Barbara Kołwzan

Mitigation of the Environmental Health Risk on Military Air Bases Polluted with Hydrocarbons

AbstractThis paper presents the environmental and health threats caused by petroleum products as well as the results of remediation work on five air bases where biological cleaning methods developed by the authors were implemented. The aviation fuel leakages endangered the health of people and surface water streams at the sites as well as in distant locations. The aim of the research was to verify remediation techniques developed in laboratory tests. The initial concentration of total petroleum products in the soils reached 2,320–8,770  mg/kg of dry matter, which presented an extremely high risk to the population and the environment. The autochthonous bacterial strains, which included Pseudomonas fluorescens, Acinetobacter calcoaceticus, Pseudomonas putida I, and Pseudomonas putida II, were proven to be very effective in degrading the xenobiotics. The applied microorganisms in conjunction with the authors’ remediation techniques produced very successful results. In the technical ex situ and in situ tests,...

Biological Characteristics of “Wartowice” Post-Flotation Tailings Pond (Lower Silesia, Poland)

Abstract “Wartowice” tailings pond was closed in 1989, resulting in 232,4 ha tailings pile requiring reclamation. The major problem is heavy metals presence and poor nutrient conditions and physicochemical structure of soil which disturbs the plants development. In order to assess the real condition of studied area the complete biological characteristic has been done. The physicochemical conditions were assessed altogether with phytosociological, microbiological and toxicological studies of deposits. We recorded only 27 species of vascular plants belonging to 15 families on the tailings pond of which 5 belong to Rosaceae, 4 to Asteraceae and 3 to Poaceae and Saliceae. Species inhabiting the tailings depended on their dispersal capacity, metal tolerance and rhizome strategy. Microbiological analyses revealed the low number of bacteria and fungi on the tailings pond, apart from the small uplift area where the plants were indentified. Bacteria identified on the tailings pond were classified to 8 genera. The low number of bacteria suggests the lack of nutrients which affects the development of soil microflora. Toxicity tests showed that post-flotation sludge is not toxic to microorganisms because of its high pH. Some plants, such as lucerne could even influence positively the microorganisms development what has been proved in our studies. The tailings toxicity was higher towards producers, where Secale cereale appeared to be the most sensitive species. Amendment with topsoil from adjacent areas can influence positively the phytotoxic properties of tailings and enrich them into native seeds. Streszczenie Osadnik po fl otacji miedzi „Wartowice” został zamknięty w 1989 roku, co skutkowało pozostawieniem 232,4 hektarów osadów, które wciąż wymagają rekultywacji. Podstawowy problem stanowią: niedobór substancji odżywczych, obecność metali ciężkich oraz fi zyczno-chemiczna struktura gleby, który zaburza rozwój roślin. Aby dokonać oceny czynników wpływających na rozwój organizmów żywych przeprowadzono kompleksową biologiczną charakterystykę terenu badań. Badania objęły fi zyczno-chemiczne analizy, badania fi tosocjologiczne, mikrobiologiczne i toksykologiczne. Na obszarze badań zarejestrowano tylko 27 gatunków roślin naczyniowych (obszar niewielkiego wzniesienia) należących do 15 rodzin, 5 z nich należało do rodziny Rosaceae, 4 do Asteraceae i po 3 do Poaceae i Saliceae. Obecność gatunków zależała od ich potencjału kolonizacji, tolerancji na metale oraz morfologii (strategia kłącza). Analizy mikrobiologiczne wykazały niską liczbę bakterii i grzybów na obszarze osadnika za wyjątkiem małej wysepki (wzniesienie) gdzie wcześniej stwierdzono obecność roślin. Bakterie obecne na obszarze badań zostały zaklasyfi kowane do 8 rodzajów. Niska liczba bakterii sugeruje brak substancji odżywczych, który z kolei upośledza rozwój mikrofl ory glebowej. Badania toksykologiczne wykazały niską toksyczność osadu w stosunku do mikroorganizmów, co wynika z jego zasadowego pH. Pewne gatunki, jak na przykład lucerna, mogą wpływać korzystnie na rozwój mikroorganizmów glebowych, co zademonstrowano w prezentowanych badaniach. Toksyczność odpadów po fl otacji miedzi była wyższa w stosunku do producentów. Żyto zwyczajne (Secale cereale) okazało się być najwrażliwszym gatunkiem. Zastosowanie wierzchniej warstwy gleby z obszarów przyległych mogłoby znacznie obniżyć fi totoksyczne własności odpadów i jednocześnie wzbogacić je w rodzime nasiona, które dałyby początek roślinom odpornym na niekorzystne warunki siedliskowe.

Effect of Surfactants on the Biodegradation of Petroleum Hydrocarbons

This paper focuses on the influence of Rokafenol N9-surfactant on the degree of biodegradation of diesel oil fraction (295–310°C). The diesel oil was a product of atmospheric distillation of Russian crude oil from the “Ural” oil field. It contained hydrocarbons characteristically hardly susceptible to biodegradation and of high toxicity. Bioindication tests carried out by the Ames test showed that it contained compounds of potential mutagenic and carcinogenic properties. The effectiveness of the diesel oil biodegradation was analyzed both for the individual native strain and their consortium. Biodegradation of diesel oil was most effective in the culture of bacteria mixture. It was confirmed that introducing a 0.5g/dm3 concentration of the surfactant Rokafenol N9 increased the effectiveness of biodegradation from 36 to 81 %mas.