wpływ czasu trwania fazy gorącej kompostowania na usuwanie wwa ...

More documents

Recommendations

Info

284 heksanem i chloroformem. Uzyskane eluaty zagęszczano w atmosferze azotu do objętości 0,5 cm 3 . Końcowym etapem było oznaczenie ilościowe i jakościowe na chromatografie gazowym (AT 7890A), wyposażonym w dozownik z rozdziałem strumienia (splitsplitles) i detektor masowy (AT 5975C VL MSD). Analizę przeprowadzono na kolumnie chromatograficznej HP-5MS z użyciem helu jako gazu nośnego. Początkowa temperatura pieca GCMS 60ºC utrzymywana była przez 1,5 min. Następnie wzrosła do 160ºC w tempie 30ºC/min., potem z prędkością 5ºC/min. do 195ºC i ostatecznie z przyrostem 3ºC/min. do 280ºC. Końcowa temperatura utrzymywana była przez 18 min. [Amir i in., 2005]. Temperatura The MS transfer line wynosiła 280ºC a MS source 230ºC. Temperatura dozownika utrzymywana była na poziomie 300ºC. Uzyskane dane były analizowane za pomocą selected ion monitoring mode (SIM). Oznaczenie jakościowe i ilościowe wykonano w oparciu o wzorzec zewnętrzny 16. WWA (acenaften, acenaftylen, antracen, benz(a)antracen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(ghi)perylen benzo(a)piren, chryzen, dibenz(a,h)antracen, fluoranten, fluoren, indeno(1,2,3-cd)piren, naftalen, fenantren, piren). Czułość metody 0,001 mg/kg s.m. 3. ANALIZA WYNIKÓW Pierwszym etapem prowadzonych badań było sprawdzenie odzysku wielopierścieniowych Suma stężeń 16. WWA 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 0,000 50,000 100,000 150,000 Doba węglowodorów aromatycznych z matrycy. Do analiz użyto materiału certyfikowanego, zawierającego 16 WWA w osadzie ściekowym. W większości przypadków odzysk wynosił około 60%. Największy osiągnięto dla benzo(k)fluorantenu i antracenu powyżej 70%, a najmniejszy osiągnięto dla benzo(ghi)perylenu i indeno(1,2,3-cd)pirenu powyżej 30%. W oparciu o chromatograficzną analizę jakościową i ilościową oznaczono zawartość 16. wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w próbkach kompostu z pryzm, z cyklu I, II i III. W badanych próbkach, stężenia czterech węglowodorów: acenaftenu, benzo(a)pirenu, benzo(ghi)perylenu i dibenzo(a,h)antracenu były poniżej czułości metody. Wyniki przykładowych sum 16. węglowodorów zobrazowano na rysunku 1. Zmiany sumy stężeń 16. WWA najlepiej opisują funkcje logarytmiczne. W cyklu I (7 dni przetrzymania w bioreaktorze dynamicznym) współczynnik determinacji R 2 , określający jaka część zmienności została opisana przez funkcję, wynosi 0,56. W cyklu II (14 dni przetrzymania w bioreaktorze dynamicznym) wartość współczynnika determinacji R 2 jest najmniejsza. 53% danych empirycznych jest opisane przez zaproponowany model. Najlepsze przyporządkowanie funkcji logarytmicznej do zmiany sum stężeń 16. WWA w czasie zaobserwowano w cyklu III (21 dni przetrzymania w bioreaktorze dynamicznym). Współczynnik determinacji R 2 wyniósł 0,69. Rys.1. Zmiany sumy stężeń 16. WWA w czasie kompostowania na pryzmach w trzech różnych cyklach 7 dni 14 dni 21 dni 7 dni 21 dni 14 dni
Największy spadek sumy stężeń 16. węglowodorów aromatycznych nastąpił w ciągu pierwszych dwudziestu dni we wszystkich trzech cyklach. Ostatecznie, w cyklu I wartość sumy 16. WWA zmalała o 41%, w cyklu II ponad 60% i w cyklu III poniżej 70%. W oparciu o analizę wariancji nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy zerowej, mówiącej o braku różnic dla cyklu II i III. Istotna jest natomiast różnica między cyklem I a pozostałymi dwoma cyklami. Po czterech miesiącach kompostowania zawartość węglowodorów, zawierających do trzech skondensowanych pierścieni aromatycznych, zmalała średnio o 60%, czyli z 0,115 mg/kg s.m. na 0,046 mg/kg s.m. w cyklu I i ponad 90% w cyklu II i III, odpowiednio z 0,241 mg/kg s.m. na 0,023 mg/kg s.m. oraz z 0,0214 mg/kg s.m. na 0,016 mg/kg s.m. W przypadku węglowodorów o większej liczbie skondensowanych pierścieni w cyklu I, suma ich stężeń zmalała średnio o około 30%, czyli z wartości 0,119 mg/kg s.m. do 0,080 mg/kg s.m. a w cyklu II i III o około 40%, odpowiednio z 0,250 mg/kg s.m. na 0,139 mg/kg s.m. oraz z 0,142 mg/kg s.m. na 0,089 mg/kg s.m. Zjawisko to może być spowodowane większą odpornością tych związków na biodegradację i ich wysoką liofobowością. W dalszym etapie kompostowania następował niewielki wzrost stężenia poszczególnych WWA, co może być związane z ubytkiem masy kompostowanej. Z badań prowadzonych przez inne ośrodki ubytek ten może osiągnąć wartość nawet 60% [Brändli i in. 2005]. Podobne przypadki zaobserwowali także inni autorzy [Potter i in. 1999]. Przy czym, im więcej pierścieni, tym mniejszy spadek stężenia analitów w próbkach. Wyższy poziom usuwania WWA w czasie kompostowania uzyskano w warunkach mezofilnych i wynosił on nawet 80%, natomiast w temperaturze 55ºC stężenie zmalało około 50% [Antizar-Ladislao i in. 2006]. Stosując technikę kompostowania w pryzmach, okresowo napowietrzając, można nawet uzyskać obniżenie zawartości węglowodorów ponad 90%, także zawierających 5-6 skondensowanych pierścieni [Cai i in. 2007]. Dodatkowo zbadano zmianę sumy stężeń 10. WWA, ujętych w projekcie zmiany 285 dyrektywy 1986/278/EEC i nie stwierdzono przekroczenia dopuszczalnej wartości. Wartość sumy, w cyklu I, zmniejszyła się w najmniejszym stopniu średnio o około 40%, czyli z 0,11 mg/kg s.m. w czasie usypywania pryzmy do 0,07 mg/kg s.m. w ostatnim dniu kompostowania. W cyklu II, suma stężeń 10. WWA zmniejszyła się średnio o około 55%, ze stężenia 0,24 mg/kg s.m. na starcie do stężenia 0,07 mg/kg s.m. na koniec kompostowania. Ubytek sumy stężeń 10. WWA w cyklu III był podobny do ubytku w cyklu II i wyniósł około 60%. Suma na początku kompostowania wyniosła 0,30 mg/kg s.m. a na końcu 0,11 mg/kg s.m. W celu oceny wpływu czasu przetrzymania w bioreaktorach dynamicznych mieszaniny osadów ściekowych i materiału strukturotwórczego na zmiany sumy stężeń 16. WWA, w czasie kompostowania na pryzmach wykonano analizę statystyczną. Otrzymane funkcje logarytmiczne, opisujące zmianę sumy stężeń 16. WWA w trzech cyklach, zlinearyzowano, co umożliwiło porównanie parametrów a i b, powstałych funkcji liniowych. y = -0,04x + 0,28 dla cyklu I (1) y = -0,06x + 0,45 dla cyklu II (2) y = -0,08x + 0,55 dla cyklu III (3) gdzie: y – suma stężeń 16. WWA, x – ln t (tdoba kompostowania) Hipoteza zerowa opisywała brak wpływu długości przetrzymania na parametr a funkcji liniowej, opisującej zmiany sumy stężeń 16.WWA w czasie. Hipoteza alternatywna wskazywała na istotny statystycznie wpływ czasu kompostowania w bioreaktorze na dalsze przemiany na pryzmach. Analogiczne hipotezy postawiono dla drugiego parametru – b, funkcji liniowej. Ze względu na porównanie trzech populacji: 7 dni, 14 dni i 21 dni przetrzymania w bioreaktorze, wykorzystano analizę wariancji. Wykonany test Levene’a potwierdził jednorodność wariancji wszystkich trzech populacji, co jest jednym z podstawowych założeń analizy. Wyniki przeprowadzonej statystyki RIR Tukeya podano w tabeli 1 dla współczynnika kierunkowego prostej (a) i w tabeli 2 dla przesunięcia prostej (b). Tabela 1. Wyniki testu RIR Tukeya dla współczynnika kierunkowego prostej (a) A 7 dni przetrzymania 14 dni przetrzymania 21 dni przetrzymania 7 dni przetrzymania 0,200 0,008 14 dni przetrzymania 0,200 0,072 21 dni przetrzymania 0,008 0,072
Page 1 and 2: WPŁYW CZASU TRWANIA FAZY GORĄCEJ
Page 3: stopniu zależy od temperatury prow
Page 7: CAI Q.Y., MO C.H., WU Q.T., ZENG Q.

wpływ czasu trwania fazy gorącej kompostowania na usuwanie wwa ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?