Występowanie metali w całkowitej ilości cząstek zawieszonych w wodach miejskich określona za pomocą ekstrakcji sekwencyjnej

The binding of metals to total suspended solids (TSS) and their speciation in urban wastewater drastically influences the efficiency of capturing metals in sewage sludge in the framework of wastewater treatment plant technology. In this article, a modified sequential extraction procedure of the Bureau Communautaire de reference (BCR) was applied to TSS from urban wastewater and digested sludge samples. Samples were collected from combined sewer system and the Central Wastewater Treatment Plant in Ostrava, Czech Republic. The collection of wastewater samples and digested sludge was performed April to June 2013. Altogether, 42 samples of urban wastewater and 3 samples of digested sludge were obtained. The sequential extraction of TSS has proven that the highest proportions of As, Cr, Cu, Ni and Fe are associated with the residual fraction (61-75%). Zn and Mn are bound to the reducible fraction (64-65%). Finally, Pb and Cd are bound predominantly to the oxidizable fraction (56%). The results show that general trend proportions of metals from TSS in the oxidizable fraction is Cd ~ Pb > Cu > Zn > Fe > Ni > Cr > As > Mn. The distribution of metals between fractions was highly variable in digested sludge. The smallest amounts of all metals in digested sludge are associated with the exchangeable fraction (Ni 5.8%; other metals Cu> Zn> Fe> Ni> Cr> W> Mn. Rozkład metali między frakcjami różnił się znacząco w przefermentowanym osadzie. Najmniejsze ilości wszystkich metali w przefermentowanym osadzie związane są z frakcją wymienną (Ni 5,8%; inne metale <3,7%). Kadm, Zn i Mn są głównie związane we frakcji redukowalnej (68%, 37% i 35%). W przypadku frakcji utlenialnej, zawartość wszystkich metali jest stosunkowo niska (maksymalnie 20,3% Fe). Z wyjątkiem Cd, dominujące porcje wszystkich metali w przefermentowanego osadu są związane z frakcji pozostałości (45.8-99.7%). Porównanie dystrybucji metali w poszczególnych frakcjach z TSS i przefermentowanego osadu wskazuje, że części Cd, Cu, Cr, Mn, Pb, Zn i Fe są znacząco różne. Wyniki wskazują, że Cu, Cd, Pb, Zn i Mn z przefermentowanego osadu związane są z krzemianami a także fosforanami

Potential reduction in nutrient leachability from sewage sludge applied in land reclamation

Referat dotyczy uwalniania składników organicznych i węgla organicznego z osadu ściekowego stosowanego w rekultywacji zgodnie z rekomendacjami BREF/IPPC dla odpadów i skał płonnych. Zawartości Ncałk i Pcałk w szlamie przekraczają standardy zanieczyszczenia powierzchni wody na co wskazuje rozporządzenie Rządu 229/2007. Dodanie 10% kaolinitu i bentonitu znacząco zmniejsza zdolność do wymywania Ptotal; osiągnięto wskaźnik adsorpcji dla kaolinitu i bentonitu kolejno 83% i 88%. Podczas jednotygodniowej stabilizacji osadu nastąpił istotny rozpad związków organicznych, którego rezultatem był wzrost zawartości Ncałk oraz nierozpuszczonego węgla organicznego w odcieku. Stężenie Ncałk w odcieku wzrosło o połowę, w nierozpuszczonym węglu organicznym (DOC) zwiększyło się o 2/3. W przypadku wyższych stężeń Ncałk i DOC w odcieku, wydajność adsorpcji kaolinitu i bentonitu jest wyższa. Efekt dodatku podstawowych minerałów gliny nie objawił się w formie zmniejszonej toksyczności osadu.The paper deals with the release of nutrients and organic carbon from sewage sludge applied in land reclamation within BREF/ IPPC recommendations for tailings and waste rock management. The contents of Ntotal and Ptotal in the sludge leachate exceed the pollution standards of permissible surface water pollution according to Government Decree 229/2007 Coll. Adding 10% of kaolinite and bentonite significantly decreases the leachability of Ptotal; the adsorption efficiency reached 83% in kaolinite and 88% in bentonite. During oneweek stabilization of sludge there was a substantial decomposition of organic compounds, which resulted in a rise in the contents of Ntotal and dissolved organic carbon in the leachate. The content of Ntotal in the leachate increased by a half, in the dissolved organic carbon (DOC) it rose by 2/3. At higher concentrations of Ntotal and DOC in the leachate the efficiency of adsorption of kaolinite and bentonite is higher. The effect of additives on the base of clay minerals did not manifest in the form of reduced ecotoxicity of the sludge leachate

Związki organiczne pochodzenia naturalnego w osadach z oczyszczalni ścieków

Organic compounds of natural origin were analyzed in three types of sludge produced by waste water treatment plant – limed sludge with 12 % of CaO, limed sludge with 6% of CaO and sludge without processing. Analysis was performed by pyrolytic gas chromatography with mass spectrometry detection (Py-GC/MS). The main component pf natural origin in waste-water treatment sludge were determined. They comprise compounds form the following groups: fatty acids and their methylesters, steroids, substances derived from polysaccharides, substances derived from lignin, compounds with nitrogen (both heterocyclic and aliphatic), substances with so called non-specific origin (toluene, styrene, acetic acid, methylphenols and phenols). Interpretation was attempted for identification of organic compounds sources as well as determination of humification and mineralization degree. The ratio benzene/toluene was used as the criterion for humification in waste-water treatment sludge. Benzene is derived from degradation of condensed aromatic structure, toluene is derived from both condensed aromatic structures and pseudostable organic matter. The ratio furfural/pyrolle was used of expression of mineralization degree of organic matter. Furfural is a product of labile organic matter (saccharides) while pyrolle originates from stable organic matter (humified components containing nitrogen). Compared with non-limed sludges, limed sludges have higher rate of decomposition of organic matter as well as subsequent mineralization. Limed sludges accumulate more compounds derived from lignine which is caused by more intensive decomposition of polysaccharides. From the point of view of utilization in agriculture, limed sludge is the most suitable sludge produced by waste-water treatment.Przeanalizowano związki organiczne pochodzenia naturalnego w trzech typach osadów wytwarzanych przez oczyszczalnie ścieków - szlam wapnowany zawierający 12% CaO, szlam wapnowany z 6% CaO i osady nieprzetworzone. Analizę przeprowadzono za pomocą pirolitycznej chromatografii gazowej ze spektrometrią masową (Py-GC / MS). Określono główne składniki pochodzenia naturalnego w osadach z oczyszczalni ścieków. Stanowią one związki z następujących grup: kwasy tłuszczowe oraz ich estry metylowe, steroidy, substancje pochodzących z polisacharydów, substancje pochodzące z ligniny, związki z azotem (zarówno heterocyklicze i alifatyczne), substancje o tzw. niespecyficznym pochodzeniu (toluen, styren, kwas octowy, metylofenole i fenole). Przedstawiono próbę identyfikacji źródeł związków organicznych, a także określenia stopnia humifikacji i mineralizacji. Stosunek benzenu do toluenu stosuje się w osadach z oczyszczalni ścieków jako kryterium humifikacji. Benzen jest pochodną z degradacji skondensowanej struktury aromatycznej, toluen pochodzi zarówno ze skondensowanych struktur aromatycznych jak i z pseudostabilnej materii organicznej. Stosunek furfural/pyrol użyto w celu ekspresji stopnia mineralizacji materii organicznej. Furfural jest produktem nietrwałej substancji organicznej (sacharydy), a pyrol pochodzi ze stabilnej materii organicznej (nawilżonych składników zawierających azot). W porównaniu z niewapnowanymi osadami, osady wapnowane mają wyższy wskaźnik rozkładu materii organicznej, jak i późniejszej mineralizacji. Wapnowane osady gromadzą więcej związków pochodzących z ligniny co jest spowodowane bardziej intensywnym rozkładem polisacharydów. Z punktu widzenia wykorzystania w rolnictwie, szlam wapnowany jest najbardziej odpowiednim osadem wytwarzanym przez oczyszczalnie ścieków

Energetic properties of compost

Komposty, które nie mogą być często użyte w rolnictwie, kształtowaniu krajobrazu czy rekultywacji gleby z powodów prawnych, mogą być stosowane w przypadku wytwarzania energii. Całkowita wartość opałowa kompostu osiąga 12 MJ/kg i jest to wywołane występowaniem większości składników w materiałach wejściowych. Zawartość części lotnych (55%) jest około 10% mniejsza niż w przypadku innych rodzajów biomasy. Ilość czystego koksu wynosi 10%. W przygotowywaniu paliwa dochodzi do utraty węgla w procesie kompostowania. Aby temu zapobiec, można dodać składnika bogatego w celulozę jak na przykład zużyte kartony. Organicznie związane alkalia uwalniają się podczas kompostowania i przechodzą do fazy wodnej. Zawartość Na2O i K2O w suchej materii kompostowej zmniejszyła się o 20%, a zawartość chloru spadła o 30%. Redukcja w składzie alkaliów przyczynia się do niskiego wskaźnika alkaliów w kompoście (0.11-0.12), który nie powinien być przyczyną problemów z odżużlaniem się bądź zanieczyszczaniem (wartość wskaźnika alkaliów > 0.17). Kompostowanie skutkuje redukcją całkowitej zawartości elementów niebezpiecznych (Hg - 20% i 10% w przypadku Cd, Zn, Ni) w suchej materii kompostowej.Composts, which cannot often be used in agriculture, landscaping or land reclamation for legislative reasons, may be used for power-generation purposes. The gross calorific value of aged compost reaches 12 MJ/kg and it is conditioned by the abundance of majority components in the input materials. The content of volatile combustible (55%) is by about 10% lower than in other biomass. The fixed carbon content reaches 10%. In preparing fuel the carbon loss during the composting process may be eliminated by means of adding another component high in cellulose, e.g. waste cardboard. During composting organically combined alkali liberate and transfer into the water phase. The content of Na2O and K2O in the compost dry matter decreased by 20% and the chlorine content dropped by 30%. A reduction in alkali content contributes to a low alkali index of the compost (0.11-0.12), which shall not manifest problems with slagging or fouling (alkali index value > 0.17). Composting resulted in a reduction of the total content of certain risk elements (Hg - 20%, and 10% in Cd, Zn, Ni) in thecompost dry matter

Water pollution abatement programme. The Czech Republic. Project 4.2. Assessing critical loads of acidity to surface waters in The Czech Rebublic. Critical loads of acidity to surface waters, north-eastern Bohemia and northern Moravia, The Czech Republic

Critical loads of acidity to surface waters and their exceedances were estimated for north-eastern Bohemia and Moravia in The Czech Republic. 13 400 km² or 17 % of the area of the country has been surveyed. Varying critical loads were observed within the examined region. 19 % of the examined area showed exceedance of critical load, and an other 11 % was close to exceedance. A continuation of the survey is recommended in Bohemia.The Norwegian Ministry of Environmen

Water pollution abatement programme. The Czech Republic. Project 4.2. Assessing critical loads of acidity to surface waters in The Czech Rebublic. Critical loads of acidity to surface waters, north-eastern Bohemia and northern Moravia, The Czech Republic

Critical loads of acidity to surface waters and their exceedances were estimated for north-eastern Bohemia and Moravia in The Czech Republic. 13 400 km² or 17 % of the area of the country has been surveyed. Varying critical loads were observed within the examined region. 19 % of the examined area showed exceedance of critical load, and an other 11 % was close to exceedance. A continuation of the survey is recommended in Bohemia

Water Pollution Abatement Programme, The Czech Repuhlic Project 3.4 Environmental Improvement of Areas Polluted by Metal Ore Mining

The report discusses water pollution from mining in the Zlate Hory area in tbe Czech Republic. The Zlate Hory Mining District is tbe largest mineral deposit of base metals in this country , and tbe results obtained in this study will be of practical value for tbe solution of similar problems in other parts of tbe Czech Republic. The creeks draining the mining areas (Castle Creek and Golden Creek) are both polluted with heavy meta1s. In Castle creek the concentration is 8000 µg/l zinc and 7oo µg/l copper. Most of the water from polluted areas draining to Golden Creek is treated by liming and sedimentation. The concentration in this creek is still 700 µg/l zinc and 20 µg/l copper downstream the town of Zlate Hory. There is little fish and on1y some pollution-resistant organisms present in this part of the Golden Creek. The report is based both on co-operate field work between NIVA and The Mining University, and on the results from the monitoring programme of Povodi Odry.The results from the work from different institutions are in good accordance. It is recommended that possible pollution sources in the town of Zlate Hory and in other parts of tbe area are given more attention

Ekotoksyczność karbonizatu z pirolizy odpadów komunalnych i przemysłowych

The samples of pyrolytic carbon from Burgau Waste Pyrolysis Plant (Germany) produced by pyrolysis of municipal, industrial and special waste were monitored in terms of ecotoxicity. Collembola (springtails) were selected for reproductive bioassay. After 28 days’ incubation of juveniles, the value of EC50 was determined for selected metals. The study indicates the lowest sensitivity of Folsomia candida to iron (1.689 mg/kg dry matter correspond to EC50). The relative sensitivity for other metals can be expressed in form of a series: Fe < Zn = Cu < Pb < Mn < Ni = Cd. The highest sensitivity was found for cadmium (1.2 mg/kg dry matter). Pyrolytic carbon from MPA Burgau contains high concentrations of chlorides, which cause inhibition of reproduction of Folsomia candida and therefore represent a limiting factor for determination of ecotoxicity of heavy metals in Folsomia candida. The index of acute toxicity EC50 was obtained for concentration of 500 mg/kg chlorides in dry matter.Próbki karbonizatu z Burgau Waste Pyrolysis Plant (Niemcy) wytwarzanego podczas pirolizy odpadów komunalnych, przemysłowych i specjalnych były badane pod kątem ekotoksyczności. Do badań biologicznych rozmnażania wybrano Collembola (skoczogonki). Po 28 dniach inkubacji młodych, ustalono wartość EC50 dla wybranych metali. Badanie wykazało najniższą wrażliwość Folsomia candida na żelazo (1,689 mg/kg suchej masy w stosunku do EC50). Relatywna wrażliwość na inne metale może zostać zaprezentowana jako Fe < Zn = Cu < Pb < Mn < Ni = Cd. Najwyższą wrażliwość stwierdzono dla kadmu (1,2 mg/kg suchej masy). Karbonizat z MPA Burgau zawiera wysokie stężenia chlorków, które powodują zahamowanie reprodukcji Folsomia candida a zatem jest ograniczonym wskaźnikiem ekotoksyczności metali ciężkich. Wskaźnik toksyczności ostrej EC50 otrzymano dla stężenia 500 mg/kg chlorków w suchej masie