Microbiological bioremediation of the Kamienna Gora dam reservoir

• Autorzy: Mazur R. , Siatarek M.

Warianty tytułu

PL

Bioremediacja mikrobiologiczna zbiornika zaporowego w Kamiennej Górze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the study Study of the effects of the microbiological bioremediation process carried out as a part of a purification process of a reservoir in Kamienna Góra. Material and methods A number of field measurements were made, i.e. thickness of bottom sediments, light transmission, and physicochemical analyses of waters. Activities undertaken in the bioremediation process were described. The final effects have been characterised. Results and conclusions The microbiological bioremediation process has contributed to the reduction of bottom sediments (organic fractions) by 30–100% at the selected measuring points. There was an improvement in the euphotic zone conditions from 70–100% in the examined points. The level of organic pollutants in water has also partially improved. The concentrations of the studied nutrients did not decrease, and even in some points they increased in 2018. Despite visible changes in the water quality in the reservoir, and almost complete elimination of organic fractions in bottom sediments, an increase in nutrients in the flood waters could be expected. In the last year of research, complete elimination of algal blooms was noted and ecotones were located in places of their earlier occurrence. The reservoir is still exposed to pressure from pollutants brought in by waters of the Zadrna River. If sources of pollution are not eliminated, this type of treatment will have to be repeated in subsequent seasons to maintain the quality of the reservoir water.

PL

Cel pracy Badanie efektów procesu bioremediacji mikrobiologicznej przeprowadzonej w ramach oczyszczania zbiornika w Kamiennej Górze. Materiał i metody Wykonano szereg pomiarów w terenie, t.j. miąższość osadów dennych, przenikalność światła, oraz analizy fizyko-chemiczne wód. Opisano działania podjęte w procesie bioremediacji. Scharakteryzowano efekty końcowe. Wyniki i wnioski Proces bioremediacji mikrobiologicznej przyczynił się do redukcji osadów dennych (frakcji organicznych) od 30–100% w wybranych punktach pomiarowych. Odnotowano poprawę warunków strefy eufotycznej od 70–100% w badanych punktach. Poziom zanieczyszczeń organicznych w wodzie również uległ częściowej poprawie. Stężenia badanych biogenów nie uległy redukcji, a wręcz w niektórych punktach odnotowano ich wzrost w 2018 r. Pomimo widocznych zmian jakości wody w zbiorniku oraz prawie całkowitej eliminacji frakcji organicznych w osadach dennych można było się spodziewać wzrostu biogenów w wodach zalewu. W ostatnim roku badań odnotowano całkowitą eliminację procesu zakwitu glonów, a w miejscach ich wcześniejszego występowania zlokalizowano ekotony. Zbiornik wciąż narażony jest na presję ze strony zanieczyszczeń wnoszonych przez wody Zadrny. Jeżeli źródła zanieczyszczeń nie zostaną wyeliminowane, tego typu zabiegi będą musiały być powtarzane w kolejnych sezonach w celu utrzymania jakości wód zbiornika.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2020
• Tom: 19
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.47-59,fig.,ref.

Twórcy

autor

Mazur R.

• Department of Geoinformation Photogrammetry and Remote Sensing of Environment Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, AGH University of Science and Technology, al.Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Siatarek M.

• ACS Poland Sp.z o.o., Aqua Clean Service, Podzamcze 45, lok.3.11, 26-060 Checiny, Poland

Bibliografia

• Annadotter, H., Cronberg, G., Aagren, R., Lundstedt, B., Nilsson, P. Ǻ., Ströbeck, S. (1999). Multiple techniques for lake restoration. In The Ecological Bases for Lake and Reservoir Management, 77–85. Dordrecht: Springer.
• Berg, S., Jeppesen, E., & Søndergaard, M. (1997). Pike (Esox lucius L.) stocking as a biomanipulation tool Effects on the fish population in Lake Lyng, Denmark. In Shallow Lakes’ 95, 311–318. Dordrecht: Springer.
• Bonisławska, M., Tański, A., Nędzarek, A., Tórz, A. (2012). Effect of the Coagulants PAX and PIX on the Embryonic Development of Pike (Esox lucius L.). Limnological Review, 12(3), 125–132.
• Bus, A., Karczmarczyk, A. (2014). Charakterystyka skały wapienno-krzemionkowej opoki w aspekcie jej wykorzystania jako materiału reaktywnego do usuwania fosforu z wód i ścieków. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, (II/1).
• Chen, F., Lu, S., Hu, X., He, Q., Feng, C., Xu, Q., & Guo, H. (2019). Multi-dimensional habitat vegetation restoration mode for lake riparian zone, Taihu, China. Ecological Engineering, 134, 56–64.
• Chmielowski K., Ślizowski R. (2008). Wpływ frakcji uziarnienia filtrów piaskowych o przepływie pionowym na stężenie wybranych zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych. Przemysł Chemiczny 5, 432–434.
• Cooke, G. D. (1980). Covering bottom sediments as a lake restoration technique. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 16(5), 921–926.
• Cooke, G. D., Welch, E. B., Peterson, S. A. (2013). Lake and reservoir restoration. Elsevier.
• Cooke, G. D., Welch, E. B., Peterson, S., Nichols, S. A. (2016). Restoration and management of lakes and reservoirs. CRC press.
• Czerniawski, R., Sługocki, Ł., Domagała, J., Pilecka-Rapacz, M. (2015). Zabieg krótkoterminowej biomanipulacji ekologicznej zastosowany w trzech śródleśnych płytkich jeziorach. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 1207–1223.
• Dunalska, J. A., Wiśniewski, G. (2016). Can we stop the degradation of lakes? Innovative approaches in lake restoration. Ecological Engineering, 95, 714–722.
• Gibbs, M. M., Hickey, C. W. (2018). Flocculants and Sediment Capping for Phosphorus Management. In Lake Restoration Handbook, 207–265. Cham: Springer.
• Gibbs, M., Özkundakci, D. (2011). Effects of a modified zeolite on P and N processes and fluxes across the lake sediment–water interface using core incubations. Hydrobiologia, 661(1), 21–35.
• Gibson, G. (2000). Nutrient criteria technical guidance manual: Lakes and reservoirs. US Environmental Protection Agency, Office of Water.
• Gulati, R. D., Pires, L. M. D., Van Donk, E. (2008). Lake restoration studies: failures, bottlenecks and prospects of new ecotechnological measures. Limnologica, 38(3–4), 233–247.
• Hamilton, D. P., Landman, M. J. (2011). Preface: Lake restoration: an experimental ecosystem approach for eutrophication control. Hydrobiologia, 661(1), 1–3.
• Horppila, J., Peltonen, H., Malinen, T., Luokkanen, E., Kairesalo, T. (1998). Top-down or bottom-up effects by fish: issues of concern in biomanipulation of lakes. Restoration ecology, 6(1), 20–28.
• Howard-Williams, C., Collier, K. J., Hamilton, D. P., Quinn, J. M. (2018). Reflections on Lake Restoration. In Lake Restoration Handbook, 557–573. Springer, Cham.
• http://www.kamiennagora.pl/pl/aktualnosci/zalew-informacja-burmistrza.html
• Huang, D. B., Bader, H. P., Scheidegger, R., Schertenleib, R., Gujer, W. (2007). Confronting limitations: New solutions required for urban water management in Kunming City. Journal of Environmental Management, 84(1), 49–61.
• Hupfer, M., Reitzel, K., Kleeberg, A., Lewandowski, J. (2016). Long-term efficiency of lake restoration by chemical phosphorus precipitation: scenario analysis with a phosphorus balance model. Water research, 97, 153–161.
• Imboden, D. M. (1992). Possibilities and limitations of lake restoration: Conclusions for Lake Lugano. Aquatic Sciences, 54(3–4), 381–390.
• Jeppesen, E., Søndergaard, M., Meerhoff, M., Lauridsen, T. L., Jensen, J. P. (2007). Shallow lake restoration by nutrient loading reduction – some recent findings and challenges ahead. In Shallow Lakes in a Changing World. 239–252. Dordrecht: Springer.
• Kaczor, G., Chmielowski, K. Bugajski, P. (2017). Wpływ sumy rocznej opadów atmosferycznych na objętość wód przypadkowych dopływających do kanalizacji sanitarnej , w: Annual Set The Environment Protection, Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, 19, 668–681
• Kaszycki, P., Krawczyk, A., Kołoczek, H. (2002). Stan i perspektywy biodegradacji ropopochodnych zanieczyszczeń w glebach południowej części Polski. Inżynieria Ekologiczna, 7, 15–22.
• Kuriqi, A. (2014). Simulink application on dynamic modeling of biological waste water treatment for aerator tank case. Int. J. Sci. Technol. Res, 3(11), 69–72.
• Kuriqi, A., Kuriqi, I., Poci, E. (2016). Simulink programing for dynamic modelling of activated sludge process: aerator and settler tank case. Fresen. Environ. Bull, 25(8), 2891.
• Lemmens, P., Declerck, S. A., Tuytens, K., Vanderstukken, M., De Meester, L. (2018). Bottom-up effects on biomass versus top-down effects on identity: A multiple-lake fish community manipulation experiment. Ecosystems, 21(1), 166–177.
• Makarewicz, J. C., Bertram, P. (1991). Evidence for the restoration of the Lake Erie ecosystem. Bioscience, 41(4), 216–223.
• Mazur, R., Bedla, D., Chmielowski, K., Nowak, A., Mazurkiewicz, J. (2016). Wpływ warunków tlenowych na skuteczność oczyszczania ścieków bytowych w technologii zatapialnych filtrów włókninowych, Przemysł Chemiczny, 96(8), 1513–1517, DOI:10.15199/62.2016.8.18
• McDowell, R. W., Monaghan, R. M., Close, M. E., Tanner, C. C. (2018). Agricultural Catchment Restoration. In Lake Restoration Handbook. 107–127. Springer, Cham.
• Moss, B. (1990). Engineering and biological approaches to the restoration from eutrophication of shallow lakes in which aquatic plant communities are important components. In Biomanipulation tool for water management. 367–377. Springer, Dordrecht.
• Premazzi, G., Cardoso, A.C., Rodari, E., Austoni, M., Chiaudani, G. (2005). Hypolimnetic withdrawal coupled with oxygenation as lake restoration measures: the successful case of Lake Varese (Italy), Limnetica, 24(1–2), 123–132.
• Singh, K. P. (1982). Lake Restoration Methods and Feasibility of Water Quality Management in Lake of the Woods. Illinois State Water Survey.
• Søndergaard, M., Jeppesen, E. (2007). Anthropogenic impacts on lake and stream ecosystems, and approaches to restoration. Journal of applied ecology, 44(6), 1089–1094.
• Søndergaard, M., Jeppesen, E., Jensen, J. P., Lauridsen, T. (2000). Lake restoration in Denmark. Lakes & Reservoirs: Research & Management, 5(3), 151–159.
• Søndergaard, M., Jeppesen, E., Lauridsen, T. L., Skov, C., Van Nes, E. H., Roijackers, R., Portielje, R. O. B. (2007). Lake restoration: successes, failures and long-term effects. Journal of Applied ecology, 44(6), 1095–1105.
• Søndergaard, M., Liboriussen, L., Pedersen, A. R., Jeppesen, E. (2008). Lake restoration by fish removal: short-and long-term effects in 36 Danish lakes. Ecosystems, 11(8), 1291–1305.
• Suding, K. N. (2011). Toward an era of restoration in ecology: successes, failures, and opportunities ahead. Annual review of ecology, evolution, and systematics, 42.
• Wąsik, E., Bugajski, P., Chmielowski, K., Nowak, A., Mazur, R. (2017). Crystallization of struvite and hydroxyapatite during removal of biogenic compounds on the filter bed, Przemysł Chemiczny, 96(8), 1739–1743.
• Zhang, Y. F., Zhong, W. H., Wang, G. X. (2007). Application of microorganism in bioremediation of contaminated environment [J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 3.