Microbiological hazards in closed facilities at sewage treatment plants

• Autorzy: Polus Michał , Mucha Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.24425/aep.2019.127980

Warianty tytułu

PL

Zagrożenia mikrobiologiczne w zamkniętych obiektach oczyszczalni ścieków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work microbiological air pollution at several commune sewage treatment plants (capacity up to 15,000 PE) was investigated. The bioreactors in all plants had a covered construction. The air samples were taken indoors as well as outdoors (both on the windward and leeward side) during different seasons. The samples were collected using the collision method. The presence of indicator organisms in the samples was determined according to the Polish Standards. Identification of individual indicators was performed on solid selective-differentiating substrates. To verify the presence of bacteria from Salmonella, Shigella, coliforms and enterococci species, the colonies observed on the MacConkey substrate were then sifted onto SS and Endo substrates. At all facilities (with one exception) the average CFU for the total number of bacteria and fungi did not exceed 1000/m³, which is the limit set by the Polish Standards for a pollution-free atmospheric air. Bacteria and fungi concentrations, observed at windward and leeward sides of all plants, were relatively low (<100 CFU/m³ and <1000 CFU/m³, respectively) and comparable. A sewage collection point had only a slight impact on the bioaerosol emission. The concentration of microorganisms in the immediate vicinity of covered reactors (aeration chambers) was rather low and remained below the limits sets by the Polish Standards at three facilities. The CFU of individual indicators, measured in rooms accessible for the personnel, was comparable to the CFU in technological rooms. However some indicators, e.g. a number of Actinomycetes, were significantly higher and reached >100 CFU/m³, which means significant air pollution. Similarly, the CFU of hemolytic bacteria had nonzero values. The only place where higher concentrations of bioaerosol were found was the centrifuge room, where digested sludge was dewatered. The number of fungi stayed below the limits there, but the amount of heterotrophic and hemolytic bacteria exceeded the limits and reached the values of ~10000 CFU/m³ and 800 CFU/m³, respectively; it means that the personnel working in this area is exposed to microbiological agents.

PL

W pracy poddano obserwacji stopień zanieczyszczenia mikrobiologicznego w pomieszczeniach czterech oczyszczalni ścieków obsługujących poniżej 15000 RLM, posiadających obiekty socjalne i sterownie zintegrowane z obiektami technologicznymi. Ponieważ większość publikowanych dotąd prac skupiała się na dużych obiektach, autorzy starali się monitorować i oceniać stężenie mikroorganizmów w pomieszczeniach zamkniętych małych obiektów. Próbki powietrza z poszczególnych pomieszczeń (reaktor, stacja mechanicznego oczyszczania, stacja odwadniania osadu, pomieszczenia socjalne/sterownie) oraz na zewnątrz obiektów pobierano metodą zderzeniową na podłoża mikrobiologiczne przewidziane przez Polską Normę. Oznaczano wszystkie wymagane wskaźniki mikrobiologiczne. We wszystkich obiektach (z jednym wyjątkiem) średnia liczba jtk/m³ bakterii i grzybów nie przekraczała 1000/m³, a więc była poniżej limitu ustalonego w Polskich Normach dla czystego powietrza atmosferycznego. Stężenia bakterii i grzybów obserwowane na nawietrznych i zawietrznych stronach wszystkich oczyszczalni były stosunkowo niskie (<100 jtk/m³ i <1000 jtk/m³). Punkt odbioru ścieków miał tylko niewielki wpływ na emisję bioaerozolu. Stężenie mikroorganizmów w bezpośrednim sąsiedztwie reaktorów krytych (komór napowietrzania) było raczej niskie i pozostawało poniżej limitów określonych przez Polskie Normy. Wartość poszczególnych wskaźników, mierzona w pomieszczeniach dostępnych dla personelu, była porównywalna z jtk/m³ w pomieszczeniach technologicznych. Jednak niektóre wskaźniki, np. liczba promieniowców były podwyższone i przekraczały 100 jtk/m³, co oznacza znaczne zanieczyszczenie powietrza. Podobnie liczba jtk/m3 bakterii hemolitycznych była niezerowa. Jedynym miejscem, w którym znaleziono wyższe stężenia bioaerozolu, było pomieszczenie wirówki do odwadniania osadu. Liczba bakterii heterotroficznych i hemolitycznych osiągnęła wartości odpowiednio ~10000 jtk/m³ i 800 jtk/m³. Oznacza to, że personel pracujący w tym obszarze jest narażony na działanie czynników mikrobiologicznych. Obecność bakterii z rodzajów Salmonella, Shigella, bakterii grupy coli czy enterokoków stwierdzano tylko sporadycznie.

Słowa kluczowe

EN

bioaerosols; sewage treatment plant; microbiological hazards

PL

bioaerozol; oczyszczalnia ścieków; zagrożenia mikrobiologiczne

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 45, no. 2
• Strony: 58--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Polus Michał

• Cracow University of Technology, Poland

autor

Mucha Zbigniew

• Cracow University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. AIHA (1995). Biosafety Reference Manual 2nd Edition, American Industrial Hygiene Association Biosafety Committee, ISBN 978-0-932627-65-0.
• 2. Anielak, A.M., Beńko, P., Bochnia, T., Łuszczek, B., Polus, M. & Żaba, T. (2015). The effectiveness of muncipal sewage treatment with Archaea in sequence biological reactors and Bardenpho systems, Przemysł Chemiczny, 95, 2, pp. 314-319. (in Polish)
• 3. Bauer, H., Fuerhacker, M., Zibuschka, F., Schmid, H. & Puxbaum, H. (2002). Bacteria and fungi in aerosols generated by two different types of wastewater treatment plants, Water Research, 36, 16, pp. 3965-3970.
• 4. CEC (1993). Biological particles in indoor environment, Commission of the European Communities, EUR14988EN, Luxemburg.
• 5. Chen, P.S. & Li, C.S. (2005). Bioaerosol characterization by flow cytometry with fluorochrome, Journal of Environmental Monitoring, 7, 10, pp. 950-959.
• 6. Croft, C.A., Culibrk, L., Moore, M.M. & Tebbutt, S.J. (2016). Interactions of Aspergillus fumigatus conidia with airway epithelial cells: a critical review, Frontiers in Microbiology, 7, 7, p. 472.
• 7. Douwes, J., Thorne, P., Pearce, N. & Heederik, D. (2003). Bioaerosol health effects and exposure assessment: progress and prospects, The Annals of Occupational Hygiene, 47, 3, pp. 187-200.
• 8. Enoch, D.A., Yang, H., Aliyu, S.H. & Micallef, C. (2017). The changing epidemiology of invasive fungal infections, Methods in Molecular Biology, 1508, pp. 17-65.
• 9. Gotkowska-Płachta, A., Filipkowska, Z., Korzeniewska, E., Janczukowicz, W., Dixon, B., Gołaś, I. & Szwalgin, D. (2013). Airborne microorganisms emitted from wastewater treatment plant treating domestic wastewater and meat processing industry wastes, Clean - Soil, Air, Water, 41, 5, pp. 429-436.
• 10. Grisoli, P., Rodolfi, M., Villani, S., Grignani, E., Cottica, D., Berri, A., Picco, A.M. & Dacarro, C. (2009). Assessment of airborne microorganism contamination in an industrial area characterized by an open composting facility and a wastewater treatment plant, Environmental Research, 109, pp. 2135-2142.
• 11. Han, Y., Wang, Y., Li, L., Xu, G., Liu, J. & Yang, K. (2018). Bacterial population and chemicals in bioaerosols from indoor environment: Sludge dewatering houses in nine municipal wastewater treatment plants, The Science of the Total Environment, 15, 618, pp. 469-478.
• 12. Jóźwiakowski, K., Mucha, Z., Generowicz, A., Baran, S., Bielińska, J. & Wójcik, W. (2015). The use of multi-criteria analysis for selection of technology for a household WWTP compatible with sustainable development, Archives of Environmental Protection, 3, pp. 76-82.
• 13. Kacprzak, M., Neczaj, E. & Okoniewska, E. (2005). The comparative mycological analysis of wastewater and sewage sludges from selected wastewater treatment plants, Desalination, 185, pp. 363-370.
• 14. Korzeniewska, E., Filipkowska, Z., Gotkowska-Płachta, A., Janczukowicz, W., Dixon, B. & Czułowska, M. (2009). Determination of emitted airborne microorganisms from a BIO - PAK Wastewater Treatment Plant, Water Research, 43, pp. 2841-2851.
• 15. Korzeniewska, E. (2011). Emission of bacteria and fungi in the air from wastewater treatment plants - a review, Frontiers in Bioscience (scholar edition), 1, 3, pp. 393-407.
• 16. Krzysztofik, B. (1992). Air microbiology. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1992. (in Polish)
• 17. Lange, J.L., Thorne, P.S. & Lynch, N. (1997). Application of flow cytometry and fluorescent in situ hybridization for assessment of exposures to airborne bacteria, Applied and Environmental Microbiology, 63, 4, pp. 1557-1563.
• 18. Ławniczek-Wałczyk, A., Cyprowski, M., Gołofit-Szymczak, M., Wójcik-Fatla, A., Zając, V. & Górny, R.L. (2018). Assessment of fungal aerosol exposure at selected workplaces contaminated with organic dust of different origin, Medycyna Pracy, 69, 3, pp. 269-280. (in Polish)
• 19. Macher, J.M. (1989). Positive-hole correction of multiple-jet impactors for collecting viable microorganism, American Industrial Hygiene Association Journal, 50, 11, pp. 561-568.
• 20. Mikosz, J. & Mucha, Z. (2014). Validation of design assumptions for small wastewater treatment plant modernization in line with new interpretation of legal requirements, Ochrona Środowiska, 1, pp. 45-49.
• 21. Mucha, Z. & Kurbiel-Swatek, K. (2016). Analysis of membrane reactors applications for municipal wastewater treatment plants in current operation and research experience, Przemysł Chemiczny, 95, 2, pp. 236-240. (in Polish)
• 22. PN89 Z-04111/02. Determination of the number of bacteria in the atmospheric air by aspiration and sedimentation sampling. Polski Komitet Normalizacji Miar i Jakości, 1989. (in Polish)
• 23. PN89 Z-04111/03. Determination of the number of microscopic fungi in the atmospheric air by aspiration and sedimentation sampling. Polski Komitet Normalizacji Miar i Jakości, 1989. (in Polish)
• 24. PN-EN 13098:2007. Air at the workplace - guidelines for suspended microorganisms and endotoxins measurements, Interdepartmental Committee for NDS and NCS for human health in the Workplace, 2007. (in Polish)
• 25. Richardson, M. & Lass-Flörl, C. (2008). Changing epidemiology of systemic fungal infections, Clinical Microbiology and Infection, 14, pp. 5-24.
• 26. Teixeira, J.V., Miranda, S., Monteiro, R.A., Lopes, F.V., Madureira, J., Silva, G.V., Pestana, N., Pinto, E., Vilar, V.J. & Boaventura, R.A. (2013). Assessment of indoor airborne contamination in a wastewater treatment plant, Environmental Monitoring and Assessment, 185, 1, pp. 59-72.
• 27. WHO (1988). Indoor air quality: biological contaminants, ISBN 92 890 1122 X, World Health Organization report, 1990.
• 28. Wlazło, A., Pastuszka, J.S. & Łudzeń-Izbińska, B. (2002). Evaluation of exposure to bacterial aerosol of workers of a small wastewater treatment plant, Medycyna Pracy, 53, 2, pp. 109-114. (in Polish)

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).