Application of the QMOM in Research on the Behavior of Solid-liquid Suspensions

The population balance equation (PBE) is a continuity statement written in terms of the number density function. It describes, among others, the aggregation-breakage, nucleation and particle growth phenomena in solid-liquid suspensions. Fast and computationally inexpensive methods for solving the PBE are very much in demand today for computational fluid dynamics (CFD) simulations, industrial plants designs or scientific research. The Class Method (CM), Monte Carlo method (MC), method of moments (MOM) and its derivatives are the most popular solutions. In this work application of the Mathcad softwarefor the quadrature method of moments (QMOM) is shown. The Mathcad allows one to create a simple and clear algorithm which can be easily changed according to the user needs, e.g. in modification of an aggregation kernel mathematical formula. The program written can be readily run on a standard PC computer. To verify a correctness of calculations the appropriate measurements were made and an efficiency of the program created was compared with another one written in the Turbo Pascal language

The content of selected phosphorus forms in soil and red clover and the activity of soil phosphatases in relation to differentiated mineral and organic fertilisation

Celem badań była ocena zawartości fosforu ogółem, fosforu związków organicznych i przyswajalnego oraz aktywności fosfatazy alkalicznej i kwaśnej w glebie pod wpływem nawożenia koniczyny łąkowej (Trifolium pratense L.) obornikiem i azotem. Glebę do analiz chemiczno-biochemicznych pobrano z wieloletniego, statycznego doświadczenia polowego założonego na terenie Rolniczego Zakładu Doświadczalnego w Grabowie nad Wisłą przez Zakład Żywienia Roślin i Nawożenia IUNG w Puławach. Pierwszym czynnikiem doświadczalnym było nawożenie obornikiem w dawkach: 0, 20, 40, 60 i 80 t·ha-1, natomiast drugim - nawożenie azotem w dawkach: 0, 30, 60 i 90 kg N·ha-1. Stwierdzono, że nawożenie zarówno obornikiem, jak i azotem w istotny sposób wpływało na zawartość fosforu ogółem i jego form. Stwierdzono również istotną zmienność aktywności enzymatycznej badanej gleby zarówno pod wpływem zastosowanych czynników doświadczalnych, jak również w zależności od terminu pobierania próbek glebowych. Zawartość fosforu ogółem w suchej masie koniczyny łąkowej (Trifolium pratense L.) istotnie zależała od czynników doświadczenia.The aim of the present research was to evaluate the content of total phosphorus, organic phosphorus and available phosphorus and the activity of alkaline and acid phosphatases in relation to soil fertilisation with manure and mineral nitrogen. The soil for chemical and biochemical analyses was sampled from a long-term field experiment set up in the Agricultural Experimental Station at Grabow-by-the Vistula by the IUNG Plant Nutrition and Fertilization Institute in Puławy. The first experimental factor involved manure fertilisation at the following doses: 0, 20, 40, 60 and 80 t·ha-1, while the second one: fertilisation with mineral nitrogen at the following doses: 0, 30, 60 and 90 kg N·ha-1. It was demonstrated that fertilisation both with manure and with mineral nitrogen significantly affected the content of total phosphorus and its fractions. Enzymatic activity of the studied soil depended both on the experimental factors and sampling date. The content of total phosphorus in dry matter of red clover was modified by the experimental factors

Phosphorus content and distribution and the activity of phosphatases in Arenosols in forest affected by long-term exposure to the effects of the Nitrogen Works Anwil in Wloclawek

This paper presents the results of research examining the soil content of total and available phosphorus (PE-R) taking the activity of alkaline and acid phosphatase into consideration. For this study three soil profiles were sampled in Arenosols at a distance of 0.8 km, 2.0 km and 2.5 km from the Nitrogen Works Anwil SA as well as a control profile in the Tuchola Forest. The soils’ reaction ranged from acidic to very acidic. The humus content in the surface horizons of the sampled profiles was average (1.26 – 2.61%). The lowest PE-R content was found in the profile sampled closest (0.8 km) to the Nitrogen Works. The Distribution Index (DI) calculated for available phosphorus pointed towards moderate accumulation, while at the same time the availability index (IM) confirmed low availability especially in profile I. The activity of alkaline and acid phosphatase, which are the enzymes responsible for the phosphorus transformation in the soil, varied depending on the distance from the Nitrogen Works. Inhibition of alkaline phosphomonoesterases and stimulation of the acid esterases, which were both connected to the examined soil reaction, were observed. The activity of phosphatases as well as total and available phosphorus content were decreasing steeply along the soil profiles. Furthermore, a significant correlation between Corg and the activity of alkaline and acid phosphatase (r=0.94, p<0.05 and r=0.67, p<0.05, respectively) as well as between the content of PE-R and the activity of alkaline phosphatase (r=0.67, p<0.05) was recorded. The results suggest a need for further research and monitoring of Arenosols in the forest affected by the Nitrogen Works

The phosphorus and heavy metals in soils due to the effect of uncontrolled waste damps

W pracy przedstawiono wyniki dotyczące oddziaływania niekontrolowanych wysypisk śmieci zlokalizowanych na glebach piaszczystych województwa kujawsko- -pomorskiego na zawartość rozpuszczalnych form fosforu i wybranych metali ciężkich (Zn, Cu, Ni i Cr) oznaczonych w wyciągu 0,01 M CaCl2. Stwierdzono, że nielegalne składowanie odpadów przyczyniło się do wzrostu pH badanej gleby oraz miało wpływ na zawartości form aktywnych niklu, chromu i cynku. W poziomach powierzchniowych gleb znajdujących się 100 m od wysypisk, bezpośrednio pod warstwą zdeponowanych odpadów odnotowano większe zawartości węgla, fosforu i miedzi. Odpady składowane na obszarze badanych wysypisk nie wpłynęły znacząco na zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi. Przeprowadzona analiza wariancji wykazała istotny wpływ badanych czynników (obiekty oraz głębokość pobierania prób) na zmiany zawartości Corg, P, Zn, Cu, Cr oraz Ni. Bardzo duże wartości współczynników zmienności (CV%) badanych parametrów wykazały dużą niejednorodność uzyskanych wyników. Zawartość oznaczonych metali ciężkich układa się w następującym szeregu: Cr > Zn > Ni > Cu.The paper presents the results on the effect of uncontrolled garbage damps located on sandy soils of the Kujawy and Pomorze Province on the content of phosphorus and selected heavy metals (Zn, Cu, Ni and Cr) assayed in the extract of 0.01 M CaCl2. It was found that illegal damping resulted in the changes in the physicochemical properties of the soils analysed. In the soil surface horizons waste 100 m distance from the waste dump there were higher contents of organic carbon, phosphorus and cooper. The waste stored in the area of the damps investigated did not show a considerable effect on the contamination of soils with heavy metals and their content was connected with the biogeochemical cycle in nature. The analysis of variance showed a signifi cant effect of the factors studied (objects and soil sampling depth) on the changes in the content of Corg, P, Zn, Cu, Cr as well as Ni. High values of the coeffi cients of variation (CV%) of the parameters showed a high heterogeneity of the results. With the factors applied the content of the heavy metals assayed comes in a following series: Cr > Zn > Ni > Cu

Ksztaltowanie sie wybranych wlasciwosci biochemiczno-chemicznych gleby plowej pod wplywem wieloletniego nawozenia obornikiem i azotem

Próby glebowe pobrano ze statycznego doświadczenia polowego założonego w 1980 roku na terenie RZD w Grabowie przez IUNG w Puławach. Należy ona do gleb od lekko kwaśnych do kwaśnych. Próby glebowe pobrano spod uprawy pszenicy ozimej uprawianej w zmianowaniu „zubożającym" glebę z substancji organicznej. W całym doświadczeniu zastosowano zróżnicowane nawożenie organiczno-mineralne w postaci obornika bydlęcego w dawkach: 0, 20, 40, 60, 80 t·ha⁻¹ pod ziemniaki co 4 lata oraz azotem mineralnym w postaci saletry amonowej w dawkach: 0, 40, 80, 120 kg·ha⁻¹ . Celem pracy było zbadanie wpływu nawożenia zróżnicowanymi dawkami obornika i azotu mineralnego na zawartość fosforu związków organicznych, węgla organicznego, azotu ogółem oraz aktywności fosfatazy kwaśnej w glebie płowej typowej. Obliczono również wartości stosunku С org. : P org. określającego kierunek przemian materii organicznej oraz wartość stosunku С : N będącego czynnikiem decydującym o nasileniu procesów mineralizacji. Zawartość badanych składników pokarmowych i aktywność Acd była istotnie zależna od zastosowanego nawożenia organicznego. Zwykle wraz ze zwiększającymi się dawkami obornika stwierdzono wyższą aktywność Acd oraz zawartość С org. i P org. Nawożenie azotem mineralnym nie miało istotnego wpływu.Soil samples were taken from under winter wheat cultivated in crop rotation „depleting" the soil in organic matter, from a static field experiment settled in 1980 at Grabowo Agricultural Experimental Station (Institute for Soil Tillage, Fertilization and Soil Science, Puławy). The soil falls into light acidic to acidic class. A differentiated organic-mineral fertilization with cattle manure in doses: 0, 20, 40, 60, 80 t·ha⁻¹ applied under potato every 4 years, and with mineral nitrogen in form of ammonium nitrate in doses: 0, 40, 80, 120 kg·ha⁻¹, was applied over the whole experiment period. The objective of study was to establish the effect of fertilization with various manure and mineral nitrogen doses on the content of organic compound phosphorus, organic carbon and total nitrogen contents and on activity of acid phosphatase in typical brown podzolic soil. The С org. : P org. ratio indicating directions in changes of organic matter as well as the С : N ratio, a factor crucial for the intensity of mineralization processes, were also calculated. The content of nutrients under study as well as Acd activity, were significantly dependent on organic fertilization used. Usually increasing manure doses increased the Acd activity as well as the concentrations of С org. and P org. Fertilization with mineral nitrogen did not show any significant effect

Changes in the activity of phosphatase and the content of phosphorus in salt-affected soils grassland habitat Natura 2000

The subject of this study was the humus horizons in the salt-affected soils of Natura 2000 (Ciechocinek, Poland). In the adequately prepared soil, there were determined: pH in CaCl₂, total organic carbon (TOC), exchangeable cations (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺), salinity (EC1:5), the content of total (TP) and available phosphorus (AP), the activity of alkaline (AlP) and acid (AcP) phosphatases. TOC affected the degree of saturation of the sorption complex with basic cations, as confirmed by correlation analysis. In the analysed soil samples a series of quantitative cations of basic character is as follows: Ca²⁺>Na⁺>K⁺>Mg²⁺. Increased salinity has modified the qualitative and quantitative composition of the soil solution. Correlation analysis confirmed the significant relationship between the conduction of the electrolytic soil and the content of sodium and potassium cations. The highest value of EC1:5 was found in the soil sampled near the ditch (sites 12, 13, 16). According to PN-R-04023 (1996), this soil classifies as class V with a very low content of P available but the availability factor for phosphorus value ranged from 2.773 to 5.252% indicating that soil P was sufficient for plant growth in this habitat. Significant positive correlations were found between salinity, alkaline phosphatase and exchangeable K⁺, Na⁺. Significant negative correlations were found between EC1:5 with P available and the availability factor for this nutrient (AF). The positive significant correlations among soil alkaline phosphatase and some physicochemical properties suggested that salinization had effects on these variables. Alkaline phosphatase may be used as indicators of soil quality in salinized grassland habitat Natura 2000

Wpływ intensywności nawożenia gleby zróżnicowanymi dawkami azotu na kształtowanie zawartości fosforu i aktywności fosfatazy w kukurydzy Corn (Zna mays L.)

The aim of the present research was to determine the effect of minerał nitrogen fertilization on the content of total phosphorus and organic compounds and the acidic and alkaline phosphatase activity in corn. Besides, the research involved monitoring of seasonal changes in the analyzed parameters in the dry matter of com. The soil on which the test plant was grown was tertilised with cattle FYM applied once every four years in potato growing: 20, 40 Mg o ha-1 - factor I, and varied minerał ammonium nitrate doses: (NO) - 0, (NI) -45, (N2) - 90, (N3) - 135 kg N o ha-1 - factor II. There was found a significant effect of minerał nitrogen fertilisation in a form of ammonium nitrate on the content of phosphorus in com. The highest significant content of total phosphorus and phosphorus of organic compounds was found in the biomass of com from N2 nitrogen treatments. The highest dose of nitrogen applied in the experiraent (N3) resulted in a significant decrease in the phosphorus fraction in com researched. The activity of alkaline phosphatase in corn ranged from 10.9 to 35.5 mM pNP o kg-1 o h-1, while the activity of acid phosphomonoesterase was higher and ranged from 29.5 to 130 mM pNP o kg-1 o h-1, irrespective of the com harvest date.Celem przeprowadzonych badań byto określenie wpływu nawożenia azotem na zawartość fosforu ogółem i związków organicznych oraz aktywność fosfatazy kwaśnej i alkalicznej w kukurydzy. Ponadto w badaniach uwzględniono monitoring sezonowych zmian analizowanych parametrów w suchej masie kukurydzy. Gleba, na której uprawiano roślinę testową, nawożona była obornikiem bydlęcym stosowanym raz na cztery lata w uprawie ziemniaka: 20 i 40 Mg o ha-1 - I czynnik, oraz zróżnicowanymi dawkami saletry amonowej: (NO) - O, (NI) - 45, (N2) - 90, (N3) - 135 kg N o ha-1 - II czynnik. Stwierdzono duży wpływ nawożenia azotem w postaci saletry amonowej na zawartość fosforu w kukurydzy. Największą znaczną zawartość fosforu ogółem i fosforu związków organicznych stwierdzono w biomasie kukurydzy pobranej z obiektów nawożonych azotem mineralnym w dawce N2. Zastosowany w doświadczeniu azot w dawce (N3), spowodował istotne obniżenie badanych frakcji fosforu w kukurydzy. Aktywność fosfatazy alkalicznej w kukurydzy kształtowała się w zakresie 10,9-35,5 mM pNP o kg-1 o h-1, natomiast aktywność kwaśnej fosfumonoesterazy była wyższa i mieściła się w zakresie od 29,5-130 mM pNP o kg-1 niezależnie od terminu zbioru kukurydzy