KINETYKA ROZKŁADU FLUORENU W GLEBIE PIASKOWEJ

KINETYKA ROZKŁADU FLUORENU W GLEBIE PIASKOWEJ

R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T. X X X IX , N R 4 187- 199, W A R S Z A W A 1988
BARBARA
M A L I S Z E W S K A -K O R D Y B A C H , D A N U T A
M A S IA K
K I N E T Y K A R O Z K Ł A D U F L U O R E N U W G L E B IE P IA S K O W E J
Z akład G leboznaw stw a i Ochrony G run tów I U N G
Z akład M ikrobiologii I U N G
w
Pu ław ach
w Pu ław ach
W STĘP
Zagospodarow anie różnego rodzaju ścieków, osadów ściekow ych i od­
padów stanow i w w ielu krajach, m.in. i w
[1 - 4 ,
Polsce, znaczący problem
19, 22]. Jedną z najtańszych i szeroko stosowanych m etod jest
składow anie ich i neutralizacja na specjalnie przystosow anych do tego
celu terenach [4]. N iek tóre z tych osadów lub przygotow an e z nich konv
posty m ogą być rów n ież w yk o rzy sty w a n e w roln ictw ie do celów naw o­
zow ych [1, 3, 16, 22]. Znaczne trudności pow stają jednak, g d y odpady
te zaw iera ją zw ią zk i toksyczne, trudno rozkładalne lub łatw o ulatniające
się i przem ieszczające w glebie. Do takich w ysoce szkodliw ych zw ią z­
k ó w — i to ju ż w ilościach m ikrośladow ych — należą w ielop ierścien iow e
w ęg lo w o d o ry arom atyczne (W W A ), charakteryzujące się siln ym i w łaści­
w ościam i rak otw órczym i oraz m utagennym i i w ystępu jące w znacznej
części odpadów i ścieków przem ysłow ych, a naw et m iejskich [1, 4, 15,
19, 22]. W spom niane w ęg lo w o d o ry po dostaniu się do g leb y m ogą ulegać
w ielu procesom (rozkład chem iczny i m ikrobiologiczny, ulatnianie się
i fotodegradacja, w iązan ie z fazą stałą g leb y i w łączanie do humusu),
z których najw iększe znaczenie m ają przem iany m ikrobiologiczne, m o­
gące prow adzić do całkow itej m in eralizacji tych zw ią zk ów [16, 21].
W przypadku w ysokich stężeń W W A w gleb ie część z nich m oże być
pobierana przez n iektóre roślin y i w chodzić w ra z z nim i składnikam i
do łańcucha pokarm ow ego [5, 8, 21, 22]. Ogólna szybkość i zakres usu­
w ania W W A ze środowiska gleb ow ego zależą od w ielu czyn n ik ów za­
rów n o środow iskow ych i m ikrobiologicznych, jak i zw iązanych z w ła ­
ściwościam i danych w ęg low od orów [6, 10, 13, 16, 21].
P o d jęte w niniejszej pracy badania m odelow e m iały na celu określe­
nie szybkości rozkładu fluorenu, w ęglow odoru z gru p y W W A , w g leb ie
piaskow ej w zależności od jeg o stężenia. Ze w zględ u na m ożliw ość prze­
188
В. Maliszewska-Kordybach, D. Masiak
nikania W W A do głębszych poziom ów gleby, w badaniach u w zględniono
rów n ież w p ły w w łaściw ości g leb y pochodzącej z dwóch głębokości: 0 - 2 0
cm i 30 - 50 cm.
M A T E R IA Ł Y
I M ETODYKA
W badaniach stosowano gleb ę piaskow ą (typu rd za w eg o ) z dw óch
głębokości (poziom orno-próchniczny i podgleb ie) pobraną z teren ów
rolniczych oddalonych od źródeł em isji W W A . G lebę z poziom u ornopróchnicznego określano jako glebę A , a gleb ę z w a rstw y podglebia jako
gleb ę В (tab. 1).
Ta b e l a 1
Właściwości gleby — Soil properties
Gleba A Właściwości gleby — Soil properties
Soil A
Gleba В — Soil В
głębokość — depth (cm)
0-20
30-50
Procentowy udział frakcji o średnicy w mm
Per cent of fractions of mm in dia
1,0-0,1
89
0,1-0,02
4
3
< 0,02
7
4
3
Próchnica — Humus (% )
1,24
0,14
Ą(meq/100 g)
P (mg/100 g)
0,90
0,38
< 0,002
К (mg/l00 g)
pH (KC1)
Pojemność kapilarna wodna (% wag.)
Capillary water capacity (weght % )
8,2
13,4
6,4
22
94
1
1Д
1,2
5,6
16
Badania rozkładu fluorenu prow adzono m etodą inkubacyjną. N aw a żk i
pow ietrzn ie suchej g le b y (40 g), przesianej przez sito 0 2 mm, w s y p y ­
w ano do zlew ek o pojem ności 100 ml, uzyskując w arstw ę o grubości
około 3 cm. Do każdej próbki dodawano po 5,2 g H 20 (6 0 % pojem ności
kapilarnej g leb y A ). Z lew k i zam ykano nakryw k am i z fo lii alum iniow ej,
pozostaw iano na 12 godzin w celu rów nom iernego naw ilżen ia próbek, po
czym do każdej z nich dodawano po 1 m l roztw oru fluorenu w cyk lo­
heksanie. Przep row adzon o d w ie serie dośw iadczeń; p rzy stężeniu po­
czątk ow ym fluorenu 6,25 ug/g p ow ietrzn ie suchej g leb y (I seria) i p rzy
stężeniu 12,5 [ig/g (I I seria), co odpow iada zakresow i stężeń W W A
na
terenach w ysoce zanieczyszczonych [5, 15, 21]. Część próbek gleb y
A z I serii poddawano sterylizacji w autoklaw ie (3 ra zy co 24 godziny).
Prób k i kontrolne pozostaw iono bez dodatku fluorenu. W szystkie próbki
Rozkład fluorenu w glebie piaskowej
inkubowano w term ostacie w tem peraturze
25
± 0 ,5 ° С
189
w
ciemności
w warunkach tlen ow ych przez 2,5 - 3,0 m iesięcy.
Do każdego oznaczenia fluorenu pobierano po 3 rów n oległe próbki,
które suszono w tem peraturze p okojow ej przez 12 godzin i w 40° С
przez 2 godziny, a następnie ekstrahowano w całości (40 g) 200 m l cyk lo­
heksanu w aparacie Soxhleta przez 6 godzin. Z arów no rodzaj rozpusz­
czalnika, jak i czas ekstrakcji ustalono na podstaw ie danych z litera tu ry
[12]. Określona dośw iadczalnie w ydajn ość ekstrakcji dla zakresu 1,0 12,5 li g/g w yn osiła 52 ± 8 % , co odpow iada w artościom u zysk iw an ym przez
innych autorów [7].
O trzym ane ekstrakty zagęszczano na w yp arce p różn iow ej do objętości
0,5 - 1,0 m l i analizow ano m etodą ch rom atografii gazow ej na aparacie
Chrom 5 z detektorem płom ien io w o-jon iza cyjn ym i in tegratorem m ikro­
procesorow ym typu CJ-100. Stosowano kolum nę o długości 2,5 m z w y ­
pełnieniem 5 % fa z y SE-30 na Chrom osorbie W A W D M C S 80 - 100 mesh.
Ilościow e oznaczenie fluorenu przeprow adzano m etodą kalib ra cji w e ­
w nętrznej, stosując jako w zorzec w ew n ętrzn y n-tetradekan. W arunki
analizy: program tem peratu ry 100 - 160° C, 10°/min, 160 - 200° C, 7,5°/
min, izoterm a 200° C, 5 m in; gaz nośny N 2 30 ml/min, H 2 25 ml/min,
p o w ietrze 500 ml/min, objętość próbki 0,5 - 1,0 jil. D la każdej próbki
w ykonano po 3 oznaczenia; przedstaw ione w y n ik i są średnią a rytm etycz­
ną z tych oznaczeń dla 3 rów n oległych próbek. P rzed rozpoczęciem do­
św iadczeń w ykonano analizę chrom atograficzną ekstraktów g le b y A i В
bez dodatku fluorenu. W warunkach stosowanych w niniejszej pracy nie
stwierdzono, aby ekstrakty te za w iera ły zw ią zk i o czasie reten cji odpo­
w iad ają cym flu oren ow i, w ilościach, które m og ły b y w p ły w a ć na w y n ik
analizy.
A b y opisać k in etyk ę ogólnego procesu rozkładu fluorenu w
glebie,
zastosowano rów nan ie reakcji pseudopierw szego rzędu, powszechnie
p rzy ję te w tego typu badaniach [10, 11]. Stałą szybkości reakcji (к) w y ­
znaczano z w yk resu ln C t/C0 = f(t), gdzie C0 — stężenie początkow e
fluorenu, C t — stężenie fluorenu po czasie t, t — czas.
N ach ylen ie uzyskanej tą m etodą prostej odpow iada ujem nej wartości
stałej szybkości k. Czas połow icznego rozkładu obliczano ze w zoru
T 1/2 = ln 2/k [11]. Rów nania odpow iednich prostych w yznaczan o m etodą
an alizy regresji. A n a lizę statystyczną uzyskanych w y n ik ó w p rzep row a­
dzono na podstaw ie
istotności a = 0,05.
procedury
t-Studenta
p rzy
założonym
poziom ie
Badania m ikrobiologiczne prowadzono, w ysiew a ją c zaw iesinę g leb y
w w odzie (10 g g leb y + 90 m l H 20 ) na: 1) p o żyw ce agarow ej z w y c ią ­
g iem g leb o w y m w celu zbadania ogólnej ilości bakterii i prom ieniow ców ,
2) p ożyw ce selek tyw n ej dla w yizolow a n ia bakterii z rodzaju P seud om o­
nas [20], 3) p o żyw ce selek tyw n ej dla w yizolow a n ia g rzy b ó w [17]. H odo­
В. Maliszewska-Kordybach, D. Masiak
190
w lę drobnoustrojów prow adzono w tem peraturze 20°C w ciągu 5 dni.
Liczebność bakterii i p rom ien iow ców określano na tych samych płytkach
(4 pow tórzenia) w przeliczeniu na 1 g suchej m asy gleby.
O M Ó W IE N IE W Y N I K Ó W
R O ZK ŁAD
FLUO R ENU
W
I D YSK USJA
G L E B IE S T E R Y L N E J
W stępna seria badań dotycząca rozkładu fluorenu w gleb ie A , podda­
nej uprzednio sterylizacji, m iała na celu określenie roli procesów abio­
tyczn ych i biologicznych w ogólnych stratach tego związku. Badania
m ikrobiologiczne przeprow adzone na początku i na końcu okresu inku­
bacji p o tw ierd ziły całkow itą jałow ość g leb y przez cały czas trw ania
doświadczenia.
Czas (dni) —Time (daysj
Rys. 1. Rozkład fluorenu w
glebie sterylnej i niesterylnej 1 —
2 —
Fig.
1. Fluorene
degradation
in
gleba A
sterile and
2 —
gleba A
sterylna,
niesterylna
nonsterile
nonsterile soil
soil:
1 —
sterile
soil
Ar
A
Z przedstaw ionych danych (rys. 1) w ynika, iż stężenie fluorenu
w próbkach g leb y pozbaw ionych m ik ro flo ry u trzym u je się praktycznie
na stałym poziom ie przez m iesiąc; spadek zaobserw ow an y pod koniec
drugiego miesiąca inkubacji zw iązan y jest praw dopodobnie z nieunik­
nion ym i stratam i na skutek ulatniania się w w yn iku niew ystarczająco
szczelnego zam knięcia kolbek. N ie można też w yklu czyć, że straty te
spow odow ane są, p rzyn ajm n iej w pew n ej części, reakcjam i chem icznym i
(np. kopolim eryzacja ze zw iązk am i próchnicznym i g leb y katalizow ana
przez zw ią zk i nieorganiczne [14] lub autooksydacja, chociaż ta ostatnia
jako bardzo pow olna [6] nie od gryw a tu praw dopodobnie istotnej roli).
Rozkład fluorenu w glebie piaskowej
191
W ty m sam ym czasie spadek zaw artości flu orenu w gleb ie A nie pozba­
w ion ej aktyw ności biologicznej
(nie steryln ej) jest bardzo in ten syw n y
(rys. 1), co św iadczy o n ie w ą tp liw ie decydującej roli procesów m ikrobio­
logiczn ych w rozkładzie tego zw iązku w badanej glebie. Szybkość abio­
tyczn ych reakcji chem icznych przeb iegających w tych warunkach jest
praw dopodobnie tak n iew ielk a [6], iż nie m ają one w iększego znaczenia
w ogóln ym bilansie strat W W A z gleby.
Brak rozkładu innych w ęg lo w o d o ró w z gru p y W W A — naftalenu
i antracenu — w steryln ych próbkach osadów m orskich zaobserw ow ano
rów n ież w pracach Bauera i Capone’a [2] oraz H eitkam pa i wsp. [9]; te
same osady nie pozbaw ione m ik ro flo ry w y k a z y w a ły znaczną zdolność
degradacji obu w ęglow od orów . R ów n ież F ritz [8] zau w ażył zaham ow anie
rozkładu benzo(a)pirenu przez okres kilku lat w próbkach g leb y z do­
datkiem substancji bakteriobójczych. U zyskane rezu lta ty pozostają nato­
m iast w sprzeczności z w yn ik a m i Bossert i wsp. [3], w edłu g których
abiotyczne straty W W A w gleb ie zatrutej 2°/o chlorkiem rtęci sięgają
48%). strat tych w ęg lo w o d o ró w z gleb aktyw n ych biologicznie.
B A D A N IA
M IK R O B IO L O G IC Z N E
Biorąc pod uw agę m ikrob iologiczn y
charakter
przem ian
fluorenu
w glebie, przeprow adzono badania m ające na celu określenie w p ły w u
tego w ęglow odoru na m ik roflorę g leb y piaskow ej A po 3 miesiącach in ­
kubacji p rzy dwóch poziom ach stężeń fluorenu: I — 6,25 fxg/g i I I —
12,5 ng/g.
T a b e la 2
Populacje drobnoustrojów hetero troficznych w glebie inkubowanej z dodatkiem fluorenu
Properties of heterotrophic microorganisms in soil incubated with fluorene
Liczba drobnoustrojów w i g
1
s.m. gleby
x 104
Population: 104 organisms/1 g dry weight of soil
gleba A po 3 miesiącach inkubacji
Drobnoustroje
z dodatkiem fluorenu o stężeniu:
Microorganisms
soil A after 3 months of incuba­
tion with fluorene at the
concentration of:
I gleba A — soil A
6,25
Promieniowce — ogólna ilość
fxg/g
1
12,50 (i.g/g
200
4 000
3 600
400
550
3 600
Actinomyces — total amount
Bakterie — ogólna ilość
Bacteria — total amount
Pseudomonas
Grzyby — Fungi
Ps. species
4,2
4,5
/^.fluorescens
1,3
Ps.fluorescens
1,5
1,0
0,6
В. Maliszewska-Kordybach, D. Masiak
192
Z danych zestaw ionych w tabeli 2 w yn ika, iż obecność fluorenu nie
w p ły w a na ogólną liczebność bakterii, następuje natom iast selektyw na
adaptacja szczepu Pseudom onas fluoroscens. W zrasta rów n ież znacznie
liczba prom ieniow ców , a m aleje populacja grzybów , co m oże św iadczyć
o ich w iększej w ra żliw ości na toksyczne działanie W W A . M ożna w ięc
przypuszczać, iż decydującą rolę w rozkładzie flu orenu w gleb ie piasko­
w e j o d gry w a ją m ikroorgan izm y prokariotyczne, w yk azu jące zdolność
w yk orzy sty w a n ia niższych W W A jako źródła w ęg la i en ergii ([16, 21].
W p rzeciw ień stw ie do nich g rzy b y rozkładają w ęg lo w o d o ry z gru p y
W W A w yłączn ie w procesach kom etabolizm u, czerpiąc w ę g ie l i en ergię
z innych substancji od żyw czych [16, 21].
W p ły w
stężenia początkowego fluorenu na jego rozkład
Z arów no w przypadku g leb y A, jak i В b ezw zględn e straty fluorenu
są tym w iększe, im w iększa jego ilość została dodana do g leb y na po­
czątku okresu dośw iadczalnego (rys. 2). Jest to szczególnie w yra źn e
w okresie pierw szego m iesiąca inkubacji. I tak np. w próbkach g leb y
A o stężeniu początkow ym 12,5 ug/g straty flu orenu w yn oszą w tym
czasie 10 fig/g, a w próbkach o stężeniu 6,25 \xg/g — 4 jig/g. O dp ow ied­
nie w ielkości strat dla g leb y ß w yn oszą 9 ug/g i 4 ug/g. In ten syw n y
rozkład flu orenu trw a około 1 - 1 , 5 m iesiąca do czasu, g d y jeg o stężenie
Rys.
2. W p ły w
strat w glebie:
stężenia
początkowego
fluorenu
na wielkość
jego
bezwzględnych
1 — stężenie początkowe 6,25 [ig/g, 2 — stężenie początkowe 12,50
ug/g
Fig. 2. Effect of initial concentration of fluorene on its degradation rate (expressed
in ,ug/g) in
soil:
1 —
initial
concentration
6,25 |.ig/g, 2 —
12,50 jxglg
initial
concentration
Rozkład fluorenu w glebie piaskowej
193
w g leb ie spadnie do poziom u około 1 jig/g, niezależnie od w ielkości daw ki
początkow ej.
W p ły w zaw artości początkow ej flu orenu w g leb ie na p rzeb ieg jeg o
rozkładu jest znacznie m niej w yra źn y, g d y straty tego zw iązku w yra ża n e
są w jednostkach w zględnych, a w ięc w procentach w stosunku do w a r­
tości C0 (rys. 3). N iem n iej analiza statystyczna w yk azała istnienie istot­
nych różnic m ięd zy szybkością rozkładu flu oren u w
g leb ie
o niższej
(seria I) i w yższej (seria II) zaw artości tego zw iązku (dla g le b y A t0bi. =
4,39, ttab. = 2,365; dla g leb y В t0bi. = 3,16, t tab. — 2,365). Czas poło­
w iczn ego rozkładu flu orenu dodanego w ilości 12,5 iig/g do g le b y A w y -
Rys. 3. W p ły w stężenia początkowego fluorenu na stopień jego rozkładu w glebie:
1 — stężenie początkowe 6,25 ug/g, 2 —
stężenie początkowe 12,50 ug/g
Fig. 3. Effect of initial concentration of fluorene on its degradation rate (express­
ed in % ) in soil: 1 — initial concentration 6,25 ,ug/g, 2 — initial concentration
12.50 ug/g
13 — Roczniki G leb. t. X X X IX , z. 4
В. Maliszewska-Kordybach, D. Masiak
194
nosi 15 dni, a p rzy daw ce początkow ej 6,25 ug/g — 22 dni. O dpow iedn ie
w ielkości dla g leb y В w yn oszą 17 dni i 26 dni (tab. 3).
T a b e la 3
Parametry kinetyczne procesu rozkładu fluorenu w glebie piaskowej Temperatura 25°C, czas
inkubacji 2,5-3,0 miesiące
Kinetic parameters of fluorene degradation in sandy soil Temperature 25°C, incubation time
2.5-3.0 months
Gleba A — Soil A
1
Gleba В -- Soil В
stężenie fluorenu — fluorene concentration
Parametr — Parameter
O g/g)
6,25
Stała szybkości, к (dzień-1)
1
0,032
1
I
1
12,50
0,046
1
i
j
6,25
12,50
0,027
0,041
26
17
Rate constant, к (day-1)
1
Czas połowicznego rozkładu
j
T 1/2 (dni)
Half-life, T i /2 (days)
U zyskane
w y n ik i
pozostają
22
w
j
1
zgodzie
15
z
rezultatam i
prac
innych
autorów [2, 18, 21], k tó rzy w odm iennych w arunkach dośw iadczeń za­
ob serw ow ali rów n ież w zrost szybkości rozkładu w ęg lo w o d o ró w z gru p y
W W A w ra z ze w zrostem ich początkow ego stężenia. P odan y w literatu ­
rze [21] czas połow icznego rozkładu flu oren u w g leb ie w yn osi 39 dni
p rzy stężeniu 0,9 fxg/g i 2 dni p rzy stężeniu 500 iig/g.
P oziom stężenia flu orenu w gleb ie po 3 miesiącach inkubacji, n ie­
zależnie od stężenia w yjściow ego, w yn osi 0,5 - 1,5 fxg/g (500 - 1500 ppb)
i p rzew yższa w ielok rotn ie proponow ane dopuszczalne stężenie in d y w i­
dualnych W W A w glebie, np. dla benzo(a)-pirenu 30 ppb [15, 16]. W yn ik a
stąd, iż gleb ę piaskow ą z terenu rolniczego zanieczyszczoną jednorazow ą
daw ką W W A o stężeniu 6,25 - 12,5 \xg/g po u p ły w ie 3 m iesięcy należałoby
nadal zaliczyć do gleb zanieczyszczonych tym i zw iązkam i.
W p ły w w łaściw ości g leb y na rozkład flu oru
N a rysunku 4 porów nano p rzeb ieg rozkładu flu orenu w gleb ie A i В
w przypadku dw óch poziom ów stężeń tego zw iązku (6,25 i 12,50 |ig/g).
O dpow iedn ie param etry kin etyczn e podano w tabeli 3. N ie stw ierdzono
statystycznie istotnych różnic w szybkości strat flu oren u z g leb y A i В
n iezależnie od w artości jeg o stężenia początkow ego (p rzy stężeniu 6,25
jig/g tom. =
0,26, ttab. =
2,316, a dla stężenia 12,50 [ig/g W
=
0,32,
Uab. = 2,447).
Sum aryczne straty W W A z gleb u w arunkow ane są w ielom a nakłada­
ją cym i się procesam i [6, 16, 21]. Duże znaczenie m a tu adsorpcja; h yd ro­
fob ow e cząsteczki W W A zaadsorbowane na lip o filo w y c h cząstkach m a­
Rozkład fluorenu w glebie piaskowej
195
terii organicznej g le b y w znacznym stopniu zm n iejszają sw oją ruchliwość
i dostępność dla m ikroorganizm ów [2]. G leba A , zaw ierająca w ięcej
próchnicy i zasobniejsza niż gleba В (tab. 1), ch arakteryzu je się n iew ą t­
p liw ie bogatszą m ik roflorą zdolną do rozkładu W W A , ale rów nocześnie
silniejszą
adsorpcją flu oren u
uzależnioną głów n ie
od zaw artości
Corg>
Czas (dni] —Time (days)
Rys. 4. W p ły w w łaściw ości gleby na stopień rozkładu fluorenu: I —
stężenie po­
czątkowe fluorenu 6,25 [xg/g, II — stężenie początkowe fluorenu 12,50 pig/g
Fig. 4. Effect of soil properties on the degradation rate of fluorene. I — initial
concentration of fluorene 6,25 |Lig/g, II — initial concentration of fluorene 12,50
iig/g
w g leb ie [21]. M n iejsza pojem ność sorpcyjna g le b y В m oże rów n ież
sprzyjać stratom flu orenu sp ow odow anym jego ulatnianiem się. !W y zn a ­
czone w nin iejszej pracy w spółczynniki kinetyczne, stosowane pow szech­
nie [10, 11, 21] p rzy określaniu zdolności do rozkładu ksenobiotyków
w glebie, m ają głów n ie w artości porów naw cze, stanowiąc w yp ad k ow ą
w szystkich skom plikow anych i bardzo m ało jeszcze poznanych procesów.
В. Maliszewska-Kordybach, D. Masiak
W N IO S K I
Z przeprow adzonych badań w yn ika, co następuje:
1. Proces rozkładu flu orenu w gleb ie piaskow ej ma głów n ie charakter
przem ian \m ikrobiologicznych, w których przew ażającą rolę o d gry w a ją
m ikroorgan izm y prokariotyczne.
2. Jednorazow e w prow ad zen ie do g leb y piaskow ej daw ki flu orenu
o stężeniu 6 - 1 2 ug/g powoduje, iż po 3 m iesiącach zaw artość tego z w ią z­
ku w gleb ie nadal przekracza w artości uznane za dopuszczalne dla gleb
zanieczyszczonych.
3. Szybkość rozkładu flu orenu w gleb ie piaskow ej w zrasta w ra z ze
w zrostem jeg o stężenia początkow ego od 6,25 do 12,50 jig/g.
4. N ie stw ierdza się statystycznie istotnych różnic m ięd zy ogólną
szybkością rozkładu flu orenu w poziom ie orno-próchnicznym i podglebiu
badanej g le b y piaskow ej.
L IT E R A T U R A
[1]
B a r a n o w a L. N., S z e n d r i k o w a I. A., D i k u n P. P., K o n a s o w J. P.,
M i e k s i e j e w J. W. , Z a c h a r ó w A . A . W lijan ie tiremiczeski obrabotanogo
osaaka stocznych w od i komposta na osnowie jego na sodierżanie B a P i N -n itrosojedinienij w poczwie i kartofiele. Chim ia w Siei. Choz. 1984, 22 s. 53 - 56.
[2]
Bauer
J. E., C a p o n e
D. G. D egradation and mineralization of the poly -
cyclic aromatic hydrocarbons
[3]
sludge
[4]
anthracene
and
naphthalene in intertidal
rine sediments. A ppl. Environ. M icrob. 1984, 50 s. 81 - 90.
B o s s e r t I., K a t c h e l W., B a r t h a R. Fate of hydrocarbons
disposal
Bulman
T.
in
soil.
Appl.
L., F o w l i e
P.
Environ.
M icrob.
J., L e s s a g e
m a­
during oily
1984, 47 s. 763 - 767.
S., W e b a e r
M.
D. C anadian
research on the use of soil for treatment of petroleum wastes. Trans, of X I I I
Congress of the International Society of Soil Science. H am bu rg 13 - 20 A ug.
1986.
[51 E d w a r d s N. T. Polycyclic aromatic hydrocarbons (P A H ’s) in terrestrial en­
vironm ent — A review . J. Environ. Qual. 1983, 12 s. 427 - 441.
[6] E P A Raport 560/2-75-009. The Environm ental fate of selected polynuclear
[7]
aromatic hydrocarbons. W ashington 1976.
F o w l i e P. J. A., B u l m a n T. L. Extraction
[8]
rene from soil. A nal. Chem. 1986, 54 s. 721 - 723.
F r i t z W . Investigation of the behavior of benzo(a)pyrene in the soil and
migration from
[9]
the soil into
crops.
of anthracene and benzo(a)py-
Zbl. M ibrobiol.
1983, 138 s. 605 - 616.
H e i t k a m p M. A., F r e e m a n J. P., C e r n i g 1 i а С. E. N aphthalene bio­
dégradation in environm ental microcosms: Estimates of degradation rates and
characterization of metabolites. A ppl. Environ. M icrobiol. 1987, 53 s. 129 - 136.
[101 H o w a r d
P. H., B a n e r j e e
S. Interpreting results from biodegrability tests
of chemicals in w ater and soil. Environ. Tox. Chem. 1984, 3 s. 551 - 562.
[11]
Jury
W.
A.,
Spencer
W.
F.,
Farmer
W.
J. B ehavior
assessment for
trace organics in soil. I. M odel Description. J. Environ. Qual. 1983, 12 s. 558 564.
Rozkład fluorenu w glebie piaskowej
[12]
Lee
M. L., N o v o t n y
197
M. V., В a r 1 1 e K. D. A nalytical chemistry of poly -
cyclic aromatic hydrocarbons. N e w Y o rk 1981.
]13[
Lewandowski
W. ,
Karpińska
zawartość benzo/a/pirenu w
В. W p ły w
zanieczyszczeń powietrza na
glebie i piasku. Arch. Ochr. Środ. 1985, nr 3- 4,
s. 85 - 93.
[14]
L u i S h u - Y e n , B o l l a g J. H. B inding xenobiotics to humus constituents.
Trans, of X I I I Congress of the International Society of Soil Science. H am bu rg
[15]
M aliszewska-K ordybach
13- 20 A ug. 1986.
tyczne w
[16]
B. W ielopierścieniowe w ęglow odory arom a­
środowisku przyrodniczym. W iad. Ekolog.
M aliszewska-K ordybach
B.
1986, 32 s. 47 - 66.
M ikrobiologiczne
przemiany
w ielo p ier­
ścieniowych w ęglo w o d o ró w aromatycznych w środowisku glebowym . Post. M ikrobiol. 1987, 26 s. 233- 248.
[17]
[18]
M a r t i n J. P. U se of acid, rose bengal and S tre p to m y c in
thod for estimating soil fungi. Soil Sei. 1960, 69 s. 215.
in the plate
Pogłazowa
A.
M.
N.,
Fiedosiejewa
G.
E.,
M. N., S z a b a d L. M. Okislenie bienz(a)pirena
simosti ot jego
1462.
[19]
Rimmer
D.
koncentracji
w
L., A l - K h a f a j i
sriedie.
Dok.
Hesina
J.,
Miejsel
m ikroorganizm am i
AN
SS S R
1968,
m e­
w
z a w i-
179 s.
1460 -
A. Fate of added fuel oil in soil and its
effect on soil aggreggate stability. Trans, of X I I I Congress of the Internatio­
nal Society of Soil Science. H am bu rg 13 - 20 A ug. 1986.
[20]
S a n d s D. C., R о v i r a A . D. Isolation of fluorescent Pseu d om on a s
selective medium. A ppl. M icrobiol. 1970, 20 s. 513 - 514.
[21]
S i m s R. C., O v e r c a s h M . R. Fate of polynuclear aromatic
(P N A s ) in soil-plant systems. Residue R eview s 1983, 88 s. 1 - 68.
[22]
Warner
M. L., S a u e r
w ith
compounds
R. H., С a r 1 i e D. W . B arley grow th in coal liquid
and diesel liquid fuels from
coal and oil: A
comparaison of potential toxic
effects on barley. W ater, A ir and Soil Poll. 1984, 22 s. 47 - 57.
Б. М АЛИШ ЕВСКА КОРДЫБАХ, Д. М АС Я К
К И Н Е Т И К А РА З Л О Ж Е Н И Я Ф Л У О Р Е Н А В П Е С Ч А Н О Й П О Ч В Е
ж: -
L__
...
Лаборатория химии почв, Отдела почвоведения и консервации почв
Институт агротехники, удобрения и почвоведения в Пулавах
Резю м е
Проводились модельные исследования по разложению флуорена в песчаной почве
в зависимости от его начальной концентрации, с учетом свойств почвы отобранной из двух
глубин: 0 - 20 см и 30-50 см. Отсутствие заметного снижения содержания флуорена в пе­
риод 2 месяцев в образцах почвы подвергнутой стерилизации позволяет предполагать, что
процесс разложения указанного соединения носит преимущественно характер биологических
преобразований. На основании проведенных микробиологических исследований можно пред­
полагать, что основную роль в этом процессе играют прокариотические микроорганизмы.
В изучаемом пределе концентраций 6,25 - 12,50 [lt/ t абсолютная величина потерь флуорена
из почвы и общая скорость его разложения повышаются с повышением его начальной кон­
центрации. При начальной концентрации 6,25 у.т/т время полураспада флуорена составляет
В. Maliszewska-Kordybach, D. Masiak
198
22-26 дней, а при двухкратно высшей концентрации — 15- 17 дней. С другой стороны не
установлено статистически существенных различий между скоростью потерь флуорена
из пахотноперегнойного слоя и подпочвы. Проведенные исследования показали, что одно­
кратное внесение в песчаную почву дозы флуорена с концентрацией 6- 12 (хг/г приводит
к тому, что через 3 месяца содержание указанного соединения в почве далее превышает
значения считаемые допустимыми для незагрязненных почв.
В . M A L I S Z E W S K A -K O R D Y B A C H , D. M A S I A K
K IN E T IC S
OF FLU O R E N E
D E G R A D A T IO N
IN
SANDY
S O IL
Departm ent of Soil Science and L an d Protection
Institute of Soil Science and Plant Cultivation, P u ła w y
Summary
A laboratory study w as conducted to investigate the effect of initial concen­
tration of fluorene on its degredation rates. The tests w ere perform ed in sandy
soil taken from 0 - 2 0 cm and 30 - 50 cm soil horizons. The results suggested that
degradation of this compound in the soil proceeds mostly through its biological
transformation.
B ased
on
a
m icrobial
investigations,
it
could
be
assumed
that
procaryotic m icroorganisms w ere prim arily involved in these processes. W ith in the
concentration range of 6.25 -12.5 ug/g, the increase of initial fluorene concentration
resulted in higher rates of its degradation and higher losses (expressed in absolute
units). A t the initial concentration of 6.25 j-ig/g, the h a lf-life of fluorene w as 22 26 days and at the twice higher concentration w as
15 - 17 days. The differences
betw een degradation rates of fluorene in the arable humous layer and subsoil w ere
not statistically significant. The obtained data have shown that as a result of
single application of fluorene to the soil (6 -12.5 i-ig/g), its concentration after
3-month period exceeded the values regarded as adm issible for noncontaminated
D r B. M a liszew ska -K ord ybach
Praca w płynęła do redakcji w kw ietniu 1988 r.
Pracow nia Chem ii Gleb, Zakład Gleboznaw stw a
i O ch ron y G ru n tó w
I U N G , 24 - 100 P uła w y