ratio has reached at least 50%, the sediment deposition in the reservoir may be described by empirical reservoir Relative Depth Shape Function (RDSF). According to this method for a long duration operation, relative volume divided by relative level gives relative cumulative sediment volume concept for each point on relative curve of volume-depth, where Relative Depth Shape Function (RDSF) is related to cumulative sediment deposition in different heights from reservoir bed. It was affirmed on the basis of the preliminary appraisal that the method of the qualification of the sediment distribution in the water reservoir using the Relative Depth Shape Function (RDSF) made possible the obtainment of approximate results to determined on the basis measurements. The qualification of the possibility of the use of this method requires execution of next verification on basis of the results of the measurements of silting of not only small, but average and large water reservoirs.

2. Modelowanie zasobów wód podziemnych w obszarze górnej zlewni rzeki Bobrzy
Groundwater modelling in the upper Bobrza river catchment area
Janusz Knez
Strony: 435-443, Pobierz w wersji .PDF

W obszarze górnej zlewni Bobrzy wykonany został sześciowarstwowy numeryczny model hydrogeologiczny. Obliczenia modelowe przeprowadzono za pomocą modułu MODFLOW z bloku programowego VISUAL MODFLOW ver. 4.3.0, opracowanego przez WATERLOO HYDROGEOLOGIC, Inc. 180 Columbia St. W. - Unit 1104 Waterlo, Ontario, Canada. Do rozwiązań zastosowano model wielowarstwowy (3D), liczony w jednorodnym polu filtracji, w ustalonych warunkach przepływu. Celem wykonanych badań modelowych było określenie zasobów eksploatacyjnych ujęcia komunalnego w Zagnańsku oraz przedstawienie systemu krążenia wód podziemnych w obszarze prowadzonych prac modelowych. Na modelu numerycznym odtworzone zostało pierwotne i aktualne pole hydrodynamiczne występujące w warstwie wodonośnej, a następnie wykonany został bilans wodny obszaru zasobowego.

A six-layer hydrogeological numerical model was constructed in the area of the upper basin of the Bobrza river. The model calculations were conducted by means of a hydrogeological program - Woterloo Hydrogeologic Visual Modflow Pro ver. 4.3.0 WATERLOO HYDROGEOLOGIC, Inc. 180 Columbia St. W. - Unit 1104 Waterlo, Ontario, Canada. A multilayer (3D) model, calculated in the uniform filtration field with the determined flow conditions, was used for the solutions. The objective of the conducted model research was to determine the admissible volume of the extracted groundwater in the municipal capture in Zagnańsk and to present the groundwater circulation system in the area of the conducted model research. The original and the current hydrodynamic fields appearing in the aquifer were reconstructed on the model, and then the balance for the well influence area with determined safe yield was prepared.

3. Zastosowanie modeli fugatywnościowych do opisu procesów rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń środowiska
Implementation of the Fugacity Models to Description of Chemical Fate in Environmental Systems
Łukasz Dąbrowski
Strony: 445-457, Pobierz w wersji .PDF

Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w środowisku jest jednym ze sposobów oceny stopnia narażenia ekosystemu na negatywne oddziaływanie substancji chemicznych. W tym celu wykorzystuje się szereg modeli dedykowanych do określonych elementów środowiska (powietrze, woda, gleba) o różnym stopniu komplikacji. Modele fugatywnościowe są propozycją ogólnego opisu zachowania się zanieczyszczenia w środowisku, które składać się może z wielu elementów - modelowanych łącznie. Tym samym możliwa jest symulacja w odniesieniu do całego ekosystemu. W pracy przedstawiono podstawowe założenia modeli fugatywnościowych na poziomach I÷IV. Dokonano też przeglądu współczesnej literatury na temat zastosowania modeli w bardzo różnorodnych sytuacjach. Modele fugatywnościowe umożliwiają w praktyce operowanie dowolnym przedziałem czasowo-przestrzennym, co stanowi o szerokich możliwościach ich zastosowania.

Modeling of contaminants fate and movement in environmental systems is one of the method for risk evaluation connected with the introduction of chemical into ecosystem. There are many models dedicated to one of the environmental compartment (air, water, soil). Fugacity models are universal solution for general description of contaminants fate in the various environmental compartments. This allows to perform simulation in the whole ecosystem. In this work the fundamentals of fugacity models level I÷IV were presented. Current literature review on the practical implementation of this models were presented. In fugacity models there are practically no time and space borders which make their usage universal.

4. Techniki bioremediacji substancji ropopochodnych i metody oceny ich efektywności
Techniques of Petroleum Compounds Bioremediation and Methods of Assessment of their Effectiveness
Łukasz Podsiadło, Teresa Krzyśko-Łupicka
Strony: 459-476, Pobierz w wersji .PDF

W ostatnich latach bardzo duże znaczenie w usuwaniu ksenobiotyków mają metody biologiczne. Wiele gatunków mikroorganizmów występujących w środowisku glebowym ma zdolność do biodegradacji związków ropopochodnych. Ich rozkład jednak zwykle trwa latami. Intensyfikację tego procesu uzyskuje się głównie poprzez biostymulację i/lub wykorzystanie biopreparatów w formie wolnej biomasy lub immobilizowanej na nośnikach, takich jak alginian, akrylan czy karagen. Aktywność degradacyjna mikroorganizmów zależy od bioróżnorodności środowiska oraz parametrów fizykochemicznych, w tym dostępności związków odżywczych, temperatury, pH czy stężenia tlenu. Z tego powodu podczas bioremediacji bardzo ważnym aspektem jest monitorowanie zmian w składzie związków chemicznych oraz bioróżnorodności zanieczyszczonego środowiska. W artykule przedstawione zostały informacje na temat typów bioremediacji, wpływu czynników fizykochemicznych na efektywność rozkładu ksenobiotyków oraz metody monitorowania przemian związków chemicznych i dynamiki populacji mikroorganizmów w glebie.

In the recent years the demand for petroleum and products associated with its processing, which contributes to the progressive contamination of the environment, has greatly increased. Crude oil consists primarily of hydrocarbons, such as alkanes, cycloalkanes, aromatic hydrocarbons, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Bioremediation is a technique that combines achievements of microbiology and microbial ecology, biochemistry, genetics and chemistry. Xenobiotics may be removed in the place of contamination (in situ) or preceded by the transfer of contaminated soil from its natural area (ex situ). Many species of microorganisms found in the soil are capable of biodegradation of petroleum compounds. However, the natural biodegradation of petroleum compounds in soil usually takes a long time. The intensification of this process is achieved primarily by biostimulation and/or bioaugmentation. The first method is based on environmental enrichment in nutrients and ensuring optimal environmental conditions (temperature, pH, oxygen concentration). Bioaugmentation relies on the introduction into the environment selected strains of microorganisms capable of degrading xenobiotics in free cells form or immobilized biomass on carriers, such as alginate, acrylate, or carrageenan. Microbial degradation activity depends on biodiversity and physicochemical parameters, including the availability of nutrients, temperature, pH, and oxygen concentration. For this reason, during the bioremediation, a very important aspect is to monitor the changes in the chemical composition of the contaminated environment and the soil biodiversity. Nowadays, we have many laboratory techniques to identify microorganisms. Phenotypic methods include e.g. fatty acid analysis, cell wall structure, the enzyme activity or substrate utilization profile. One of the disadvantages in the analysis of the phenotype is that the full information contained in the genome is never expressed, because it is directly related to the environmental conditions (e.g. growth conditions in the laboratory). Nucleic acid is an excellent tool to study because it is characteristic of all living organisms. For this reason, the molecular biology methods are increasingly used for the identification of microorganisms (such as PCR, hybridization, sequencing, metagenomics). The article presents information about the types of bioremediation, the impact of physical and chemical factors on the efficiency of the xenobiotics decay and methods of monitoring of chemical transformations and dynamics of microorganisms populations in the soil.

5. Związki ropopochodne w olejach różnego typu
Petroleum Compounds in Various Types of Oils
Natalia Gmitrzuk
Strony: 477-486, Pobierz w wersji .PDF

W artykule przedstawiono charakterystykę cieczy, których głównymi składnikami są węglowodory ropopochodne. Omówione zostały m.in. oleje napędowe i smarowe. Zaprezentowano także badania, których celem było ukazanie różnic w ilościach związków wchodzących w skład analizowanych cieczy. Badania prowadzone były pod kątem ogólnej ilości węglowodorów oraz ilości i rodzajów wybranych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w skrócie WWA. Wykazano m.in. wzrost wybranych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w smarowych przepracowanych olejach samochodowych w stosunku do smarowych olejów świeżych. Brak konkretnych danych o przemianach ilościowych i jakościowych węglowodorów w przepracowanych olejach samochodowych może być ciekawą informacją np. dla osób zajmujących się mikrobiologicznym rozkładem zanieczyszczeń ropopochodnych w glebie.

This article presents the characteristics of liquids whose main ingredients are petroleum hydrocarbons. In article were discussed inter alia diesel fuels and lubricating oils. Article presents research, showing the differences in the amounts of the hydrocarbon compounds included in the analyzed liquid. The research was conducted in terms of the total amount of hydrocarbons, and the amount and types of selected PAHs. The results are presented in tabular and graphic form using diagram and chromatograms. It has been shown, among others growth of selected polycyclic aromatic hydrocarbons in automotive lubricating oils worked for lubricating oils fresh from 6.8 to 77.6 mg/cm3 for oils for passenger cars and from 13.5 to 83.8 mg/cm3 for oils for cars over 3 tons. In the literature, there are no specific data on the qualitative and quantitative transformation of individual hydrocarbons in worked motor oil. Interesting information of this article can be clue to take a research inter alia the relationship between the microbiological decomposition of soil or water contamination from used oils, and the content of individual PAHs.

6. Fitotoksyczność kwasu 2,2’-tiodioctowego w stosunku do wybranych roślin wyższych
Phytotoxicity of 2,2’-Thiodiacetic Acid Relative to Selected Higher Plants
Barbara Pawłowska, Robert Biczak, Piotr Bałczewski
Strony: 487-498, Pobierz w wersji .PDF

Jedną z siarkowych pochodnych kwasu octowego jest kwas 2,2’-tiodioctowy, który może być stosowany jako ligand w kompleksach z Cr, Mg, Zn czy lantanowcami. Pomimo zastosowania tego związku w chemii koordynacyjnej w dostępnej literaturze brak jest danych dotyczących wpływu tego kwasu na środowisko lądowe, w tym na rośliny wyższe. W pracy wpływ kwasu 2,2’-tiodioctowego na wschody i wczesne stadia wzrostu i rozwoju roślin wyższych (jęczmienia jarego i rzodkiewki zwyczajnej) określono w badaniach fitotoksyczności, przeprowadzonych zgodnie z normą ISO-11269-2:2001 oraz przewodnikiem OECD/OCDE 208/2006. Przeprowadzono również badania mające na celu określenie potencjalnych właściwości chwastobójczych kwasu 2,2’-tiodioctowego, zastosowanego w postaci roztworów wodnych, którymi opryskano liście popularnych w Polsce chwastów, żółtlicy drobnokwiatowej, komosy białej, szczawiu zwyczajnego oraz chwastnicy jednostronnej. Jako wskaźnik właściwości chwastobójczych kwasu 2,2’-tiodioctowego posłużyła ocena wizualna wszystkich uszkodzeń roślin i ich stopniowe zasychanie. Wyniki uzyskane w przeprowadzonym eksperymencie pozwalają stwierdzić, że kwas 2,2’-tiodioctowy jest substancją chemiczną, wykazującą potencjalną toksyczność w odniesieniu do rzodkiewki zwyczajnej i jęczmienia jarego, uzależnioną głównie od stężenia związku. Najsilniejsze właściwości chwastobójcze natomiast kwas ten przejawia w stosunku do roślin szczawiu zwyczajnego oraz żółtlicy drobnokwiatowej.

One of the acetic acid derivatives, sulfur-containing is 2,2’-thiodiacetic acid which has potential utility as a ligand in complexes including Cr, Mg, Zn and lanthanide. Despite the use of this compound in coordination chemistry, in the available literature there are no data concerning the effects of acid on the environment, including land superior plants. In the present work, the influence of 2,2’-thiodiacetic acid introduced to the soil on germination and early stages of growth and development of superior plants was investigated using the plant growth test based on the ISO-11269-2:2001 International Standard and OECD/OCDE 208/2006. In this test, the seeds of selected species of land superior plants - spring barley (Hordeum vulgare) and common radish (Raphanus sativus L. subvar. radicula Pers.) were planted in pots containing soil to which a test chemical compound had been added and in pots with control soil. To evaluate the phytotoxicity of the applied concentrations of the 2,2’-thiodiacetic acid, the germination and (dry and fresh) weight of control plant seedlings were determined and compared with the germination and (dry and fresh) weight of the seedlings of plants grown in the soil with appropriate amounts of the test chemicals added. The visual assessment of any types of damage to the test species, such as growth inhibition, chlorosis and necrosis, was also carried out, which is depicted by digital photographs of the test plants taken. Based on the obtained results, the magnitudes of the LOEC (the lowest observed effect concentration) - the lowest concentration causing observable effects in the form of a reduction in growth and germination compared with the control - and the NOEC (no observed effect concentration) - the highest concentration not causing observable, toxic effects - were also determined. Studies were also performed to determine the potential herbicidal properties of 2,2’-tiodiacetic acid, used in the form of aqueous solutions, which were sprayed list of the most popular in Poland weed - gallant soldier (Galinsoga parviflora Cav.), goosefoot (Chenopodium album L.), sheep's sorrel (Rumex acetosa L.) and barnyard grass (Echinochloa crus-galli). As an indicator of the herbicidal properties of 2,2’-tiodiacetic acid served as visual assessment of all damage to plants and their gradual drying out.

7. Prośrodowiskowe zasady organizacji konferencji
Pro-environmental Rules of Conference Organization
Joanna Kostecka, Grzegorz Pączka, Paweł Piękoś
Strony: 499-510, Pobierz w wersji .PDF

Celem podjętej pracy było sprawdzenie, na przykładzie działania kilku firm organizujących konferencje o tematyce prośrodowiskowej, czy przygotowywane przez nie spotkania są organizowane w sposób ograniczający antropopresje. Wyniki wywiadów wskazują na konieczność prowadzenia pilnych działań uczulających na podejmowanie prośrodowiskowych decyzji organizacyjnych.

The aim of this work was to verify, at the example of several companies which organize conferences on pro-environment issueS, if meetings prepared by them are organized in a way that minimizes human pressure on the environment. The results of the interviews point to the need to take urgent actions which are to teach how to make pro-environmental organizational decisions.

8. Rola biodegradowalnej materii organicznej w procesie dezynfekcji wody
The Role of the Biodegradable Organic Matter in the Water Disinfection
Agata Rosińska, Klaudia Rakocz
Strony: 511-521, Pobierz w wersji .PDF

Związki organiczne występujące w wodzie są głównie pochodzenia naturalnego, niewielka ich ilość jest wynikiem działalności człowieka (np. fenole). Składają się one z dwóch frakcji: biodegradowalnej (BRWO) oraz refrakcyjnej. BRWO może stanowić źródło węgla i energii dla obecnych w wodzie bakterii, co powoduje zachwianie stabilności biologicznej wody. Frakcja refrakcyjna ma niewielki wpływ na rozwój mikroorganizmów. BRWO stanowi ważny element w procesie oczyszczania wody oraz jej dystrybucji i razem z tzw. produktami ubocznymi może występować w wodzie na każdym etapie jej oczyszczania. Poszczególne frakcje biodegradowalnej materii organicznej oznacza się metodą van der Kooija i metodą Wernera (PWO) oraz metodą Servais i metodą Joreta (BWO). Uboczne produkty procesu dezynfekcji to znaczna liczba związków powstających w procesie utleniania substancji organicznych obecnych w wodzie. Związki te powstają w niewielkich ilościach, ale mogą mieć charakter toksyczny, mutagenny czy kancerogenny. Do zidentyfikowanych, łatwo biodegradowalnych produktów ubocznych należą kwasy karboksylowe i aldehydy. Produktami ubocznymi procesu dezynfekcji mogą być również związki chloroorganiczne, bromo- i chlorobromoorganiczne, chlorany i chloryny, ketony, estry, związki aromatyczne i inne w zależności od rodzaju użytego środka dezynfekcyjnego. Dlatego należy tak dobrać parametry dezynfekcji wody, aby maksymalnie wyeliminować powstawanie ubocznych produktów w postaci BRWO.

The presence of organic substances (such as phenol) in water can be caused by humans but it is much more naturally in water and is generally a mixture of various organic compounds such as humic substances, carbohydrates, amino acids, carboxylic acids, etc. They consist of two fractions: biodegradable , which can be a source of carbon and energy for bacteria and refraction, which has little effect on the growth of microorganisms. The concepts of biodegradable organic matter and biodegradable organic carbon are used interchangeably and include the amount of organic compounds in water, are susceptible to biochemical decomposition. Biodegradable organic matter is a very important element in the treatment of drinking water and its distribution. Biodegradable materials are organic compounds having both small and large molecular weights. The presence of the biodegradable organic carbon is a potential source of nutrients needed for the development and growth of the bacteria, which causes instability of biological water. Biodegradable organic matter and by-products may be present in the water at any stage of its disinfection. This is due to the specificity of the various reactions occurring in the process. The individual fractions biodegradable organic matter is as follows: PWO by van der Kooij method and by Werner method and BWO by Servais method and by Joret method. Under the name by-products of disinfection are hidden hundreds (perhaps thousands) of compounds formed under the influence of the means used for disinfection of organic matter present in the raw water. These compounds are formed in small amounts but can be: toxic, mutagenic or carcinogenic must be taken into account in the final evaluation of the quality of treated water. The identified - easily biodegradable - the by-products formed in the oxidation of water include carboxylic acids and aldehydes. By-products of the various stages of disinfection can be also organochlorine compounds, bromo- and chlorobromoorganiczne, chlorates, chlorites, ketoacids and other depending on which dezynfekator used. It is therefore important to choose the parameters as disinfection to eliminate the maximum possible quantity of biodegradable organic carbon. Water after the above process unit must meet legal standards. Currently regulated concentration levels are about 70 water parameters as well as stand out and regulates the concentration levels of water disinfection by-products and this means that the water is best controlled food product.

9. Zmiany właściwości fizycznych materiałów podczas kompostowania w warunkach laboratoryjnych
Changes in Physical Properties of Materials During Laboratory Composting
Krystyna Malińska
Strony: 523-536, Pobierz w wersji .PDF

Znajomość właściwości fizycznych materiałów przeznaczonych do kompostowania - takich jak: zawartość wody, wielkość cząstek, gęstość nasypowa, porowatość i przepuszczalność powietrzna oraz wytrzymałość mechaniczna - jest niezbędna na każdym etapie kompostowania. Właściwości fizyczne różnią się ze względu na rodzaj materiałów i ich udział w mieszance kompostowej. Na etapie przygotowania mieszanek kompostowych istotną rolę odgrywa zawartość wody, gęstość nasypowa, wielkość cząstek i wytrzymałość mechaniczna. Wpływają one bezpośrednio na porowatość i przepuszczalność powietrzną i ich zmianę wraz z głębokością pryzmy kompostowej, a tym samym warunkują procesy wymiany gazowej i ciepła podczas procesu kompostowania. Kompostowanie jest procesem dynamicznym, podczas którego zachodzą różnego rodzaju zmiany o charakterze biochemicznym. Zmiany dotyczą również właściwości fizycznych kompostowanych materiałów. Na skutek biodegradacji materii organicznej zawartej w materiałach przeznaczonych do kompostowania dochodzi do zmniejszenia rozmiaru cząstek, zwiększenia zawartości wody i gęstości nasypowej, a tym samym redukcji porowatości i przepuszczalności powietrznej. Literatura podaje niewiele przykładów prac badawczych, które szczegółowo opisują zmiany właściwości fizycznych podczas kompostowania. Celem prezentowanych badań była analiza zmian zawartości wody, gęstości nasypowej, wytrzymałości mechanicznej, porowatości i przepuszczalności powietrznej dla mieszanki wytłoków jabłkowych i ścinek drzewnych WJ:SD w stosunku wagowym 1:1 (s.m.), zawartości wody ok. 65% i porowatości powietrznej ok. 30 i 45% poddanej kompostowaniu w reaktorach laboratoryjnych przez okres 3 tygodni. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla badanej mieszanki początkowe wartości wytrzymałości mechanicznej, gęstości nasypowej, porowatości i przepuszczalności powietrznej zależały w dużej mierze od zawartości wody. Po zakończeniu kompostowania zmianom uległy wszystkie badane właściwości fizyczne. W przypadku porowatości i przepuszczalności powietrznej stwierdzono ich wzrost, który mógł być spowodowany rodzajem i udziałem materiałów w mieszance kompostowej. Łatwo biodegradowalne wytłoki jabłkowe o wysokiej zawartości wody i gęstości nasypowej ulegały rozkładowi szybciej, podczas gdy ścinki drzewne o niskiej podatności na biodegradację i znacznie niższej gęstości nasypowej ulegały rozkładowi znacznie wolniej. W rezultacie nastąpił spadek gęstości nasypowej mieszanki i wzrost porowatości oraz przepuszczalności powietrznej. Wytrzymałość mechaniczna badanej mieszanki wzrosła prawie dwukrotnie i mogła być uzależniona od końcowej zawartości wody, substancji organicznej i rozmiaru cząstek.

Knowledge about physical properties of composting materials - such as water content, particle size, bulking density, air-filled porosity and permeability, and mechanical strength - is important at every stage of composting process. Physical properties differ for various materials and ratios in composting mixtures. At the stage of selection of substrates and preparation of composting mixtures the following properties play an important role: water content, bulk density, particle size and mechanical strength. These properties have a direct effect on air-filled porosity and permeability and their changes with the depth of a composting pile, and thus rate of oxygen supply and heat and moisture removal. Knowledge and understanding the relationships between physical properties and their impact on biodegradation rate during composting allows to assure optimal parameters for the process by selection of adequate substrates, compost pile configuration and pile aeration, and also forced aeration systems. Composting is a dynamic process resulting in diverse changes of biochemical character. These changes also occur to physical properties of composting materials. Biodegradation of organic matter in composting materials results in reduction of particle size, increase in water content and bulk density, and thus reduction in air-filled porosity and permeability. The literature does not provide many examples of studies on changes in physical properties of composting materials during composting. The overall goal of this study was to analyze changes in moisture content, bulk density, mechanical strength, air-filled porosity and permeability of a mixture of apple pomace and woodchips AP:WC at a ratio of 1:1 (d.w), moisture content close to 65% and two air-filled porosities about 30% and 45% (obtained from compaction of selected stress) during 3-week composting in laboratory reactors. The obtained results showed that the initial physical properties for the investigated composting mixture, i.e. mechanical strength, bulk density, air-filled porosity and permeability depended mostly on moisture content. After completion of composting all the investigated physical properties underwent significant changes. Air-filled porosity and permeability increased. This effect was probably due to the composition of the investigated composting mixture. Apple pomace that showed high moisture content, bulk density and susceptibility to biodegradation underwent faster decomposition than wood chips. Wood chips are used as a bulking agent for composting of materials with high moisture and nitrogen content due to low susceptibility to biodegradation, low bulk density and moisture content, and thus high air-filled porosity and permeability. 3-week composting of apple pomace and wood chips mixture resulted in decrease in bulk density, and in consequence increase in air-filled porosity and permeability. Also, mechanical strength of the investigated mixture increased almost twice. This could result from the final moisture content, organic matter decomposition and decrease in particle size.

10. Zastosowanie programu WaterCAD do modelowania i symulacji sieci wodociągowej
Application of the WaterCAD Software for Modeling and Simulation of Water Supply System
Ewa Burszta-Adamiak, Justyna Synowiecka, Andrzej Przerwa
Strony: 537-549, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono możliwości programu WaterCAD V8i firmy Bentley (wersji akademickiej) w zakresie tworzenia modelu hydraulicznego oraz prowadzenia symulacji i analiz. Sposoby wizualizacji danych i wyników zaprezentowano w końcowej części artykułu. Dane wprowadzane do modelu dotyczyły rzeczywistej sieci wodociągowej, będącej pod zarządem Świdnickiego Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Świdnicy Sp. z o.o. Analizy hydrauliczne, obrazujące pracę świdnickiej sieci wodociągowej, przeprowadzono w warunkach ustalonych (Steady State) oraz w dynamicznych (EPS - Extended Period Simulation), a także w warunkach prawdopodobnych, używając do tego celu tzw. scenariuszy. Otrzymane w programie WaterCAD V8i wielkości przepływów oraz rozbiorów wody u poszczególnych odbiorców w znacznej mierze odzwierciedlają stan faktyczny, jednak prędkości przepływów oraz wysokości ciśnień różnią od wartości wynikających z okresowych pomiarów prowadzonych w punktach kontrolnych przez ŚPWiK. Przyczyną takiej rozbieżności może być znaczna generalizacja sieci oraz niedostateczna kalibracja wynikająca z nadal mało rozbudowanej sieci monitoringu ŚPWiK. Wyniki analiz scenariuszy, przewidujących znaczne zwiększenie zużycia wody w strefie Zawiszów, dowodzą możliwości przyłączenia do sieci dodatkowych odbiorców komunalnych, jak również pozwalają na zwiększony pobór wody przez zakłady przemysłowe.

The article presents the capabilities of WaterCAD V8i software (academic version) by Bentley for the creation of hydraulic model, conducting simulations and analysis. Data visualization techniques and the results of the analysis are presented at the end part of the article. The input data used in this model concerned a real water supply network, which is administered by Świdnickie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji w Świdnicy Sp. z o.o. (Water Supply and Sewage Company of Świdnica, henceforth referred to as ŚPiWK). Hydraulic analyses, presenting the water supply network of Świdnica operation, were carried out by using steady and dynamic states (EPS - Extended Period Simulation) as well as the likely conditions, using the so called scenarios. The obtained flow rates and water consumtion in WaterCAD V8i in individual consumers largely resemble the factual situation, however, some parameters such as flow speed and pressure values differ from the periodic measurements values at the checkpoints by ŚPWiK. The reason for this discrepancy could be a significant generalization of the network and insufficient calibration resulting from the still little-developed ŚPWiK monitoring network. The results of scenario analyzes providing a significant increase in water consumption in the Zawisza zone, demonstrate the possibility future connections to the network, as well as allows industrial plants to increase their water consumption.