Obecność metali ciężkich i zanieczyszczeń mikrobiologicznych stanowi główne kryterium przyrodniczego wykorzystania osadów ściekowych w komunalnych oczyszczalniach ścieków. Analiza całkowitej zawartości metali ciężkich w osadach ściekowych stanowi zatem jeden z najważniejszych elementów oceny potencjalnego zagrożenia w odniesieniu do środowiska i organizmów żywych. Ekstrakcja sekwencyjna jest metodą pozwalającą na identyfikację form chemicznych metali (mobilnych i niemobilnych) w osadach ściekowych. W przypadku osadów ściekowych najczęściej stosowaną metodą jest tzw. zmodyfikowana trzy - stopniowa ekstrakcja sekwencyjna według procedury Community Bureau of Reference (BCR; obecnie Standards, Measurements and Testing Programme). Metoda ta pozwala na oznaczenie zawartości ekstrahowalnych metali w osadach ściekowych, a także jest stosowana do precyzyjnej oceny możliwości ich migracji z osadów do środowiska. Całkowita zawartość metali ciężkich oraz ich chemiczne formy występowania determinowane są przez wiele czynników, wśród których można wyróżnić zmiany właściwości fizykochemicznych osadów w funkcji różnych procesów zachodzących podczas oczyszczania ścieków komunalnych.
Podstawowym celem badawczym Projektu jest wskazanie czynników mogących mieć wpływ na sposób wiązania metali ciężkich (tj. formy chemiczne ich występowania, w zależności od składników osadu, z którymi są one związane) w osadach ściekowych pochodzenia komunalnego, w funkcji procesów oczyszczania i przeróbki, w tym coraz powszechniej stosowanej metody intensyfikacji stabilizacji beztlenowej, tj. dezintegracji ultradźwiękowej osadów nadmiernych zagęszczonych. W aspekcie tym niezbędne jest rozpoznanie ogólnej zawartości i form chemicznych wybranych metali ciężkich (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr i Hg) w osadach ściekowych, na kolejnych etapach ich przeróbki. Badania zaplanowane w Projekcie obejmują również zmodyfikowanie procesu ekstrakcji sekwencyjnej metali z osadów ściekowych przy użyciu ultradźwięków. Działanie to ma na celu skrócenie czasu ekstrakcji przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wydajności procesu.
Wyniki I Etapu badań potwierdzają możliwość wykorzystania ultradźwięków w procesie ekstrakcji sekwencyjnej osadów ściekowych, co istotnie skraca czas stosowanej procedury i jednocześnie stanowi wymierny efekt realizacji Projektu.
|
Proces ekstrakcji sekwencyjnej metali ciężkich z osadów ściekowych zgodnie z procedurą Community Bureau of Reference (obecnie: Standards, Measurements and Testing Programme). |
Wzrost liczby ludności oraz rozwój nowych technologii oczyszczania ścieków prowadzi do zwiększenia ilości powstających osadów. Z uwagi na zagrożenia jakie osady te stwarzają dla środowiska i gospodarki, znaczenie tej grupy odpadów rośnie. Poza wysoką zawartością substancji organicznych i pierwiastków biogennych, w skład osadów ściekowych wchodzą również metale ciężkie, których źródłem są, m.in. ścieki przemysłowe, spływy powierzchniowe oraz korozja przewodów kanalizacyjnych. Biorąc pod uwagę, że najbardziej preferowanym sposobem zagospodarowania osadów ściekowych w Polsce jest ich przyrodnicze wykorzystanie, ta grupa zanieczyszczeń stanowi dla środowiska poważny problem. Znajomość ogólnej zawartości metali w osadach ściekowych pozwala jedynie na ocenę ich jakości lub stopnia zanieczyszczenia, natomiast nie jest jednoznaczna z możliwością uwolnienia tych pierwiastków do środowiska. Czynnikiem warunkującym mobilność metali jest ich forma specjacyjna, m.in. chemiczna. Badania przeprowadzone w ramach Projektu miały na celu wykazanie, że forma chemiczna metali ciężkich (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn i Hg) w jakiej są one wiązane w osadach ściekowych, w większym stopniu niż ich całkowite stężenie warunkuje wielkość ryzyka ekologicznego. Powyższe stwierdzenie jest istotne w kontekście zagrożenia, jakie metale te mogą stwarzać dla środowiska wodno - gruntowego, a w przypadku przyrodniczego zagospodarowania osadów, także dla organizmów żywych, w tym ludzi. Przeprowadzone badania wykazały, że pomimo iż stężenia analizowanych metali ciężkich w osadach ściekowych nie przekraczają wartości dopuszczalnych przy stosowaniu ich na cele przyrodnicze, to w dalszym ciągu mogą one stwarzać potencjalne zagrożenie dla środowiska naturalnego oraz organizmów żywych. Powyższy wniosek stanowi jeden z wymiernych efektów Projektu. Uzyskane w ramach Projektu rezultaty wskazują na konieczność uwzględnienia w analizie ryzyka ekologicznego informacji o formie chemicznej metali ciężkich w osadach ściekowych, jako głównym elemencie/wskaźniku tej analizy. Jest to szczególnie istotne w kontekście ochrony środowiska przed jego wtórnym zanieczyszczeniem metalami. Do wymiernych efektów Projektu należy również opracowanie dwóch autorskich wskaźników ryzyka, tj. Individual Ecological Risk (IER) i Global Ecological Risk (GER), które będę stanowiły cenny wkład do bazy narzędzi stosowanych do analizy potencjalnego ryzyka ekologicznego. |
|
|
Wzrost urbanizacji, rozwój nowych technologii oraz zwiększenie efektywności biologicznego oczyszczania ścieków stanowią przyczynę systematycznego wzrostu ilości osadów ściekowych, których jakość rzadko odpowiada wymogom ochrony środowiska. Osady te poza walorami glebotwórczymi oraz właściwościami nawozowymi, charakteryzują się wysokim wzbogaceniem w metale toksyczne, które stanowią czynnik szkodliwy dla środowiska i żywych organizmów, w tym ludzi. Źródłem tych zanieczyszczeń w osadach są ścieki przemysłowe, spływy powierzchniowe oraz korozja przewodów kanalizacyjnych. Metale w środowisku wykazują dużą trwałość oraz wysoki poziom bioakumulacji. W związku z ich znikomym stopniem degradacji, raz wprowadzone do środowiska pozostają w nim i oddziałują przez długi czas. Najbardziej powszechnym oraz uzasadnionym ekonomicznie kierunkiem zagospodarowania osadów ściekowych w Polsce jest ich przyrodnicze wykorzystanie, które w głównej mierze limitowane jest właśnie zawartością metali. Badania przeprowadzone w ramach Projektu miały na celu ocenę stopnia zanieczyszczenia osadów ściekowych wybranymi metalami ciężkimi (Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb i Zn) oraz analizę ryzyka ekologicznego stwarzanego przez te pierwiastki, w oparciu o znajomość całkowitego stężenia i formy chemiczne ich występowania. Badaniami objęte zostały osady w całym ciągu technologicznym wybranej oczyszczalni ścieków. Do oceny stopnia zanieczyszczenia osadów ściekowych metalami ciężkimi oraz oszacowania potencjalnego ryzyka ekologicznego, jakie pierwiastki te mogą stwarzać dla otoczenia, wykorzystano szereg wskaźników odnoszących się zarówno do pojedynczego metalu jak i grupy pierwiastków. W oparciu o przeprowadzone badania można wnioskować, że wysoki stopień zanieczyszczenia analizowanych osadów ściekowych wybranymi metalami ciężkimi, określony wyłącznie w oparciu o znajomość ich całkowitej zawartości, nie zawsze oznacza, że dany pierwiastek nie stwarza potencjalnego zagrożenia dla środowiska naturalnego i żywych organizmów. Inaczej jest w ujęciu sumarycznym, gdzie pod uwagę brane są wszystkie rozpatrywane metale, zarówno te które mogą powodować mniejsze, jak i większe zagrożenie. Rezultaty uzyskane w wyniku realizacji Projektu wykazały, że metale ciężkie, które występowały w niższych stężeniach w porównaniu do pozostałych, mogą stwarzać wyższe ryzyko ekologiczne. |
Członek rzeczywisty PAN od 2021 (członek wydz. IV PAN nauki techniczne)
Członek korespondent PAN od 2016 (członek wydz. IV PAN nauki techniczne)
Członek Prezydium Oddziału PAN Katowice od 2019 do nadal
Członek European Academy of Science and Arts od 2021
Komisja do Spraw Etyki w Nauce – członek od grudnia 2022-2026
Komisja DUN PAN – członek od grudnia 2022-2026
Komitet Inżynierii Środowiska PAN, od 1996 r. członek, 2007-2015 (przewodnicząca), w pozostałych kadencjach i obecnej członek Prezydium
Komisja Ochrony Środowiska i Gospodarki Odpadami O / PAN Katowice
Zastępca Przewodniczącego Rady Kuratorów Wydziału IV Nauk Technicznych PAN (2019 -2022)
Członek Komisji Rewizyjnej PAN (2019-2022)
od 2001 r. do 2012 r. - Dyrektor Instytutu Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu, obecnie profesor w IPIŚ PAN
od 2002 r. do 2021 r. - Kierownik Katedry Ochrony Powierzchni Ziemi
od 2018 r. do 2021 r. Dyrektor Instytutu Ochrony i Kształtowania Środowiska / Kierownik Katedry Gospodarki Odpadami i Ściekami na Wydziale Przyrodniczo-Technicznym Uniwersytetu Opolskiego
zainteresowania naukowe:
zainteresowania prywatne:
zainteresowania naukowe:
Fizykochemiczne metody oczyszczania wody i ścieków, w tym szczególnie: techniki membranowe, adsorpcja i dezynfekcja i ich zastosowanie w rozwiązywaniu problemów inżynierii i ochrony środowiska.
Prace studialne nad wykorzystaniem nanotechnologii w technologii wody i ścieków.
zainteresowania prywatne:
film, turystyka
zainteresowania naukowe
zainteresowania prywatne
zainteresowania naukowe:
Stopień dr hab. uzyskałem w roku 2018, na Politechnice Lubelskiej, po przedłożeniu pracy pt.: Rekultywacja antropogenicznego zbiornika wodnego Pławniowice metodą usuwania hypolimnionu – studium limnologiczne. WORKS & STUDIES - PRACE I STUDIA IPIŚ PAN, No. 84, 1-222, 2014r.
Dyplom doktora nauk przyrodniczych uzyskałem w październiku 1980 roku na Wydziale Ochrony Wód Przed Zanieczyszczeniem Akademii Rolniczo-Technicznej w Olsztynie. Tytuł rozprawy doktorskiej: „Studium limnologiczne zbiornika zaporowego Tresna w aspekcie postępującej eutrofizacji”. Promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Januszkiewicz, Recenzentami pracy byli: prof. dr hab. inż. Andrzej Grossman z Politechniki Śląskiej w Gliwicach oraz prof. dr hab. inż. Antoni Tadajewski z Akademii Rolniczej w Szczecinie.
Dyplom magistra inżyniera rybactwa w zakresie ochrony wód przed zanieczyszczeniem uzyskałem na Wydziale Zootechnicznym – Oddział Rybactwa Śródlądowego, Wydział Ochrony Wód i Rybactwa Wyższej Szkoły Rolniczej w Olsztynie w roku 1969. Pracę magisterską pt. „Badania hydrochemiczne dwóch wybranych jezior Grupy Legińskiej.” wykonałem w Katedrze Ochrony Wód, pod naukowym kierunkiem prof. dr hab. inż. Przemysława Olszewskiego.
Moje zainteresowania naukowe koncentrują się na ochronie antropogenicznych ekosystemów limnicznych, w stosunku do niektórych można użyć określenia jezior antropogenicznych. Badam funkcjonowanie antropogenicznych zbiorników wodnych w warunkach antropopresji zróżnicowanej. W szczególności wpływ antropopresji i rekultywacji na stosunki termiczno-tlenowe zbiornika, opisanie kinetyki procesów wewnątrz zbiornikowych – wzbogacania wewnętrznego, amonifikacji i denitryfikacji - kształtujących się w nowych warunkach hydrologicznych, wynikających ze zmiany sposobu odprowadzania wody ze zbiornika, ocena skuteczności zastosowanej metody rekultywacji, na podstawie bilansu związków azotu i fosforu, oraz wykazanie uruchomienia oligotrofizacji zbiornika jako skutku rekultywacji oraz jej wpływu na zmiany wybranych wskaźników jakości wody w wieloletnim przedziale czasowym. W ostatnim czasie badam czasową i przestrzenną zmienność stężeń specjacyjnych form fosforu w osadach dennych, w powiązaniu ze strukturą granulometryczną, w aspekcie procesu wzbogacania wewnętrznego.
zainteresowania prywatne:
Prywatnie interesuje się literaturą, muzyka poważną, poezją, malarstwem olejnym, fotografią. Przyjemność sprawia mi hodowla pszczół, pomidorów. W wolnych chwilach wędkuję i poluję.
41-819 Zabrze, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34
tel.: +48 32 271 64 81
tel.: +48 32 271 70 40
e-mail: ipis@ipispan.edu.pl
NIP: 648-000-67-20
