Concentration of PAHs in Municipal Wastewater in Selected Sewer Collectors of the Upper Silesian Urban Area, Poland

Open access

Abstract

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) constitute a large group of organic compounds that make constant threat to the environment. Their contents from natural sources are low. The processes of incomplete organic fuel combustion are the main sources of PAHs. In Upper Silesia (Poland), large amounts of PAHs are emitted into the air as a result of coal combustion in home furnaces and liquid fuel burning in combustion engines (low emission). PAHs get into surface water because of the surface runoff and point source wastewater discharges from certain industries. The following study presents PAHs concentrations in raw municipal wastewater. The tests were performed out of the heating season. The samples were collected from the combined sewer system. The analyses of PAHs were carried out with gas chromatography coupled with a mass detector (GC-MS). The concentrations of 16 PAHs sum (EPA list) ranged between 1.025 and 3.056 μg/L. Phenanthrene dominated in nearly all the analysed samples. The contents of PAHs, which are priority hazardous substances according to the directive, were high in the analysed samples. The obtained results and the analysis of diagnostic ratios for the emissions of PAHs into the air helped to reach the conclusion that traffic emissions were the main source of PAHs in the examined wastewater.

[1] Bathi, J.R. (2007). Associations of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) with Particulates in the Environment, Proposal for Dissertation Research Topic.

[2] Bathi, J.R., Pitt, R., Findlay, R. & Clark, S.E. (2008). Analyses of PAHs in Urban Stormwater. 11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh, Scotland, UK.

[3] Bilek, M. (2013). Zanieczyszczenie środowiska naturalnego przez wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, www.wssw.krakow.pl.

[4] Bilek, M. (2013). WWA – Wielopierścieniowe Węglowodory Aromatyczne, www.wssw.krakow.pl.

[5] Caban-Pabian, B. (2002). Studies on self-purifi cation of mining waters contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons, Archives of Environmental Protection, 28, 4, 57–66.

[6] Cywiński, B., Gdula, S., Kempa, E., Kurbiel, J. & Płoszański, H. (1972). Oczyszczanie ścieków miejskich. Podstawy technologiczne i zasady projektowania oczyszczalni, Arkady, Warszawa 1972.

[7] Czarnowski, K. (2008). Trwałe zanieczyszczenia organiczne w środowisku, Ministerstwo Środowiska, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 2008.

[8] Dojlido, J. (1987). Chemia wody, Arkady, Warszawa 1987.

[9] Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 327/1.

[10] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/105/WE z 16 grudnia 2008 w sprawie środowiskowych norm jakości w dziedzinie polityki wodnej, zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy Rady 82/176/EWG, 83/513/EWG, 84/156/EWG, 84/491/EWG, 86/280/EWG oraz zmieniająca dyrektywę 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 348/84.

[11] Główny Urząd Statystyczny (2011). Ochrona środowiska (Environment) 2011. Informacje i opracowania statystyczne, Warszawa 2011.

[12] Heinrich, Z. & Jędrzejkiewicz, J. (2007). Analiza zużycia wody w miastach polskich w latach 1995–2005. Analysis of water consumption in Polish cities in the time span of 1995–2005, Ochrona Środowiska, 29, 4, 29–34.

[13] Kania, B., Klejnowski, K., Rogula-Kozłowska, W. & Kozielska, B. (2012). Stężenia i równoważniki toksyczności mieszanin WWA związanych z pyłem drobnym i submikronowym w trzech punktach pomiarowych na terenie województwa śląskiego. Concentrations and toxic equivalents of PAH mixtures associated with fi ne and submicrometer particulate matter in three measurement sites in the Silesian Voivodeship, [In] Ochrona powietrza w teorii i praktyce tom 2, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska, Zabrze 2012.

[14] Khalili, N.R., Scheff, P.A. & Holsen, T.M (1995). PAH source fi ngerprints for coke ovens, diesel and, gasoline engines, highway tunnels, and wood combustion emissions, Atmospheric Environment, 29, 4, 533–542.

[15] Oleszczuk, P. (2007). Changes of polycyclic aromatic hydrocarbons during composting of sewage sludge with chosen physico-chemical properties and PAHs content, Chemosphere, 67, 582–591.

[16] Pistelok, F. (2002). Analiza zależności pomiędzy zanieczyszczeniem ze źródeł komunalnych a jakością wód płynących na obszarach silnie zurbanizowanych na przykładzie zlewni Górnej Wisły, Monografi e i Rozprawy Naukowe, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, Puławy 2002.

[17] Pośniak, M., Makhniashvili, I. & Kowalska, J. (2000). Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w procesach stosowania asfaltów, Bezpieczeństwo pracy nauka i praktyka, 7–8, 11–13.

[18] Procedura Badawcza własna PB 21. Oznaczanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w wodzie metodą chromatografi i gazowej z detekcją mas, edycja 2 z dnia 09.01.2012.

[19] Rogula-Kozłowska, W., Kozielska, B., Błaszczak, B. & Klejnowski K. (2012). Rozkład masy względem wielkości cząstek i pochodzenie WWA w punkcie tła miejskiego w Polsce. Size distribution and origin particle-bound PAH at an urban background station in Poland, Ochrona powietrza w teorii i praktyce tom 1, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska, Zabrze 2012.

[20] Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 w sprawie sposobu klasyfi kacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych, DZ.U. 2011.257.1545.

[21] Smolik, E. (2001). Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, Sosnowiec, www. ietu.katowice.pl.

[22] Szczygieł, A., Szumowska, A. & Bednarski, G. (2012). Stan Środowiska w województwie śląskim w 2011 roku, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 2011.

[23] Test Kit Instructions – QuenchGone21 Wastewater (QG21W), www.luminultra.com.

[24] Ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. – Prawo wodne (jedn. tekst) Dz.U. 2005.239.2019 z późn. zm.

[25] Wniosek 2011/0429(COD) „Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady zmieniająca dyrektywy 2000/60/WE 2008/105/WE w odniesieniu do substancji priorytetowych w dziedzinie polityki wodnej.

[26] WIOŚ Katowice. (2012) Informacje o stanie środowiska w 2011 roku, www.katowice.pios.gov.pl.

Archives of Environmental Protection

The Journal of Institute of Environmental Engineering and Committee of Environmental Engineering of Polish Academy of Sciences

Journal Information


IMPACT FACTOR 2016: 0.708
5-year IMPACT FACTOR: 0.835

CiteScore 2017: 1.01

SCImago Journal Rank (SJR) 2017: 0.371
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2017: 0.737

Cited By

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 137 133 16
PDF Downloads 59 57 5