Unieszkodliwianie pozostałości pestycydów w procesach fizyczno-chemicznych

Podobne dokumenty
ŚRODKI OCHRONY ROŚLIN A OCHRONA ZDROWIA LUDZI I ŚRODOWISKA DARIUSZ PLISZKA WIORIN W BYDGOSZCZY

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Monitoring środowiska w rejonie zrekultywowanych mogilników na terenie województwa kujawsko-pomorskiego

Oczyszczanie wody - A. L. Kowal, M. Świderska-BróŜ

WSTĘPNA OCENA POTENCJAŁU MONITORINGU ŚRODOWISKA W ZAKRESIE TRWAŁYCH ZANIECZYSZCZEŃ ORGANICZNYCH

Fotodegradacja wybranych ksenobiotyków organicznych

Monitoring pozostałości pestycydów w żywności w woj. śląskim w latach

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Opis przedmiotu

Lp. STANDARD PODSTAWA PRAWNA

Rola oczyszczalni ścieków w w eliminowaniu ciekach

Ciśnieniowe techniki membranowe (część 2)

Uzdatnianie wody. Ozon posiada wiele zalet, które wykorzystuje się w uzdatnianiu wody. Oto najważniejsze z nich:

ANALIZA ZANIKU SKAśEŃ TERENU WOKÓŁ ZLIKWIDOWANYCH MOGILNIKÓW.

ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW. z dnia 20 grudnia 2005 r.

PESTYCYDY. 1. Definicja. 2. Podział. 3. Szacowane zużycie na świecie

oznacza wprowadzenie przez człowieka, bezpośrednio lub pośrednio, substancji lub energii do powietrza, powodujących następujące szkodliwe skutki:

KRYTERIA DOPUSZCZANIA ODPADÓW DO SKŁADOWANIA NA SKŁADOWISKACH. Paweł Relidzyński Kancelaria Marekwia & Pławny Sp. p

OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW DYPLOMOWYCH (MAGISTERSKICH) do zrealizowania w Katedrze INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC OS-s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Ewa Puszczało. Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA 1) z dnia 26 kwietnia 2004 r. w sprawie wykazu laboratoriów referencyjnych. (Dz. U. z dnia 1 maja 2004 r.

Seminarium KRAJOWY PROGRAM WDRAŻANIA KONWENCJI SZTOKHOLMSKIEJ WSTĘPNY PROJEKT. (Warszawa, 15 stycznia 2004 r.)

Zastosowanie biopreparatów w procesie oczyszczania ścieków

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

BADANIA POZOSTAŁOŚCI PESTYCYDÓW CHLOROORGANICZNYCH W NEKTARYNKACH I BRZOSKWINIACH PRZEPROWADZONE NA RYNKU PODKARPACKIM W LATACH

TECHNIKI SEPARACYJNE ĆWICZENIE. Temat: Problemy identyfikacji lotnych kwasów tłuszczowych przy zastosowaniu układu GC-MS (SCAN, SIM, indeksy retencji)

POZOSTAŁOŚCI PESTYCYDÓW CHLOROORGANICZNYCH W ZIARNIE PSZENICY I RYŻU

2. Stan gospodarki odpadami niebezpiecznymi w regionie Polski Południowej

Trociny, wióry, ścinki, drewno, płyta wiórowa i fornir zawierające substancje niebezpieczne Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

Warszawa, dnia 8 października 2012 r. Poz. 705 OBWIESZCZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 27 września 2012 r.

Wynik 1,2-dichloroetan (EDC) (A) PN-EN ISO 10301:2002 µg/l 3 <1 Akryloamid

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I NAWOZÓW MINERALNYCH. Ćwiczenie nr 6. Adam Pawełczyk

Warszawa, dnia 29 września 2015 r. Poz. 904 OBWIESZCZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 8 września 2015 r.

Warszawa, dnia 8 sierpnia 2014 r. Poz. 648 OBWIESZCZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 25 lipca 2014 r.

Inżynieria Środowiska II stopień (I stopień / II stopień) ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Aspekty środowiskowe w przedsiębiorstwie chemicznym

TECHNOLOGIE OCHRONY ŚRODOWISKA (studia I stopnia) Mogilniki oraz problemy związane z ich likwidacją prof. dr hab. inż.

ADSORPCJA SUBSTANCJI POWIERZCHNIOWO CZYNNYCH Z ROZTWORÓW WODNYCH NA PYLISTYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

Zakres badań wykonywanych w Zakładzie Badań Fizykochemicznych i Ochrony Środowiska zgodnie z wymaganiami Dobrej Praktyki Laboratoryjnej:

Karta charakterystyki mieszaniny

Rola CHEMII w zapewnieniu bezpieczeństwa żywnościowego na świecie VI KONFERENCJA NAUKA BIZNES ROLNICTWO

Zagrożenia naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego w przemyśle wydobywczym. Praca zbiorowa pod redakcją Jana Skowronka

Adsorpcja wybranych jonów metali ciężkich na biowęglu pochodzącym z komunalnych osadów ściekowych

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 27 lipca 2004 r.

WYKAZ ODPADÓW PODDAWANYCH UNIESZKODLIWIENIU LUB ODZYSKOWI

Specjalne procesy w technologii wody i ścieków Special processes in water and wastewater treatment

2. Badanie zmian właściwości oddechowych mikroorganizmów osadu czynnego pod wpływem sulfonamidów

Siła ekobiznesu. Spis treści: E K O L O G I A I B I Z N E S W J E D N Y M M I E J S C U. Siła ekobiznesu nr 7/2014

Kierunek: Biotechnologia Kod przedmiotu: 4.3 Rodzaj przedmiotu: treści kierunkowych. Poziom kształcenia: II stopnia. Liczba godzin/tydzień: 1W, 1Ć

Załącznik Nr 3 do Warunków uczestnictwa przedsiębiorców w mechanizmie interwencyjnego zakupu kukurydzy w magazynie interwencyjnym.

Chemia środków ochrony roślin Katedra Analizy Środowiska. Instrukcja do ćwiczeń. Ćwiczenie 2

INSPEKCJA WETERYNARYJNA

SUBSTANCJA POFERMENTACYJNA JAKO NAWÓZ. dr Alina Kowalczyk-Juśko Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1279

Zakład Chemii Środowiska. Panel specjalizacyjny: Chemia Środowiska

WYZWANIA EKOLOGICZNE XXI WIEKU

5. REEMISJA ZWIĄZKÓW RTĘCI W CZASIE UNIESZKODLIWIANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW I WÓD TECHNOLOGICZNYCH Z RÓŻNYCH GAŁĘZI PRZEMYSŁU Z ZASTOSOWANIEM ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII: BIOLOGICZNEJ I ULTRAFILTRACJI

Ilość mieszkańców zaopatrywany ch w wodę z wodociągów zbiorowego zaopatrzenia w wodę. w tym: miasto Kwidzyn: osoby Gmina Kwidzyn: osób

ZAAWANSOWANE METODY UTLENIANIA ZANIECZYSZCZEŃ ORGANICZNYCH

Wanda Wołyńska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Oddział Cukrownictwa. IBPRS Oddział Cukrownictwa Łódź, czerwiec 2013r.

Exemplis discimus. Uczymy się na przykładach

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

korzystania ze Miejsce/ miejsca środowiska

Potencjał metanowy wybranych substratów

Księgarnia PWN: Apolinary L. Kowal, Maria Świderska-Bróż - Oczyszczanie wody

KART A PRZ EDM IOTU. Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej. prof. nzw. dr hab. inż. Roman Gawroński

MARIA WŁODARCZYK-MAKUŁA TRWAŁE ZANIECZYSZCZENIA ORGANICZNE W ASPEKCIE KONWENCJI SZTOKHOLMSKIEJ

Spalarnia. odpadów? jak to działa? Jak działa a spalarnia

Karta charakterystyki

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

WPŁYW ZASTOSOWANIA FARBY AIRLITE SUNLIGHT EXTERIOR

Badanie rozkładu składników chemicznych w wybranych frakcjach popiołu lotnego Aleksandra Sambor

parametr wynik jedn. 1,2-Dichloroetan <0,90 µg/l 4,4'-DDT (Pestycyd) <0,020 µg/l Akryloamid <0,075 µg/l Aldehyd endryny (Pestycyd) <0,020 µg/l

Karta charakterystyki mieszaniny

Pochodne węglowodorów, w cząsteczkach których jeden atom H jest zastąpiony grupą hydroksylową (- OH ).

Klasyfikacja procesów membranowych. Magdalena Bielecka Agnieszka Janus

Załącznik nr 2 do uchwały nr 95/17 Sejmiku Województwa Mazowieckiego z dnia 20 czerwca 2017 r.

BADANIA WYMAGANE PRZEZ REACH

Skąd bierze się woda w kranie?

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

I. MIASTO I GMINA PRABUTY - PODSTAWOWE DANE DOTYCZĄCE WODOCIĄGÓW ZBIOROWEGO ZAOPATRZENIA W WODĘ

KONDYCJONERY WODY MAŁY DODATEK, DUŻA KORZYŚĆ

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

korzystania ze Miejsce/ miejsca środowiska

Kryteria oceniania z chemii kl VII

Warszawa, dnia 17 grudnia 2012 r. Poz. 9871

Karbonowy filtr sorpcyjny K870

(studia II stopnia) Monitoring i analityka zanieczyszczeń środowiska Temat pracy

Targi POL-EKO-SYSTEM. Strefa RIPOK NANOODPADY JAKO NOWY RODZAJ ODPADÓW ZAGRAŻAJĄCYCH ŚRODOWISKU

Gospodarka odpadami. Wykład Semestr 1 Dr hab. inż. Janusz Sokołowski Dr inż. Zenobia Rżanek-Boroch

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

UCHWAŁA NR... RADY MIEJSKIEJ W PIASECZNIE. z dnia r.

KLASA II Dział 6. WODOROTLENKI A ZASADY

Zaawansowane techniki utleniania. Mokre utlenianie powietrzem Adriana Zaleska-Medynska. Wykład 9

Niska emisja SPOTKANIE INFORMACYJNE GMINA RABA WYŻNA

Oczyszczanie ścieków

Instrukcja laboratorium z ochrony środowiska. Temat ćwiczenia. Oznaczanie wybranych wskaźników zanieczyszczenia wód

Transkrypt:

Unieszkodliwianie pozostałości pestycydów w procesach Maria Włodarczyk-Makuła* Wstęp Wybrane pestycydy wymieniono w Konwencji Sztokholmskiej wśród substancji należących do trwałych zanieczyszczeń organicznych. Do grupy tych związków zaliczono chloroorganiczne pochodne takie jak: HCB, aldryna, chlordan, dieltryna, DDT, endryna, heptachlor, mirex oraz toksafen. Związki te były wykorzystywane jako substancje aktywne w środkach ochrony roślin (głównie owadobójczych). Uwzględniając efekty uboczne działania składników biologicznie aktywnych na środowisko w latach 70-tych ubiegłego stulecia, większość z nich wycofano z użycia w rolnictwie. Całkowity zakaz stosowania wprowadzono w 1990 r. z wyjątkiem DDT, którego użycie było dopuszczone do końca 2010 r. [1]. Mimo tego, badania wykazały, że pozostałości tych składników i ich metabolitów w wodach i glebach są w dalszym ciągu identyfikowane, a migracje w elementach środowiska prowadzą do gromadzenia się tych związków w organizmach wodnych i glebowych, a także w produktach żywnościowych [2,3]. Ponadto składniki biologicznie aktywne pestycydów to obec- i konserwantów. Niebezpieczeństwo wynikające z obecności pestycydów w środowisku związane z tym, że celem stosowania jest dezaktywacja niepożądanych organizmów, ale w wyniku tego następuje spadek aktywności biologicznej naturalnej mikroflory. Pozostałości składników aktywnych tworzą trwałe połączenia z substancjami organicznymi i mogą migrować do wód powierzchniowych i podziemnych. Z jednej strony więc uzyskuje się zwiększenie ilości produkowanej żywności, lecz z drugiej następuje zanieczyszczenie wód i gleby. Zatem na skażenie narażone są organizmy wodne i glebowe, gdzie kumulują się pozostałości związków podstawowych oraz ich produkty przemian metabolicznych. Kolejnym ogniwem migracji są rośliny, które również mają zdolność pobierania gromadzenia składników aktywnych biologicznie. Szybkość migracji preparatów pestycydowych w środowisku zależy od właściwości składników, ich podatności na rozkład, zdolności do kumulacji a z drugiej od charakterystyki środowiska. Ze względu na ilość i powszechność stosowanych pestycydów głównym źrónie oprócz innych (niż wyżej wymienione) chlorowanych węglowodorów także związki fosforoorganiczne, karbaminiany, pyretroidy, kwasy fenoksyoctowe, triazyny, czy antybiotyki. Poza tym, preparaty komercyjne zawierają emulgatory, wypełniacze oraz rozpuszczalniki i metale ciężkie. Obecnie na rynku szacunkowa ilość produktów pestycydowych przekracza 10 000, natomiast ilość stosowanych w nich aktywnych związków chemicznych sięga 450. Według danych statystycznych, ilość sprzedawanych środków ochrony roślin w 2008 r. przekroczyła 20 tys. ton [4-6]. Migracja pestycydów w środowisku Ze względu na cel stosowania, pestycydy używane są głównie w rolnictwie i ogrodnictwie. Ponadto niektóre substancje jak np. dieldryna dodawane są do środków służących konserwacji drewna i zabezpieczeniu materiałów tekstylnych i produktów wełnianych przed szkodnikami. Ponadto te same składniki aktywne, które są obecne w preparatach pestycydowych, znalazły zastosowanie w służbie zdrowia, weterynarii, jako składniki tworzyw sztucznych dłem pozostałości w środowisku wodnym i glebowym jest chemizacja rolnictwa. Wśród źródeł pozostałości tych mikrozanieczyszczeń w środowisku wymienia się: niewłaściwą aplikację, zastosowanie zbyt dużych dawek, niewłaściwe postępowanie z przeterminowanymi środkami oraz ściekami pochodzącymi z mycia urządzeń aplikacyjnych i zakładów produkcyjnych a także spływ powierzchniowy i bezpośrednie wprowadzanie tych preparatów do wody w celu zwalczania roślin wodnych i owadów [7,8]. Na obecność pozostałości tych związków w poszczególnych elementach środowiska ma także wpływ sposób stosowania preparatów. Przykładowo herbicydy aplikowane mogą być dolistnie, doglebowo lub kompleksowo co w następstwie różnicuje ilość tych związków w powietrzu, w roślinach, glebie a także w żywności [8,9]. Stwierdzono, ze ilość pestycydów jaka może wystąpić w powietrzu podczas aplikacji sięga 50%. Do powietrza emitowane są także pestycydy w tzw. emisji poaplikacyjnej. Jest to związane z emisją lotnych pestycydów z gleby, roślin oraz erozją wietrzną gleby [8]. Pestycydy które pozostają 10

zamierzonej produkcji ani nie stosuje się tego związku. Autorzy tych badań jednak sugerują, że obecność HCB może być wynikiem stosowania go w niektórych pestycydach (np. atrazynie). HCB powstaje podczas produkcji składników PCV (np. perchloroetylenu, chlorobenzenu). Ponadto HCB jest wprowadzany do środowiska wraz ze ściekami przemysłowymi odprowadzanymi z zakładów przemysłu metalowego, z procesów spalania i odciekami ze składowisk odpadów [5]. Mimo wycofania z użytku wielu substancji aktywnych stosuje się zamienniki, których oddziaływanie jest na podobnym poziomie. Przykładowo w zamian za DDT wprowadzono Metoksychlor (analog DDT), w którym monochlorobenzen jako główny składnik DDT został zastąpiony metoksybenzenem (DMDT). Na szczególną uwagę spośród wyżej wymienionych substancji aktywnych zasługują pyretroidy. Jako środki naturalne oparte na wyciągu z kwiatów chryzantem są znane od XVII w. lecz obecnie identyfina najdrobniejszych pyłach zawieszonych w powietrzu wskutek depozycji i mogą zatrzymywać się na owocach [3]. Jak już wspomniano źródłem pozostałości środków ochrony roślin w środowisku wodnym i glebowym są spływy powierzchniowe. Dotyczy to spływów z terenów opryskiwanych oraz odcieków ze składowisk (mogilników). Odcieki z mogilników, obciążone substancjami aktywnymi wymywanymi z preparatów pestycydowych oraz ich metabolitów migrują do środowiska wodnego wnosząc znaczny ładunek tych substancji. Rodzaj tych zanieczyszczeń bardzo szeroki i często jest trudny do określenia ze względu na to, że specyfikacja zgromadzonych odpadów jest niepełna. [10]. Dlatego wokół składowisk przeterminowanych środków ochrony roślin oraz opakowań po zużytych preparatach lokalizuje się sieć piezometrów, studzienek kontrolnych oraz innych punktów pomiarowych niezbędnych do badań monitoringowych. Dane monitoringowe wskazują na ogólne tendencje wzrostowe ilości DDT i metabolitów w tkankach tłuszczowych ryb. Sumaryczna zawartość tych związków w 2008 r. sięgała 200 ng w odniesieniu do masy (w gramach) tkanki tłuszczowej, i była 4-krotnie większa niż rok wcześniej. Badania wykazały również obecność heksachlorobenzenu w rybach pochodzących z łowisk bałtyckich. Stężenia tego związku były w zakresie od 4,0 do 4,5 µg/kg masy tłuszczu mimo tego, że w krajach Unii Europejskiej nie prowadzi się Tabela1. Składniki biologiczne aktywne stosowane w środkach ochrony roślin [4, 7, 10,11] Pestycydy chloroorganiczne Aldryna α-hch, β-hch, γ-hch δ-hch heptachlor Dieldryna γ-chlordan Metoksychlor DMDT Endryna α-chlordan p,p -DDE Keton Endryny Heksachlorobenzen HCB p,p -DDD Endosulfan Toksafen p,p -DDT Pestycydy fosforoorganiczne Diazynon Paration Chlorfenwinfos Fenitrotion Malation Dichlorfos Fention Chloropiryfos Mewinfos Pestycydy karbaminianowe Karbaryl Karbofuran Aldikarb Propoksur Tiofanoks Pyretroidy Resmetryna Permetryna Deltametryna Tetrametryna Cypermetryna Fenwalerat Usuwanie pestycydów w procesach Usuwanie pozostałości pestycydów ze środowiska jest niezwykle trudne gdyż główne źródła tych związków są wielkoobszarowe. Dlatego najważniejsze działania polegają na prawidłowej aplikacji i mi- kacja substancji aktywnej pozwoliła na syntezę sztucznych pochodnych o podobnym działaniu a odporniejszych na rozkład w środowisku (fotolizę). Są to estry alkoholi zawierających przynajmniej jedno podwójne wiązanie i kwasu 3-[2,2-dimetylowinylo]-2,2- dimetylocyklopropanokarbo ksylowego lub pochodnych halogenowych tego kwasu. Wśród tych substancji wymienia się permetrynę, tetrametrynę, cismetrynę, bioresmetrynę oraz deltametrynę. Zastosowanie pyretroidów wzrasta w miejsce wycofywanych preparatów zawierających związki chloroorganiczne, fosforoorganiczne i karbaminowe [4, 10,11]. W tabeli 1 przedstawiono pogrupowane preparaty stosowane w celu ochrony roślin. nimalizowaniu ilości wprowadzanej od środowiska. Procesy usuwania pestycydów z roztworów wodnych skupiają się wokół koagulacji, sorpcji i procesów membranowych, natomiast w celu degradacji tych związków stosowane są metody pogłębionego utleniania i biodegradacji. Doświadczenia prowadzone z wykorzystaniem koagulacji i sorpcji na węglu aktywnym dowodzą, że takie połączenie może być stosowane do oczyszczania ścieków z zakładu produkującego środki ochrony roślin. Efektywność usuwania insektycydów z grupy chlorowanych węglowodorów, insektycydów fosforoorganicznych i karbaminianowych oraz AOX oraz DDT była zadowalająca [12]. Wykazano, że do adsorpcji pestycydów może być stosowany zarówno węgiel aktywny granulowany jak i pylisty. Ze względu na to, że skuteczność sorpcji zależy odwrotnie proporcjonalnie od rozpuszczalności pestycydów związki chloroorganiczne (trudno rozpuszczalne) łatwiej ulegają sorpcji niż fosforoorganiczne. Przy zastosowaniu 11

kationy na powierzchni tego sorbenta. [16]. Usuwanie pestycydów z roztworów wodnych badano także w procesach membranowych. Aktywne składniki pestycydów są związkami o małych masach cząsteczkowych, dlatego zastosowanie mają procesy takie jak nanofiltracja, odwrócona osmoza i rzadziej ultrafiltracja. Wskazuje się, że ze względu na rozmiar cząstek składników aktywnych, najskuteczniejszym procesem w usuwaniu pestycydów jest odwrócona osmoza (99%), podczas gdy efektywność nanofiltracji nie przekracza zwykle 90% [13]. Przytaczając za Bodzkiem wyniki badań innych autorów można stwierdzić, że potwierdzono zależność współczynnika retencji pestycydów od zawartości węgla organicznego, związków nieorganicznych oraz wartości ph środowiska. W przypadku związków organicznych zależność ta wynika z tworzenia kompleksów pestycydów z substancjami organicznymi, co poprawia efektywność separacji. W przypadku obecności substancji nieorganicznych skuteczność procesu maleje z powodu obniżenia ujemnego potencjału zeta membrany lub uwolnienia tych związków wskutek rozbicia kompleksów pestycydów z kwasami humusowymi. Ultrafiltracja prowadzona w przypadku obecności naturalnych substancji organicznych lub/ i kationowych polielektrolitów pozwoliła na zwiększenie współczynnika retencji do 95%. Naukowcy wskazują, że wydajność procesu separacji często zależy od rodzaju membrany, natokoagulacji jako drugiego stopnia usuwania pestycydów efektywność może przekraczać 90% [13]. Prowadzono także badania adsorpcji pestycydów na innych sorbentach. Przykładowo badano skuteczność usuwania herbicydów pochodnych kwasów fenoksyoctowych, tj. MCPA (kwas 4-chloro-2-metylofenoksyoctowy) oraz dikamba (kwas 2,6-dichloro-2-metoksybenzoesowy) z wody i ścieków na węglu aktywnym granulowanym oraz na węglu aktywnym produkowanym ze skorup kokosowych. W warunkach statycznych efektywność usunięcia MCPA sięgała 100%. W warunkach dynamicznych skuteczniejszym sorbentem okazał się węgiel kokosowy. Przy obciążeniu nie przekraczającym 8,2 m 3 /m 2 h niezależnie od rodzaju filtra stężenia badanych substancji aktywnych były poniżej progu oznaczalności [14]. Na podstawie wyników otrzymanych z zastosowaniem węgla aktywnego do usuwania wybranych pestycydów z roztworów wodnych uszeregowano je w następującej kolejności: dinoseb>ametryn>diuron> aldicarb [15]. Usuwanie aldryny i lindanu z roztworów wodnych na klinoptylolicie badali Sprynski i współpracownicy. Największą szybkość sorpcji odnotowano w pierwszych godzinach procesu, a po 2 dobach trwania procesu, efektywność usuwania aldryny i lindanu wynosiła odpowiednio 95% i 68%. Uznano, że za sorpcję na klinoptylolicie były odpowiedzialne grupy wodorotlenowe i wymienne miast w odniesieniu do rodzaju pestycydu, doniesienia nie zawsze są zbieżne. Obecnie coraz więcej uwagi poświęca się zastosowaniu układów hybrydowych. Przykładem takiego rozwiązania jest mikro- lub ultrafiltracja poprzedzona adsorpcją na węglu aktywnym albo układ złożony z koagulacji, adsorpcji i nanofiltracji. Pozwala to na uzyskanie 99%-ego usunięcia pestycydów z roztworów wodnych [7,17,18]. Należy mieć na uwadze, że zastosowanie procesów takich jak sorpcja, koagulacja czy separacja membranowa pozwala jedynie na przesunięcie aktywnych biologicznie składników pestycydów do innego środowiska (osady pokoagulacyjne, koncentrat, adsorbent). Natomiast obecnie dąży się do opracowania skutecznych metod destrukcji tych ksenobiotyków, dlatego coraz więcej uwagi skupia się na pogłębionym utlenianiu. Oprócz silnych utleniaczy takich jak: ditlenek diwodoru, ozon czy odczynnik Fentona proces prowadzi się w obecności katalizatorów, także w warunkach promieniowania ultrafioletowego. Przykładowo zaawansowane utlenianie do usuwania aldryny zaadsorbowanej na montmorylonicie lub na węglu aktywnym prowadzili Kusvuran i Erbatur [19]. Badania degradacji tego związku prowadzono wykorzystując odczynnik Fentona, ditlenek diwodoru, jony Fe +2, także w połączeniu z naświetlaniem promieniami UV. Skuteczność degradacji aldryny na węglu aktywnym (50%) była mniejsza niż na montmorylonicie (95%), a na podstawie efektywności degradacji stosowane czynniki uszeregowano następująco: UV/Fenton > UV/H 2 O 2 > Fenton > UV/Fe 2+ [19]. Podatność na rozkład wybranych pestycydów w procesie radiacji promieniami gamma określali Dessouki i współpracownicy. Badano rozkład aldryny, chlorothalonilu, ametryny i applandu naświetlając składniki zaadsorbowane na granulowanym węglu aktywnym i na jonitach. Stopień degradacji wzrastał wraz z obniżaniem się dawki promieniowania i spadkiem ph. Przy obojętnym odczynie efektywność degradacji zależała od rodzaju pestycydu i jego struktury [20]. Jak już wspomniano, proces utleniania może być wspomagany katalizatorami takimi jak dwutlenek tytanu lub żelazo, których aktywność można zwiększyć światłem widzialnym. Bandala i współpracownicy określali skuteczność usuwania aldryny w procesie fotokatalitycznego utleniania (ditlenek diwodoru) w obecności ditlenku tytanu aktywowanego promieniowaniem. Efektywność utleniania katalitycznego aldryny wynosiła 80%, a dodatek H 2 O 2 pozwolił na zwiększenie efektywności do 90%. Wadą procesów zaawansowanego utleniania jest powstawanie produktów pośrednich, których toksyczność może być większa niż związków podstawowych, a ich identyfikacja jest obecnie fragmentaryczna. Przykładowo w czasie degradacji aldryny zidentyfikowano takie produkty pośrednie rozkładu jak: dieldryna, chlordan 12

Rys. 1. Schemat technologii Excalibur [24] która została opracowana w USA. Wykazano, że możliwe jest usunięcie pestycydów i innych zanieczyszczeń chloroorganicznych z wody i osadów. Pierwszym etapem jest działanie wiązki elektronów powstającej w akcelatorze. Wtedy następuje rozerwanie wiązania chloru lub innego halogenu z wodorem w cząsteczce związków chloroorganicznych pod wpływem rodników hydroksylowych i wodorowych. Rodnik hydroksylowy łączy się z resztą organiczną zajmując miejsce chlorowca. W końcowej fazie powstaje ditlenek węgla, woda i sole halogenków oraz aldehydy i kwasy karboksylowe. Końcowym etapem jest biodegradacja, gdyż ww. produkty rozkładu mogą ulegać rozkładowi jedynie w wyniku przemian mikrobiologicznych. Przykładem układu do oczyszczania gleb wysoko obciążonych pestycydami i innymi związkami chlorowcopochodnymi jest technologia Excalibur (rys. 1.). Połączono w niej działanie promieniowania ultrafioletowego z utlenianiem. Zanieczyszczenia organiczne są w pierwszej koi 12-hydroksy-dieldryna [21]. Wysoki bo około 90%-y rozkład kwasu dichlorofenoksyoctowego (2,4-D) (będącego składnikiem pestycydów) pod wpływem promieniowania gamma w obecności takiego silnego utleniacza jakim jest ditlenek wodoru uzyskali Drzewicz i współpracownicy. Także i w tym przypadku oznaczano produkty pośrednie rozkładu 2,4-D. Zidentyfikowano 2,4-dichlorofenol (2,4- DCP), 4-chlorofenol (4-CP) oraz w śladowych ilościach pirokatechinę, hydrochinon i fenol. Weryfikacja wyników z wykorzystaniem ścieków rzeczywistych obciążonych związkami chloroorganicznymi, wykazała, że największą redukcję (60%) uzyskano dla 2,4,6-trichlorofenolu (2,4,6- TCP). Efektywność usunięcia 2,6-dichlorofenolu (2,6-DCP) i 2,4-dichlorofenolu (2,4-DCP) wynosiła odpowiednio 39% i 22%. [22]. Możliwa jest także całkowita degradacja związków chlorowcoorganicznych, lecz konieczne jest zastosowanie kilku procesów jednostkowych. Przykładowa technologia to Technology High - Energy Electron Irradiation, lejności ekstrahowane z gleby, wodą o wysokiej czystości, a następnie utleniane. Ekstrakcja wspomagana jest ultradźwiękami. Utlenianie zachodzi pod wpływem ozonu i promieni UV w reaktorze kilkukomorowym, a odzyska- ną wodę można zawrócić do obiegu [23,24]. Podsumowanie Związki aktywne biologicznie wymieniane są w przepisach prawnych dotyczących środowiska wodnego i glebowego Dodaj do ulubionych baza firm i laboratoriów aktualności przetargi baza wiedzy praca zaproszenia akredytacja 13

[3] Łozowicka B., Monitoring of insecticide and fungicide residua in fruit in north- -eastern Poland, Polish Journal of Environmental Studies, Wydawnictwo HARD, Olsztyn, 2B, 2009, 94-99 [4] Pestycydy występowanie, oznaczanie i unieszkodliwianie, red. M. Biziuk, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2001 [5] Stan czystości rzek na podstawie wyników badań wykonanych w ramach państwowego monitoringu środowiska w latach 2007-2009, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, Warszawa 2010 [6] Sadecka Z., Biodegradacja malationu w procesie fermentacji metanowej, Inżynieria i Ochrona Środowiska, 4, 2011, 365-374 [7] Zaopatrzenie w wodę jakość i ochrona wód, red. Z. Dymaczewski, J. Jeż-Walkowiak, Wydawca PZiTS Oddział Wielkopolski, Poznań 2012 [8] Kosikowska M., Biziuk M., Przegląd metod oznaczania pozostałości pestycydów w próbkach powietrza, [9] Borowiec M., Huculak M., Hoffman K., Hoffman J., Assessment of selected pesticides content in food products in accordance with Polish law in force, Ecological Chemistry and Engineering, 16, 11, 2009, 1419-1429 [10] Sadecka Z., Toksycznosć w w procesie beztlenowej stabilizacji komunalnych osadów ściekowych,monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Nr 105, 2013 [11] Tyrkiel E., Wiatrowska B., Ludwicki J.K., Porównawi należą do trwałych zanieczyszczeń środowiska. Mimo wycofania z użycia wielu środków ochrony roślin zawierających związki chlorowcoorganiczne, to w środowisku wciąż identyfikuje się ich pozostałości lub produkty przemian metabolicznych. Na obecnym etapie cywilizacji nie jest możliwa ani rezygnacja ze stosowania substancji aktywnych biologicznie w rolnictwie i przemyśle ani całkowite usuniecie pozostałości tych związków i ich metabolitów ze środowiska. Dąży się do tego, aby nowo syntezowane związki wykazywały skuteczne działanie w ochronie upraw, a jednocześnie ich toksyczny wpływ na środowisko wodne i glebowe był mniejszy niż preparaty wcześniej stosowane. Technologie pozwalające na usuwanie pestycydów ze ścieków i gleb są oparte na zintegrowanych procesach. Jednak największą efektywnością charakteryzują się układy łączące procesy fizyczne, chemiczne oraz biologiczne. Literatura [1] Czarnomski K., Izak E., Trwałe zanieczyszczenia organiczne w środowisku, Rozporządzenie Wspólnoty Europejskiej Nr 850/2004, Materiały informacyjne, Ministerstwo Środowiska, Wydawca Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa, 2008 [2] Chen L., Ran Y., Xing B., Mai B., He J., Wei X., Fu J., Sheng G., Contents and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons and organochloride pesticides in vegetable soils of Guangzhou, China, Chemosphere, 7, 2005, 879-890 cze badania wpływu syntetycznych pyretroidów na indukcję zmian genetycznych w komórkach somatycznych i płciowych myszy w zależności od drogi narażenia, Rocznik Państwowego Zakładu Higieny, Warszawa, 52, 2, 2001, 97-109 [12] Żarczyński A., Stopczyk A., Zaborowski M., Gorzka Z., Kaźmierczak M., Usuwanie związków chloro- organicznych ze ścieków przemysłowych ze szczególnym uwzględnieniem metody katalitycznego utleniania, Ochrona Środowiska, 1, 2002, 49-54 [13] Kaleta J., Pestycydy w środowisku wodnym, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 38, 2004, 23-37 [14] Ignatowicz K., Określenie migracji pozostałości pestycydów i metali ciężkich z mogilników do wód naturalnych, Rocznik Ochrony Środowiska, 9, 2007, 281-292 [15] Ayranci E., Hoda N., Adsorption kinetics and isotherms of pesticides onto activated carbon-cloth, Chemosphere, 11, 2005, 1600-1607 [16] Sprynsky M., Ligor T., Buszewski B., Clinoptylolite in study of lindane and aldrin sorption process from water solution, Journal of Hazardous Material, 151, 2008, 570-577 [17] Bodzek M., Konieczny K., Wykorzystanie procesów membranowych w uzdatnianiu wody, Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO, 2005 [18] Bodzek M., Konieczny K., Wykorzystanie technik membranowych w uzdatnianiu wody do picia, Cz. II. Usuwanie związków organicznych, Technologia Wody, 2, 2010, 15-31 [19] Kusvuran E., Erbatur O., Degradation of aldrin in desorbed system using advanced oxidation process: comparison of the treatment methods, Journal of Hazardous Materials, 106B, 2004, 115-125 [20] Dessouki A.M., Aly H.F., Sokker H.H., The use of gamme radiation for removal of pesticides from wastewater, Czechoslovak Journal of Physics, 49, 1999, 521-533 [21] Bandala E.R., Gelover S., Leal M.T., Arancibia-Bulnes C., Jimenez A., Estrada C.A., Solar photocatalytic degradation of aldrin, Catalysis Today, 76, 2002, 189-199 [22] Drzewicz P., Bojanowska-Czajka A., Trojanowicz M., Kulisa K., Nałęcz-Jawecki G., Sawicki J., Listopadzki E., Degradacja pestycydu kwasu 2,4-dichloro feno ksyoctowego (2,4-D) w wodzie podczas napromieniowania γ w obecności nadtlenku wodoru, Mat. konf. Mikrozanieczyszczenia w środowisku człowieka, pod red. M. Janosz-Rajczyk, Konferencje 55, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2004, 161-170 [23] Makles Z., Domański W., Ślady pestycydów niebezpieczne dla człowieka i środowiska, Bezpieczeństwo Pracy, 1, 2008, 5-9 [24] Makles Z., Świątkowski A., Grybowska S., Niebezpieczne dioksyny, Arkady, Warszawa 2001 * Dr hab. inż. Maria Włodarczyk- -Makuła, prof. PCz, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Politechnika Częstochowska; e-mail:: mwm@is.pcz.czest.pl 14