R O C ZN . PZ H , 2000, 51, N R 1, 63-70
K ATARZYNA K L IM A SZ E W SK A \ Z B IG N IE W SZPE R LIŃ SK I2
S O R P C J A W I E L O P I E R Ś C IE N I O W Y C H W Ę G L O W O D O R Ó W A R O M A T Y C Z N Y C H W O S A D A C H D E N N Y C H P O C H O D Z Ą C Y C H
W W A , k tó r e d o s ta n ą się d o w ód p o w ierzchniow ych np. w ra z ze spływ em p o w ierzch n io w y m , ze w zg lęd u na sw oja sła b ą ro zp u sz cz aln o ść w w o d zie, u le g a ją sedy m e n ta c ji i so rp cji w o sa d a c h d en n y c h [10]. Z a so rb o w a n e w o sa d a c h n ie stan o w ią z a g ro ż e n ia d la z d ro w ia i życia ludzi, je ż e li n ie p rz e d o s ta n ą się d o w ody, k tó rą człow iek b ę d z ie w ykorzystyw ał d la sw oich p o trz e b [9]. M o ż n a pow iedzieć, że o sa d y d e n n e są p e w n e g o ro d z a ju p u ła p k a m i d la W W A , ogran iczający m i szkodliw y w pływ tych zw iązków n a człow ieka.
P rz e p ro w a d z o n e b a d a n ia o sa d ó w d en n y c h z Je z io ra Z eg rzy ń sk ieg o pozw oliły na w y zn a cz en ie czynników m ających wpływ n a w ielkość so rp cji w ielopierścieniow ych w ęg lo w o d o ró w a ro m a ty cz n y ch w tych o sa d a c h [5].
M A TER IA Ł I M ETODY
Badane osady denne pochodziły z terenu Jeziora Zegrzyńskiego. M ateriał pobrany został jesienią 1997 i wiosną 1998 roku.
Pomiary zawartości WWA w osadach dennych prowadzono według następującej kolejności: ekstrakcja powietrznie suchej próby osadów chlorkiem metylenu w aparacie Soxhleta, zatężanie ekstraktu w wyparce próżniowej, oczyszczanie zatężonego ekstraktu na kolumnie wypełnionej wysuszonym żelem krzemionkowym, elucja n-heksanem i chlorkiem metylenu, zatężanie eluatu, analiza GC/MS na aparacie Finnigan M AT [2].
Stężenie WW A w wodzie oznaczano w analogiczny sposób jak wyżej z tym, że zamiast ekstrakcji w aparacie Soxhleta prowadzono ekstrakcję w szklanych rozdzielaczach z teflonowymi kranikami.
W osadach dennych pochodzących z Jeziora Zegrzyńskiego oznaczano również zawartość wody, materii organicznej oraz węgla, azotu, siarki, fosforu organicznie związanych, według metodyki stosowanej przy analizie składu chemicznego osadów ściekowych i gleb [3, 8].
Badania procesu sorpcji prowadzono w tzw. „batch” eksperymencie w warunkach statycznych. Do kolb stożkowych ze szlifem, o pojemności 0,5 litra dodawano jednakowe ilości wody wodo ciągowej, osadu dennego (ok. Ig), pochodzącego z obszaru Jeziora Zegrzyńskiego oraz WWA w różnych stężeniach, nie przekraczających 50% ich rozpuszczalności w wodzie. Zasłonięte folią aluminiową kolby Erlenmeyera wraz z zawartością wytrząsano na wytrząsarce rotacyjnej przez 24 godziny w tem peraturze 22°C, po czym naczynia umieszczano w ciemnym pomieszczeniu (celem zminimalizowania fotodegradacji WWA) na 12 godzin, aby poruszony osad opadł na dno naczynia. Po tym czasie wodę z kolb stożkowych zdekantowano do rozdzielaczy i ekstrahowano chlorkiem metylenu.
Znając początkowe stężenia WWA w osadach dennych oraz stężenia równowagowe w fazie wodnej obliczono zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w osadach den nych po przeprowadzonym doświadczeniu.
Wyniki obliczeń naniesiono na wykres. Na osi rzędnych odkładano wartości stężeń WWA w osadzie dennym, po ustaleniu się stanu równowagi. N atom iast na osi odciętych naniesiono stężenia równowagowe WW A w fazie wodnej w ng/1. W ten sposób wyznaczono izotermy adsorpcji WWA w osadach dennych.
Wykresy wykonano w programie Excel, który wyznacza linie trendu m etodą najmniejszych kwadratów. Przyjęto że równania linii trendu są równaniami wyznaczanej izotermy adsorpcji' Izotermy adsorpcji wyznaczono dla pięciu WW A sorbowanych w siedmiu typach osadów den nych.
Sorpcja W W A w osadach dennych 65
W Y N IK I
W celu z b a d a n ia w pływ u sk ła d u o sad ó w d en n y c h n a w ielkość so rp cji W W A w p ie r wszej kolejności n a le ż a ło w yk o n ać b a d a n ia p o zw alające n a o k re śle n ie w łaściw ości i składu ch e m ic zn e g o osadów .
O sady d e n n e p o c h o d z ą c e z o b sz a ru Je z io ra Z eg rzy ń sk ieg o ch a ra k te ry z o w a ły się zróżnicow anym sk ła d e m ch em iczn y m i u ziarn ien iem .
Z ak resy o zn aczan y ch p a ra m e tró w o sad ó w den n y ch kształto w ały się w n a s tę p u ją c y sposób: u w o d n ie n ie o sa d ó w d ennych: 26 - 76% , z a w arto ść m a te rii o rg an ic zn e j: 3,4 - 17,8%, z a w arto ść frakcji < 63 ц т : 3,4 - 84,3% , z a w arto ść w ęgla o rg an ic zn e g o : 0,46 - 8,96% , zaw arto ść siark i o rg an ic zn e j: 0,04 - 0,66% , zaw arto ść a z o tu o rg an ic zn e g o : 0,04 - 0,66% , z a w arto ść fo sfo ru o rg an ic zn e g o : 0,05 - 0,95% .
Z ak resy stę ż e ń b a d a n y ch W W A k ształtow ały się w n a stę p u ją c y spo só b : fe n a n tre n : 1 3 - 1 1 3 n g /k g s. т . , flu o ra n te n : 9 - 333 |ag/kg s. т . , p ire n : 8 - 175 n g /k g s. т . , chryzen: n.w. - 378 n g /k g s. т . , b e n z o [a ]p ire n : n.w. - 329 n g /k g s. m.
B a d an ia n a d so rp cją W W A w o sa d a c h d en n y c h p rz e p ro w a d z o n o z p ię c io m a w ie lo pierścieniow ym i w ę g lo w o d o ram i arom atycznym i. Były to: fe n a n tre n , flu o ra n te n , p ire n , chryzen i b e n z o [a ]p ire n .
D o k o n u ją c w yboru tych p ię ciu zw iązków k ie ro w a n o się d w o m a a s p e k ta m i. Po pierw sze fe n a n tre n , flu o ra n te n , p ire n , chryzen i b e n z o [a ]p ire n są sz e ro k o ro z p o w sz e chnione w o sa d a c h d en n y c h rze k i je z io r. P o d ru g ie są o n e p rze d sta w ic ie la m i w ielo pierścieniow ych w ęg lo w o d o ró w aro m a ty cz n y ch o ró żn ej ilości p ie rśc ie n i b en z en o w y c h w cząsteczce: od trze ch d o pięciu . T ak i w ybór pozw olił n a p rz e b a d a n ie za c h o w a n ia się w środow isku zw iązków c h a rak te ry z u jąc y ch się ró ż n ą toksy czn o ścią i w łaściw ościam i fizyczno-chem icznym i.
Ryc' t o t e m y a d so rp c ji f lu o r a n te n u w o sa d a c h z J e z io ra Z e g rz y ń sk ie g o
8. Ostrowska A., Gawliński S, Szczubiałka Z : M etody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog, IOŚ, Warszawa 1991.
9. Schwarzenbach R.P.: Environmental Organie Chemistry. Wiley & Sons, New York 1993. 10. Voice Т., Weber W. : Sorption of Hydrophobic Compounds by Sediments, Soils and Suspended
Solids. W ater Res., 1983, 17, 1433-1441. Otrzymano: 1999.07.21
