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 2

1. Ocena i przyczyny zanieczyszczenia azotanami wód podziemnych w zachodniej części Polesia Lubelskiego i Wołyńskiego
The Assessment and Reasons of Nitrates Contamination within the Uppermost Aquifer in the Western Part of Polissia Region (SE Poland)
Dorota KACZOR-KURZAWA
Strony: 141-153, Pobierz w wersji .PDF

W pracy przedstawiono stan zanieczyszczenia wód pierwszego poziomu wodonośnego azotanami na obszarze zagospodarowanym rolniczo (około 300 km 2 ) w zachodniej części Po- lesia Zachodniego (Lubelskiego) i Wołyńskiego. Zawartość azotanów została zbadana w wodach podziemnych metodą fotometryczną za pomocą fotometru Slandi LF300 w 31 punktach dokumentacyjnych (studniach kopanych, studni wierconej, źródłach i sondach ręcznych). Zanieczyszczenie wód azotanami (o zawartości powyżej 50 mg NO − 3 /dm 3 ) stwier- dzono w 10 próbkach wody (32% populacji danych), a stan zagrożenia tym zanieczyszcze- niem (o zawartości 25÷50 mg NO − 3 /dm 3 ) odnotowano w 5 punktach. Stwierdzone zanieczyszczenie wód pierwszego poziomu ma charakter lokalny i związane jest głównie z nieuporządkowaną gospodarką komunalną oraz złym stanem sanitarnym gospodarstw rolnych. Migracji zanieczyszczeń transportowanych przez infiltrujące wody opadowe z powierzchni terenu do systemu wodonośnego sprzyjają dobre własności filtracyjne skał strefy aeracji i płytkie występowanie poziomu wód podziemnych (do 5 m). Naturalna podat- ność rozpatrywanego poziomu wodonośnego na ponad 90% powierzchni terenu badań jest wysoka i bardzo wysoka, co powoduje, że czas przenikania wód (z zanieczyszczeniami) wy- nosi tu odpowiednio do 5 lat (dla około 30% powierzchni terenu - podatność bardzo wysoka) i 5-25 lat (dla około 65% powierzchni terenu - podatność wysoka).

This paper presents research concerning nitrates contamination within the Uppermost Aquifer on 300 km 2 study area in Polissia region, SE Poland. The analysis of nitrate concen- tration was conducted with the use of field-gauges set SLANDI. 31 analyzed groundwater samples were collected from hand-dug wells, pumping wells, springs and water-sampling probes. The nitrates pollution of groundwater ( NO 3 > 50 mg/dm 3 ) was confirmed for 10 − samples (32% of population), and potential nitrate pollution hazard ( NO 3 > 50 mg/dm 3 ) − was determined for 5 groundwater samples. Such results were determined in samples com- ing from the following villages: Stefanów, Wólka Cycowska, Przymiarki, Kolonia Wesołów- ka, Sławek, Stręczyn Nowy, Buza, Chojeniec, Romanówka, Stasin Dolny, Świerszczów, Zgniła Struga, Biekiesza and Dorohucza. High nitrates concentration within the Uppermost Aquifer were confirmed only locally, nearby farms characterized by invalid sanitary condi- tion. In such cases the nitrate pollution of groundwater was caused mostly by waste from farming production and/or leaking septic tanks. High nitrates concentration was usually connected with high content of sulfates (from 57.5 up to 267.2 mg/dm 3 ) and chlorides (Cl – from 15.4 up to 97.3 mg/dm 3 ). Relatively high rate of nitrate pollution migration, from the land surface towards the Uppermost Aquifer, resulted from the specific construction of vadose zone, which is built of permeable sands and limestone. Additionally, groundwater ta- ble is situated on the depth up to 5 m below land surface. The above mentioned conditions caused that, the greater part of the examined area is characterized by high vulnerability (65% of the area) or extremely high vulnerability (30%) to anthropogenic contamination. Vertical migration time of anthropogenic pollution, transported by infiltrating water from the land surface to the aquifer, is estimated on less than 5 years for the areas of extremely high vulnerability, and on 5 up to 25 years for the areas of high vulnerability.

2. Efekty grawitacyjnej separacji sonifikowanego osadu czynnego
The effects of sonication on gravity separation of waste activated sludge
Tomasz KAMIZELA, Mariusz KOWALCZYK, Krystyna MALIŃSKA
Strony: 155-167, Pobierz w wersji .PDF

Dotychczasowe doświadczenia laboratoryjne wskazują, że proces sonifikacji można wykorzystywać niemalże na każdym etapie oczyszczania ścieków i przeróbki osadów. W większości przypadków sonifikację traktuje się jako metodę dezintegracji, w tym dezinte- gracji osadów nadmiernych kierowanych do komór fermentacyjnych. Sonifikacja może być również wykorzystana jako czynnik kondycjonujący osady ściekowe. Dezintegracyjne bądź kondycjonujące oddziaływanie fali ultradźwiękowej jest silnie uzależnione od energii wprowadzonej do sonifikowanego medium. Celem przedstawionej pracy była analiza efek- tywności separacji grawitacyjnej sonifikowanej zawiesiny osadu czynnego. Widocznym efektem nadźwiękawiania osadu czynnego było rozbicie struktury kłaczków. Rezultatem sonifikacji były również silne zmiany w dynamice procesu sedymentacji oraz kompresji cząstek. Odnotowano znaczące zwiększenie prędkości sedymentacji cząstek oraz skrócenie czasu zagęszczania. Uzyskane osady zagęszczone charakteryzowały się jednak ograniczoną podatnością na odwadnianie. Kolejną wadą rozdziału grawitacyjnego sonifikowanych zawiesin było pogorszenie jakości cieczy nadosadowych. Stężenia zanieczyszczeń w cieczy nadosadowej odpowiadały charakterystyce jakościowej dopływających do oczyszczalni ścieków komunalnych. Zdaniem autorów uzyskane produkty rozdziału grawitacyjnego można rozpatrywać jako łatwobiodegradowlane substraty dla biocenozy osadu czynnego. Ciecze nadosadowe można scharakteryzować jako łatwo biodegradowalny substrat orga- niczny. Ponadto cząstki stałe pozostające w cieczy nadosadowej tworzą stan zawieszonego osadu czynnego. Powstaje w ten sposób specyficzna warstwa filtracyjna, zachowująca aktywność biologiczną. Miejsce zastosowania niskoenergetycznej sonifikacji, takiej jak w zrealizowanych badaniach, widzi się jako proces prowadzony w wydzielonym ciągu tech- nologicznym opartym na zagęszczaczu osadów sonifikowanych. Uzyskane produkty rozdziału grawitacyjnego o wysokiej podatności na biodegradację, tj. ciecze nadosadowe oraz osady zagęszczone, można dozować do reaktorów osadu czynnego. Obserwowane efekty oddziaływania fali ultradźwiękowej zależały od badanych parametrów operacyjnych, tj. amplitudy drgań oraz właściwej energii sonifikacji. Stwierdzono, że na ogół nie ma znaczących różnic w zaobserwowanych efektach w zależności od wielkości zastosowanej amplitudy przy stałej wielkości energii sonifikacji wprowadzonej do osadów. Drugi wniosek wypływający z analizy matematycznej dotyczy możliwości opisu zmian wartości badanych parametrów w funkcji zwłaszcza właściwej energii sonifikacji za pomocą regresji liniowej.

Sonication applied to different phases of wastewater and sewage sludge treatment can be beneficial in many respects. The work reported in the literature is mostly focused on sonication as a disintegration process. However, sonication is also used for conditioning of biological sludge. Disintegrating and conditioning effects of ultrasonic waves depend on the value of specific energy. The aim of the presented work was to perform the analysis of solid/liquid separation of waste activated sludge that was subjected to sonication. The prop- erties and structure of activated sludge changed due to the exposure to ultrasounds. This resulted in some changes in the process dynamics of sedimentation and compression. The results showed that sonication accelerated the process of settling and enhanced compression of the particles. However, thickened sludge obtained by gravity separation showed low dewaterability. Gravitational separation of activated sludge subjected to sonication caused a problem with contamination of the obtained supernatant. The increase in the ultrasounds specific energy resulted in cyclical deterioration in the quality of the supernatant. The concentration of organic substance was as high as for municipal wastewater. As a result the liquid with significant quantities of solid particles can be used as growing medium for microorganisms due to increased biodegradability. Moreover, due to the sonication a layer of suspended sludge is formed. This layer consists of a large number of particles that are not subject to sedimentation. Also, this layer sustains biological activity of living organisms. It is proposed to use activated sludge sonication within separate technological system of gravita- tional separation. The supernatant and thickened sludge obtained from gravity separation can be considered as valuable products. The observed effects of sonication depended on the following variables: the amplitude of ultrasonic wave and specific energy. It was found that generally there are no significant differences in the observed effects of sonication for differ- ent amplitudes required to maintain stable values of specific energy. Sonication effects can be described by mathematical functions (linear regression) that allow the control of ultrasonic treatment.

3. Wpływ CaCl 2 na sorpcję metali ciężkich w biomasie
The Influence of CaCl 2 on Heavy Metals Sorption in Biomass
Andrzej KŁOS, Małgorzata RAJFUR, Agnieszka DOŁHAŃCZUK-ŚRÓDKA Paweł KREMS, Dominik JERZ
Strony: 169-178, Pobierz w wersji .PDF

Zbadano w warunkach laboratoryjnych wpływ chlorku wapnia na sorpcję wybranych kationów metali ciężkich: Cu 2+ , Zn 2+ i Cd 2+ w biomasie porostów Hypogymnia physodes, mchów Pleurozium schreberi, glonów słodkowodnych Spirogyra sp., glonów morskich Pal- maria palmata oraz makrofitów Elodea canadensis L. Wykazano różne właściwości sorpcyjne biomasy, powodujące m.in. zmiany pH roztworów podczas procesu sorpcji. Wskazano na zmiany wydajności oraz preferencji sorpcyjnych pod wpływem wprowadzanych do roztworu kationów Ca 2+ , ale także anionów Cl – , które przesuwają stan równowagi w kierunku tworzenia form jonowych, niebiorących udziału w procesie wymiany jonowej. Intere- sującym, niewyjaśnionym efektem jest brak wpływu stężenia chlorku wapnia, w zakresie od 0 do 100 mmol/dm 3 , na sorpcję miedzi, ale tylko w badanych glonach oraz makrofitach.

The influence of calcium chloride on sorption of the selected heavy metal cations: Cu 2+ , Zn and Cd 2+ in the biomass of lichens Hypogymnia physodes, mosses Pleurozium schreberi, fresh water alga Spirogyra sp., sea alga Palmaria palmata and macrophyte Elodea canadensis L. was tested under laboratory conditions. Various biomass sorption characteristics were de- termined, which cause, among others, the change of the pH of the solutions during the sorp- tion process. Changes of efficiency and sorption preferences were identified, under the influ- ence of Ca 2+ cations and also Cl - anions, introduced to the solution, which shift the equilibrium towards creation of the ion forms, which do not participate in the process of ions exchange. The lack of the influence of calcium chloride concentration, within the range from 0 to 100 mmol/ dm 3 , on the sorption of copper is an interesting, unexplained effect, however, only in the tested alga and macrophyte.

4. Ocena przydatności półautomatycznej metody oznaczania azotu Kjeldahla w ciekłych próbkach środowiskowych
Evaluation of Semiautomatic Method for the Determination of Kjeldahl Nitrogen in Liquid Environmental Samples
Agnieszka RODAK, Małgorzata BEBEK, Aleksandra STRUGAŁA-WILCZEK
Strony: 179-187, Pobierz w wersji .PDF

Ciągły rozwój metod analitycznych, zmierzający do uzyskania najbardziej miaro- dajnych wyników pomiarów, jest obowiązkiem każdego laboratorium badawczego, reali- zującego prace związane z ochroną i oceną stanu środowiska naturalnego. Celem przed- stawionych badań jest praktyczna ocena przydatności specjalistycznego zestawu do oznaczania azotu metodą Kjeldahla w ciekłych próbkach środowiskowych o zróżnicowanym i nietypowym składzie fizykochemicznym. Proponowana wieloetapowa procedura oznacza- nia azotu metodą Kjeldahla obejmuje proces mineralizacji próbki, destylację otrzymanego mineralizatu oraz oznaczanie analitu w produkcie końcowym. W badaniach zastosowano zestaw szwajcarskiej firmy Büchi, składający się z pieca do mineralizacji Speed Digester K-436, destylarki Klej Flex K-360 oraz neutralizatora oparów (skrubera) B-414. Końcowe oznaczenie analitu prowadzono techniką wstrzykowej analizy przepływowej z dyfuzją gazową oraz detekcją spektrofotometryczną. Przeprowadzone dla roztworów wzorcowych oraz dla próbek środowiskowych pochodzących z różnych gałęzi przemysłu badania miały na celu optymalizację warunków pomiarowych i określenie wartości podstawowych cech jakościowych i ilościowych metody. Poprawność wyników otrzymanych za pomocą opra- cowanej procedury określono na podstawie badania odzysku azotu m.in. w ściekach socjal- no-bytowych, komunalnych oraz w odciekach pochodzących z procesu podziemnego zgazowania węgla. Uzyskane wyniki badań potwierdziły przydatność zaproponowanej pro- cedury pomiarowej do oznaczania azotu Kjeldahla zarówno w rutynowej praktyce laborato- ryjnej, jak i w badaniach monitoringowych nietypowych procesów technologicznych. Automatyzacja procesu analitycznego zwiększa efektywność oznaczeń przy jednoczesnym zachowaniu dobrej powtarzalności, dokładności i wiarygodności wyników.

Continuous development of analytical methods, tend to obtain the most reliable meas- urement results, it is the responsibility of each laboratory performing research work related to the protection and assessment of the environment. The aim of this study is practical evaluation the usefulness of specialized set for determination of Kjeldahl nitrogen in liquid environmental samples of different and unusual physical and chemical composition. Kjeldahl nitrogen content in environmental waters is defined in legal acts in the field of water - waste disposal, which undertakes research laboratories involved in the assessment of the environment to obtain the most reliable measurement results in this scope. Determina- tion of Kjeldahl nitrogen in water and wastewater is a specific method, assuming a multistep procedure for determining the indicator, used to monitoring and assess the state of the environment. The complexity of the research methodology is inseparably associated with an increased risk of load result to an error arising at the stage of the assay. In the study used a set for determination of Kjeldahl nitrogen, consisting of a mineralizer Speed Digester K-436, distiller Kjel Flex K-360 and vapor absorber Scrubber B-414 (Büchi, Switzerland). The concentration of the analyte in the obtained distillate was determined by using a flow injection analysis with spectrophotometric detection and gas diffusion. Object of the research consisted of standard solutions and environmental samples from different indus- tries, including samples from the process of underground coal gasification, with highly vari- able matrix. The study aimed to optimize the measurement conditions and to determined the basic qualitative and quantitative characteristics of applied method, such as operating range, limit of quantification, precision under repeatability conditions and the correctness of the method. The correctness of the results obtained with the aid procedure determined based on nitrogen recovery test in domestic sewage, municipal wastes and wastewater from the process of underground coal gasification. Obtained results met requirements of the method and confirmed the usefulness of the proposed multistep measurement procedure for the determination of Kjeldahl nitrogen not only in routine laboratory practice, but also for monitoring processes. The proposed automation of the analytical process provides good repeatability, accuracy and reliability of results.

5. Porównanie skuteczności elektroutleniania w mikrobiologicznym ogniwie paliwowym z katalizatorem stalowym i napowietrzania w oczyszczaniu ścieków
Comparison of Electrooxidation Efficiency in Microbial Fuel Cell with a Steel Catalyst and Aeration in Wastewater Treatment
Barbara WŁODARCZYK, Paweł P. WŁODARCZYK
Strony: 189-198, Pobierz w wersji .PDF

Technologia mikrobiologicznych ogniw paliwowych (MFC - microbial fuel cell), pozwalają- ca na bezpośrednią produkcję energii elektrycznej z surowców biodegradowalnych, może sta- nowić przyszłość nie tylko wytwarzania energii, ale także technologii oczyszczania ścieków. Istotną cechą tej technologii jest uzyskanie ogniw o bardzo niskich kosztach inwestycyjnych. W wysokowydajnych ogniwach paliwowych ze względu na znakomite własności katalityczne jako katalizator stosowana jest platyna. Ze względu na koszty w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych najczęściej stosuje się elektrody węglowe lub węglowe z 1% udziałem Pt. Praca przedstawia analizę możliwości wykorzystania stali jako katalizatora elektrody paliwowej w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych. Pomiary objęły porównanie zmian stężenia ChZT , NH 4 + oraz NO − 3 w reaktorze bez napowietrzania, z napowietrzaniem i przy wykorzy- staniu mikrobiologicznego ogniwa paliwowego. Wykazano, że katalizator stalowy może stano- wić alternatywę dla katalizatorów węglowych. Czas redukcji ChZT przy wykorzystaniu mi- krobiologicznego ogniwa paliwowego z katalizatorem stalowym zbliżony jest do czasu redukcji przy napowietrzaniu. Charakterystyka krzywej dla napowietrzania jest jednak bardziej ko- rzystna dla procesu oczyszczania ścieków. Uzyskiwana gęstość prądu wynosiła ok. 0,17 mA/cm 2 . Przeprowadzone pomiary wykazały, że mikrobiologiczne ogniwa paliwowe z katalizatorem stalowym mogą przyczynić się do rozwoju odnawialnych źródeł energii przy jednoczesnym wykorzystaniu ich do oczyszczania ścieków lub wspomagania ich oczyszczania.

Technology of microbial fuel cells (MFC), allowing for the direct production of electrici- ty from biodegradable materials can provide the future of not only energy production, but also wastewater treatment technologies. The fuel for microbial fuel cells can be every source of biodegradable organic matter. Furthermore, these cells can be easily scaled from centime- tres to cubic meters. In addition, microbial fuel cells allow for their installation at the site of waste generation, and therefore reducing transport costs, while reducing the space occupied by the infrastructure used for the transfer, storage and disposal of waste. They can provide the acquisition of electricity enabling partial independence from the outside supplier. An important feature of this technology is to provide cells with very low investment costs. In high efficiency fuel cells - because of its excellent catalytic properties - platinum is used as the catalyst. Due to the costs of microbial fuel cells, carbon (or carbon with 1% of Pt) elec- trodes are most common. The paper presents an analysis of the possibilities of using stainless steel as the fuel electrode catalyst in microbial fuel cells. The most important parameters of microbial fuel cells are the efficiency of wastewater treatment and the current density. The element that can increase both these parameters is the use of a suitable catalyst for the anode. The catalyst should have high catalytic activity and low price. It is therefore neces- sary to search for materials that meet both of these criteria. The presented measurements include a comparison of changes in the concentration of COD COD, NH 4 + and NO − 3 in the reactor without aeration, with aeration and with using a microbial fuel cell. It has been shown that the steel catalyst may be an alternative for carbon catalysts. The reduction time for COD with the use of microbial fuel cell with the steel catalyst is similar to the reduction time with aeration. However, the characteristics of the curve for aeration is more advanta- geous for the wastewater treatment process. The obtained current density was approx. 0.17 mA/cm 2 . The measurements showed that microbial fuel cells with steel catalyst may contribute to the development of renewable energy sources while being used for wastewater treatment plant or assisting their purification.

6. System informacji przestrzennej (GIS) w zarządzaniu infrastrukturą wodociągową i kanalizacyjną
Geographical Information Sytem (GIS) in the Facilities Management Waterworks and Sewer
Wiesław KĘDZIA, Ewa OCIEPA
Strony: 199-213, Pobierz w wersji .PDF

Do rozwiązywania zadań praktycznych, formułowanych w trakcie projektowania i ek- sploatacji sieci wodociągowych, wykorzystywane są systemy informacji przestrzennej (GIS). Systemy GIS znajdują praktyczne zastosowanie w wielu dziedzinach. Stąd bierze się różno- rodność terminów określających systemy przetwarzające informacje geograficzne, jak sys- tem informacyjny bazy danych geograficznych, system danych geograficznych, system in- formacji przestrzennej. Pomimo różnorodności celów przetwarzania, we wszystkich GIS punktem wyjścia są dane związane z lokalizacją obiektów geograficznych. Celem artykułu jest przedstawienie podstawowej wiedzy o możliwościach systemu informacji przestrzennej (GIS) w dziedzinie wodociągów i kanalizacji, zwłaszcza w zakresie ich utrzymania i ek- sploatacji. GIS może wspomagać rozwój działań modernizacyjnych, monitoringu i modelow- anie sieci wodociągowych i kanalizacyjnych.

To solve practical tasks that are generated during the design and operation of the net- work woterworks used for spatial information systems (GIS). GIS systems are applied in many fields. From here take the diversity of terms defining the geographical information processing systems, as well as geographical database information system, data system, a system of spatial information. Despite the diversity of purposes of processing, all GIS are the starting point of the data relating to the location of the geographic features. The purpose of this article is to provide basic knowledge about spatial information system GIS in the field of water and waste water, especially with regard to their maintenance and operation. GIS can assist in the development of modernization measures, monitoring and modelling of water supply network and sewerage.

7. Biotworzywa jako nowe materiały przyjazne środowisku naturalnemu
Bioplastics as a New Environmentally Friendly Materials
Rafał MALINOWSKI
Strony: 215-231, Pobierz w wersji .PDF

Problemy zanieczyszczenia środowiska naturalnego odpadami z tworzyw polimerowych, wyczerpujące się zasoby surowców kopalnych, nowe regulacje prawne dotyczące m.in. odzy- sku odpadów tworzywowych, a także protesty ekologów ukierunkowane na wprowadzanie na rynek materiałów ekologicznych były głównymi powodami, dla których w wielu placów- kach naukowo-badawczych podjęto prace badawcze w zakresie inżynierii materiałowej, re- cyklingu oraz technologii wytwarzania nowych materiałów użytkowych, przyjaznych dla środowiska naturalnego, a jednocześnie zachowujących właściwości klasycznych polimerów. W artykule omówiono wybrane zagadnienia w zakresie biotworzyw, tj. tworzyw biodegra- dowalnych i/lub wytwarzanych z surowców odnawialnych. Przedstawiono trzy główne grupy biotworzyw obejmujące tworzywa: (a) wytwarzane z surowców petrochemicznych i ulegają- ce biodegradacji, (b) nieulegające biodegradacji oraz wytwarzane z surowców odnawialnych oraz (c) wytwarzane z surowców odnawialnych i ulegające biodegradacji. Scharakteryzowa- no właściwości wybranych tworzyw biodegradowalnych, a także procesy biodegradacji oraz kompostowania. Ze względu na niektóre wady tych tworzyw lub możliwość ich częściowej degradacji już na etapie przetwórstwa omówiono również wybrane metody modyfikowania ich niektórych właściwości.

Rapidly growing annual production of polymers which attained 288 Mt in 2012 causes the enhancement of range of their applications as well as problems with management of their wastes arising. The environment becomes more and more burdened by non-biodegradable plastics and also processing raw materials for producing plastics. The problems of environ- mental protection, new legal regulations, protests of ecologists are main reasons to take the new initiatives in material engineering, manufacturing new functional renewable and biode- gradable materials for packaging purposes as well as their recycling technologies not affec- ting their basic properties. From the environmental point of view the greatest meaning have, so called, bio-plastics i.e. manufactured from renewable and/or biodegradable raw mate- rials. In spite of still poor application compared to other plastics (only 1% of the total poly- mer production) they begin to be more and more competitive compared to classic polymers of petroleum origin. They may be divided into three main groups: (a) biodegradable plasticsmade of petrochemical raw materials, e.g. polycaprolactone (PCL), aliphatic - aromatic co-polyesters (AAC), (b) plastics manufactured from renewable raw materials, non biode- gradable, often provided with the prefix “Eco” or “Bio” like e.g. polyethylene (Eco-PE), polypropylene (Eco-PP), poly(ethylene terephtalate) (Eco-PET), and (c) plastics manufactu- red from renewable and biodegradable raw materials like polylactide (PLA). At present the most advanced research tasks are conducted in renewable plastics. The problem concerns biodegradables (often called “double green”) like PLA as well as non-biodegradable plastics like Eco-PE. The greatest expectations concern application of “double green” because of their total bio-decomposition, renewability, and their ease in processability using classic processing machines. In spite of many valuable features some bio-plastics need to be modi- fied regarding certain disadvantageous properties concerning their usefulness. To do it following modification, i.e. physical as well as chemical may be undertaken, e.g. by blending with other polymers, preparing composites with different fillers or copolymerization, gra- fting or cross-linking. Biopolymers in primary or modified form may be applied not only in medicine for tissue rebuild engineering but also in mass application because of their easier and easier availability and ever decreasing prices.

8. Adsorpcja acetonu na materiałach ilastych
Acetone Adsorption onto Clay Minerals
Ireneusz PLIŚ, Magdalena WARZYBOK, Waldemar PROKOP, Roman PETRUS, Jolanta WARCHOŁ
Strony: 233-243, Pobierz w wersji .PDF

Celem niniejszej pracy było porównanie adsorpcji par acetonu na węglu aktywnym i naturalnych adsorbentach opartych na bentonicie. Naturalny bentonit poddano chemicznej modyfikacji poprzez dealuminację kwasem HCl, wymianę jonową solami: chlorkiem cezu (CsCl) i bromkiem tetrametyloamoniowym (TMA-Br) oraz interkalację. Otrzymane adsor- benty zastosowano do adsorpcji par acetonu. Badania przeprowadzono w warunkach kolumnowych w specjalnie do tego celu zbudowanej instalacji laboratoryjnej, składającej się z butli zawierającej mieszaninę par acetonu w azocie o danym stężeniu, kolumny wypełnionej badanym adsorbentem, przepływomierza oraz analizatora stężeń. Pomiar stężenia acetonu na wylocie z kolumny wykonano (on-line) techniką chromatografii gazowej. Badania przeprowadzono w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem atmosferycznym dla wejściowego stężenia acetonu równego 200 ppm. Na materiale modyfikowanym TMA-Br wyznaczono izotermę adsorpcji, którą wykorzystano do modelowania równowagi adsorpcji. Zastosowano równania empiryczne dwu-, trój- i czteroparametrowe.

The aim of the present work was to compare adsorption of acetone vapors on activated carbon and natural adsorbents based on bentonite. Natural bentonite was chemically modi- fied by acidic dealumination using HCl, by cationic exchange with cesium chloride (CsCl) and tetramethylammonium bromide (TMA-Br) salts and by intercalation. There were de- termined basic physical and chemical properties of the adsorbents and the investigation for acetone adsorption capacity was carried out. For comparative purposes, also active carbon (AC) was tested. The research was realized in a self-made system consisting of a bottle with acetone-nitrogen mixture with given concentration, fixed-bed column with tested adsorbent, flowmeter and concentration analyzer. Concentrations on column inlet and outlet were mon- itored on-line using gas chromatography technique. The tests were implemented on 0.5 g samples of active carbon, natural bentonite (B) and four modified bentonites: one treated with hydrochloric acid (B-HCl), two modified with Cs + and TMA + cations (B-Cs, B-TMA) and one intercalated. Samples were previously dried at 150°C for one hour. The tests were performed for atmospheric pressure, ambient temperature and inlet acetone concentration of 200 ppm. The amounts adsorbed by examined materials were calculated with integral method on the basis of obtained breakthrough curve. Non-modified bentonite (B) had much lower acetone adsorption capacity than modified ones. The determined acetone adsorption capacity followed the order: B-int > B-TMA > B-Cs > B-HCl > B. Using specific method of chemical modification, the acetone adsorption capacity level compared to AC was reached. Surface area (A BET ) of AC was 10-times greater than A BET of B-TMA, but in comparison with B-TMA the adsorption capacity of AC was only doubled. Therefore, A BET should not be the only factor determining acetone adsorption onto modified bentonite, but also chemical character of the adsorbent surface ought to be taken into consideration. The isotherm for B-TMA was examined in the temperature of 30°C for vapor pressure range of 0 to 0.5 P/P 0 . In order to perform modeling of adsorption equilibrium, there were used obtained equilibri- um concentrations of acetone in solid and gaseous state. Two-, three- and four-parametric empirical equilibrium models were applied. The non-linear curve fitting was carried out using the Levenberg-Marquardt algorithm. The relationship between two variables (experi- mental and theoretically predicted) was assessed by the Fisher test, the mean error and the approximation of standard deviation. The best criteria value of statistical tests proved that the best approximation of experimental data was obtained for the Redlich-Peterson model. Moreover, this model reflected the best approximation of experimentally obtained maximum adsorption capacity value (q m,exp ). The value of parameter n (n ≠ 1) implied heterogeneity of the B-TMA adsorbent surface and/or multilayer adsorption.

9. Analiza występowania pierwiastków śladowych w formie mobilnej frakcji respirabilnej pyłu (PM2,5) pobranego w otoczeniu elektrowni węglowej
Analysis of Trace Elements in the Mobile Form of Respirable Fraction PM2.5 Collected in the Surroundings of Power Plant
Elwira ZAJUSZ-ZUBEK, Anna MAINKA
Strony: 245-258, Pobierz w wersji .PDF

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań występowania wybranych pierwiastków śladowych (As, Cd, Co, Cr, Pb, Sb i Se), należących do grupy HAPs (ang. Hazardous Air Pollutants), w formie biodostępnej frakcji respirabilnej (PM2,5). Odpowiednią frakcję pyłu pobrano w otoczeniu pracującej elektrowni węglowej opalanej węglem kamiennym. Analiza specjacyjna frakcji pyłu PM2,5 została przeprowadzona według zmodyfikowanego schematu Tessiera z wykorzystaniem ekstrakcji formy rozpuszczalnej w wodzie (Frakcja 1). Średnie stężenia pierwiastków badanych we frakcji rozpuszczalnej w wodzie utworzyły następujący szereg: Pb>Cr>As>Sb>Cd>Se>Co. Jest on zbliżony do szeregu otrzymanego w źródłach literaturowych.

Research regarding environment and dust exposition conducted so far has been based on theoretical factors. These factors primarily concern the total content of heavy metals in su- spended dust. However, there is a shortage of data on the specific chemical forms of trace elements. These forms condition the heavy metal threat on the environment and human he- alth. Based on the results of chemical speciation, we can define the mobility of elements (inc- luding heavy metals) in the environment, that is, their bio-chemical activity during assimilation by organisms. The paper presents preliminary results of the occurrence of selected trace elements (As, Cd, Co, Cr, Pb, Sb and Se) that belong to the HAPs group (Hazardous Air Pollutants) in the PM2.5 water soluble form. The appropriate fraction of particulate matter was collected by Dekati PM10 Impactor in the surroundings of a working power plant that is fired with hard coal. The speciation analysis of PM2.5 fraction was con- ducted using a modified Tessier scheme. This procedure employs the extraction of a water soluble fraction (Fraction 1). The concentrations of elements were determined using the ICP- MS technique. Measurements delivered data on the average concentration of respirable fraction PM2.5, which equaled 22.93 μg/m 3 . While conducting the research in the surroun- dings of a working power plant, a relatively high ratio of PM2.5 to TSP (83%) and to PM10 (88%) was found. Among the determined trace elements, the highest average total concen- tration in PM2.5 was found for Pb (82.17 ng/m 3 ), while the lowest (less than 1 ng/m 3 ) was fo- und for Co. The highest average concentration in water soluble fraction F1 in PM2.5 was al- so found for Pb (12,97 ng/m 3 ), while the lowest concentration (below 1 ng/m 3 ) was found for Sb, Cd, Se and Co. The average concentrations of trace elements determined in the bioavai- lable fraction were found in a following order: Pb>Cr>As>Sb>Cd>Se>Co. This sequence is similar to the order received in the existing literature. In future, received data will assist in determining the forms of hazardous trace elements in total suspended particles (TSP), suspended dust (PM10) and in respirable fraction (PM2.5) in the surroundings of selected working power plants.

10. Chronione i rzadkie gatunki roślin użytków zielonych w Sudetach
Protected and Rare Species Plants of Grassland in the Sudetes Mountains
Anna PASZKIEWICZ-JASIŃSKA
Strony: 259-270, Pobierz w wersji .PDF

Przedstawiono występowanie gatunków roślin chronionych, zagrożonych i rzadkich na użytkach zielonych usytuowanych w makroregionach: Pogórze Zachodniosudeckie, Sudety Środkowe i Wschodnie. Na podstawie badań florystyczno-fitosocjologicznych, przepro- wadzonych w latach 2009-2014, stwierdzono dziesięć gatunków chronionych, w tym cztery taksony objęte ochroną gatunkową ścisłą. W składzie florystycznym użytków zielonych odnotowano dwa taksony podawane jako gatunki zagrożone wyginięciem na terenie Polski oraz osiem zagrożonych gatunków flory naczyniowej Dolnego Śląska o różnych kategoriach zagrożenia. Użytki zielone objęte badaniami, występujące w Sudetach Środkowych, charak- teryzują się większym udziałem gatunków zagrożonych i rzadkich niż w Sudetach Wschod- nich i Pogórzu Zachodniosudeckim.

An important part of the landscape of the Sudetes are grassland. They account approximately 50% of agricultural area. These are most often semi-natural communities which their origin, complexity of the structure and species composition are due to human ac- tivity. Over the past decades, the disappearance of many meadow communities and related taxons are observed. Intensification of this phenomenon makes it necessary to conduct a stu- dy on the current state of grassland. The floristic and phytosociological study was carried out in the years 2009-2014 with the Braun-Blanquet method on the grassland in Sudetes Mts (the Western Sudetes Foothills, The Central Sudetes, The East Sudetes). The resulting mate- rial was analysed in terms of endangered and rare species. Evaluation of the plant species was based on the Regulation of the Minister of Environment of 9 October 2014, on the pro- tection of species of plants. In addition, a list of endangered and rare vascular plants of Lo- wer Silesia has been taken into account, which was developed based on the International Union for Conservation of Nature (IUNC) and supplemented by criteria and regional cate- gories. The studies showed that in the floristic composition of part of the analysed grasslands there were 4 strictly protected species and 6 partial protected species. To the most commonly reported include: Colchicum autumnale L., reported slightly less frequently: Platanthera bi- folia (L.) Rich., Dactylorhiza majalis (Rchb.) P. F. Hunt & Summerh.), Colchicum autumnale L. Occasionally the presence of Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. subsp. conopsea, Trollius europaeus L., Iris sibirica L., Lilium martagon L., Epipactis helleborine (L.) Crantz were re- ported. Most of these species is placed on the endangered species list of vascular flora of Lo- wer Silesia, as a species exposed to extinction and species with a lower risk of extinction (ra- re). Trollius europaeus L., Gymnadenia conopsea (L.) R. Br. subsp. conopsea. are in danger of becoming extinct. From species close to the threat but at a lower risk of extinction occurred Dactylorhiza majalis (Rchb.) P.F. Hunt & Summerh and poorly threatened - Colchicum au- tumnale L. and Platanthera bifolia (L.) Rich. Most of the rare and protected species was fo- und on grassland located in the Central Sudetes, which can be associated with taking inven- tory more research areas (meadows and pastures), than on the Western Sudetes Foothills and in the East Sudetes.