Ocena efektywności redukcji zanieczyszczeń przez oczyszczalnię komunalną w gminie Poniec / Assessment of the effectiveness of pollution reduction by the municipal wastewater treatment plant in the Poniec commune

---

Klaudia Kałasz ¹, Konrad Glura ², Alicja Szymańska ¹*, Mariusz Ślachciński ¹, Grzegorz M. Szymański ³, Bogdan Wyrwas ¹

Afiliacje

¹ Politechnika Poznańska, Wydział Technologii Chemicznej
² Firma Gardna 3D
³ Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu
* Kontakt / Correspondence: alicja.szymanska.1@student.put.poznan.pl

DOI: 10.65545/GWITS.2026.01.03, GWiTS 1/2026, styczeń 2026

Pobierz PDF (Open Access)

---

Streszczenie:
W artykule przeprowadzono ocenę skuteczności redukcji zanieczyszczeń przez komunalną oczyszczalnię ścieków w gminie Poniec, ze szczególnym uwzględnieniem anionowych i niejonowych związków powierzchniowo czynnych. Zwrócono uwagę na główne problemy środowiskowe wynikające z industrializacji, stan czystości wód w Polsce oraz znaczenie gospodarki ściekowej. Opisano również etapy pracy oczyszczalni w gminie Poniec oraz charakterystykę związków powierzchniowo czynnych. Przeanalizowano także próbki ścieków pobierane codziennie na wlocie i wylocie oczyszczalni w marcu i kwietniu. Surfaktanty anionowe oznaczano metodą MBAS jako substancje aktywne wobec błękitu metylenowego, natomiast surfaktanty niejonowe metodą BiAS-tio (substancje wchodzące w reakcję z odczynnikiem Dragendorffa). Otrzymane wyniki wykazały wysoką skuteczność oczyszczalni w usuwaniu obu grup surfaktantów, a stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych były znacznie niższe i zgodne z obowiązującymi normami środowiskowymi.

Słowa kluczowe: surfaktanty, efektywność oczyszczania ścieków, metoda MBAS, metoda BiAS-tio, redukcja zanieczyszczeń, wody powierzchniowe

Abstract:
This article assesses the effectiveness of pollutant reduction at the municipal wastewater treatment plant in the Poniec commune, with particular emphasis on anionic and nonionic surfactants. It highlights the main environmental problems resulting from industrialization, the state of water purity in Poland, and the importance of wastewater management. It also describes the operational stages of the Poniec commune’s wastewater treatment plant and the characteristics of surfactants. Wastewater samples collected daily at the inlet and outlet of the treatment plant in March and April were also analyzed. Anionic surfactants were determined using the MBAS method as active substances against methylene blue, while nonionic surfactants were determined using the BiAS-thio method (substances reacting with Dragendorff’s reagent). The results demonstrated the high effectiveness of the treatment plant in removing both groups of surfactants, and the concentrations of pollutants in the treated effluent were significantly lower and in line with applicable environmental standards.

Keywords: surfactants, wastewater treatment efficiency, MBAS method, BiAS-tio method, pollution reduction, surface water

---

1. Wstęp

Woda jest podstawowym, niezbędnym do życia zasobem na ziemi. Antropogeniczna działalność człowieka prowadzi do postępującego zanieczyszczenia wody i powstawania dużej ilości odpadów i ścieków. Zanieczyszczenia pochodzą głównie z przemysłu, rolnictwa oraz gospodarstw domowych.

W Polsce podjęto szereg działań, mających na celu poprawę stanu jakości wód podziemnych i powierzchniowych. Wybudowano wiele nowych oczyszczalni ścieków, unowocześniono już istniejące, dokonano weryfikacji pozwoleń wodnoproawnych [1].

Oczyszczanie ścieków jest niezwykle ważnym procesem, ponieważ ma bezpośredni wpływ na stan środowiska. W Polsce, ścieki oczyszczone wprowadzane do wód powierzchniowych (rzek, jezior i morza) muszą spełniać ściśle określone przez Ministra Środowiska wymagania.

Jednym z istotnych zanieczyszczeń, trafiających poprzez systemy kanalizacji do oczyszczalni ścieków, są związki powierzchniowo czynne. Roczna produkcja środków powierzchniowo czynnych w Polsce w 2024 r. osiągnęła już poziom 326 tys. ton. Natomiast roczna, światowa produkcja związków powierzchniowo czynnych szacowana jest aktualnie na 18 mln ton. Ten rynek wart jest 50 mld USD.

Olbrzymia skala produkcji surfaktantów, która rocznie sukcesywnie rośnie o kilka procent, powoduje wzrost ładunku zanieczyszczeń ścieków surowych obciążających oczyszczalnie ścieków i stanowi poważne zagrożenie dla ekosystemu. Związki powierzchniowo czynne są największym źródłem węgla syntetycznego wprowadzanego do środowiska. Prowadzi to do zanieczyszczania wód powierzchniowych oraz gruntowych.
W związku z narastającą degradacją środowiska, szczególnie istotne jest monitorowanie jakości wód, dlatego celem pracy jest oznaczenie zakresu redukcji wybranych zanieczyszczeń w wytypowanej, biologicznej oczyszczalni ścieków.

2. Środowisko w Polsce i na świecie

2.1. Stan wód w Polsce

Znacząca część ścieków trafiających do środowiska pochodzi z działalności przemysłowej, terenów silnie zurbanizowanych oraz z opadów kwaśnych deszczy. Poziom zanieczyszczenia wód w Polsce jest wysoki. Szacuje się, że skażeniu uległo ok. 1/3 rzek oraz 1/4 jezior, dlatego pobierana z nich woda nie nadaje się do bezpośredniego spożycia [2].

2.2. Gospodarka ściekowa w Polsce i na świecie

Wg danych na2024 r., każdego dnia do obiegu wodnego trafiają 2 miliony ton ścieków przemysłowych lub rolniczych. Aż 2,5 miliarda ludzi żyje bez zapewnienia odpowiednich warunków sanitarnych, z czego 1,5 mld z nich mieszka w regionie azjatyckim. Obszarami, na których można zauważyć największy wzrost zanieczyszczeń, jest wschodnia część regionu krajów śródziemnomorskich oraz Afryka [3]. Niestety w miarę przyrostu ludności i postępu urbanizacyjnego, zanieczyszczenie środowiska ciągle pozostaje dużym wyzwaniem. Na podstawie dostępnych danych statystycznych województwa zachodnio-pomorskie, pomorskie, warmińsko-mazurskie, dolnośląskie i śląskie charakteryzują się największym procentem ludności korzystającej z oczyszczalni ścieków [4].

2.3. Poniec – opis gminy i miejscowości

Poniec to miasto w województwie wielkopolskim, położone w powiecie gostyńskim.
Oczyszczalnia ścieków w tej gminie powstawała w latach 2001–2002. Jest oczyszczalnią mechaniczno-biologiczną, z dodatkowym wspomaganiem chemicznym. Została otwarta w 2003 r. Jej biologiczna część opiera się na reaktorze biologicznym z komorą defosfatacji, denitryfikacji oraz nitryfikacji. Obsługuje ona miasto Poniec, wieś Śmiłowo oraz Wydawy. Przepustowość oczyszczalni wynosi 630 m3/dobę. Jej priorytetowym zadaniem jest obsługa ścieków socjalno-bytowych, pochodzących z kanalizacji miejskiej oraz dowożonych z gminy. Przyjmuje ona ścieki z kanalizacji miejskiej oraz ścieki dowożone poprzez automatyczną stację zlewczą. Proces oczyszczania obejmuje m.in. podoczyszczanie na sicie szczelinowym, uśrednianie i napowietrzanie, usuwanie piasku, oczyszczanie biologiczne, sedymentację oraz stabilizację tlenową osadu. Oczyszczone ścieki są wówczas odprowadzane do Rowu Polskiego, a osad po odwodnieniu jest wywożony [5].

3. Proces oczyszczania ścieków

W celu eliminacji zanieczyszczeń z ścieków surowych i odprowadzenia uzdatnionych ścieków do środowiska, przeprowadza się kilkuetapowe oczyszczanie.

3.1. Główne etapy oczyszczania

Etap 1
Ścieki mogą być odbierane za pomocą automatycznej stacji zlewnej, która jednocześnie rejestruje informacje dotyczące ilości ścieków oraz podmiotu dostarczającego. Równolegle do stacji, wpływają ścieki pochodzące z kanalizacji miejskiej. W kolejnych etapach prowadzony jest ich mechaniczny i biologiczny proces oczyszczania, a w razie potrzeby również dodatkowe doczyszczanie.

Etap 2
Na tym etapie usuwa się ze ścieków stałe zanieczyszczenia, takie jak piasek, zawiesiny czy tłuszcze, wykorzystując kraty, osadniki oraz odtłuszczacze. W ten sposób eliminuje się ok. 35% całkowitego zanieczyszczenia. Zatrzymane na kratach odpady są odwadniane, a następnie prasowane, dezynfekowane i utylizowane. Piaskowniki oddzielają piasek, natomiast tłuszcze i oleje usuwa się poprzez proces flotacji. W osadniku gromadzą się cięższe zawiesiny, z których tworzy się osad. Osad po zagęszczeniu trafia do komory fermentacyjnej, a następnie do oczyszczania biologicznego.

Etap 3
Oczyszczanie biologiczne może przebiegać beztlenowo lub tlenowo, jednak najczęściej stosuje się proces tlenowy lub łączenie obydwu procesów. Mikroorganizmy rozkładają w ściekach związki organiczne, zużywając je jako źródło energii i materii. W reaktorze zachodzą kluczowe procesy: rozkład substancji organicznych, nitryfikacja (przemiana amoniaku do azotanów) oraz denitryfikacja (usuwanie azotanów w formie azotu gazowego). Następnie oddziela się osad czynny od oczyszczonych ścieków. Część osadu wraca, a nadmiar jest kierowany do komór, gdzie powstaje biogaz. Osad po fermentacji jest odwadniany i utylizowany. Na tym etapie usuwa się około 90% pozostałych zanieczyszczeń.

Etap 4
Etap ten ma na celu doprowadzenie oczyszczonych ścieków do jakości jak najbardziej zbliżonej do wód na­turalnych. Usuwa się tu substancje, które nie ulegają sa­mooczyszczaniu. Wykorzystuje się do tego metody fizy­kochemiczne, takie jak elektrodializa, wymiana jonowa, ekstrakcja, osmoza czy destylacja. Coraz częściej stosuje się również nowe, alternatywne technologie, które pozwa­lają osiągnąć wysoki poziom doczyszczania [5].

3.2. Środki powierzchniowo czynne – wiadomości ogólne

Surfaktanty to substancje powierzchniowo czynne, któ­re zbudowane są z dwóch części o odmiennych właściwo­ściach względem wody, czyli fragmentu hydrofilowego oraz hydrofobowego. Dzięki takiej strukturze cząsteczki surfaktantów wykazują przede wszystkim zdolność do zmniejszania napięcia powierzchniowego roztworów wodnych oraz napięcia międzyfazowego na granicy dwóch niemieszających się cieczy [7].

Związki powierzchniowo czynne można podzielić na anionowe, kationowe, amfoteryczne i niejonowe. Należy także wspomnieć o innych sposobach podziału surfaktan­tów. Można je dzielić m.in. ze względu na budowę części polarnej, pochodzenie surowców, wpływ na środowisko. Surfaktanty stanowią zagrożenie dla środowiska z powo­du swojej toksyczności oraz niskiej podatności na rozkład. Do wód trafiają głównie poprzez ścieki, pogarszając ich jakość. Obecnie dąży się do tworzenia bardziej ekologicz­nych surfaktantów – biodegradowalnych i opartych na od­nawialnych surowcach.

3.3. Anionowe związki powierzchniowo czynne

Anionowe związki powierzchniowo czynne to związki, w których aktywna część cząsteczki jest połączona z hy­drofobowym łańcuchem anionu. Stanowią obecnie około 60% rynku środków powierzchniowo czynnych. Wyróż­niają się różnymi właściwościami, zależnymi od budowyi dzielą się na kilka podgrup. W zależności od struktury mogą wykazywać działanie pianotwórcze, zwilżające, pio­rące lub dyspergujące [8].

3.4. Niejonowe związki powierzchniowo czynne

Niejonowe surfaktanty dobrze działają niezależnie od pH, choć częściowo mogą na nie reagować. Ich rozpusz­czalność maleje wraz ze wzrostem temperatury, a część hydrofilowa nie ulega dysocjacji w wodzie. Na ich wła­ściwości wpływają głównie rodzaj grup hydrofilowych i hydrofobowych oraz równowaga HLB (wskaźnik hydro­filowo-lipofilowy). Surfaktanty niejonowe (oksyetylaty) stanowią ok. 35% rynku surfaktantów i obejmują głównie związki eterowe i alkoholowe. W zależności od budowy mogą być naturalne lub stanowić estry kwasów tłuszczo­wych i alkoholi wielowodorotlenowych o właściwościach emulgujących [7].

3.5. Ścieki i ich rodzaje

Ścieki to wody zużyte. Ze względu na pochodzenie dzieli się je na:

• ścieki bytowe – gospodarcze (definiuje się je jako te związane życiem człowieka i jego gospodarstwem do­mowym),
• ścieki przemysłowe (są związane z danym rodzajem produkcji – ścieki z mycia surowców, chemikalia uży­wane do produkcji. Pomimo, że owe ścieki zawierają głównie wodę, to mogą się okazać wymagające w pro­cesie oczyszczania),
• ścieki opadowe (są to wody z opadów atmosferycz­nych, których przyczyną zanieczyszczenia są materiały mineralne lub związki ropopochodne),
• wody infiltracyjne i drenażowe (określa się je jako wo­dy dostające się do systemu kanalizacyjnego poprzez odwodnienie danej powierzchni w sposób zamierzony lub naturalny),
• ścieki sanitarne wraz ze ściekami przemysłowymi i technologicznymi (tworzą one jedną grupę ścieków komunalnych, natomiast wraz z wodami infiltracyjny­mi i drenażowymi oraz ściekami opadowymi, stanowią one ścieki mieszane) [9].

4. Część doświadczalna

4.1. Badanie surfaktantów anionowych

Próbki do badań stanowiły surowe ścieki wlotowe oraz wylotowe ścieki oczyszczone, pochodzące z oczyszczalni ścieków w gminie Poniec. Materiał pobierano w dwóch punktach kontrolnych: na wlocie oraz na wylocie z oczysz­czalni. W miesiącach marzec-kwiecień pobrano dwadzie­ścia dwie próbki. Badania związków powierzchniowo czynnych obejmowały oznaczenia dwóch grup surfaktan­tów, wykonane przy zastosowaniu odpowiednich metod analitycznych:

• surfaktantów anionowych – metodą uproszczoną MBAS,
• surfaktantów niejonowych – metodą BiAS-tio.

W celu oznaczenia surfaktantów anionowych zasto­sowano metodę MBAS [10], opierającą się na tworzeniu barwnej pary jonowej anionowego surfaktantu z błękitem metylowym i jej ekstrakcji chloroformem. Wyniki analizy z pomiaru absorbancji próbki, stężenia oraz stopnia re­dukcji surfaktantów anionowych przedstawiono w tab. 1.

Tabela 1. Absorbancja próbki, stężenie oraz stopień redukcji surfaktantów anionowych
Table 1. Sample absorbance, concentration and degree of reduction of anionic surfactants

Tabela 1 – Pobierz PDF

4.2. Badanie niejonowych związków powierzchniowo czynnych

Do oznaczania surfaktantów niejonowych zastosowa­no zmodyfikowaną metodę BiAS-tio, będącej modyfika­cją klasycznej, normatywnej metody BiAS. Jej większa skuteczność wynika z uproszczenia procedury, uzyskania stabilniejszej i niższej ślepej próby oraz pomiaru sygnału w paśmie widzialnym. Metoda opiera się na tworzeniu osadów par jonowych oksyetylatów z odczynnikiem De­agendorffa oraz rozpuszczania i kompleksowaniu wyizo­lowanego osadu bizmutu w kwaśnym roztworze tiomocz­nika [10]. Wyniki analizy z pomiaru absorbancji próbki, stężenia oraz stopnia redukcji surfaktantów niejonowych przedstawiono w tab.2.

Tabela 2. Absorbancja próbki, stężenie oraz stopień redukcji surfaktantów niejonowych
Table 2. Sample absorbance, concentration and degree of reduction of non-ionic surfactants

Tabela 2 – Pobierz PDF

4.3. BZT₅, ChZT_Cr, zawiesina ogólna

W tab. 3 zaprezentowano porównawcze zestawie­nie średnich stężeń BZT₅, ChZT_Cr oraz zawiesiny ogólnej w ściekach surowych i oczyszczonych, a także odpowia­dających im stopni redukcji. Zgromadzone dane odzwier ciedlają zmienność parametrów w czasie oraz pozwalają ocenić skuteczność procesów oczyszczania, zachodzących w oczyszczalni w gminie Poniec.

5. Podsumowanie

Na stan wód wpływa korzystna malejąca ilość nie­oczyszczanych ścieków oraz wzrost ilości ścieków oczysz­czanych, z podwyższonym usuwaniem biogenów. Ocenę efektywności pracy oczyszczalni w gminie Poniec rozsze­rzono o niebadane przez zakład wskaźniki jakości ścieków – niejonowe i anionowe związki powierzchniowo czynne.

Populacja gminy Poniec nie jest znaczna, lecz gminę otacza wiele hektarów terenów uprawnych, co podczas nawożenia i deszczy może zwiększać ładunek ścieków, wpływając na wzrost stężeń związków powierzchniowo czynnych.

Analiza zebranych danych BZY5 ukazała znaczne waha­nia zawartości tlenu potrzebnego mikroorganizmom do utlenienia biologicznie rozkładalnych substancji. Warto­ści w ściekach surowych wahały się pomiędzy 517 – 1010 mg O₂ / dm. Trendy występujące przy obydwóch wskaźni­kach są współzależne. Średnie wartości ChZT_Cr w ściekach wlotowych też ulegały znacznym wahaniom w badanym okresie 735–2018 mg O₂ / dm³. Głównym powodem wzro­stu wartości mogą być zrzuty ścieków przedsiębiorstw, zajmujących się obróbką mięsa. Niemniej jednak pomimo generalnie wysokich wartości tego wskaźnika, oczyszczal­nia w gminie Poniec utrzymuje wysoki stopień redukcji ChZT_Cr i nie przekracza dopuszczalnych zawartości za­nieczyszczeń na wylocie. W tym przypadku jest to 125 mg O₂ / dm³. Rozpatrując parametr jakim jest zawiesina ogólna, można stwierdzić, pomimo rosnącej zawartości zawiesiny w ściekach surowych uzyskano bardzo wysokie stopnie jej redukcji i zmniejszającą się zawartość zawie­siny w ściekach oczyszczonych, co znacząco wpływa na stan czystości zbiorników wodnych i wskazuje na skutecz­ną pracę zakładu. Jednak postępująca urbanizacja miasta Poniec, rosnące zużycie związków powierzchniowo czyn­nych oraz obecność przedsiębiorstw odprowadzających duże ilości ścieków do kanalizacji, może w przyszłości jednak wymagać rozbudowy i modernizacji oczyszczalni.

Praca oczyszczalni w gminie Poniec, mimo jej niedużych rozmiarów i odbioru ścieków z stosunkowo dużego ob­szaru, jest efektywna. Ocena działalności zakładu została rozszerzona o analizę zawartości niejonowych i aniono­wych związków powierzchniowo czynnych, której wyni­ki potwierdziły zgodność pracy oczyszczalni z obecnymi normami, pozwoleniami wodnoprawnymi i Rozporządze­niem Ministra Środowiska. Niemniej jednak jej przyszła rozbudowa może okazać się koniecznym krokiem, w celu sprostania rosnącej skali produkcji i powszechnego sto­sowania związków powierzchniowo czynnych, coraz in­tensywniejszym nawożeniem okolicznych pól uprawnych oraz możliwą rozbudową otaczających zakładów przemy­słowych.

6. Wnioski

Oczyszczalnia ścieków w gminie Poniec skutecznie usu­wa zanieczyszczenia, co potwierdziły zarówno wyniki oznaczeń podstawowych parametrów ścieków takich jak BZT, ChZT, zawiesiny ogólnej, jak i oznaczenia zawartości anionowych i niejonowych związków powierzchniowo czynnych. Wskaźniki takie jak i zawiesina ogólna wykazu­ją wzrostową tendencję zawartości w ściekach surowych. Świadczy to o postępującym wzroście obciążenia ścieków, wpływających do oczyszczalni w ostatnim okresie.

Pomimo tendencji wzrostowej obciążenia ścieków su­rowych, uzyskano bardzo dobrą redukcję powyższych wskaźników zanieczyszczeń – powyżej 90%. Stężenia związków powierzchniowo czynnych po procesie oczysz­czania były zdecydowanie niższe niż w ściekach dopły­wających, co wskazuje na prawidłowe funkcjonowanie oczyszczalni. Zastosowanie dwóch uzupełniających się metod analitycznych MBAS oraz BiAS-tio umożliwiło kom­pleksową ocenę jakości ścieków oraz określenia skutecz­ności oczyszczania, pod kątem różnych klas substancji po­wierzchniowo czynnych. Wyniki badań potwierdzają, że modernizacja procesów oczyszczania, stosowanie metod zaawansowanej analityki są kluczowe dla ochrony lokal­nych wód oraz dla spełnienia rosnących wymogów środo­wiskowych.

7. Literatura

[1] Rączka, J., Skąpski, K., & Tyc, T. (2021). Zasoby wodne w Pol¬sce – ochrona i wykorzystanie. Fundacja Przyjazny Kraj.

[2] Kundzewicz, Z., Zaleski, J., Nachlik, E., & Januchta-Szo¬stak, A. (2021). Gospodarowanie wodą – wyzwania dla Polski. Nauka, 79–102. https://doi.org/10.24425/na¬uka.2021.136305

[3] Ross, N. (2010). World water quality facts and statistics. Dostęp online: http://www.abandonedmines.gov/ep.html (dostęp: 19 listopada 2025).

[4] Skrzypiec, K., Bejnarowicz, A., & Gajewska, M. (2017). Rozwiązania gospodarki ściekowej na obszarach niezurbanizowanych. Rynek Instalacyjny, 85–89.

[5] Nowak, M. (2003). Instrukcja obsługi mechaniczno-biolo¬gicznej oczyszczalni ścieków dla miasta Poniec, wsi Śmiłowo i Wydawy.

[6] Sundha, P., Basak, N., Rai, A. K., Chandra, P., Bedwal, S., Yadav, G., Yadav, R. K., & Sharma, P. C. (2023). Characterization and ecotoxicological risk assessment of sewage sludge from industrial and non-industrial cities. Environmental Science and Pollution Research, 30, 116567–116583. https://doi.org/10.1007/s11356-022-21648-2

[7] Zieliński, R. (2021). Surfaktanty. Budowa, właściwości, zastosowania. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu.

[8] ZWiK Skawina. (2023). Proces oczyszczania ścieków i rozwiązania zastosowane w oczyszczalni Skawina. Dostęp online: https://zwik.skawina.pl/oczyszczalnia,czesc_biologiczna_i_osadowa (dostęp: 21 listopada 2025).

[9] Lex, S. (2023). Ścieki komunalne – definicja. Dostęp online: https://sip.lex.pl/ochrona-srodowiska-cta163/scieki-ko¬munalne-definicja-cta3998 (dostęp: 19 listopada 2025).

[10] Wyrwas, B. (2012). Metodologiczne aspekty biodegradacji związków powierzchniowo czynnych w warunkach laboratoryjnych i w środowisku. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej.

[11] Główny Urząd Statystyczny. (2023). Informacje statystyczne – Statistical information.