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 18, Numer 1

1. Zastosowanie systemu modeli CALMET/CALPUFF o wysokiej rozdzielczości do oceny wpływu na jakość powietrza spalarni odpadów komunalnych w Krakowie
Use of the High Resolution System of CALMET/CALPUFF Models to Air Quality Impact Assessment for the Municipal Solid Waste Incineration Plant in Krakow
Mateusz RZESZUTEK, Robert OLENIACZ
Strony: 5-22, Pobierz w wersji .PDF

W pracy przedstawiono kompleksową ocenę wpływu na jakość powietrza planowanego do uruchomienia pod koniec 2015 roku Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów Komunalnych (ZTPOK) w Krakowie, którego budowa ruszyła jesienią 2013 r. Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym przeprowadzono przy wy- korzystaniu zaawansowanego wielowarstwowego gaussowskiego modelu obłoku CALPUFF, którego algorytmy uwzględniają m.in. zróżnicowanie ukształtowania terenu. Dane prze- strzenne powierzchni terenu w przyjętej domenie obliczeniowej pozyskano z numerycznego modelu terenu Shuttle Radar Topography Mission (SRTM3) oraz bazy danych pokrycia terenu CORINE Land Cover 2006 (CLC 2006) o rozdzielczości około 100 m. Warunki meteorolo- giczne wyznaczono za pomocą diagnostycznego modelu meteorologicznego CALMET na pod- stawie danych meteorologicznych, pochodzących ze stacji naziemnych oraz sondaży radaro- wych. Wyniki obliczeń wykonanych w siatce o bardzo dużej gęstości wskazują, że emisja zanieczyszczeń z ZTPOK w Krakowie, przyjęta na maksymalnym dopuszczalnym poziomie, nie przyczyni się do istotnego pogorszenia jakości powietrza w Aglomeracji Krakowskiej i sąsiednich gminach.

In this paper there was presented a comprehensive assessment of the impact on air for the Municipal Solid Waste Incineration (MSWI) plant in Krakow with the planned start of operation by the end of 2015. Construction of the plant started in autumn 2013 in the district of Nowa Huta in Krakow. Modeling of the spread of pollutants in ambient air was conducted using an advanced multi-layer cloud CALPUFF Gaussian model, whose algorithms include, among other things, diversity of terrain. Spatial data of land area in the admitted computa- tional domain are obtained from digital terrain model Shuttle Radar Topography Mission (SRTM3) and land cover database CORINE Land Cover 2006 (CLC 2006) with resolution of about 100 m. Meteorological conditions were determined using a diagnostic meteorological model CALMET based on meteorological data from subsurface stations and radar surveys.Spatial variability of the hourly, daily and annual averages of air pollutant concentrations was obtained in computing grid with very high density. The results of calculations indicate that pollutant emissions from MSWI plant in Krakow adopted at the maximum allowable level will not cause exceedances of acceptable levels or reference values in the air and will not also contribute to a significant deterioration of air quality in the Agglomeration of Krakow and neighboring municipalities.

2. Analiza opłacalności inwestycji w produkcję energii ze źródeł odnawialnych na przykładzie farmy wiatrowej przy założeniu wsparcia rządu dla „zielonej energii”
Analysis of the Profitability of Energy Production from Renewable Sources on the Example of the Wind Farm Assuming the Government Support for “Green Energy”
Renata GNATOWSKA, Agnieszka WĄS
Strony: 23-33, Pobierz w wersji .PDF

Niniejszy artykuł ma na celu ukazanie opłacalności inwestycji w farmę wiatrową, pracu- jącą na terenie Polski, przy założeniu, że produkcja energii elektrycznej będzie odbywać się wraz z uzyskiwaniem wsparcia rządu dla producentów „zielonej energii”. Zaprezentowane dane oraz ich analiza potwierdzają opłacalność inwestycji w farmę wiatrową. Środki ze sprze- daży energii elektrycznej oraz „zielonych certyfikatów” pozwolą na to, aby farma wiatrowa po upływie kilkunastu lat od rozpoczęcia pracy zaczęła przynosić tzw. „czyste zyski”. Szcze- gółowe wyniki analizy opłacalności budowy farmy wiatrowej zostały opisane we wnioskach i odniesione do aktualnej sytuacji rynkowej w branży energetyki wiatrowej.

One of the assumptions of the strategy “Europe 2020” is reducing emission of combustion gases in 20% (in comparison to 1990) and expansion of producing energy from renewable sources to 20% in total production of energy. Poland as a member of the European Union has to adapt to assumptions of that strategy and reduce exploitation of non-renewable resources. Unfortunately, costs of producing green energy are larger than producing energy- in the traditional way for Poland from hard coal or brown coal combustion. In this situation the Polish government is obliged to help manufacturers of energy from renewable sources. The basic elements of support for “green energy” are “green certificates”. Among the renewable energy sources in recent years, there is a significant increase in installed capacity in wind power plants. Wind power industry is clean, but on the other hand it is also very expensive. This requires a huge set of supporting structures and wind turbines, building foundations, roads and power connection. With the aim of analysis the profitability of energy production from the wind farm it is necessary to estimate costs of construction, operating costs and future profits. The profitability of wind farm project with 30 MW capacity is the subject of this elaboration. The case study refers to investment in the Poland, assuming that electricity production will be supported by government through green certificates. The presented data and their analysis confirms the soundness of the investment in a wind farm. Proceeds from the sale of electricity and green certificates allow that the wind farm after a few years from starting work will begin to bring the profits. Detailed results of the analysis of the profitability of wind farm are described in the conclusion and related to the current market situation in the wind power industry. The article assumes that at the time of construction investment and the initial years of its operation the certificate prices will remain at a constant level.

3. Toksyczność i genotoksyczność wód Wisły w Warszawie przed i po uruchomieniu układu przesyłowego ścieków do oczyszczalni Czajka
Toxicity and Genotoxicity of Vistula River Waters in Warsaw Before and After the Completion of the Municipal Wastewater Transporting System to Czajka Treatment Plant
Grażyna OBIDOSKA, Michał KALINOWSKI, Zbigniew KARACZUN
Strony: 35-41, Pobierz w wersji .PDF

Oceniono toksyczność i genotoksyczność próbek wody z Wisły pobranych w 6 wybranych punktach Warszawy za pomocą testu bioindykacyjnego z wykorzystaniem cebuli Allium cepa. Badania przeprowadzono przed i po uruchomieniu układu przesyłowego ścieków z lewo- brzeżnej Warszawy do oczyszczalni Czajka (lata 2011 i 2013). Wyniki wskazały na zdecydo- waną poprawę stanu wód w 2013 roku. Żadna z badanych próbek wody nie powodowała zahamowania wzrostu korzeni cebuli ani spadku wartości indeksu mitotycznego. Obserwo- wano natomiast stymulację wzrostu, czego przyczyną może być większa zawartość pier- wiastków biogennych w porównaniu z próbką kontrolną, którą stanowiła woda wodo- ciągowa. Genotoksyczność (zwiększenie częstości występowania aberracji chromosomowych w komórkach korzeni) stwierdzono jedynie w przypadku wody pobranej w punkcie 3-MP Most Poniatowskiego, co sugeruje możliwość miejscowego wprowadzania do rzeki wraz z wodami opadowymi i roztopowymi substancji genotoksycznych.

The toxicity and genotoxicity of Vistula river water samples, collected from six selected points in Warsaw downstream from Gruba Kaśka, were assessed using the Allium cepa bioassay. The research was conducted in 2011 and in 2013, which was before and after the completion of the municipal wastewater transporting system from the left-bank Warsaw to Czajka treatment plant. The results indicate a significant improvement of the Vistula watersstate in 2013. No toxicity (root growth inhibition) or mitotic index decrease was observed in water samples taken from any of the research points. Genotoxicity (increased frequency of chromosomal aberrations AAT) was detected only in water sample from one point: 3-MP (Most Poniatowskiego) - in the city center. There is the possibility of local discharging of genotoxic substances in detectable amounts into Vistula river. Cadmium, lead or organic pollutants, connected with heavy car traffic, may probably be transported with rain and melt-waters and cause the contamination. In 2011, before the completion of the municipal wastewater transporting system, no toxicity or genotoxicity was noted for the water sample collected at the city water-intake facility 1-GK (Gruba Kaśka), but downstream of this point, toxicity and genotoxicity increased for the water samples from point 2-PS (Pomnik Sapera) and from 3-MP (Most Poniatowskiego), before disappearing in water samples from 4-MG (Most Grota-Roweckiego) in the north of the city. The highest toxicity and genotoxicity was observed for the water sample collected at point 5-KB (Kolektor Burakowski). The Burakow- ski collector was discharging untreated municipal sewage from left-bank Warsaw (central and northern parts) directly into the Vistula in 2011. No significant toxicity or genotoxicity of the Vistula river waters were observed in point 6-OC (Oczyszczalnia Czajka) situated only about 8 km downstream.

4. Oznaczanie zawartości rozpuszczonego węgla organicznego w próbkach odcieków pochodzących z procesu podziemnego zgazowania węgla
Determination of Dissolved Organic Carbon Content in the Samples of Effluents from the Process of Underground Coal Gasification
Danuta JUSZCZYK, Krzysztof MITKO, Małgorzata BEBEK, Leszek DROBEK
Strony: 43-53, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki oznaczania węgla organicznego w ciekłych próbkach pochodzących z procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW). Proces PZW polega na doprowadzeniu czynnika zgazowującego (np. tlenu, powietrza) do zapalonego złoża, a następnie na odbiorze wytworzonego gazu na powierzchni, co pozwala pozyskiwać energię w wyniku zgazowania pokładów węgla w miejscu ich występowania. Powstające w trakcie tego procesu ścieki zawierają liczne zanieczyszczenia (np. cyjanki, fenole lotne), przez co charakteryzują się skomplikowaną i niestabilną matrycą, mogącą utrudniać prawidłowe wykonanie pomiarów w procesie analitycznym. Badania prowadzono na próbkach zawierających znaczne ilości cyjanków ogólnych (od 0,10 do 26 mg/l), fenoli lotnych (od 17 do 2000 mg/l), azotu ogólnego (od 340 do 2100 mg/l) oraz ChZT(Cr) (od 975 do 11 300 mg/l). W badaniach wykorzystano analizator TOC-L CPH (Shimadzu, Japonia), wyposażony w rurę do spalań wypełnioną katali- zatorem platynowym, oraz detektor NDIR. Uzyskane wartości współczynnika zmienności CV (< 5%) oraz poprawności (odzysk wzorca 94÷105%) potwierdziły możliwość wykorzy- stania rutynowo stosowanej w Laboratorium metody oznaczania węgla organicznego zgod- nej z PN-EN 1484 do analizy próbek pochodzących z procesu PZW. Również sposób utrwa- lania próbek poprzez zakwaszenie i zamrożenie jest właściwy dla próbek z PZW. Oznaczone zawartości węgla organicznego w próbkach przechowywanych przez 4 tygodnie nie różniły się o więcej niż 10% od wartości początkowej.

The results of the determination of organic carbon in liquid samples from the process of underground coal gasification (UCG) are presented in this paper. The process consists of bringing the gasifying agent (e.g. oxygen, air) to the ignited bed and then collecting the gas produced at the surface, which enables to obtain energy by on-site gasification of coal. The wastewater formed during the process contains many impurities (e.g. cyanides, phenols) and is characterized by complex and unstable matrix, which makes proper measurements difficult. The tests were performed on samples containing significant amounts of cyanide (from 0.10 to 26 mg/L), volatile phenols (from 17 to 2000 mg/L), total nitrogen (from 340 to 2100 mg/L) and COD (from 975 to 11 300 mg/L). The samples after filtration through a membrane filter with a pore size of 0.45 μm were preserved by the addition of concentrated sulfuric(VI) acid to obtain pH value ≤ 2. Up to the time of the measurement samples were stored in plastic containers at 2 to 6°C. Additionally, portions of the samples after acidifica- tion were stored frozen (at a temperature of –18 to –20°C). The effectiveness of both meth- ods of samples preservation were tested for a period of four weeks. TOC-L CPH Shimadzu analyzer, equipped with a combustion tube heated at 680°C, filled with platinum catalyst, and non-dispersive infrared detector (NDIR) was used in this study. The analysis of samples from the UCG process was performed using a predetermined calibration function prepared in the range from 2 to 100 mg/L. The obtained values of the coefficient of variation CV (< 5%) and accuracy (recovery of 94-105%) confirmed the possibility of using tested method for the determination in accordance with PN-EN 1484 of organic carbon in samples from the pro- cess of UCG. This method is recommended as a reference for the determination of organic carbon in the sewage discharged into water or soil (Journal of Laws 2014 item 1800) and in surface and underground waters (Journal of Laws 2011, No. 258, item 1550, as amended in the Journal of Laws 2013, item 1558). Preservation of the samples by cooling and freezing is suitable for samples of UCG. The organic carbon content in the samples stored for four weeks (cooling and freezing) does not differ by more than 10% of the initial concentration.

5. Ocena możliwości wykorzystania gazów niskokalorycznych w technologiach ograniczania emisji substancji szkodliwych z procesów spalania
Assessment of the Low Calorie Gases Usage in the Low Emission Combustion Technologies
Sebastian WERLE
Strony: 55-65, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu reburningu z wykorzystaniem gazu ze zgazowania biomasy odpadowej w kotle węglowym małej mocy. Pokazano wpływ paliwa dodatkowego na emisję tlenków azotu, a także innych zanieczyszczeń: WWA i CO. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych określania normalnej prędko- ści spalania gazu ze zgazowania biomasy odpadowej jako parametru determinującego moż- liwość stabilnego współspalania z węglem. Wyniki pokazują, że ilość emitowanych tlenków azotu w wyniku dodatku paliwa gazowego do komory spalania zmalała o ponad 30%. Jedno- cześnie wyniki analiz pomiaru WWA w spalinach pokazują, że także sumaryczna ilość WWA jest znacznie większa przy spalaniu samego węgla niż przy współspalaniu z gazem ze zgazowania osadów ściekowych. W ramach przeprowadzonych badań określono również wpływ procesu spalania na emisję CO. Analizując wyniki, można stwierdzić, że przy zwięk- szaniu ilości dodatkowego paliwa do komory spalania stężenie tlenku węgla rośnie. Jest to zjawisko, które obserwuje się w przypadku większości instalacji niskoemisyjnego spalania. W zakresie wyników badań eksperymentalnych normalnej prędkości spalania stwierdzono, że uzyskane wartości dla analizowanego gazu ze zgazowania osadów ściekowych są zgodne z obliczeniami teoretycznymi, prezentowanymi we wcześniejszych pracach z tego zakresu. Wyniki te jednoznacznie wskazują, że istnieje optymalny zakres parametrów współspalania gazu ze zgazowania biomasy niekonwencjonalnej, przy których możliwe jest prowadzenie procesu reburningu.

The paper presents the results of experimental reburning process using gas from the gasification of waste biomass in small capacity coal-fired boiler. The effect of additional fuel on emissions of nitrogen oxides and other pollutants: PAHs and CO was analysed. Addition- ally, the results of experimental determination of the laminar flame speed of the waste bio- mass gasification gas as a parameter determining the possibility of a stable co-combustion with coal are presented. The results show that the amount of nitrogen oxides emitted by the addition of gaseous fuel into the combustion chamber decreased by over 30%. At the same time, the results of the measurement of PAHs in the flue gases show that the total amount of PAHs is much higher when burning the coal than through the co-combustion of gas from gasification process of sewage sludge. The impact of the co-combustion of gas in coal fired boiler on the emission of CO was also determined. It can be concluded that increasing the amount of additional fuel fed into the combustion chamber increases the concentration of carbon monoxide. It is a phenomenon that is observed in the majority of low emission combustion installations. In terms of the results of experimental studies of laminar flame speed, it was found that the values obtained for the analyzed gas from gasification of sewage sludge are consistent with theoretical calculations presented in previous works in this field. These results clearly show that there is an optimal range of parameters co-combustion of biomass gasification gas from unconventional at which it is possible to carry out the process of reburning.

6. Sorpcja fenolu z roztworów wodnych na konwencjonalnych i niekonwencjonalnych sorbentach
Phenol Sorption from Water Solution onto Conventional and Unconventional Sorbents
Mariusz DUDZIAK, Sebastian WERLE
Strony: 67-81, Pobierz w wersji .PDF

Badania własne przedstawione w niniejszej pracy dotyczą procesu sorpcji fenolu z wody na wysuszonych osadach ściekowych i na stałych produktach ubocznych powstających podczas procesu ich zgazowania (popiół). Zgazowanie jest obiecującą metodą termicznego zagospodarowania palnych substancji organicznych, niemniej jednak wciąż nierozwiązanym problemem jest sposób zagospodarowania powstających stałych produktów odpadowych. W ramach badań statyki procesu określono zarówno zdolność sorpcyjną, jak i czas osiągnię- cia stanu równowagi fenolu na badanych materiałach sorpcyjnych. Badano także wpływ po- czątkowego stężenia fenolu na jego pojemność sorpcyjną. Do matematycznego opisu sorpcji wykorzystano równania Langmuira oraz Freundlicha. Zakres pracy obejmował również ocenę zjawiska uwalniania z materiałów adsorpcyjnych pierwotnych substancji nieorganicz- nych i organicznych wraz z wyznaczeniem efektu toksycznego roztworu, stosując metody pośrednie. W podsumowaniu pracy, bazując na rezultatach wyników badań eksperymental- nych oraz różnych źródłach literaturowych, porównano pojemność sorpcyjną fenolu na konwencjonalnych i niekonwencjonalnych sorbentach.

The use of adsorption methods in wastewater treatment allows achieving high quality levels of the streams discharged into the environment. This is particularly taking into account the presence of different toxic and hazardous organic and inorganic substances in the wastewater. This problem applies to both municipal wastewater after mechanical- -biological treatment as well as to industrial wastewater. Active carbon is the most com- monly used for this purpose. However, novel opportunities are sought, including, for exam- ple, the use of waste (with appropriate physicochemical characteristics) as sorbents. The studies presented in this paper are related to the process of sorption of phenol from water on the dried sewage sludge and solid by-products generated during the gasification process (ash). Gasification is a promising method of thermal management of combustible organic substances. Nevertheless, there is still an unresolved problem connected with management of solid waste by-products generated during the process. In the frame of the study of the proc- ess statics susceptibility to sorption and the time to reach steady state of the phenol on sorp- tion materials studied were determined. The effect of the initial concentration of the phenol on his sorption was also examined. For the mathematical description of adsorption Langmuir and Freundlich equations were used. The scope of the work also included an assessment of the phenomenon of release from adsorbent materials the primary inorganic and organic substances. Simultaneously, a solution toxic effect based on the indirect methods was deter- mined. Additionally, based on the literature results, efficiency of the phenol sorption using conventional and non-conventional sorbents was determined. Phenol sorption proceeded to a greater extent on the ash produced during the gasification process than on the dried sludge subjected to heat treatment. The adsorption equilibration depended also on the absorbent material. Moreover, the increase of initial phenol concentration corresponded to the increase of phenol sorption. The goodness of fit of the theoretical adsorption isotherm (according to the Langmuir or Freundlich equations) to experimental data in the tested range of phenol concentrations (from 60 to 90 mg/dm 3 ) depended on the tested sorbent material. In the case of phenol sorption on the ash the determination coefficients for both isotherms were similar, and in the case of the dried sludge better determination coefficient was obtained for the Freundlich isotherm. The analysis of the isotherm coefficients confirmed high sorption of phenol on the ashes as in the previous studies. Phenol sorption capacity on the sorbents tested in this study was greater than for the other unconventional adsorbents (bagasse fly ash, neutralized red mud, olive pomace) only in the case of ash. The tested sorbent materialsreleased primary organic and inorganic substances on the contact with deionized water. The intensity of this phenomenon was greater for the dried sludge than for the ash. The in- crease of the toxic effect of the solution of this material was also observed. These studies, however, require continuation for better understanding of this phenomenon.

7. Charakterystyka zbiorowisk użytków zielonych małej zlewni sudeckiej w Boguszynie na tle warunków przyrodniczych
Characteristics of Grassland Communities in a Small Catchment of the Sudety Mountains in Boguszyn on the Background of Natural Conditions
Marek HELIS, Anna PASZKIEWICZ-JASIŃSKA
Strony: 83-96, Pobierz w wersji .PDF

W pracy przedstawiono charakterystykę zbiorowisk użytków zielonych (skład florystycz- ny, bogactwo gatunkowe i różnorodność florystyczną), wykorzystywanych rolniczo, na tle warunków przyrodniczych małej zlewni sudeckiej w Boguszynie. Na podstawie zdjęć fito- socjologicznych wyróżniono zbiorowiska użytków zielonych należących do klasy Molinio- -Arrhenatheretea i rzędu Arrhenatheretalia: zespół Arrhenatheretum elatioris oraz dwa zbio- rowiska z gatunkiem dominującym - Poa pratensis-Festuca rubra i z Agrostis capillaris. Fito- cenozy te charakteryzują się zróżnicowanym bogactwem gatunkowym (50-74 gatunków ogó- łem). Największą liczbę gatunków stwierdzono na łące użytkowanej kośno-pastwiskowo z dominacją Agrostis capillaris. Wartości wskaźnika H' wyróżnionych zbiorowisk zawierają się w granicach 2,00÷2,37, a największą jego wartość stwierdzono w zbiorowisku Poa pratensis- -Festuca rubra. Wyróżnione zbiorowiska wykształciły się na stokach słabo nachylonych, o ekspozycjach w przewadze południowych, o umiarkowanych wartościach nasłonecznienia, głównie na glebach brunatnych właściwych. Większość z tych zbiorowisk to użytki zielone pochodzenia porolnego, co przekłada się na ich skład gatunkowy. Na skład gatunkowy użytków zielonych i ich bogactwo miały wpływ czynniki przyrodnicze, sposób użytkowania oraz ich geneza.

The paper presents the characteristics of natural grassland communities (floristic com- position, species richness and floristic diversity) used for agriculture, located in the basin of the Sudety (142 ha), the edge of Klodzko Valley in Boguszyn, on the background of natural conditions. To accomplish this task we used cartographic data, which was converted to digi- tal form and after that placed into GIS (Geographic Information System). Soil conditions were obtained from agricultural soil maps on a scale of 1:5000. Digital Terrain Model was obtained by interpolation and conversion of elevation data derived from the basic map scale of 1:1000, topographic maps at a scale of 1:10 000 and tacheometric image. The current map of land use has been developed base on the cadastral map of land and buildings, on local observations and data obtained from the Agency for Restructuring and Modernisation of Agriculture. Result of the cartographic attribute transformation base on Śtružka method is total solar radiation map, allowing parameterized slopes with regard of insolation. The re- sulting cartographic data and their derivatives obtained by the transformation of the model were compared with the result of floristic and phytosociological research conducted on grassland, used for agricultural purposes. The resulting material was used to distinctions of meadow communities and assessing their species richness and floristic diversity (index H'). On the basis of phytosociological relevés made with the Braun-Blanquet method, communities of the studied grasslands were ascribed to the Molinio-Arrhenatheretea and the order Arrhe- natheretalia: Arrhenatheretum elatioris association and two communities with dominating species - Poa pratensis-Festuca rubra and Agrostis capillaris. Phytocoenoses are characterized by diverse species richness (50-74 species in total). The greater number of species were found in the meadow used mown-grazed with Agrostis capillaris domination. The index of floristic diversity varied between 2.00 and 2.37, with the highest one observed in Poa pratensis- -Festuca rubra community. Distinguished grassland communities have developed on the slopes weakly sloping, the exposures in predominantly southern sunshine and mild values of insolations, on mainly cambisoils. Most of these grassland communities is after arable origin. Distinguished on the species composition of grassland communities and their wealth has been influenced by natural factors, usage, and their genesis. Influence on species compo- sition and its abundance of distinguished grasslands has been natural conditions, usage and origin.

8. Konsekwencje działalności rolniczej w górnej części zlewni Pszczynki dla korzystania z wód powierzchniowych
Consequences of Agricultural Activity in Upper Part of Pszczynka Catchment for Use of Surface Waters
Andrzej JAGUŚ
Strony: 97-108, Pobierz w wersji .PDF

W artykule dokonano analizy jakości wód powierzchniowych w zlewni zbiornika zaporo- wego Łąka, funkcjonującego na rzece Pszczynce. Jest to obszar zdominowany przez działal- ność rolniczą. Celem pracy było rozpoznanie wpływu antropopresji rolniczej na parametry jakościowe wód płynących i zbiornikowych oraz określenie możliwości użytkowania tych wód. Badania wykazały, że środowisko wodne cechuje się eutrofizacją. Odzwierciedla to między innymi duża zawartość azotu amonowego oraz związków fosforu, a także obserwo- wane podczas badań terenowych: zakwity glonów, niekorzystna barwa wody oraz jej mała przezroczystość. Wody te nie nadają się do bezpośredniej konsumpcji, a także nie powinny być poddawane procesom uzdatniania do konsumpcji. Decyduje o tym przede wszystkim nadmierna zawartość związków organicznych i amoniaku. Badane środowisko wodne nie spełnia warunków naturalnego środowiska życia ryb ze względu na zbyt małą ilość rozpusz- czonego tlenu i jednocześnie zbyt wysokie stężenia amoniaku, azotynów i związków fosforu. Ponadto kąpiel w badanych akwenach może być niebezpieczna. Mimo niekorzystnej jakości wód, pobieranych tylko na potrzeby zakładów przemysłowych, zbiornik Łąka jest użytko- wany wędkarsko i stanowi atrakcyjne łowisko. Obserwuje się też rozwój rekreacyjnego i sportowego wykorzystania zbiornika. Możliwe jest zatem wielokierunkowe użytkowanie akwenów eutroficznych, jednak nie gwarantuje ono komfortu i bezpieczeństwa użytkowników.

In the paper quality of waters in catchment of dam reservoir Łąka occurring in river Pszczynka was described. It is an area dominated by agricultural activity. The aim of the work was to recognize impact of agricultural anthropopressure on quality parameters of flowing and reservoir waters and to determine possibilities of these waters’ use. The studies revealed that water environment is characterized by eutrophication. It is reflected, among others, by high content of nitrogen ammonia and compounds of phosphorus and observed in the field: algal blooms, inappropriate water colour and low water transparency. The waters are not suitable for direct consumption and also should not be subjected to processes of treatment for consumption. It is connected with high concentration of organic compounds and ammonia. The studied water environment does not meet criteria of fresh water envi- ronment for fishes due to too low amount of dissolved oxygen and too high concentration of ammonia, nitrites and phosphorus compounds. Moreover, swimming in these reservoirs can be dangerous. Despite unfavourable quality of waters, collected for purposes of industry, water body Łąka is used by anglers and is an attractive fishery. The development of recrea- tion and sports use of the reservoir is observed. Thus, multidirectional utilization of eutro- phic reservoirs, is possible however it does not guarantee comfort and safety of users.

9. Wpływ nanoproduktów na wybrane organizmy - ocena ekotoksykologiczna
Impact of Nanoproducts on Selected Organisms - the Ecotoxicological Assessment
Ewa KARWOWSKA, Ewa MIAŚKIEWICZ-PĘSKA, Monika ZAŁĘSKA-RADZIWIŁŁ
Strony: 109-118, Pobierz w wersji .PDF

Wzrost zainteresowania wykorzystaniem różnorodnych nanomateriałów w technologii, przemyśle, medycynie i życiu codziennym skutkuje zwiększeniem ich produkcji, a w konse- kwencji - emisji do środowiska naturalnego. Ze względu na liczne doniesienia o negatywnym wpływie nanocząstek na komórki drobnoustrojów, roślin i zwierząt niezbędna jest ocena ich oddziaływania na środowisko. Jest to szczególnie istotne w przypadku nowo syntetyzowa- nych produktów, mogących znaleźć potencjalne zastosowanie w przemyśle czy gospodarce. W niniejszych badaniach podjęto próbę oceny przydatności standardowych testów ekotoksy- kologicznych z wykorzystaniem organizmów reprezentujących różne poziomy troficzne (DAPHTOXKIT, THAMNOTOXKIT, ALGALTOXKIT, PHYTOTOXKIT) w procesie wy- boru nanomateriałów o potencjalnie najmniejszym oddziaływaniu na środowisko. Przedmio- tem analiz były nowo zsyntetyzowane nanoproszki (ZnO, ZnO–S, TiO 2 , TiO 2 –Ag, TiO 2 –Ag 2 O, TiO 2 –Pd, TiO 2 –PdO, TiO 2 –Au) i nanożele (nano-kserożel TiO 2 –SiO 2 –Ag i nano-aerożele: TiO 2 –SiO 2 oraz TiO 2 –Ag/N/C), mogące w przyszłości znaleźć zastosowanie jako składnik opakowań do przechowywania żywności. Eksperymenty pozwoliły na stwierdzenie znaczne- go zróżnicowania testowanych nanopreparatów pod względem toksyczności, jak również różnej wrażliwości organizmów testowych na badane substancje. Potwierdziły również przydatność standardowych testów ekotoksykologicznych oraz testów wzrostowych do oceny potencjalnego wpływu nanocząstek na środowisko, pozwalając na wstępne wytypowanie produktów najmniej toksycznych spośród testowanych nanomateriałów.

The increasing interest concerning the application of nanomaterials in the technology, industry, medicine and everyday life results in their increasing production and - in conse- quence - emission to the natural environment. However, numerous scientific data confirm the negative influence of different nanoproducts (nano-metals, metal nano-oxides, carbon nanotubes, nanoparticles synthetized based on oxygraphene and chitosan) on organisms: bacteria, algae, fungi, small invertebrates, fish. The negative effect of nanoparticles on ani- mal cells was also observed. The impact on the structure and functioning of cell membranes, disorders in methabolic processes in a result of the creation of reactive oxygen forms (ROS) as well as the impact on the activity of the cell enzymes and DNA synthesis are indicated as the potential mechanisms of the negative influence of nanomaterials. The evaluation of the intensity of nanoparticles’ impact on the environment is particularly important in case of newly-synthesized products, which may be potentially applied in practice, for example in the industry. In this research it was attempted to assess the suitability of standard ecological tests (DAPHTOXKIT, THAMNOTOXKIT, ALGALTOXKIT, PHYTOTOXKIT) as well as growth tests with an application of selected strains of bacteria and fungi in order to select the nanomaterials of the lowest influence on the environment. The analyses were focused on newly-synthesized nanoparticles in form of nanopowders (ZnO, ZnO–S, TiO 2, TiO 2 –Ag, TiO 2 –Ag 2 O, TiO 2 –Pd, TiO 2 –PdO, TiO 2 –Au) or nanogels (nano-xerogel TiO 2 –SiO 2 –Ag and nano-aerogels: TiO 2 –SiO 2 and TiO 2 –Ag/N/C), of the potential application in future as com- ponents of materials to produce packages for the food storage. The selection of the test pro- cedures allowed to determine the influence of tested nanoparticles on the organisms repre- senting different trophic levels. The experiments confirmed that some of the tested materials were toxic or strongly toxic, especially those containing atoms of silver. Because of this, they shouldn’t be applied for the production of food packages, though they revealed the significant antibacterial and antifungal properties. It was also observed that the impact of nanoparticles on tested organisms was diverse, depending on the kind of the organisms. Algae appeared as the most sensitive, which confirmed the significant risk related to the emis- sion of nano-wastes into the water environment. On the other hand, some terrestrial plants revealed both growth inhibition and stimulation effects in the presence of tested nanomate- rials. The experiments confirmed the suitability of standard ecotoxicological tests as well as the growth tests for the assessment of the potential influence of newly-synthesized nano- particles on the natural environment and allowed to pre-select the nanoproducts of the com- paratively lowest ecotoxicity.

10. Badanie zanieczyszczeń powietrza oddziałujących na dzieci w przedszkolu miejskim zlokalizowanym przy drodze o dużym natężeniu ruchu
Children Exposure to Air Pollutants in Nursery School Near a Major Road in Urban Area
Anna MAINKA, Elwira ZAJUSZ-ZUBEK, Barbara KOZIELSKA, Ewa BRĄGOSZEWSKA
Strony: 119-133, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono wyniki pomiarów stężeń lotnych związków organicznych (LZO), pyłu całkowitego (TSP), frakcji PM10, PM2,5 i PM1 oraz bioaerozoli. Wykonywano również po- miary stężenia CO 2 jako wskaźnika skuteczności systemu wentylacji. Pomiary przeprowa- dzono w okresie grzewczym w dwóch salach opiekuńczych (dzieci w wieku 3-6 lat) oraz na zewnątrz budynku przedszkola położonego w centrum Gliwic (Górny Śląsk) przy drodze o dużym natężeniu ruchu. Wyniki badań wskazują na gorsze warunki co do jakości powie- trza wewnątrz. Dla sumy 16 LZO stosunki stężeń wewnątrz i na zewnątrz budynku (I/O) w zależności od sali wahały się od 2 do 5, dla pyłu PM10 sięgały 4, a dla PM2,5 wynosiły około 2. W przypadku bioaerozoli grzybowych średni wskaźnik I/O sięgał 2, natomiast dla aerozoli bakteryjnych przekraczał 8. Jednocześnie ciągłe pomiary stężeń CO 2 wykazały do- minujący udział niskiej jakości powietrza podczas przebywania dzieci w obu salach przed- szkola. Wyniki wskazują na niewystarczającą skuteczność systemu wentylacji, co może nega- tywnie wpływać na zdrowie i samopoczucie dzieci.

Children are particularly sensitive to pollutants. The reason for this is that, according to body weight, they breathe in more air than adults. Moreover, due to rapid growth, their immature immune system is more vulnerable to damage than already mature organisms. Children aged 3 to 6 spend large amounts of time indoors, so there is a necessity to evaluate the quality of air in nursery schools. This study investigated the concentrations of volatile organic compounds (VOCs), particulate matter (TSP, PM10, PM2.5 and PM1) and bioaero- sols. The concentration of CO 2 was monitored as the indicator of ventilation efficiency. The measurements were performed during winter, in two classrooms and outside the nursery school building located in the centre of Gliwice (Upper Silesia), near a road with high traffic. Outdoor concentrations were lower than those indoors for each inspected classroom. For the sum of 16 VOCs, the I/O ratio, depending on classroom, varied from 2 to 5, PM10 reached 4 and for PM2.5, the ratio was about 2. For fungi bioaerosols, the average I/O ratio was about 2, while for bacteria, aerosols exceeded 8. The evaluation of indoor air quality (IAQ) based on CO 2 concentration differed from averaging time. Taking into consideration the 24 hour distribution of CO 2 concentration in both classrooms dominated the first cate- gory of indoor air quality (WEW1), we can expect that children stayed in the environment with high air quality, however, this was not the case. During children’s nursery school attendance for the duration of the working day and throughout five-hour elementary nursery care, the air inside classrooms was mostly 65 to 72% of poor quality (WEW4). In the case of certain pollutants, significant differences in air quality were found between the classrooms of older (I) and younger (II) children. For fungal bioaerosols, the concentration was twice as high in the classroom of younger children (II) compared to the classroom of older children (I). However, in the case of particulate matter, for all studied fractions (TSP, PM10, PM2.5 and PM1), concentrations were about twice as high in classroom I compared to classroom II. This confirms the important role of particulate matter resuspension in classroom I as a result of the intensive activity of older children. Compared to the classroom of older children (I), in the classroom of younger children (II) there were more absorbent materials; hence, we expected higher concentrations of VOCs associated with secondary sources. However, con- centrations of VOCs did not confirm this relationship. In the case of bacterial bioaerosols, no significant differences were observed between the classrooms. Continuous measurements of CO 2 concentrations showed that in the classroom of older children (I), the air was negligibly worse than in the classroom of younger children (II); this may have been due to the lower efficiency of the natural ventilation system on the first floor of the investigated building.