Journal. of Ecology nr 3 Aktualna punktacja MNiSW 6,0 ISSN Poprzednio / Formerly:

Transkrypt

1 Journal of Ecology and Health ISSN nr 3 Aktualna punktacja MNiSW 6,0 Poprzednio / Formerly: Ukazuje się od / Founded in 1996

2 Lasów w Polsce przybywa Od zakończenia ostatniej wojny systematycznie rośnie w naszym kraju powierzchnia zajmowana przez las. W 1945 r. lesistość Polski (procentowy udział lasu w całkowitej powierzchni kraju) nie sięgała 21 proc. Dziś z lesistością na poziomie 29 proc. mieścimy się w środku stawki krajów europejskich. I choć nasz wskaźnik jest nieco niższy od średniej europejskiej (ok. 34 proc.), to jednak ponad 9 mln ha drzewostanów lokuje Polskę w gronie krajów o największej powierzchni lasów w regionie, po Francji, Niemczech i Ukrainie. Pod względem zasobów leśnych przypadających na jednego mieszkańca daleko nam wprawdzie do krajów skandynawskich, na statystycznego Fina przypada bowiem ponad 4 ha lasu, na Szweda ponad 3 ha, podczas gdy na Polaka zaledwie 0,24 ha, ale są to przecież kraje o wielokrotnie mniejszym zaludnieniu niż Polska. Nasza średnia, liczona na mieszkańca, bliska jest przeciętnej dla Starego Kontynentu statystyczny Europejczyk musi zadowolić się 0,3 ha lasu. Warto przy tym podkreślić, że pod względem walorów przyrodniczych i różnorodności biologicznej nasz zielony majątek zdecydowanie wyróżnia się na korzyść na tle zasobów leśnych, którymi dysponują inne kraje europejskie. W Polsce prawie 80 proc. lasów pozostaje w zarządzie Państwowego Gospodarstwa Leśnego Lasy Państwowe. To głównie dzięki jego aktywności lasów nam przybywa. Zwiększa się zresztą nie tylko ich powierzchnia, ale również zasobność, czyli miąższość 3 drewna przypadająca na hektar lasu. Wynosi ona ok. 260 m, zdecydowanie więcej niż średnia w Europie. Rośnie też tzw. zapas drewna na pniu, a więc miąższość wszystkich 3 drzew w lesie to obecnie 2,3 mld m. Jeśli uzmysłowimy sobie, że w roku 1967 zasoby 3 drzewne wynosiły 1 mld m, będziemy mieli obraz ogromnej zmiany, która dokonała się w ciągu niespełna pięćdziesięciu lat. A przy tym nasze lasy cały czas systematycznie wzbogacają się przyrodniczo, zwiększając swoją różnorodność biologiczną. Wszystko to dzięki trwale zrównoważonej, wielofunkcyjnej i proekologicznej gospodarce leśnej (zwłaszcza po wejściu w życie ustawy o lasach z 1991 r. z późniejszymi zmianami), prowadzonej przez Lasy Państwowe. W 1945 r. lasy porastały w Polsce 6,5 mln ha, a lesistość nie sięgała 21 proc. W latach dzięki szeroko zakrojonej akcji zalesieniowej, wielkim nakładem sił i środków prowadzonej przez Lasy Państwowe, przybyło w kraju prawie milion hektarów lasów. W szczytowym okresie zalesiano rocznie ponad 55 tys. ha gruntów. Lasów przybywa głównie za sprawą zalesiania gruntów porolnych oraz nieużytków, chociaż od 2001 r. statystyki uwzględniają również formacje roślinne powstałe na skutek sukcesji naturalnej (samosiewu), oficjalnie uznane za las na podstawie stosownej kwalifikacji gruntu. W Polsce realizowany jest Krajowy program zwiększania lesistości (KPZL), przyjęty przez Radę Ministrów w 1995 r., który przewiduje wzrost lesistości kraju do 30 proc. w 2020 r. i 33 proc. w roku Wejście Polski do Unii Europejskiej w 2004 r. otwarło drogę do funduszy wspólnotowych. Ruszył, wspierany przez UE, Program Rozwoju Obszarów Wiejskich (PROW), przewidujący subwencjonowanie zalesień prywatnych gruntów porolnych. W pierwszej fazie PROW wywołał ożywienie wśród prywatnych właścicieli gruntów. W drugiej edycji programu, obejmującej lata , zainteresowanie zalesieniami osłabło, głównie w wyniku zaostrzenia kryteriów udzielania wsparcia finansowego. Lasy Państwowe wciąż jednak służą fachową pomocą właścicielom gruntów prywatnych, którzy zdecydują się sadzić las. Głównym problemem w realizacji KPZL na gruntach publicznych jest pogłębiający się niedostatek powierzchni porolnych i nieużytków przekazywanych Lasom Państwowym do zalesień przez Agencję Nieruchomości Rolnych (ANR). Stopniowo kurczy się w kraju areał leżący odłogiem, a że ziemia uprawna w Polsce drożeje, zasoby pozostające w dyspozycji ANR w pierwszej kolejności trafiają do użytkowania rolnego. Od początku obowiązywania Krajowego programu zwiększania lesistości do 2009 r. zalesiono ogółem 130 tys. ha gruntów Skarbu Państwa. Na prawie 3 tys. ha las pojawił się samorzutnie w wyniku sukcesji naturalnej. Na gruntach prywatnych i gminnych zalesiono w tym okresie ponad 120 tys. ha. Prowadzone w kraju inwestycje, w tym infrastrukturalne (np. budowa autostrad) nie powodują rozległych wylesień. Wszelkie decyzje lokalizacyjne poprzedza głęboka analiza oddziaływania na środowisko, uszczerbek zaś w drzewostanie kompensowany jest zalesianiem innych powierzchni (w 2008 r. w całym kraju zezwolono na wycięcie 621 ha lasu pod inwestycje). Do trwałego uszczuplenia powierzchni leśnej nie przyczynia się również wycinka prowadzona ze względów sanitarnych (np. drzewostanów zaatakowanych przez szkodniki) czy też wynikająca z przesłanek gospodarczych, zgodnie bowiem z ustawą o lasach z 1991 r. właściciele lasów są zobowiązani do trwałego ich utrzymywania i zapewnienia ciągłości użytkowania, w czym mieści się m.in. obowiązek ponownego wprowadzania roślinności leśnej (upraw leśnych) w ciągu 5 lat od usunięcia dotychczasowego drzewostanu. Informacja prasowa Lasów Państwowych Journal of Ecology and Health wsew.edu.pl ul. Kruczkowskiego 12, Ruda Śląska tel. (32) , biuro@omn.com.pl CENY ZAMIESZCZENIA REKLAM - DO UZGODNIENIA Z REDAKCJĄ Redakcja,,Jurnal od Ecology and Health, GWSP, 3 21,00 zł 126,00 zł ISSN

3 Redaktor naczelny Dr n. med. Wojciech Kozik Journal of Ecology and Health V 3 (87) maj-czerwiec 2011 tel. (32) , w. 104, journaleh@wsew.edu.pl Dr inż. Jan Pałasz Politechnika Śląska, Gliwice Prof. ndzw. dr hab. inż. Mirosław Czapka Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom Przewodniczący Prof. Dr. Gerhard Banse Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse /ITAS/, Karlsruhe, Niemcy Prof. Ing. Magdaléna Lacko-Bartošová CSc. Slovenská pol'nohospodárska univerzita v Nitre (Słowacja) Prof. dr hab. n. med. Grzegorz Cieślar Śląski Uniwersytet Medyczny, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Pile Dr hab. inż. arch. Krzysztof Gasidło prof. ndzw. Politechniki Śląskiej, Gliwice, Zakład Planowania Regionalnego, Wydział Architektury Prof. dr hab. n. med. Tadeusz Gaździk Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice, Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom Prof. dr Muhammad Iqbal Head Dep. of. Botany, Hamdard University, New Delhi, Indie Prof. Dr. Jürgen Kopfmüller Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse /ITAS/, Karlsruhe, Niemcy Dr n. chem. Violetta Kozik Uniwersytet Śląski, Katowice, Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom Dr n. med. Wojciech Kozik Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom Prof. Yuriy Kundiev, MD Ph D Dr. Sci - Institute for Occupational Health of National AM of Ukraine, Kyiv, Ukraina Prof. ndzw. dr hab. Krzysztof Malik Wydział Zarządzania i Inżynierii Produkcji, Politechnika Opolska Prof. Dr. Sci (med) Antonina Nahorna - Institute for Occupational Health of National AMS of Ukraine, Kyiv, Ukraina Ph Dr. Zlatica Plašienková, CSc. Dep. of. Philosophy, Uniwersytet Comeniusa, Bratysława, Słowacja Prof. dr hab. n. med. Andrzej Plech Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom, Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna im. kard. A. Hlonda, Mysłowice Prof. Martin Rusnák MD, PhD - Uniwersytet Trnawski w Trnawie Prof. dr hab. n. med. Aleksander Sieroń Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice, Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom Prof. PhDr. Josef Šmajs, CSc. Katedra Filozofie Uniwersytet Masaryka, Brno, Republika Czeska Prof. zw. dr hab. n. med. Henryk Trzeciak - Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna im. kard. A. Hlonda, Mysłowice Dr hab. Ligia Tuszyńska Wydział Biologii Uniwersytetu Warszawskiego Dr hab. Wiesław Włoch prof. Uniwersytetu Opolskiego, Katedra Biosystematyki, prac. nauk. Ogrodu Botanicznego CZRP PAN w Warszawie-Powsinie Doc. dr Mirosław Wójcik Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna im. kard. A. Hlonda, Mysłowice Dorota Burchart-Korol: Application of Life Cycle Sustainability Assessment and Socio-Eco-Efficiency Analysis in Comprehensive Evaluation of Sustainable Development Zastosowanie zrównoważonej oceny cyklu życia i analizy socjoekoefektywności w kompleksowej ocenie rozwoju zrównoważonego... Karolina Szulc: Rodzime rasy zwierząt a rolnictwo ekologiczne w Polsce Native animal breeds and organic farming in Poland... Wiesław Koźlak: Badania układów szkła wodne sodowe wybrane sole ołowiu dla oceny możliwości zastosowania krzemianów do usuwania 2+ jonów Pb z zanieczyszczonych ekosystemów wodnych Studies on the systems containing sodium water glasses and selected lead salts in 2+ order to evaluate the possibility of use of silicates to remove Pb ions from contaminated aqueous ecosystems... Grzegorz Pasternak: Bioreaktory oraz ich zastosowanie w inżynierii i ochronie środowiska Bioreactors and their application in environmental protection and engineering... Antonina Nahorna: State of health of the working population in Ukraine Stan Zdrowia Ludności Zawodowo Czynnej Ukrainy... Valentin Kalnysh, Andrey Shvets: Effect of strained work on operators reliability in 24-hour shift work Wpływ stresującej pracy na niezawodność operatorów w 24-godzinnym systemie zmianowym... Ewa Nogaj, Jerzy Kwapuliński, Małgorzata Suflita, Marcin Babula, Piotr Szilman, Magdalena Szilman-Sprycha, Małgorzata Bebek, Krzysztof Mitko, Maria Bażowska, Łukasz Krawczyk, Renata Musielińska: Bioindykacja kadmu u dzieci narażonych na wpływ biernego palenia papierosów, za pomocą migdałków gardłowych, w zależności od wieku, płci i miejsca zamieszkania Bioindykation cadmium in children exposed to the effect of passive smoking, with help pharyngeal tonsil dependending on age, gender and place of residence... Eva Gallová, Jarmila Pekarčíková, Marek Majdan, Daniela Kállayová, Martin Rusnák: The occupational environment and its impact on occurrence of cancer cases among workers in nickel refinery Środowisko pracy i jego wpływ na występowanie przypadków raka wśród pracowników rafinerii niklu... Notki, omówienia, recenzje - Notes, Discussions, Reviews Beata Ostrowska, Krzysztof Konieczny: Energetyczni Obrączkarze z Grupy ENERGA po raz trzeci w akcji Energetic ringers from the ENERGA Group in action for the third time... Piotr Kowolik: Wojciech Baturo: Ekologia i ochrona środowiska... Małgorzata Głowacz: Od kiedy złom przestaje być odpadem? Since when scrap is no longer waste?... OTOP: Ginące gatunki ptaków - IUCN bije na alarm Extincting bird species IUCN alarms... Fot. na I okł. Mirosław Czapka: Barwy natury

4 Energetyczni Obrączkarze z Grupy ENERGA po raz trzeci w akcji ENERGA rozpoczęła trzecią edycję unikatowego na skalę Europy programu obrączkowania bocianów pt. Energetyczni obrączkarze. Przyrodnicy przeszkolili prawie 20 pracowników Grupy ENERGA, którzy otrzymali uprawnienia do znakowania ptaków. W tym roku energetycy planują zaobrączkować ponad piskląt. Tegoroczne szkolenie Energetycznych obrączkarzy odbyło się 7 czerwca br. w Straszynie pod Gdańskiem. Specjaliści ze Stacji Ornitologicznej Muzeum i Instytutu Zoologii PAN w Gdańsku oraz Polskiego Towarzystwa Przyjaciół Przyrody pro Natura zaprezentowali, jak poprawnie znakować młode boćki. Przeszkoleni energetycy w ciągu najbliższych tygodni będą obrączkować bociany, zanim te nauczą się fruwać i późnym latem opuszczą Polskę. Dotychczasowym rekordzistą w obrączkowaniu bocianów wśród energetyków jest Tomasz Królak pracownik ENERGI z Brodnicy, nazywany przez kolegów Batmanem. W zeszłym roku oznakował on ponad 100 ptaków. Za dwa miesiące okaże się, czy poprawi swój rekord także w tym roku. Projekt Energetyczni obrączkarze jest jednym z przejawów aktywności Grupy ENERGA w życiu społecznym w ramach programu ENERGA dla Ciebie. Dbanie o środowisko jest wartością, która wypływa z marki ENERGA. Zakłada inwestycje w odnawialne źródła energii i stosowanie technologii przyjaznych środowisku. Popierając inicjatywy takie jak Energetyczni Obrączkarze dajemy innym przykład, że dziś ekologia to już nie tylko słowa, ale styl życia i pracy. Dlatego nie tylko wprowadzamy proekologiczne i energooszczędne usługi oraz produkty w standardzie smart eco, ale i czynnie współpra- cujemy z przyrodnikami dla ochrony bociana białego. Celem prowadzonego od dwóch lat projektu Energetyczni Obrączkarze jest ochrona bociana białego. Zakłada on zaobrączkowanie około 5 tysięcy piskląt do końca 2012 r., aby umożliwić ornitologom śledzenie losów bocianów w trakcie ich wędrówek po Europie i Afryce. Zdobyte w ten sposób informacje pozwolą lepiej poznać zagrożenia, na które narażone są ptaki w środowisku nieustannie zmienianym przez człowieka. W ciągu dwóch lat pracownicy ENERGI zaobrączkowali ponad 2 tys. piskląt. Grupa ENERGA od lat angażuje się w ochronę polskich bocianów. Co roku pracownicy ENERGI montują specjal- ne platformy pod gniazda, które zapewniają ptakom bezpieczeństwo. Tym bardziej doceniamy współpracę z ener- getykami przy unikatowym na skalę Europy programie obrączkowania bocianów, ponieważ odkąd ptaki coraz częściej zaczęły budować gniazda na wysokich słupach energetycznych, ornitolodzy mają do nich utrudniony dostęp. Co 7-my bocian w Polsce wybiera ENERGĘ. I Ty dbaj o bociany! Bocianom można także pomóc, angażując się w akcję Dbaj o bociany na oraz Do tej pory, między innymi dzięki przychylności ponad 17 tys. internautów, wybudowano ponad dodatkowych platform pod bocianie gniazda. Dzisiaj na konstrukcjach zamontowanych przez Grupę ENERGA gniazduje już ponad pta- ków, czyli co 7-my przylatujący do Polski Bocian! Zdjęcia i filmy z obrączkowania bocianów w ramach akcji Energetyczni Obrączkarze Grupy ENERGA w 2009 i 2010 r.: ory_id= widziane-w-sudanie Szkolenia i cała akcja ENERGI w ostatnim czasie spowodowała wzrost o 100 procent liczby zaobrączkowanych bocianów w Polsce. Dotąd już otrzymaliśmy 60 tzw. wiadomości powrotnych, czyli informacji o ponownym stwier- dzeniu ptaków. Najbardziej interesujące będą jednak wiadomości o ptakach obrączkowanych w pierwszym roku prowadzenia akcji (2008). Są to ptaki, które właśnie w tym roku pierwszy raz powrócą z Afryki na europejskie lęgowiska. Będzie można prześledzić w jakiej odległości od miejsca wyklucia bociany będą próbowały przystąpić do lęgu, a później na ile trwałe będą te lęgowiska. Jak widać dzięki kolejnym wiadomościom powrotnym efekty projektu będą widoczne przez lata. Beata Ostrowska, ENERGA SA beata.ostrowska@energa.pl Krzysztof Konieczny, PTTP pronatura k.konieczny@eko.wroc.pl 106

5 DOROTA BURCHART-KOROL Główny Instytut Górnictwa, Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Katowice Application of Life Cycle Sustainability Assessment and Socio-Eco-Efficiency Analysis in Comprehensive Evaluation of Sustainable Development Zastosowanie zrównoważonej oceny cyklu życia i analizy socjoekoefektywności w kompleksowej ocenie rozwoju zrównoważonego Abstract: The article presents an overview of a comprehensive evaluation methods for sustainable development. This paper summarizes the state-of-the art with regard to analysis of the environmental dimension, the economic dimension and the social dimension. It was presented two ways of comprehensive assessment of sustainability Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) and Socio-Eco-Efficiency Analysis. These methods integrate sustainability criteria. Comprehensive assessment of these three components enable the realization of the principles of sustainability. Streszczenie: W artykule przedstawiono przegląd metod kompleksowej oceny w zakresie zrównoważonego rozwoju. W pracy przedstawiono stan wiedzy w zakresie analizy trzech wymiarów zrównoważonego rozwoju: wymiaru środowiskowego, ekonomicznego i społecznego. Przedstawiono dwa sposoby kompleksowej oceny zrównoważonego rozwoju: zrównoważonej oceny cyklu życia (Life Cycle Assessment Sustainability LCSA) i socjoekoefektywności (Socio-Eco-Efficiency Analysis). Metody te integrują kryteria zrównoważonego rozwoju. Tylko kompleksowa analiza wszystkich trzech elementów umożliwi realizację zasad zrównoważonego rozwoju. Keywords: Sustainability, Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA), Socio-Eco-Efficiency Analysis (SEEbalance), Life Cycle Assessment (LCA), Life Cycle Costing (LCC), Social Life Cycle Assessment (SLCA) Słowa kluczowe: rozwój zrównoważony, zrównoważona ocena cyklu życia LSCA, analiza socjo-eko-efektywności (SEE balance), środowiskowa ocena cyklu życia LCA, koszty cyklu życia (LCC), społeczna analiza cyklu życia (SLCA) Sustainability means that manufacturing processes are technology is to be designed or an existing one is to be considered from the perspective of all the sustainable improved [1,2]. development factors environmental, economic and social aspects in whole life cycle (fig.1). One of the methods to comprehensive assessment processes, products or technologies at every stage of life is Life Cycle Sustainable Assessment (LCSA). The second method of the effectiveness assessing of taking into account all three components of sustainable development is Socio-Eco- -Efficiency Analysis (SEEbalance). Fig. 1. Sustainability components Sustainability was adopted by UNEP in Rio de Janeiro (1992) as the main political goal for the future development of humankind. It should also be the ultimate aim of product development. Sustainability comprises three components: environment, economy and social aspects. These components of sustainability have to be properly assessed and balanced if a new product or Dr inż. Dorota Burchart-Korol, Główny Instytut Górnictwa, Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Plac Gwarków 1, Katowice, tel. (32) , dburchart@gig.katowice.pl Integration of sustainable development aspects into Life Sustainability Cycle Assessment Sustainability consists of the three dimensions for which society needs to find a balance or even an optimum [3,4]. The concept of sustainable development was first described in 1987 by the World Commission on Environment and Development under the leadership of the former Norwegian Prime Minister Brundtland [4]. It describes a development that is capable to cover today s 107

6 needs for an intact environment, social justice and economic prosperity, without limiting the ability of future generations to meet their needs. The preservation of the natural environment is a prerequisite for a well-functioning economy and social justice. Thus it is necessary to bring the three pillars of sustainability environment, economy, social well-being in harmony in all areas of life, both nationally and internationally. Finkbeiner et. al. [5] explore the current status of Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) for products and processes. For the environmental dimension well established tools like Life Cycle Assessment are available. For the economic and social dimension, there is still need for consistent and robust indicators and methods. In addition to measuring the individual sustainability dimensions, another challenge is a comprehensive, yet understandable presentation of the results. The first conceptual ideas leading to the LCSA approaches of today can be attributed to the German Oeko-Institut with their method called Product Line Analysis (German: Produktlinienanalyse) in 1987 [6] and later O Brian et al. [7]. Kloepffer put the LCSA (Life Cycle Sustainability Assessment) framework into the conceptual formula (1) in 2007 [8] which was improved into its current form (1) including editorial hints of Renner and Finkbeiner [9,10]. LCSA = LCA + LCC + SLCA (1) on the input side (use of resources) and on the output side (emissions to air, water and soil, including waste). According to ISO LCA is defined as compilation and evaluation of the inputs, outputs and the potential environmental impacts of a product system throughout its life cycle. Life cycle assessment and application of LCA in the analysis of industrial processes have been described by Burchart-Korol [14,15]. Economic Aspects For the economic dimension of sustainability, there are a variety of approaches for the calculation of cost and performance. The economic evaluation is usually done by considering manufacturing costs (from a business perspective) and life cycle costs (from the customer s perspective) [16]. The life cycle costs are the total costs of a system or product, produced over a defined life time [17,18]. The synonyms total costs or total life cycle costs indicate the coverage of all costs; without assigning them to a cost unit. Including further performance parameters can be addressed by life cycle costing in a broader sense. A key challenge for life cycle costing is the different possible perspectives when considering the life cycle costs [19]. The term life cycle costing is used for total-cost-of- -ownership assessments as well as external or social cost assessments. Life Cycle Costing (LCC) summarizes all costs associated where LCA is the SETAC/ISO Environmental Life Cycle with the life cycle of a product that are directly covered by Assessment, LCC is an LCA-type Life Cycle Costing one or more of the actors in that life cycle (e.g., supplier, assessment and SLCA stands for societal or social Life producer, user/consumer and those involved at the End-of- Cycle Assessment. -Life); these costs must relate to real money flows in order Environmental Aspects to avoid overlap between environmental LCA and LCC. Environmental LCC is performed on a basis analogous to LCA, with both being steady-state in nature. This includes LCA represents application relating to the environmental the definition of a functional unit and similar system dimension of sustainability. The international standards boundaries in both LCA and LCC. Ideally, an LCA or LCI ISO and are now the main reference system should be available for the same product system(s), but in performing LCA [11,12]. Structure of LCA consists of a LCC can also be performed as a stand alone assessment goal definition and scoping, inventory analysis, impact [10]. This environmental LCC is shaped according to the assessment and interpretation. LCA is a holistic, system structure of LCA, as defined in ISO It includes the analytic tool and is now an established and integral part of whole physical life cycle of a product with the use- and the environment management tools. LCA is distinguished end-of-life phases and avoids any monetization of external from other environmental assessment tools by two main costs, which may occur in the future due to environmental features [13]: damages in order to avoid double counting. In contrast! Life cycle perspective: all phases (from the cradle to the to LCA, LCC has no component Impact Assessment. grave) of the life cycle of a product (good or service) The aggregated result is a calculated cost per functional from the extraction and processing of the resources, unit expressed in one of the well known currencies. over production and further processing, distribution and transport, use and consumption to recycling and disposal have to be assessed with regard to all relevant Social Aspects material and energy flows. The social dimension of sustainability captures the impact! Cross-media environmental approach: all relevant of an organization, product or process on society. The environmental impacts are taken into account, i.e., both social benefits can be estimated by analyzing the effects of 108

7 the organization on stakeholders at local, national and global levels [20]. The majority of social indicators measure the degree to which societal values and goals in the particular areas of life or politics can be achieved. However, many social issues on which a performance measurement takes place are not easy to quantify. Therefore a number of social indicators contain qualitative standards of systems and activities of the organization, including operating principles, procedures and management practices. These indicators address needs specific to social issues such as forced labour, working hours or existence of trade unions. The SLCA captures the impact of an organization, product Fig. 2. Three sustainability dimensions in LCSA [5] or process on society. The area of research for SLCA is currently still in its infancy but an increasing number of Such an evaluation scheme has to address the scales and scholars does it. Social Life Cycle Assessment (SLCA) target levels of the indicators as well as the weighting explores social aspects throughout the product life cycle, between them. For LCSA the weighting problem exists on generally with the aim of improvement or in comparison to at least two levels: an alternative. The methodological framework, proposed! weighting of individual indicators within each of the by the UNEP-SETAC Life Cycle Initiative, is based on three sustainability dimensions, i.e., weighting between the ISO-LCA structure. The methodology is object of e.g., different environmental indicators, an increasing number of published papers [21-25]. SLCA is! weighting among the three dimensions of sustainability a social impact assessment technique that aims to assess the social aspects of products and their potential positive and Assessment of Sustainability in Socio-Eco-Efficiency negative impacts along their life cycle encompassing Analysis extraction and processing of raw materials, manufacturing, distribution, use, re-use, maintenance, recycling and final Eco-efficiency is a new concept in environmental managedisposal. SLCA complements LCA with social aspects. ment which integrates environmental considerations with A review and current challenges of SLCA have been economic analysis to improve products and technologies. published by Jørgensen et al. [24,26,27]. Recently, UNEP Eco-efficiency is a strategic tool and is one of the key published Guidelines for Social Life Cycle Assessment of factors of sustainable development. Eco-efficiency ana- Products [28] which address the overall concepts and lysis allows to find the most effective solution taking into methods of SLCA. The Guidelines for Social Life Cycle account economic aspects and environmental compati- Assessment of Products provides a map, a skeleton and bility of products or technologies [30,31]. According to a flash light for stakeholders engaging in the assessment of the concept of Corporate Social Responsibility (CSR) social and socio-economic impacts of products life cycle. companies operating in accordance with sustainable de- SLCA is at an early stage of development and a standard velopment should take into account three components and a Code of Practice for SLCA is under preparation. economic, environmental and social, therefore the analysis However, the selection of social criteria and their of eco-efficiency should also include a social element. quantification is still one of the major challenges when Extension of eco-efficiency analysis is to analyze the implementing the concept of sustainability. There are socio-eco- efficiency (SEEbalance ), which refers to the still research needs and consensus needs of the involved Socio-Eco-Efficiency Analysis developed by BASF. The stakeholders. There is currently no uniform usage of analysis considers the three dimensions of sustainability: a standardized set of indicators, but operationally economy, environment and society [32,33]. applicable indicators are available [29]. Socio-Eco-Efficiency Analysis is an innovative tool which Evaluation of Sustainability in Life Cycle Sustainimpact and costs of products and processes, but also of the not only provides an assessment of the environmental ability Assessment societal impact of products and processes. The aim is to unify and quantify performance of all three pillars of Apart from the components presented in this paper, LCSA sustainability with one integrated tool in order to direct requires an appropriate multi-criteria evaluation scheme. and measure sustainable development in companies. A general evaluation scheme of LCSA is presented in Since the method depends on weighing factors it should be Fig. 2. used for internal purposes only. The societal impact is 109

8 [14] Burchart-Korol D.: Zastosowanie oceny cyklu życia (LCA) w analizie procesów przemysłowych. Problemy Ekologii 2009; 6: 300. [15] Burchart-Korol D.: Ekologiczna ocena cyklu życia nową techniką zarządzania środowiskowego, Wdrażanie nowoczesnych systemów i narzę- dzi zarządzania procesami technologicznymi, monografia pod red. R. So- snowskiego, 2010: [16] Finkbeiner M., Saur K.: Ganzheitliche Bewertung in der Praxis. In Ökologische Bewertung von Produkten, Betrieben und Branchen; Symposium Bundesministerium für Umwelt, Jugend und Familie indicators such as the number of jobs and the number of working accidents occurring during production. Special advantages or risks during the application of the products are also taken into account. The societal indicators are summarized in a societal fingerprint, similar to the ecological indicators. To the social criteria of the eco-efficiency as defined in particular: accidents at work, training, Österreich: Vienna, Austria expenditure on research and development. In 2009, the methodology has been extended for a further economic parameters, such as taxes and subsidies [34]. Conclusion [17] Wübbenhorst K.L.: Konzept der Lebenszykluskosten. Grundlagen, Problemstellungen und technologische Zusammenhänge; Verlag für Fachliteratur: Darmstadt, Germany [18] Kaufman R.J.: Life cycle costing: A Decision-Making Tool for Capital Equipment Acquisition. Cost Management 1970; March-April: [19] Franzeck J.: Methodik der Lebenszykluskostenanalyse und-planung (Life Cycle Costing) für dieentwicklung technischer Produktsysteme unter Berücksichtigung umweltlicher Effekte; University Stuttgart: Stuttgart, Germany Sustainable development is associated with comprehensive assessment of three components: environmental, Boston, MA, USA, social and economic. There are many techniques to assess each dimension separately, but the aim is to assess together 2006; 11: the three components of sustainability. Integration of these components enable the methods described in the article aspects into LCA, LSCA and Socio-Eco-Efficiency Analysis. LCSA integrates sustainability criteria: LCA for assess the environ- Journal of Life Cycle Assessment 2006; 11: mental aspects, LCC for assess the economic aspects and SLCA is used to assess the social aspects. Socio-Eco- Assessment 2008; 13: Efficiency Analysis also takes into account the three dimensions of sustainability: economy, environment and 2006; 11: society. Only comprehensive assessment of these three components enable the realization of the principles of sustainable development. R E F E R E N C E S [1] Hunkeler D., Rebitzer G.: The Future of Life Cycle Assessment. The International Journal of Life Cycle Assessment 2005; 10: [2] Remmen A., Jensen A.A., Frydendal J.: The Triple Bottom Line the Business Case of Sustainability: Life Cycle Management. A Business Guide to Sustainability. UNEP/SETAC Life Cycle Initiative. UNEP 2007: [3] Brand K.W.: Politik der Nachhaltigkeit; Edition sigma: Berlin, Germany, 1, [4] Bruntland G.H.: Our Common Future: The World Commission on Environment and Development; Oxford University Press: Oxford, UK, [5] Finkbeiner M., Schau E.M., Lehmann A., Traverso M.: Towards Life Cycle Sustainability Assessment. Sustainability 2010; 2: [6] Projektgruppe ökologische Wirtschaft (ed): Produktlinienanalyse: Bedürfnisse, Produkte und ihre Folgen. Kölner Volksblattverlag, Köln [7] O Brian M., Doig A., Clift R.: Social and Environmental Life Cycle Assessment (SELCA). The International Journal of Life Cycle Assessment 1996; 1: [8] Kloepffer W.: Life-Cycle Based Sustainability Assessment as Part of LCM. In Proceedings of the 3rd International Conference on Life Cycle Management, Zurich, Switzerland, August [9] Kloepffer W.: Life Cycle Sustainability Assessment of Products. The International Journal of Life Cycle Assessment 2008; 13: [10] Kloepffer W.: State-of-the-Art in Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) Life Cycle Sustainability Assessment of Products, The International Journal of Life Cycle Assessment 2008; 13: [11] Environmental Management Life Cycle Assessment Principles and Framework (ISO 14040); ISO: Geneva, Switzerland [12] Environmental Management Life Cycle Assessment Requirements and Guidelines (ISO 14044); ISO: Geneva, Switzerland [13] Finkbeiner M.: Produkt-Ökobilanzen Methode und Anwendung. In TÜV-Umweltmanagement-Berater; Myska, M., Ed.; TÜV Media: Cologne, Germany 1999: [20] Global Reporting Initiative: Sustainability Reporting Guidelines; GRI: [21] Dreyer, L., Hauschild M., Schierbeck J.: A Framework for Social Life Cycle Impact Assessment. International Journal of Life Cycle Assessment [22] Grießhammer R., Benoît C., Dreyer L.C., Flysjö A., Manhart A., Mazijn B., Méthot A.,Weidema B.P.: Feasibility Study: Integration of social [23] Hunkeler D.: Societal LCA Methodology and Case Study. International [24] Jǿrgensen A., Le Bocq A., Nazarkina L., Hauschild M.: Methodologies for Social Life Cycle Assessment. International Journal of Life Cycle [25] Weidema B.P.: The Integration of Economic and Social Aspects in Life Cycle Impact Assessment. International Journal of Life Cycle Assessment [26] Jørgensen A., Hauschild M., Jørgensen M., Wangel A.: Relevance and Feasibility of Social Life Cycle Assessment from a Company Perspective. International Journal of Life Cycle Assessment 2009; 14: [27] Jørgensen A., Finkbeiner M., Jørgensen M.S., Hauschild M.Z.: Defining the Baseline in Social Life Cycle Assessment. International Journal of Life Cycle Assessment 2010; 15: [28] UNEP. Guidelines for Social Life Cycle Assessment of Products; UNEP- -SETAC Life-Cycle Initiative: Paris, France, [29] Finkbeiner M., Günzel U.: Analyse von Methoden zur sozialen Produktbewertung und Verwendbarkeit im Kontext von Ökobilanzen; DaimlerChrysler AG: Stuttgart, Germany, [30] Czaplicka-Kolarz K., Burchart-Korol D., Krawczyk P.: Metodyka analizy ekoefektywności. Journal of Ecology and Health 2010; 6(84): [31] Czaplicka-Kolarz K., Burchart-Korol D., Krawczyk P.: Eco-efficiency Analysis Methodology on the Example of the Chosen Polyolefins Production. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 2010; 43(1): [32] Kolsch D., Saling P., Kicherer A., Grosse-Sommer A., Schmidt I.: How to Measure Social Impacts? A Socio-Eco-Efficiency Analysis by the SEEBALANCE Method. International Journal of Sustainable Development 2008; 1. [33] Saling P., Misach R., Silvani R., König N.: Assessing the Environmental- -Hazard Potential for Life Cycle Assessment, Eco-Efficiency and SEEbalance, International Journal of Life Cycle Assessment 2005, p. 1-8 [34] [ ]. 110

9 KAROLINA SZULC Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Hodowli i Biologii Zwierząt, Katedra Hodowli i Produkcji Trzody Chlewnej, ul. Wołyńska 33, Poznań Rodzime rasy zwierząt a rolnictwo ekologiczne w Polsce Native animal breeds and organic farming in Poland Streszczenie: Artykuł prezentuje możliwości, jakie niesie za sobą wykorzystanie rodzimych ras zwierząt w rolnictwie ekologicznym. Przedstawiono sytuację ras rodzimych w Polsce oraz system ich ochrony. Szczególną uwagę poświęcono przedstawieniu korzyści, jakie z tego wynikają. Wskazano, iż wykorzystanie zalet rodzimych ras, tj. doskonałego przystosowania do miejscowych, często bardzo trudnych warunków środowiskowych, możliwości ich utrzymania przy ubogich zasobach paszowych w oparciu o trwałe użytki zielone, co stwarza możliwości zagospodarowania i chronienia obszarów o dużych walorach krajobrazowych oraz możliwości pozyskiwania od nich produktów o unikalnej jakości, mających wielowiekową tradycję wytwarzania, znacznie obniża koszty produkcji ekologicznej. Sprzyja też zachowaniu bioróżnorodności i ochronie środowiska naturalnego oraz ma znaczenie utylitarne, gdyż użytkując i jednocześnie chroniąc rodzime rasy zwierząt, chronimy dorobek intelektualny naszego narodu. Abstract: The paper presents possibilities offered by the utilization of native animal breeds in organic farming. The situation of native breeds in Poland was presented together with the system of their protection. The study focused on the presentation of resulting benefits. It is shown that the utilization of advantages of native breeds, i.e. their excellent adaptation to local, frequently very difficult environmental conditions, the possibility to keep them at poor feed resources based on permanent grasslands, which creates an opportunity to manage and protect areas of high landscape value and a possibility to obtain from these areas products of unique quality, with tradition of their production dating back to several centuries, considerably reduces costs of organic production. This promotes the maintenance of biodiversity and protection of the natural environment. It plays a utilitarian role, since keeping and at the same time protecting native animal breeds, we at the same time protect and preserve the intellectual heritage of our nation. Słowa kluczowe: rolnictwo ekologiczne, bioróżnorodność, rasy rodzime Keywords: organic forming, biodiversity, native breeds nakł a d ów finansowych oraz mniejszą wydajnością pro- dukcji (np. mniejszym plonowaniem roślin, wolniejszymi pr zyr ostami z w ie rząt). Aby zagwarantować stały rozwój ekorolnictwa, konieczne jest stosowanie skutecznego systemu wsparcia takiej produkcji. Aktualnie rolnictwo eko- logiczne jest wspierane w ramach realizacji Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata (oś dru- ga: Poprawa środowiska naturalnego i obszarów wiejskich Program rolnośrodowiskowy Pakiet 2 rolnictwo eko- logiczne), który gwarantuje dopłaty do produkcji ekolo- gicznej [2]. Niestety obejmują one jedynie produkcję roślinną. Tymczasem wielu rolników prowadzi w swoich ekologicznych gospodarstwach równolegle produkcję zwie- rzęcą, co jest przecież założeniem takiego systemu pro- dukcji. Zwierzęta utrzymywane w systemie ekologicznym nie osiągają tak dużych wydajności, jak w systemie konwencjonalnym. Wynika to między innymi z ograniczeń w stosowaniu niektórych dodatków paszowych, które np. istotnie poprawiają przyrosty zwierząt [3]. W produkcji ekologicznej nasuwa się pytanie, czy można w ogóle zagwarantować opłacalność ekologicznej produkcji zwierzę- cej. Jako konsumenci wiemy, że produkty ekologiczne Obecnie jako konsumenci coraz częściej spotykamy się z pojęciem produkt ekologiczny. Dla większości z nas pojęcie ekologiczny jest synonimem słów zdrowy i bezpieczny. Czy tak jest rzeczywiście? Rolnictwo ekologiczne jest systemem gospodarowania o zrównoważonej produkcji roślinnej i zwierzęcej. Produkcja w gospodarstwie ekologicznym powinna łączyć w sobie przyjazne dla środowiska praktyki gospodarowania z wykorzystaniem naturalnych procesów oraz zapewniać właściwy dobrostan zwierząt. W Polsce rolnictwo ekologiczne rozwija się niezbyt intensywnie, ale stale. Świadczy o tym zwiększająca się liczba producentów ekologicznych. Według stanu na dzień 31 grudnia 2009 roku w Polsce działalność prowadziło producentów ekologicznych, to jest ok. 15% więcej niż rok wcześniej [1]. Działalność rolnicza w systemie ekologicznym wiąże się jednak z ponoszeniem większych * Karolina Szulc, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Hodowli i Produkcji Trzody Chlewnej, ul. Wołyńska 33, Poznań, tel. (61) , karolasz@jay.au.poznan.pl 111

10 są stosunkowo drogie. Czy jednak rzeczywiście producent Ochrona jest realizowana poprzez tworzenie programów uzyskuje przy ich sprzedaży wyższą cenę? Czy może cena ochrony zasobów genetycznych poszczególnych ras. Prow handlu detalicznym składa się głównie z marży sprze- gramy te zostały ujęte przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozdawcy i pośredników? Gdybyśmy przeanalizowali dokład- woju Wsi, podobnie jak rolnictwo ekologiczne, w ramy nie sytuację na krajowym rynku, zapewne znaleźlibyśmy Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2007 różne przypadki. Wobec tego co można zrobić, aby ewen- 2013, (oś druga: Poprawa środowiska naturalnego i obszatualna, zbyt niska cena skupu produktów ekologicznych rów wiejskich Program rolnośrodowiskowy Pakiet 7 nie wpływała istotnie na opłacalność. Rozwiązaniem, któ- ochrona zasobów genetycznych rodzimych ras zwierząt). re niektórzy już dostrzegli (korzystając z doświadczeń in- Łącznie na realizację wszystkich pakietów Programu rolnych krajów), jest użytkowanie w gospodarstwach ekolo- nośrodowiskowego w latach przewidziano gicznych zwierząt ras rodzimych. 2,3 mld euro [2]. Rolnicy, którzy w swoich gospodarstwach użytkują zagrożone wyginięciem rodzime rasy W swoim artykule chciałabym krótko przedstawić możzwierząt, realizując jednocześnie programy ich ochrony, liwości, jakie niesie za sobą wykorzystanie rodzimych ras zwierząt w rolnictwie ekologicznym, zwracając szczególutratę wyższych dochodów, które osiągnęliby korzystając otrzymują dopłaty. Z założenia mają one zrekompensować ną uwagę na wszelkie korzyści, jakie z tego wynikają. z intensywnych sposobów użytkowania wysokowydajnych zwierząt. Dzięki tym działaniom udało się w ostat- Sytuacja rodzimych ras zwierząt w Polsce nich latach zwiększyć do bezpiecznego poziomu liczebność W ciągu ostatnich sześciu lat na świecie wyginęły 62 rasy wielu zagrożonych populacji lokalnych ras. Jak wyni- zwierząt, czyli prawie jedna rasa miesięcznie. Co gorsza, ka z tabeli 1, w ostatnich latach zaobserwowano również ogromna liczba ras zwierząt jest sklasyfikowana jako znaczny wzrost liczby stad hodowlanych. 1 zagrożone. Przy czym, regionami wskazywanymi jako te o największym udziale ras zagrożonych są Europa i Kauny Tab. 1. Liczba stad i zwierząt objętych programami ochro- kaz (28% ras ssaków i 49% ras ptaków) oraz Ameryka zasobów genetycznych Północna (20% ras ssaków i 79% ras ptaków). W tych Rok 2007 Rok 2010 Rasa dwóch regionach występuje wysoko wyspecjalizowany Liczba stad Liczba samic Liczba stad Liczba samic sektor produkcji zwierzęcej, w którym produkcję zdomi- Bydło polskie nowała bardzo niewielka liczba ras [4]. Przyczyn tej sytuacji czerwone jest wiele. Ze względu na stale wzrastającą liczbę Bydło białogrzbiete ludności na świecie wzrasta zapotrzebowanie na żywność. Świnie rasy Produkcja zwierzęca musi być nastawiona na wysoką wydajność. Współczesne rasy bydła produkują rekordowe * 531* złotnickiej białej Świnie rasy ilości mleka, a trzoda chlewna przyrasta w bardzo szybkim * 1017* złotnickiej pstrej tempie, wykazując znaczną mięsność. Rasy rodzime nie wykazują takiej wysokiej wydajności. Stąd, aby zapewnić Źródło: dane wg Instytutu Zootechniki, * dane własne wygenerowane z Systemu OSHZ Trzoda Chlewna przyszłym pokoleniom takie same możliwości jakie mamy sami (zrównoważony rozwój), konieczna jest ochrona ro- 2 dzimych ras zwierząt. Wymarcie pojedynczej rasy jest Rasy rodzime a rolnictwo ekologiczne równoznaczne z utratą części zmienności genetycznej gatunku, zagraża bioróżnorodności. Rodzime rasy zwierząt, właściwie bez względu na to o ja- kim gatunku mówimy, mają kilka wspólnych cech. Są W Polsce objętych jest taką ochroną łącznie 87 rodzimych wręcz idealnie przystosowane do miejscowych, czępopulacji, w tym: 39 należących do ssaków, 34 do ptaków, sto bardzo trudnych warunków środowiskowych [6]. 10 do ryb i 4 do pszczół. Ochrona, z jaką mamy do czynienia W niektórych regionach, tak naprawdę, jedynie rasa row Polsce w odniesieniu do rodzimych ras zwierząt, jest dzima może w pełni wykorzystać naturalnie zasoby paszoochroną in situ. To ciągłe użytkowanie zwierząt w systemie we, szczególnie jeśli chodzi o przeżuwacze. Ubogie, podprodukcji, w którym zwierzęta te ewoluowały lub w któgórskie i górskie, trudno dostępne pastwiska są świetnie rym obecnie normalnie występują i są utrzymywane [5, 6]. wykorzystywane przez rodzime polskie bydło czerwone. 1 Rasę uznaje się za zagrożoną, jeśli całkowita liczba samic hodowlanych jest Jest ono niewybredne w stosunku do pasz. Cechuje się mniejsza lub równa 1000 lub całkowita liczba samców hodowlanych jest mniej- dużą odpornością i bardzo dobrą zdrowotnością, ale też sza lub równa 20, lub gdy całkowita wielkość populacji jest mniejsza niż 1000 wyróżnia się silnymi kończynami i twardymi, mocnymi i mniejsza lub równa 1200 i maleje, a udział samic krytych samcami tej samej raracicami. Innym przykładem może być bydło białogrzbiesy wynosi mniej niż 80%. 2 Rasy rodzime to takie, które wytworzono na bazie pogłowia miejscowego, te. Populacja tych zwierząt występuje w rejonie nadbużańdoskonale przystosowanego do lokalnych warunków środowiskowych. W więkskim i na Podlasiu. W rejonie tym przeważają drobne gosszości przypadków podstawowymi narzędziami hodowli tych ras były selekcja podarstwa, co związane jest z tym, że naturalne warunki i dobór par do kojarzeń. 112

11 nie sprzyjają intensywnej produkcji rolnej, np. na obsza- micznie nieuzasadnione. Rasy rodzime, z racji swojej pryrach Podlaskiego czy Biebrzańskiego Parku Narodowego. mitywności, nie mają genetycznych możliwości przetwa- W takich warunkach rasy wysoko produkcyjne nie są rza n ia t akich pasz. W rezultacie często przy intensywnym w stanie osiągnąć maksimum swojej produkcyjności i ich żywieniu nadmiernie się otłuszczają, co z kolei stwarza użytkowanie jest bezcelowe. Bydło białogrzbiete podob- problem przy sprzedaży żywca. To również przemawia za nie jak rasa czerwona jest niewybredne, wykorzystuje do- wykorzystaniem zwierząt rodzimych w produkcji ekoloskonale podmokłe łąki i pastwiska. Posiada też zdolność gicznej. ograniczania wydajności, co umożliwia przetrwanie sezo- Trzecią zaletą ras rodzimych jest to, że możemy pozysnowych niedoborów paszowych, ma też zdolność szybkiekiwać od nich produkty o unikalnej jakości, mające go regenerowania utraconej kondycji. Innym przykładem wielowiekową tradycję wytwarzania [6]. Przykładem są świnie rodzimej rasy złotnickiej pstrej. W kilku gospoproduktu wytwarzanego z surowca pozyskiwanego od rodarstwach ekologicznych są utrzymywane przez cały rok dzimych ras zwierząt jest podhalański oscypek. Procedury w systemie szałasowym. Taki sposób utrzymania jest możdotyczące wpisania oscypka na europejską listę produkliwy ze względu na to, że świnie te cechują się dużą odtów regionalnych zakończyły się sukcesem i rozporządzepornością na warunki pogodowe. Latem ich szczecina jest niem Komisji (WE) nr 127/2008 z dnia 13 lutego 2008 rorzadka, a zimą wyraźnie dłuższa i gęściejsza. Przed zimku. Produkt ten został zarejestrowany w rejestrze chronionem chroni je dodatkowo warstwa tłuszczu podskórnego nych nazw pochodzenia i chronionych oznaczeń geogra- (słoniny). U świń tych nie ma również niebezpieczeństwa ficznych. Oscypek musi być produkowany z mleka owwystąpienia oparzeń słonecznych, gdyż mają one ciemne, czego owiec rasy Polska owca górska. Jeśli używa się łaciate umaszczenie. Wartą podkreślenia korzyścią z zastododatku mleka krowiego, musi pochodzić od krów rasy sowania takiego systemu jest zmniejszenie wydatków po- Polska krowa czerwona. Ser ten powinien być produniesionych na profilaktykę weterynaryjną. Utrzymanie na kowany wyłącznie od maja do września i musi być sprzewolnym powietrzu oraz możliwość swobodnego poruszadawany w całości. nia się bowiem znacznie poprawiają kondycję i zdrowotność zwierząt. Oprócz oscypka ochronie podlegają jeszcze takie polskie produkty mleczne, jak bryndza podhalańska i redykoł- Drugą cechą typową dla ras rodzimych jest to, że mogą ka [7], także wytwarzane z mleka rodzimych owiec i bydła. być utrzymywane przy ubogich zasobach paszowych Pozytywny wpływ na specyficzny smak mleka zwierząt w oparciu o trwałe użytki zielone, co stwarza możliwowypasanych w górach ma pasza jaką się one żywią. Najści zagospodarowania i chronienia obszarów o dużych częściej zjadanymi przez owce gatunkami roślin są między walorach krajobrazowych [6]. Dobrym przykładem jest innymi: gęsiówka alpejska, ostrożeń lepki, fiołek dwuzielononóżka kuropatwiana. Rasa kur, która cieszy się dukwiatowy, powojnik alpejski i wiele innych. Nie bez znażą popularnością w gospodarstwach ekologicznych. Jest czenia jest fakt, że objęcie tych produktów ochroną unijną chętnie utrzymywana ze względu na niską zawartość chosprzyja interesom producentów, a poprzez zachowanie tralesterolu w jajach. Ważne jest również to, że wykorzystuje dycyjnego sposobu ich wytwarzania część lokalnej sponaturalne żerowiska, często miejsca trudno dostępne (np. łeczności znajduje stałe zatrudnienie. miedze, rowy), których w żadnym gospodarstwie nie brakuje, a które trudno wykorzystać w inny sposób. Jest to radzimej rasy złotnickiej pstrej do wyrobu produktów ekolo- Kolejnym przykładem może być wykorzystanie mięsa rosa odporna, trzyma się blisko zabudowań, cechuje się silgicznych o wysokiej jakości. W Polsce ze względu na nym instynktem kwoczenia i wodzenia piskląt. Szczególprzyzwyczajenia i tradycje kulinarne wieprzowina od nie dobrze czuje się w niewielkich stadach. dawna stanowi podstawowy gatunek spożywanego mięsa. Również wspomniane już świnie rasy złotnickiej pstrej W roku 2008 spożycie wieprzowiny wynosiło 42,7 kg doskonale wykorzystują pasze gospodarskie. W ich żywiew przeliczeniu na jednego mieszkańca [8]. Było to możliniu z powodzeniem stosuje się zielonki, śruty zbożowe, we dzięki obserwowanemu od kilku lat zwiększaniu jej ziemniaki oraz dynie. W żywieniu tej rasy wykorzystuje produkcji. To z kolei miało bezpośredni związek, z uzyskasię również z powodzeniem kartofliska. Świnie chodząc nym na drodze postępu, wzrostem mięsności świń. Często swobodnie po takim kartoflisku ryją wybierając z ziemi wskazuje się, że w odniesieniu do ras wysokomięsnych pozostałe po zbiorach bulwy. Chętnie zjadają także kłącza obserwuje się ujemną korelację między zawartością mięsa, perzu, będącego utrapieniem rolników. Wyszukują i zjaa jego szeroko pojętą jakością [9,10]. W mięsie świń złotdają larwy i pędraki, ograniczając ilość szkodników roślin nickich pstrych nie notuje się zasadniczo wad mięsa typu np. stonki ziemniaczanej. Stosowanie ekstensywnego, 3 PSE lub stanowi jedynie niewielki procent [11-13]. Cechuekologicznego żywienia ma też tą zaletę, iż obniża znaczje się także wysoką zawartością tłuszczu śródmięśniowego, nie koszty pasz. Biorąc pod uwagę niższe przyrosty i gorszą mięsność obserwowaną u tej rasy, stosowanie żywie- 3 PSE nazwa wady mięsa będąca skrótem od angielskich słów: pale, soft, nia wysokobiałkowego, znacznie droższego, jest ekono- exudative. Oznacza mięso jasne, miękkie i wodnisto-cieknące. 113

12 co sprzyja osiągnięciu optymalnej smakowitości, kruchości i soczystości mięsa [14]. Analizy barwy mięsa świń rasy [1] M R i RW, h t t p : / / w w w. m i n r o l. g o v. p l / p o l / J a k o s c - L I T E R A T U R A złotnickiej pstrej wykazały, iż pod względem wszystkich zywnosci/rolnictwo-ekologiczne/rolnictwo-ekologiczne-w-polsce/ [ ]. składowych jest ona korzystna. Aktualnie produkcję wy- [2] ARiMR, 2010http:// z mięsa tej rasy prowadzi ekologiczna masarnia gram/program-rolnosrodowiskowy html z woj. kujawsko-pomorskiego. Produkuje między innymi [ ]. [3] Rozporządzenie Rady nr 834/2007 z dnia 28 czerwca 2007 r. w sprawie białą kiełbasę w słoiku. Produkt ten znalazł się z kolei na produkcji ekologicznej i znakowania produktów ekologicznych (Dz.U.L. Krajowej Liście Produktów Regionalnych i Tradycyjnych. 189 z r., s.1). [4] FAO, The State of the World s Animal Genetic Resources for Food and Warto wspomnieć, iż taką krajową ochroną objęte są rów- Agriculture. Eds. B. Rischowsky and D. Pilling, FAO, Rome nież inne produkty uzyskiwane od ras rodzimych (np. mięmethods for animal genetic resources: the emerging role of ex situ in vitro [5] Hiemstra, S.J., Woelders, H.: Balancing conservation objectives and so ze świni złotnickiej białej), z których część jest jedno- conservation. Annals of Animal Science, Supplement 2007, no.7: 125 cześnie produktami ekologicznymi. Wpisanie na Krajową 136. [6] Krupiński J., Szyndler-Nędza M., Jaszczyńska M. i wsp. Słowo wstępne. Listę Produktów Regionalnych i Tradycyjnych nie tylko Krupiński J. (red.): Polskie rasy zachowawcze. Atlas zwierząt gospodarsgwarantuje prawną ochronę produktu. Przede wszystkim kich objętych programem ochrony w Polsce. Instytut Zootechniki, Kraków gwarantuje konsumentowi, że dany produkt został uzys- [7] IJHAR-S, od konkretnych zwierząt, utrzymywanych i użytko- tradycyjne.html [ ]. wanych w określony sposób. Idąc dalej, że produkt został [8] GUS Rocznik statystyczny rolnictwa. ISSN: X: 314. [9] Borzuta K.: Ocena jakości tuszy wieprzowej. Prace i Materiały Zootechprzetworzony w tradycyjny, bezpieczny i zdrowy, a często niczne, Zeszyt specjalny 2004; 15: ekologiczny sposób. Obecnie konsumenci poszukują ta- [10] Koćwin-Podsiadła M., Krzęcio E.: Nowe trendy w badaniach jakości kich produktów o gwarantowanym pochodzeniu i są skłonwieprzowiny. Prace i Materiały Zootechniczne, Zeszyt specjalny, 2004; 15: ni zapłacić za taki produkt wyższą cenę. Sprzyja to zwięk- [11] Grześkowiak E., Borzuta K., Strzelecki J., Buczyński J.T., Lisiak D., Janiszewski P.: Jakość tusz oraz przydatność technologiczna mięsa świń ras szeniu zyskowności produkcji opartej na rasie rodzimej złotnickich. Roczniki Naukowe Zootechniki 2007, T. 34, z. 3: przez zwiększenie jego wartości rynkowej [15]. Wracamy [12] Janicki M.A., Kortz J.: Wodnistość mięsa u mieszańców świń pietrain więc do pytania zawartego na wstępie. i złotnickiej pstrej. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 1973; 139: Podsumowanie [13] Rak B., Kapelański W., Bocian M., Salomea G.: Porównanie wartości tucz- Jako konsumenci wiemy i akceptujemy fakt, że produkty ekologiczne są stosunkowo drogie. Czy jednak rzeczywi- ście producent uzyskuje przy ich sprzedaży wyższą cenę? 2005; 6: Czy może cena w handlu detalicznym składa się głównie z marży sprzedawcy i pośredników? Podsumowując powyższe rozważania należy stwierdzić, że bez względu na to jak brzmi odpowiedź na powyższe pytania rola, jaką mogą pełnić i niejednokrotnie pełnią rodzime rasy zwierząt w produkcji ekologicznej jest bardzo ważna. Poprzez wykorzystanie ich zalet, tj. doskonałego przystosowania do Zaprosili nas... miejscowych, często bardzo trudnych warunków środowiskowych, możliwości ich utrzymania przy ubogich za- * * * Centrum Informacji o Środowisku UNEP/GRID- Warszawa oraz Philips Polska na piknik naukowy w Jaro- cinie, który odbył się 14. maja b.r. Pod hasłem Energia, Energetyka, Oświetlenie przyjazne środowisku. sobach paszowych w oparciu o trwałe użytki zielone, co stwarza możliwości zagospodarowania i chronienia obszarów o dużych walorach krajobrazowych oraz możliwości pozyskiwania od nich produktów o unikalnej jakości, mających wielowiekową tradycję wytwarzania, znacznie obniżamy koszty produkcji ekologicznej. Szczególnie w odniesieniu do nakładów na budynki, pasze i profilaktykę weterynaryjną. Rolnicy otrzymują dopłaty do hodowli zwierząt rodzimych, co niweluje straty z powodu niższej wydajności. Co ważne, użytkowanie rodzimych ras sprzyja też zachowaniu bioróżnorodności ze względu na to, że stanowią żywy bank genów [6]. Ma to znaczenie utylitarne, gdyż lokalne rasy należy uznawać za element dorobku intelektualnego narodu. Utrzymanie tych ras sprzyja dbałości o środowisko naturalne, co jest ogromnie ważne choćby w kontekście zrównoważonego rozwoju. 114 nej i rzeźnej świń rasy pietrain oraz złotnickiej pstrej ocenianych w latach 1969 i Zesz. Nauk. AR im. H. Kołłątaja w Krakowie, 1999; nr 352: [14] Florkowski T., Pisula A., Kurela W., Buczyński J.T.: Ocena przydatności przetwórczej mięsa świń rodzimej rasy złotnickiej pstrej. Mięso i Wędliny, [ 15] Gandini G.: The opportunites to enhance effectiveness of in situ conservation of animal genetic rescources. Annals of Animal Science, Suplement 2007, no.7: Instytut Techniki Budowlanej na seminarium szkoleniowe Wyroby budowlane nowe regulacje, które odbyło się w dniach maja b.r. w Warszawie. * * * Polski System Recyklingu Organizacja Odzysku SA na finał akcji edukacyjno-ekologicznej W Trosce o Naturę Zbieraj Zużyte Baterie, który odbył się 17. czerwca w Tarnowie na terenie stadionu żużlowego Unii Tarnów. W ramach akcji trwającej od września 2010 r. Zebrano ponad 500 kg zużytych baterii.

13 WIESŁAW KOŹLAK Politechnika Warszawska, Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii, Instytut Chemii, ul. Łukasiewicza 17, Płock Badania układów szkła wodne sodowe wybrane sole ołowiu dla oceny możliwości zastosowania krzemianów do usuwania 2+ jonów Pb z zanieczyszczonych ekosystemów wodnych Studies on the systems containing sodium water glasses and selected lead salts 2+ in order to evaluate the possibility of use of silicates to remove Pb ions from contaminated aqueous ecosystems Streszczenie: Metodą turbidymetryczną, polegającą na otrzymywaniu rozpuszczalnego koloidalnego krzemianu ołowiu oraz tensjometryczną, czyli pomiarach napięcia powierzchniowego, badano układy zawierające krajowe szkło wodne sodowe oraz wybrane sole ołowiu. Scharakteryzowano toksyczność metali ciężkich ze szczególnym uwzględnieniem toksycznych soli ołowiu. Stwierdzono, że dodatek soli ołowiu do krzemianów sodu powoduje tworzenie się koloidalnych krzemianów i krzemiany wysokomodułowe dają wyższe wartości zmętnień. Również wartości napięcia powierzchniowego są zależne od M k i rodzaju soli. Szkła wodne wysokomodułowe mogą być wykorzystane do usuwania bardzo toksycznych soli ołowiu z zanieczyszczonych ekosystemów wodnych. Abstract: Using the turbidimetric method, based on preparation of water soluble colloidal lead silicate and tensiometry (surface tension measurements) systems containing locally produced sodium water glass and selected lead salts were investigated. The toxicity of heavy metals, particularly of toxic lead salts was characterized. It was concluded that the addition of lead salts to sodium silicates causes the formation of colloidal silicates. High modulus silicates give higher turbidity values. Also the values of surface tension depend on M k and type of salt. High modulus water glasses can be used for the removal of highly toxic lead salts from polluted aqueous ecosystems. Słowa kluczowe: szkła wodne sodowe, sole ołowiu, turbidymetria, tensjometria Keywords: sodium water glasses, lead salts, turbidimetry, tensometry Wybrane informacje na temat szkieł wodnych i ich centa: Zakłady Chemiczne w Rudnikach k/częstochowy, możliwości aplikacyjnych jest Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Politechniki Warszawskiej. Szczegółowa analiza danych literaturowych, od chwili Analiza ostatnich doniesień literaturowych [4] wskazuje rozpoczęcia systematycznych badań nad strukturą i właś- na szerokie spektrum badań, ale z uwagi na znaczny rozciwościami roztworów szkieł wodnych w wielu ośrodkach rzut tematyczny uzyskane rezultaty nie prowadzą do rozbadawczych na świecie, pozwala stwierdzić, że układy za- wiązania nurtujących od lat problemów, tj. wyjaśnienia wierające krzemiany alkaliczne są wyjątkowo trudne do mechanizmów ich działania w różnych dziedzinach goszbadania i opisania zarówno w ujęciu eksperymentalnym podarki m.in. w procesach uzdatniania wód [5-7], ochrojak i teoretycznym [1-3]. nie antykorozyjnej obiegów wód przemysłowych i komunalnych [8-13], a także w otrzymywaniu mas formier- Na badawczej mapie świata nie ma dotychczas wiodącego ośrodka naukowego zajmującego się sygnalizowaną tematyką, a w Polsce jedynym ośrodkiem, który podjął się Obszerniejsze zakresy aplikacji krzemianów sodowych skich [14]. systematycznych badań chemii roztworów krzemianów przedstawiono we wcześniejszych pracach [15,16] sygsodowych, głównie produkcji krajowej, tj. jedynego produ- nalizując jednocześnie, że poznanie składu molekularnego, tj. chemii roztworów wodnych szkieł sodowych * Dr Wiesław Koźlak, Politechnika Warszawska, Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii, Instytut Chemii, ul. Łukasiewicza 17, Płock, może wskazać na rozszerzenie zakresu ich możliwości tel./fax (24) , ich@pw.plock.pl aplikacyjnych [8-13]. 115

14 Krzemiany sodu należy zaliczyć do wielotonażowych arty- V, W, Zn; metalurgiczny: Fe, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, Zr; kułów przemysłu chemicznego, ale w naszym kraju nie ceramiczny: Cr, Ni, Cu, Co, Pb, Sr. Poważnym źródłem znalazły dotychczas należytego zastosowania. Produkcja metali ciężkich są elektrownie i elektrociepłownie. W tym zagraniczna szkieł wodnych, na których bazują różne ga- ostatnim przypadku zestaw metali ciężkich wprowadzałęzie gospodarki zdecydowanie odbiega skalą w porówna- nych do środowiska ze ściekami, z emisjami gazów i pyniu z naszym krajem, mimo że istnieje podstawowa baza łów, ze stałymi odpadami zależy bardzo od rodzaju przesurowcowa, tj. SiO 2 (piasek) oraz węglan sodu [17]. rabianego, paliwa tj. węgla, ropy, gazu itp. [24-27]. We wcześniejszych pracach [1,4,15,16 i literatura tam cytowana] zaprezentowano wyniki systematycznych badań właściwości i składów molekularnych różnomodułowych krzemianów sodu z podziałem na roztwory rozcieńczone i stężone, wykorzystując szkła wodne sodowe krajowe (Rudniki), szwedzkie (Göteborg) i niemieckie (Dehnitz). Zastosowano wiele nowoczesnych metod i technik badawczych m. in. turbidymetryczną, potencjometryczną, wiskozymetryczną, spektroskopię29simrj, IR, molibdenianową, spektrofotometryczną i tzw. Poly-Quat [16,18]. Metale ciężkie w środowisku Mówiąc o właściwościach toksycznych metali należy pa- miętać, że liczne metale ciężkie takie jak m.in. Zn, Co, Mn, Ni, Fe, Cu są nieodzownymi składnikami organizmów żywych, i pełnią ważne funkcje w metabolizmie ustroju. Jednak ich brak, jak i nadmiar, są szkodliwe. Dlatego ważna jest ilość jonów metali w diecie. Stąd problem czystej biologicznie wartościowej żywności, wody, powietrza, a stąd i problem nieskażonej metalami gleby. Umownie do grupy metali ciężkich zalicza się metale o ciężarze właściwym powyżej 4,5 g/cm 3. Są to np.: ołów, kadm, rtęć, nikiel, chrom, miedź, itp. Metale, a wśród nich metale ciężkie, są bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, gdzie występują zazwyczaj w postaci rud, rzadziej pierwiastków [19-22]. Ze względu na ich szerokie zastosowanie są powszech- nymi zanieczyszczeniami ekosystemu. Metale w postaci czystych pierwiastków raczej nie wywierają toksycznego działania, ponieważ są praktycznie nierozpuszczalne. Najsilniejsze właściwości toksyczne mają nieorganiczne związki metali, łatwo rozpuszczalne i silnie dysocjujące, ponieważ dzięki temu, łatwo przenikają przez błony komórkowe i łożysko, dostając się do narządów i gruczołów wewnętrznych oraz płodu. Mogą one bowiem powodować denaturację białek w roztworach rozcieńczonych (np. białka krwi, białka ran, błony śluzowej), a w roztworach stężonych łączą się z białkiem i przenikają w głąb zaatakowanej tkanki wywołując działanie żrące. Przy czym każdy z metali odznacza się powinowactwem do pewnych tkanek, gruczołów lub narządów [23]. Metale ciężkie i ich związki są rozproszone w sposób naturalny w środowisku. Mówimy wówczas o występowaniu tzw. tła (tab. 1). Wartości stężeń wyższe od tła świadczą o zanieczyszczeniu środowiska. Głównym źródłem zanieczyszczeń śro- dowiska metalami ciężkimi są różne działy przemysłu. I tak: przemysł chemiczny (produkcja barwników, środ- ków ochrony roślin, tworzyw sztucznych, farbiarstwo) jest źródłem zanieczyszczeń: As, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Se, Sr, Sn, Ti, Zn. Przemysł celulozowo-papierniczy wpro- wadza do środowiska takie metale, jak: Cr, Cu, Hg, Ni, Zn, Pb; elektrochemiczny: Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Se, Ti, Tab. 1. Wartości tła wybranych metali [24] Metale Fe Mn Zn Cu Co Ni Cr Cd Pb Hg Wody morskie 3 [μg/dm ] 0,3 0,2 0,03 0,14 0,01 0,02 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,04 0,005 Wody lądowe 3 [μg/dm ] 10,0 0,02 5,0 70,0 0,003 0,04 3,0 0,1 10,0 0,02 0,1 0,1 0,2 0,002 Toksyczność metali ciężkich Atmosfera 3 [ng/m ] 10,0 do 4,0 0,10 1,05 0,003 0,6 0,1 1,0 Rośliny [ppm s.m.] 30,0 300,0 25,0 150,0 5,0 30,0 0,02 1,0 0,1 5,0 0,02 1,0 0,05 0,5 0,5 7,0 Metale mogą wywoływać zatrucia ostre, od razu widoczne, oraz zatrucia przewlekłe. Zatrucia ostre powodują takie metale, jak Bi, As, Zn, Cd, Cu, Hg. Natomiast zatrucia przewlekłe mogą wywoływać m.in. As, Zn, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Sn, Co, Ni, Mn, Se, Tl, Fe i Ag. Zatrucia prze- wlekłe, występujące przez dłuższy czas w formie utajonej, są nader niebezpieczne zwłaszcza, jeżeli wywołują zmiany mutagenne lub uszkadzają mózg. Należą do nich m.in. zatrucia ołowiem Pb i rtęcią Hg. Zatrucia przewlekłe są bardzo trudne do rozpoznania a często i do leczenia [23]. Do najbardziej toksycznych metali ciężkich należy ołów Pb, rtęć Hg i kadm Cd. Są to pierwiastki wybitnie kancerogenne, które występując w środowisku w dawkach wyższych niż NDS (najwyższe dopuszczalne stężenie) powodują powstawanie nowotworów. Ponadto rtęć i ołów uszkadzają centralny system nerwowy, a kadm jest przyczyną nadciśnienia choroby, na którą zapada około 20% dorosłej populacji państw cywilizowanych. Znaczy to, że w Polsce dotkniętych tą chorobą jest od 2 do 3 milionów ludzi [23]. 116

15 Z biochemicznego punktu widzenia metale ciężkie można nia i redukcji, procesy adsorpcji i desorpcji, reakcje wypodzielić na dwie grupy: trącania i rozpuszczania [24,27]. 1. metale niezbędne do prawidłowego przebiegu proce- Metale ciężkie są przemieszczane (ulegają migracji) mięsów metabolizmu, np. Fe, Zn, Cu; dzy różnymi sferami Ziemi. Wody rzeczne znoszą z po- 2. metale wywierające negatywny wpływ na procesy mewierzchni Ziemi do oceanów i mórz rozpuszczone lub zatabolizmu, np. Hg, Pb, Cd. wieszone związki metali. Przemieszczanie się płyt litosfery Powyższy podział jest wysoce umowny, ponieważ efekt powoduje wynoszenie na powierzchnię Ziemi osa- wywierany przez dany metal ciężki zależy w znacznym dów dennych i formowanie się nowych mas lądów. Nie- stopniu od jego stężenia. które związki metali parują i wraz z pyłem są unoszone do atmosfery. Pierwiastki, a wśród nich metale, krążą między Ze względu na potencjalne zagrożenie dla żywych orgastałymi lądami, oceanami i atmosferą. Krążenie pierwiastnizmów wyróżnia się cztery grupy metali ciężkich: ka chemicznego z wykorzystaniem różnych dróg trans- 1. pierwiastki o bardzo wysokim stopniu zagrożenia: Cd, portu między powyższymi sferami (zbiornikami) określa Hg, Pb, Cu, Tl, Sn, Cr, Ag, Sb; się mianem cyklu geochemicznego. 2. pierwiastki o wysokim stopniu zagrożenia: Bi, U, Mo, Ba, Mn, Ti, Se, Te; Na przebieg cykli (obiegów) geochemicznych wpływają 3. pierwiastki o średnim stopniu zagrożenia: Rb, As, W; różne procesy geologiczne prowadzące do zmiany rodzaju 4. pierwiastki o niskim stopniu zagrożenia: Sr, Nb, Zr [24]. skał, a tym samym ich trwałości i odporności na działanie wysokich ciśnień i temperatur. Ponadto obecność tlenu, di- Szkodliwość metali polega na możliwości kumulowania tlenku węgla i mikroorganizmów, wywiera znaczny wpływ się w organizmach żywych i ich chronicznej toksyczności. na przemiany zachodzące na powierzchni Ziemi, co znaj- Skutki zdrowotne regularnego spożywania nawet śladoduje konkretne odzwierciedlenie w poszczególnych etawych ilości mogą ujawnić się po wielu miesiącach, a nawet pach cykli geochemicznych. latach. Szczególnie wrażliwi na toksyczne działanie metali ciężkich są dzieci i ludzie chorzy. Antropogeniczna działalność człowieka zaburza naturalny obieg pierwiastków w cyklu geochemicznym. Zmienia np. Naturalnym źródłem metali ciężkich dla ludzi i zwierząt ilość materii i szybkość jej transportu między poszczególsą spożywane rośliny. Metale ciężkie stanowią więc zagro- nymi zbiornikami. Szczególnie łatwo zmieniają się ważenie dla jakości zdrowotnej płodów rolnych. Wykonując runki transportu z lądów do wód. Niszczenie szaty roślinszacunkową ocenę ilości spożywanych związków metali nej, której obecność przeciwdziała erozji gleby, ułatwia ciężkich, autorzy wielu prac stwierdzili, że największe ługowanie do wód składników mineralnych i próchniilości toksycznych związków metali dostarczają warzy- czych gleb. Antropogeniczne zanieczyszczenia wód wprowa [28]. wadzają nowe substancje i czynniki oddziałujące na dany Metale w wodzie i ściekach cykl geochemiczny [24]. Właściwości, formy występowania ołowiu w wodach, Mikrozanieczyszczenia w postaci metali ciężkich w środo- toksyczność wisku wodnym występują w postaci rozpuszczonej, koloidalnej i w zawiesinie. W postaci rozpuszczonej występewniają Miękkość, plastyczność, niska temperatura topnienia, zapują wolne jony hydratowane, proste nieorganiczne i orwierających łatwość obróbki mechanicznej przedmiotów za- ganiczne kompleksy. Średnica tych form nie przekracza ołów i jego związki, co zapewnia i zapewniało 0,001 μm. Jony metali związane ze złożonymi, wielkowykorzystywany dawniej bardzo szerokie zastosowanie ołowiu. Ołów był cząsteczkowymi ligandami organicznymi o rozmiarach do produkcji naczyń, rur wodociągo- cząstek w przedziale 0,001 0,01 μm tworzą formy koszkła wych. Współcześnie wykorzystuje się go do produkcji loidalne. Jony metali adsorbowane na drobinach micell kryształowego, farb, emalii, różnych wyrobów me- koloidalnych lub cząstek organicznych o rozmiarach talowych (składnik stopów) oraz akumulatorów. Zdolność 0,01 0,1 μm tworzą zawiesiny. Sedymentujące zawiesiny tworzenia związków alkalicznych, ich własności i rozpowwchodzą w skład osadu dennego. szechnianie sprzyjają wprowadzeniu ołowiu do atmosfery. Z kolei łatwość migracji sprzyja jego rozprzestrzenianiu Dla metali ciężkich bardzo popularną formą występowa- w środowisku m.in. wodnym i wodno-glebowym. nia są kompleksy zarówno z ligandami organicznymi, jak i nieorganicznymi. W wodach morskich dominują węglany PbCO 3, chlorki + + PbCl, PbCl 2 oraz formy hydroksylowe, np. Pb(OH). Ogólnie formy występowania metali ciężkich w środo- 2+ Prosty akwokation [Pb(H2O) 4] występuje w wodach o ph wisku wodnym zależą od całego szeregu równowag fizy- poniżej 5. W wodach o odczynie alkalicznym pojawiają się kochemicznych, wśród których należy wyróżnić: reakcje + kompleksy hydroksylowe proste [Pb(H2O) 3OH] i wielotworzenia kompleksów, reakcje hydrolizy, reakcje utlenia- jądrowe [24]. 117

16 Ołów dostaje się do organizmu człowieka poprzez układ Z kolei obecność cynku będącego antagonistą ołowiu osłaoddechowy (pył i lotne związki znajdujące się w powie- bia jego toksyczne działanie. trzu) oraz z pożywieniem i wodą. Ta ostatnia możliwość Podobnie jak w przypadku innych metali ciężkich stężenia jest dosyć istotna wobec faktu korzystania ze starych ołowiu w poszczególnych elementach środowiska są ściśle urządzeń wodociągowych wykonanych z ołowiu. W takich limitowane. W wodach pitnych dopuszcza się zawartość urządzeniach następuje korozja, w wyniku której do wód 3 3 ołowiu do 50 μg/dm, w powietrzu 0,2 μg/dm jako stęprzedostaje się dobrze rozpuszczalny wodorowęglan ołożenie średnioroczne, w glebach uprawnych 100 ppm. Zawiu Pb(HCO ). 3 2 wartość ołowiu powyżej 30 ppm jest uważana za szko- Również wzrastające zakwaszenie środowiska sprzyja podliwą dla roślin. Normy WHO uznają dawkę 500 μg/dzień. wstawaniu form chemicznych ołowiu stosunkowo dobrze Ze względu na bardzo silne zdolności resorpcji z przewodu rozpuszczalnych. Pewną próbą przeciwdziałania temu zjapokarmowego stężenie ołowiu w mleku i mieszankach wisku jest stosowane w niektórych krajach prewencyjne mlecznych ogranicza się do 0,1 mg/kg [24,25,27,29-32]. alkalizowanie wody pitnej, co pozwala utrzymać stężenie rozpuszczalnych form ołowiu w zakresie stężeń równych Próba wykorzystania szkieł wodnych sodowych np μg/dm. w oczyszczaniu ścieków zawierających jony toksycznych Zawartościom ołowiu w powietrzu poświęca się dosyć metali dużą uwagę z jednej strony ze względu na skalę problemu: Skromna jest literatura obejmująca ocenę reagowania spalanie 1 litra benzyny jest równoznaczne z wprowaroztworów szkieł wodnych z wybranymi elektrolitami. Są dzeniem do atmosfery 0,4 0,7 g Pb, a z drugiej na łapublikacje dotyczące wpływu soli wapnia i magnezu, czyli twość resorpcji pyłów i lotnych związków ołowiu poprzez jonów decydujących o twardości wody na zachowanie się drogi oddechowe. Proces resorpcji tych połączeń ołowiu układów zawierających szkła wodne oraz soli żelaza (II odbywa się z wydajnością około 50%. Resorpcja ołowiu i III) z uwagi na wykorzystanie krzemianów w ochronie z przewodu pokarmowego jest zróżnicowana w zależności antykorozyjnej m.in. obiegów wód komunalnych i przeod wieku. U dorosłych dotyczy 5 10% ołowiu wprowamysłowych [10,11,13]. dzonego z pokarmem, u dzieci sięga 50%, stąd też należy maksymalnie ograniczać zawartość ołowiu w mleku Przeprowadzono ostatnio również badania układów za- i innych pokarmach przeznaczonych dla niemowląt. wierających krzemiany sodu i sole metali, w tym m.in. Zresorbowany ołów jest transportowany przez krew i ostawykorzystania pierwiastków przejściowych [33] dla oceny możliwości tecznie, w znacznym stopniu (~ 90%) odkłada się w kościach. szkieł wodnych w oczyszczaniu ścieków. Przy zawartości ołowiu we krwi przekraczającej W dotychczasowych badaniach w tym zakresie zastoso µg w 100 cm pojawiają się objawy ostrego wano metody: potencjometryczną m.in. z zastosowaniem zatrucia pierwszym z nich jest kolka żołądkowo-jelitowa, jednoselektywnej elektrody wapniowej, wiskozymetrycza następnie: zwolnione tętno, bladość skóry. Wprowadze- ną opartą na pomiarach lepkości lub iloczynu lepkości nie do organizmu 250 mg najbardziej toksycznego związ- i gęstości dla roztworów stężonych oraz turbidymetryczną ku ołowiu (C2H 5) 4 Pb kończy się zejściem śmiertelnym. [1,8], która na podstawie ostatnio przeprowadzonych ba- U osób narażonych zawodowo na kontakty ze związkami dań [6,7,10,11,13] wydaje się najbardziej użyteczną. Poołowiu lub przebywających w zanieczyszczonym środo- lega ona na otrzymaniu rozpuszczalnego, koloidalnego wisku obserwuje się zatrucia przewlekłe. Zatrucie prze- krzemianu badanej soli w wyniku reakcji rozpuszczalnych wlekłe objawia się anemią będącą następstwem zabloko- form krzemianowych z badaną solą oraz na pomiarze nawania układów enzymatycznych prowadzących do synte- tężenia promieniowania rozproszonego przez utworzony zy hemoglobiny. Ołów blokuje między innymi takie enzy- krzemian badanej soli. Metoda ta jest oparta na pomiarach my jak: dehydraza kwasu δ-aminolewulinowego, katali- zmętnienia badanego układu w funkcji czasu. zująca syntezę porfobilinogenu oraz synteza hemu, która jest odpowiedzialna za wprowadzanie atomu żelaza do We wszystkich badanych układach, w których tworzą się protoporfiryny. Przewlekłym zatruciom towarzyszą uszkozmętnienia jest ściśle związany z rodzajem szkła wodnego koloidalne krzemiany charakter przebiegu tzw. krzywych dzenia układu nerwowego, zarówno ośrodkowego jak i oboraz typem powstałej soli. wodowego. Ich objawami są: pogorszenie sprawności umysłowej (u dzieci opóźnionych w rozwoju stwierdza się Celem prezentowanej pracy jest ocena reagowania szkieł wyższy poziom ołowiu we krwi), nadmierna ruchliwość, wodnych sodowych z toksycznymi rozpuszczalnymi so- agresywność, zaburzenia snu, zaburzenia czynności nerek, lami ołowiu [4]. obserwowane już przy długotrwałym działaniu jonów me- 3 tali na poziomie 70 μg/100 cm krwi. Część doświadczalna Należy nadmienić, że działanie toksyczne ołowiu jest sil- niejsze w obecności kadmu, który jest dlań synergentem. W badaniach zastosowano krajowe szkła wodne sodowe wyprodukowane w Rudnickich Zakładach Chemicznych 118

17 właśnie miejscu układ wagowy rejestruje największą war- tość siły. w Rudnikach k/częstochowy. Ich charakterystykę przedstawiono w tabeli 2. Jako rozpuszczalne sole ołowiu (II) zastosowano: 2+ Pb(NO 3) 2 i Pb(CH3COO) 2 3H2O. Stężenie jonów Pb 3 w badanych układach wynosiło 8 mmol/dm. Jako metody badań układów szkło wodne sodowe sole ołowiu (II) zastosowano turbidymetrię oraz pomiary napięcia powierzchniowego. Turbidymetria jest metodą służącą do pomiaru zmętnienia układu lub ściślej do pomiaru absorpcji lub rozproszenia światła na zawieszonych w roztworze cząsteczkach drugiej fazy [34,35]. Metoda polega na pomiarze zmian natężenia światła przepuszczonego przez układ optycznie niejednorodny. W układach optycznie niejednorodnych część padającego promieniowania pod wpływem fluktuacji gęstości ośrodka ulega rozproszeniu, co związane jest z niezupełnym wzajemnym wygaszaniem wtórnych fal rozchodzących się w różnych kierunkach. Rozpraszanie zachodzące w takich ośrodkach nazywane jest rozpraszaniem Rayleigha. Natężenie wiązki światła przechodzącego przez warstwę rozpraszającego ośrodka maleje wykładniczo wraz z grubością warstwy (d), zgodnie z równaniem: td I P=I0 e, w którym: I p natężenie światła przepuszczonego, I 0 natężenie światła padającego, t zmętnienie; współczynnik charakterystyczny dla danego ośrodka rozpraszającego. Współczynnik t zależy m.in. od stężenia cząsteczek rozpraszających, więc pomiar stosunku I p /I 0 umożliwia wy- znaczenie stężeń, do czego turbidymetria jest często wykorzystywana. Wynik podawany jest w jednostkach umownych NTU (Nephelometric Turbidy Units), które stały się standardem. Metodykę wykonania pomiarów zmian zmętnienia w badanych układach i aparaturę opisano we wcześniejszych pracach [6,7,10,11,13,18]. Mając na uwadze, że tworzenie się układu optycznie niejednorodnego i jego stabilność zależy również od wartości napięcia powierzchniowego przeprowadzono pomiary napięcia powierzchniowego. Napięcie powierzchniowe to praca wykonana podczas jednostkowego wzrostu powierzchni, związana z istnieniem międzycząsteczkowych sił przyciągania mierzona w jednostkach SI, niuton na metr (N/m) [35]. Wyniki badań i ich dyskusja Przykładowe wyniki badań turbidymetrycznych w postaci tzw. krzywych zmętnienia przedstawiono na rysunkach 1 i 2. Rys. 1. Zależność zmętnienia od czasu w układach szkło wodne sodowe Pb(NO 3) 2 Oznaczenia do prezentowanej pracy wykonano z użyciem tensometru K100 firmy Krüss z użyciem płytki platynowej. W tej metodzie ciecz przylegająca do płytki jest podnoszona do momentu poprzedzającego zerwanie Rys. 2. Zależność zmętnienia od czasu w układach szkło kontaktu między powierzchnią cieczy, a płytką. W tym wodne sodowe Pb(CH3COO) 2 119

18 Tab. 2. Skład krajowych krzemianów sodu Rodzaj szkła wodnego Zawartość [% wag] Na 2 O SiO2 8,9 28,3 10,3 28,9 11,8 33,1 12,4 28,8 14,7 28,6 Moduł krzemianowy M k 1 3,3 2,9 2,9 2,4 2,0 Gęstość (20 C) 3 [g/cm ] 1,38 1,42 1,51 1,47 1,52 Substancje nierozpuszczalne w H O [% wag] 2 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Wzór Na O 3,3 SiO 2 2 Na O 2,9 SiO 2 2 Na O 2,9 SiO 2 2 Na O 2,4 SiO 2 2 Na O 2,0 SiO 2 2 Jako rozpuszczalne sole ołowiu (II) zastosowano: Tab. 4. Wyniki oznaczeń napięcia powierzchniowego i gę- 2+ Pb(NO 3) 2 i Pb(CH3COO) 2 3H2O. Stężenie jonów Pb s t o ści ukł a dów szkło wodne sodowe Pb(CH3COO) 2 3 w badanych układach wynosiło 8 mmol/dm. Charakter przebiegu krzywych zmętnienia jest podobny. We wszystkich przypadkach uzyskano wysokie wartości zmętnień, które rosną w czasie. Świadczy to o wyraźnym reagowaniu 2+ jonów Pb z krzemianami. Stwierdza się, że istnieje zależność wielkości zmętnienia od wartości modułu krzemianowego M. Można wnioskować, że krzemiany wysokok modułowe dające wysokie wartości zmętnień (powyżej 1000 NTU) można wykorzystać w oczyszczaniu np. Wnioski 2+ ścieków z toksycznych jonów Pb. Ponadto uzyskane Rodzaj szkła wodnego 137 (M =3,3) k 149 (M =2,9) k 140 (M =2,9) k 145 (M =2,4) k 150 (M =2,0) k Napięcie powierzchniowe [mn/m] 32,865 32,819 32,235 31,691 28,073 Gęstość 3 [g/cm ] 1,000 1,004 0,999 0,999 1,000 Rodzaj szkła wodnego 137 (M =3,3) k 149 (M =2,9) k 140 (M =2,9) k 145 (M =2,4) k 150 (M =2,0) k Napięcie powierzchniowe [mn/m] 43,142 42,426 41,446 39,309 32,195 Gęstość 3 [g/cm ] 1,00 1,00 0,99 1,00 1,00 rezultaty potwierdzają wyższą przydatność krzemianów 1. Dodatek soli ołowiu (II) do szkieł wodnych powoduje wysokomodułowych stosowanych w innych dziedzinach tworzenie się koloidalnych krzemianów ołowiu. Wy- 2+ gospodarki. stępuje zasadnicza różnica w reagowaniu jonów Pb z krzemianami nisko- i wysokomodułowymi. Krze- W przypadku układów szkło wodne sodowe miany wysokomodułowe dają wyższe wartości zmęt- Pb(CH3COO) 2 również dla krzemianów niskomoduło- nień, co upoważnia do ich wykorzystania w oczyszwych 150 (M k = 2,0) i 145 (M k = 2,4) uzyskano wysokie 2+ czaniu mediów z jonów Pb. wartości zmętnień (powyżej 1000 NTU). Potwierdza to 2. Charakter przebiegu krzywych zmętnienia jest ściśle wcześniejsze przypuszczenia [7], że przy tworzeniu się związany z rodzajem zastosowanej soli oraz rodzajem krzemianów metali wpływ anionu jest również istotny. szkła wodnego charakterystycznego przez M k, a zatem i skład molekularny jego roztworów. Wartości zmętnień Można mówić o regularności zmian napięcia powierzchw badanych układach rosną w czasie. niowego w funkcji modułu krzemianowego. Jego wartości 3. Istnieje zależność między modułem krzemianowym maleją w miarę obniżania wartości M k (tab. 3 i 4). Tab. 3. Wyniki oznaczeń napięcia powierzchniowego i gę- rosną ze wzrostem M. k stości układów szkło wodne sodowe Pb(NO ) 3 2 a napięciem powierzchniowym układów szkło wodne 2+ sodowe Pb. Wartości napięcia powierzchniowego L I T E R A T U R A [1] Koźlak W.: Studia nad niektórymi właściwościami i strukturą wodnych roztworów krzemianów technicznych, rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska [2] Vail J.G.: Solube Silicates, Reinhold, New York [3] Iler R.K.: The Chemistry of Silica. Ed. J. Wiley, New York [4] Koźlak W.: Szkła wodne sodowe. Część III. Aktualna wiedza o szkle wodnym, Wiad. Chem. 2006; 60(9-10): [5] Koźlak W., Pysiak J.: Krzemiany sodowe w procesach uzdatniania wody, Gaz, Woda i Tech. Sanit. 1990; 64(10): [6] Koźlak W.: Badania turbidymetryczne układów: szkło wodne sodowe wybrane sole pierwiastków II grupy; Chemik 2008; 1: [7] Koźlak W.: An attempt to evaluate the interactions between sodium silicates of different moduli and selected salts of II group elements, Pol. J. Appl. Chem. 2007; 51(1-2): [8] Katalog środków antykorozyjnych w układach wodnych. Silenale, Biuro Wydawnicze Chemia, Warszawa [9] Jodko H.: Podstawowe wiadomości o właściwościach wielomodułowych krzemianów sodowych jako inhibitorów korozji stali w obiegach wodnych chłodniczych. IChP, Warszawa [10] Koźlak W.: Badania porównawcze dotyczące tworzenia się koloidalnych krzemianów manganu i żelaza w aspekcie antykorozyjnego działania szkieł wodnych sodowych. Ochrona przed korozją 2007; (2):

19 [11] Koźlak W.: Badania turbidymetryczne układów: szkło wodne sodowe [25] Alloway B.J., Ayres D.C.: Chemiczne podstawy zanieczyszczenia środowybrane sole żelaza. Chemik 2006; 49(6): wiska. PWN, Warszawa [12] Koźlak W., Pysiak J., Pysiak W.: Krzemian sodowy w antykorozyjnej [26] Zakrzewski S.F.: Podstawy toksykologii środowiska. PWN, Warszaochronie stali używanych w przemysłowych instalacjach wód obiegowych wa i komunalnych. Ochrona przed korozją 1989; 32(11-12): [27] Kabata-Pendias A., Pendias H.: Pierwiastki śladowe w środowisku biolo- [13] Koźlak W.: The turbidymetric studies on the sodium water glass-selected gicznym. Wyd. Geolog., Warszawa iron salt systems. Annals Pol. Chem. Soc. 2004; 3: [28] Gruca-Królikowska S., Wacławek W.: Metale w środowisku, Cz. II. [14] Koźlak W., Pysiak J.: Wpływ niektórych fosforanów na fizykochemiczne Wpływ metali ciężkich na rośliny. Chemia. Dydaktyka. Ekologia. Metrowłaściwości szkieł wodnych sodowych w technologii mas formierskich. logia 2006; R. 11(1-2): Materiały Sympozjum pt. Fizykochemiczne metody wytwarzania form [29] Hermanowicz W., Dożańska W., Dojlido J., Koziorowski B.: Fizycznoi rdzeni, a aktualna sytuacja w odlewnictwie krajowym, Kraków chemiczne badanie wody i ścieków. Arkady, Warszawa [15] Koźlak W.: Szkła wodne sodowe, Część. I. Otrzymywanie i zastosowanie. [30] Harper H.A., Rodwel V.W., Mayes P.A.: Zarys chemii fizjologicznej. Wiad. Chem. 2005; 59(9-10): PZWL, Warszawa [16] Koźlak W.: Szkła wodne sodowe. Część II. Właściwości i skład moleku- [31] Dutkiewicz T.: Chemia toksykologiczna. PZWL, Warszawa larny roztworów wodnych. Wiad. Chem.; 2006, 60(5-6): [32] Stasiak J., Stasiak K.: Problemy środowiska przyrodniczego. PWN, War- [17] Augustyn W., Grobelny N.: Krzemian sodu niedoceniony w kraju produkt szawa przemysłu chemicznego. Chemik 1957; 10: [33] Koźlak W.: An attempt to evaluate the interactions between sodium [18] Koźlak W.: Badania składu molekularnego stężonych (fabrycznych) so- silicates of different silicate moduli and selected salts of transition metals. dowych szkieł wodnych. Przem. Chem. 1992; 71(7): Pol. J. Appl. Chem., w druku. [19] Sienko J.M., Plane R.A.: Chemia. Podstawy i zastosowanie. WNT, War- [34] Danzer K., Than E., Molch D.: Analityka ustalanie składu substancji. szawa PWN, Warszawa [20] Lee J.D.: Zwięzła chemia nieorganiczna. PWN, Warszawa [35] Krasodomski W., Krasodomski M., Siwiec D.: Badanie wpływu struktury [21] Bielański A.: Chemia ogólna i nieorganiczna. PWN, Warszawa dodatków na proces demulgowania w układach paliwo-woda, Biuletyn [22] Pauling L., Pauling P.: Chemia. PWN, Warszawa ITN 2006; kwiecień-czerwiec: [23] Skinder N.W.: Chemia a ochrona środowiska. WSiP, Warszawa [24] Bezak-Mazur E.: Elementy toksykologii środowiskowej. Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce GRZEGORZ PASTERNAK Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Politechnika Wrocławska Bioreaktory oraz ich zastosowanie w inżynierii i ochronie środowiska Bioreactors and their application in environmental protection and engineering Streszczenie: Na przestrzeni wieków bioreaktory zmieniały swój kształt oraz znajdowano dla nich kolejne zastosowania. Najpopularniejsze i zarazem najstarsze obejmowały technologię żywności. Dziś bioreaktory są powszechnie wykorzystywane w celu poprawy jakości środowiska naturalnego. Biologiczny etap oczyszczania ścieków jest sercem każdej nowoczesnej oczyszczalni ścieków bytowo-gospodarczych. Bioreaktory wykorzystuje się również w celu produkcji biogazu, bioremediacji gruntów oraz oczyszczania gazów przemysłowych. W niniejszym artykule omówiono podstawowe typy bioreaktorów oraz przykłady ich wykorzystania w szeroko pojętej inżynierii środowiska. Nieustający rozwój nauk technicznych i podstawowych prowadzi do powstawania kolejnych pomysłów na wykorzystanie czynników biologicznych w celu neutralizacji ryzyka związanego z działalnością antropogeniczną. Przed inżynierią bioreaktorów stoją nowe wyzwania i zarazem olbrzymi potencjał rozwoju. Abstract: In past centuries bioreactors were changing their shape and their applications were developing. The most common and the oldest applications contained food technology. Today, bioreactors are commonly used for increasing the quality of environment. Biological part of treatment is the heart of each domestic wastewater treatment plant. Bioreactors are also used for biogas production, bioremediation techniques or exhaust purification. In this paper we would like to present the idea of bioreactor methods and selected examples of their application in environmental protection. The ceaseless development of basic and technical science is creating innovative ideas for application of bioreactors for changing the quality of environment. New challenges and great potential is still waiting to be proved in research institutions. Słowa kluczowe: bioraktor, fermenter, SBR, fotobioreaktor, złoże biologiczne, bioreaktor z podnośnikiem powietrznym Keywords: bioreactor, fermenter, SBR, photobioreactor, airlift bioreactor, trickling filter 121

20 Podstawowe typy bioreaktorów - reaktor przepływowy o idealnym wymieszaniu reaktor również wyposażony jest w mieszadło utrzymujące Historia bioreaktorów sięga równie daleko jak historia fer- równomierny rozkład stężenia w objętości komory mentacji. Fermentacja była przedmiotem naukowej deba- reaktora. Do komory dopływa jednocześnie taka sama ty już w XIX wieku, jednak proces ten poznano dokład- ilość medium jaka z niego odpływa, objętość utrzymyniej dopiero w 1930 r. Obecnie bioreaktory stosowane są wana jest więc na tym samym poziomie. Urządzenie w technologii żywności, hodowli żywych układów dla takie w mikrobiologii nazywamy chemostatem. Jego potrzeb medycyny, produkcji farmaceutyków czy wresz- użytkowanie wiąże się z większymi kosztami inwescie w inżynierii środowiska. Aby lepiej zrozumieć współ- tycyjnymi, które rekompensowane są jednak możliczesne przykłady zastosowań bioreaktorów należy naj- wością automatyzacji wielu procesów i brakiem bezpierw omówić ich podstawowe typy. produktywnych etapów jak w reaktorze wsadowym. Bioreaktorem nazywamy urządzenie, które służy do przezwiększone ryzyko zanieczyszczenia medium ze Niewątpliwą wadą tego typu urządzeń jest jednak prowadzania procesów biochemicznych w warunkach kontrolowanych [1]. W gruncie rzeczy definicję tę rozprzepływu; względu na drogą i trudną sterylizację w warunkach szerzyć można nie tylko na urządzenia, ale także na każdy system, w którym do czynienia mamy z reakcjami bionież może być wyposażony w systemy mieszające, ich - reaktor o przepływie tłokowym ten typ reaktora rów- chemicznymi, rozpatrując go jako całość lub dzieląc na elementy składowe. I tak komora osadu czynnego (KOCZ) zadaniem nie jest jednak utrzymanie jednolitego stęjest bioreaktorem, pojedynczy kłaczek osadu czynnego, żenia w reaktorze, a zapobiega sedymentacji i umożkomórka bakteryjna, a w niej organella komórkowe. liwia kontakt składników mieszaniny reakcyjnej. Po- Śledząc niektóre procesy zachodzące na poziomie molemoże być opisywany jako kaskada reaktorów o pełnym dzielony umownie na nieskończenie wiele elementów kularnym, po kolejnych etapach doświadczeń dojść można do takiej kontroli procesu, aby przyniósł on nam pożądany wymieszaniu. Zaletą takiego systemu jest zwiększona efekt w skali przemysłowej np. pozyskania produktu efektywność reakcji związana z kinetyką reakcji bio- przemiany materii danego organizmu lub ich grupy. chemicznych. Ta sama objętość reaktora tłokowego w porównaniu do reaktora przepływowego o pełnym Bioreaktory odpowiadają tym samym prawom co reaktory wymieszaniu daje lepszy efekt w związku z wyższym chemiczne. Różnica polega jednak na złożoności systemu stężeniem przy wejściu do reaktora tłokowego. Wpłyjakim jest żywy organizm. Reakcje biologiczne są bardziej wa ono na szybkość reakcji w reaktorze przepływrażliwe i mniej stabilne, zatem wymagają większej dbawowym stężenie jest natychmiast uśredniane; łości o kontrolę procesu oraz analizy większej ilości czyn- - reaktor ze złożem fluidalnym reaktor wypełniony jest ników niż w przypadku reakcji chemicznych [2]. złożem, które unoszone jest za pomocą pompowanego Istnieje wiele podziałów bioreaktorów. Podstawowy po- gazu lub wraz z przepływem medium reakcyjnego. dział reaktorów [3] przedstawiono na rysunku 1, obejmuje Gaz i medium przepływać mogą przeciwprądowo lub on następujące typy: współprądowo. Na złożu immobilizowane mogą być - reaktor wsadowy (porcjowy) o idealnym wymiesza- enzymy czy mikroorganizmy. Zaletami tego typu rozniu reaktor ten, którego wielkości mogą się wahać od wiązania są: jednolity rozkład temperatury dzięki możlitrów do metrów sześciennych, wyposażony jest w sys- liwości ciągłego mieszania złoża i medium oraz możtem mieszania, którego zadaniem jest utrzymanie tego liwość prowadzenia procesu w sposób ciągły. Niewątsamego stężenia danego czynnika w całej objętości pliwą wadą są duże koszty eksploatacyjne i inwestyreaktora. Cykl pracy takiego urządzenia to dopływ cyjne związane z pompowaniem powietrza, medium, reakcja odpływ. W przypadku reaktorów biologicz- zwiększonym ryzykiem mechanicznego uszkodzenia nych reaktor taki charakteryzuje się względnie niskim płaszcza (a więc i droższym materiałem do jego wykoryzykiem zanieczyszczenia, mutacji, niskimi kosztami nania), koniecznością zwiększenia objętości oraz seinwestycyjnymi w porównaniu do reaktorów przepły- paracji wypłukiwanego złoża; wowych o tej samej objętości oraz zwiększoną kontrolą - reaktor z wypełnieniem zasada działania tego typu fazy wzrostu mikroorganizmów. Praca w cyklach ob- reaktora jest zbliżona do reaktora fluidalnego, z tym że niża jednak efektywność procesu ze względu na czas wypełnienie osadzone jest na ruszcie lub stanowi elepotrzebny na poszczególne etapy, takie jak napełnianie, ment konstrukcyjny. Stosowane są tutaj różne wypełczyszczenie czy sterylizowanie. Niestacjonarny cha- nienia charakteryzujące się zróżnicowaną powierzchrakter przemian utrudnia również automatyzację całe- nią kontaktu oraz oporami przepływu. W przypadku go systemu; bioreaktorów do czynienia mamy tutaj ze złożami zraszanymi, medium spływa grawitacyjnie. Wzrost ciśnienia mógłby uszkodzić wrażliwy materiał biologiczny, a prędkości spadkiem skuteczności. * Grzegorz Pasternak, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Politechnika Wrocławska, ul. Wyb. Wyspiańskiego 27, Wrocław, tel. (71) , grzegorz.pasternak@pwr.wroc.pl 122