Microbiological and physicochemical quality of leachate and water in the vicinity of a municipal landfill

• Autorzy: Frączek K. , Ropek D. , Lenart-Boroń A. , Strojny J.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2017.24(2)15

Warianty tytułu

PL

Jakość mikrobiologiczna i fizykochemiczna odcieków i wód w rejonie składowiska odpadów komunalnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study aimed to assess microbiological and physicochemical quality of landfill leachate and water in the landfill’s vicinity. Nine samples consisting of groundwater, surface water and leachate were collected within and in the vicinity of a municipal landfill site in Tarnow. Physicochemical analyses of groundwater and leachate included: determination of pH, electric conductivity, heavy metal concentration (Pb, Cd, Cu, Zn, Cr VI and Hg) and sum of policyclic aromatic hydrocarbons. Surface water analyzes were complemented with the determination of Ni, As, Ag, V, volatile phenols concentration, content of total nitrogen and phosphorus, as well as CODCr and BOD5 Microbiological analyzes consisted of determination of total mesophilic and psychrophilic bacteria, Staphylococcus spp., Salmonella spp., the number of coliforms and fecal coliforms, Enterococcus faecalis, Clostridium perfringens, yeast and mold fungi. No threshold values concerning the examined chemical contaminants were exceeded in any of the water or leachate samples. However, the landfill vicinity resulted in severe microbiological contamination of surface and groundwater, which contained high concentrations of not only mesophilic bacteria but also fecal and pathogenic microorganisms. The results of this study revealed that waste and leachates are a major source of microbial emissions. Therefore, there is a need to conduct both physico-chemical and microbiological analyzes of the landfill-surrounding environment and this necessity should be legally enforced.

PL

Celem badań była ocena mikrobiologicznej i fizykochemicznej jakości odcieków oraz wód w rejonie składowiska odpadów komunalnych. Przebadano 9 próbek wód podziemnych, wód powierzchniowych i odcieków zebranych na terenie oraz w rejonie składowiska odpadów komunalnych w Tarnowie. Analizy fizykochemiczne wód podziemnych i odcieków obejmowały: oznaczenie pH, przewodności elektrolitycznej, stężenia metali ciężkich (Pb, Cd, Cu, Zn, Cr VI i Hg) oraz sumy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Analizy wód powierzchniowych uzupełniono o oznaczenie stężeń Ni, As, Ag, V, lotnych fenoli, całkowitego azotu i fosforu, a także ChZTr i BZT5 Wykonano również analizy mikrobiologiczne: oznaczenie ogólnej liczby bakterii mezofilnych i psychrofilnych, Staphylococcus spp., Salmonella spp., bakterii grupy coli, bakterii grupy coli typu kałowego, Enterococcus faecalis, Clostridium perfringens, drożdży i pleśni. Za równo w próbkach wód, jak i odcieków nie stwierdzono przekroczenia wartości granicznych dla żadnych z oznaczanych składników chemicznych. Zauważono jednak, że bliskie sąsiedztwo składowiska przyczynia się do znacznego skażenia mikrobiologicznego wód powierzchniowych i podziemnych, w których stwierdzono duże ilości nie tylko bakterii mezofilnych, lecz również wskaźników zanieczyszczenia kałowego, a także bakterii chorobotwórczych. Wyniki niniejszych badań wykazały, że odpady i odcieki ze składowisk są istotnym źródłem emisji drobnoustrojów do środowiska. W związku z tym ważne jest, aby na terenie i w bliskim sąsiedztwie składowisk prowadzone były nie tylko analizy fizykochemiczne, lecz również oznaczenia mikrobiologiczne, a także aby wprowadzić odpowiednie przepisy, regulujące konieczność i częstotliwość wykonywania wymienionych badań.

Słowa kluczowe

EN

municipal landfill; groundwater; leachate; surface water

PL

składowisko odpadów komunalnych; wody podziemne; odcieki; wody powierzchniowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 24, nr 2
• Strony: 237--253
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Frączek K.

• Department of Microbiology, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland.
• Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Ropek D.

• Department of Agricultural Environment Protection, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków, Poland.
• Katedra Ochrony Środowiska Rolniczego, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Lenart-Boroń A.

• Department of Microbiology, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland
• Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Strojny J.

• Department of Mathematical Statistics, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków, Poland
• Katedra Statystyki Matematycznej, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

Bibliografia

• [1] Adamczyk I, Przybylska M, Różańska B, Sobczyk M. Infrastruktura komunalna w 2012 r. (Municipal infrastructure in 2012). Warszawa: Główny Urząd Statystyczny (Central Statistical Office); 2013. https://stat.gov.pl/files/gfx/portalinformacyjny/pl/defaultaktualnosci/5492/3/10/2/ik_infrastruktura_komunalna_2012.pdf.
• [2] Damiano L, Jambeck JR, Ringelberg DB. Appl Biochem Biotechnol. 2014;173: 472-485. DOI: 10.1007/s12010-014-0854-x.
• [3] Frączek K, Grzyb J, Ropek D. Microbiological hazard to the environment posed by the groundwater in the vicinity of municipal waste landfill site. Ecol Chem Eng S. 2011;18(2):211-221. https://www.researchgate.net/publication/288146679_Microbiological_hazard_to_the_environment_posed_by_the_groundwater_ in_the_vicinity_of_municipal_waste_landfill_site.
• [4] Klinck BA, Stuart ME. Human health risk in relation to landfill leachate quality, British Geological Survey Technical Report, WC/99/17. Keyworth: British Geological Survey; 1999. http://nswaienvis.nic.in/pdf_HE/he_jul15/Human%20health%20risk% 20in%20relation%20to%20landfill%20leachate.pdf.
• [5] Frączek K, Ropek D. Municipal waste dumps as the microbiological threat to the natural environment. Ecol Chem Eng S. 2011;18(1):93-110. http://tchie.uni.opole.pl/freeECE/S_18_1/FraczekRopek_18(S1).pdf
• [6] Eggen T, Mśder M, Arukwe A. Sci Total Environ. 2010;408:5147-5157. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2010.07.049.
• [7] Christensen TH, Kjeldsen P, Bjerg PL, Jensen DL, Christensen JB, Baun A. Appl Geochem. 2001;16:659-718. DOI: 10.1016/S0883-2927(00)00082-2.
• [8] Baun A, Ledin A, Reitzel LA, Bjerg PL, Christensen TH. Water Res. 2004;38(18):3845-3858. DOI: 10.1016/j.watres.2004.07.006.
• [9] Flores-Tena FJ, Guerrero-Barrera AL, Avelar-Gonzalez FJ, Ramierz-Lopez EM, Martinez-Saldańa MC. Rev Latinoam Microbiol. 2007;49:25-30. http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2007/mi07-1_2e.pdf.
• [10] Palmisano AC, Barlaz MA. Microbiology of solid waste. Boca Raton: CRC Press; 1996. ISBN 9780849383618.
• [11] Adikhari B, Khanal SN J Environ Sci Toxicol Food Technol. 2015;9:23-36. DOI: 10.9790/2402-09132336.
• [12] Aderemi AO, Oriaku AV, Adewumi GA, Otitoloju AA. Afr J Environ Sci Technol. 2011;5(11):933-940. DOI: 10.5897/AJEST11.272
• [13] Mor S, Ravindra K, Dahiya RP, Chandra A. Environ Monit Assess. 2006;118:435-456. DOI: 10.1007/s10661-006-1505-7.
• [14] Lee GF, Jones-Lee A. Flawed Technology of Subtitle D Landfilling of Municipal Solid Waste. El Macero: G.F Lee Associates; 2004. http://www.gfredlee.com/Landfills/SubtitleDFlawedTechnPap.pdf.
• [15] Abd El-Salam MM, Abu-Ziud GI. J Adv Res. 2015;6(4):579-586. https://doi.org/10.1016/j.jare.2014.02.003.
• [16] Marchwińska E, Budka D. The problem of waste in the aspect of public health. Environment and health Conference Processing Częstochowa: 2005:91-106. http://www.ietu.katowice.pl/aktual/Debata_spoleczna/artykuly/Problem_odpadow_w_aspekcie_zdrowia_publicznego_Materialy_konferencyjne_maj_2005.pdf
• [17] Montgomery CW. Groundwater and water resources. Fundamentals of Geology, 3rd Edition. Dubuque: William C. Brown Pub.; 1997. ISBN 9780697329868.
• [18] Butt TE, Lockley E, Oduyemi KOK. Waste Manage. 2008;28(6):952-964. DOI: 10.1016/j.wasman.2007.05.012.
• [19] Dz.U. 2013 poz. 21. Ustawa z dn. 14 grudnia 2012 o odpadach. (The Act on Waste of 14 December 2012).
• [20] World Health Organization, Guidelines for drinking-water quality, 3rd, Recommendations, Vol. 1, WHO, Geneva; 2004. http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/GDWQ2004web.pdf
• [21] Grisey E, Belle E, Dat J, Mudry J, Aleya L. Desalination 2010; 261: 162-168. DOI: 10.1016/j.desal.2010.05.007.
• [22] ISO 10523 Water quality – Determination of pH. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 2008. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:10523:ed-2:v1:en
• [23] ISO 7888 Water quality – Determination of electrical conductivity. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 1985. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:7888:ed-1:v1:en
• [24] Voica C, Kovacs MH, Dehelean A, Ristoiu D, Iordache A. Rom J Phys. 2012;75:1184-1193. http://www.nipne.ro/rjp/2012_57_7-8/1184_1193.pdf
• [25] Ferng WB, Parker GA., Fresenius Z Anal Chem. 1980;304:382-384. DOI:10.1007/BF00480608
• [26] ISO 12846 Water quality – Determination of mercury – Method using atomic absorption spectrometry (AAS) with and without enrichment. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 2012. https://www.iso.org/standard/51964.html.
• [27] Węgrzyn E, Grześkiewicz S, Popławska W, Głód BK. Acta Chromatogr. 2006;17:233-249. http://www.us.edu.pl/uniwersytet/jednostki/wydzialy/chemia/acta/ac17/zrodla/15_AC17.pdf.
• [28] ISO 14402 Water quality — Determination of phenol index by flow analysis (FIA and CFA). International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 1999. https://www.iso.org/standard/23708.html.
• [29] ISO 29441 Water quality — Determination of total nitrogen after UV digestion — Method using flow analysis (CFA and FIA) and spectrometric detection. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 2010. https://www.iso.org/standard/45480.html
• [30] ISO 6878 Water quality - Determination of phosphorus – Ammonium molybdate spectrometric method. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland; 2004. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:6878:ed-2:v1:en.
• [31] ISO 15705 Water quality — Determination of the chemical oxygen demand index (ST-COD) – Small-scale sealed-tube method. International Organization for Standardization. Geneva, Switzerland; 2002. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:15705:ed-1:v1:en.
• [32] ISO 5815-1 Water quality – Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn) – Part 1: Dilution and seeding method with allylthiourea addition. International Organization for Standardization. Geneva, Switzerland; 2003. http://uic.edu.hk/~chunfaiyu/ISO_BOD_5815_1.PDF.
• [33] Holt JG. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, 9th ed., Philadelphia: Lippincott Williams Wilkins; 1994. ISBN 9780683006032.
• [34] Kirk PM, Cannon PF, Minter DW, Staplers JA. Dictionary of the Fungi. Collingwood: CSIRO Publishing; 2008. ISBN; 9780851998268.
• [35] Klich MA, Pitt JI. Laboratory Guide to the Common Aspergillus Species and Their Teleomorphs. North Ryde, N.S.W: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation. Division of Food Processing; 1988.
• [36] Hollander M, Wolfe DA, Nonparametric Statistical Methods. New York: John Willey and Sons; 1973.
• [37] Kabata-Pendias A, Mukherjee AB. Trace elements from soil to human. Berlin: Springer; 2007. ISBN 978-3-540-32714-1.
• [38] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (The Minister of Environment Regulation dated November 9th 2011, for the classification of bodies of surface water and environmental quality standards for priority substances (Journal of Laws of 2011, No. 257, item 1545). http://prawo.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20112571545/O/D20111545.pdf.
• [39] Długosz J. Arch Gosp Odpad Ochr Środ. 2012;14:19-30. http://awmep.org/?journal=ago&page=article&op=view&path%5B%5D=263.
• [40] Eses AS, Onay TT. J Hazard Mater. B99. 2003;99(2):159-175. DOI:10.1016/S0304-3894(02)00354-0
• [41] Slack RJ, Gronow JR, Voulvoulis N. Sci Total Environ. 2005;337: 119-137. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.07.002.
• [42] Hachich EM, Di Bari M, Christ APG, Lamparelli CC, Ramos SS, Sato MIZ. Braz J Microbiol. 2012;43(2):675-681. DOI:10.1590/ S1517-83822012000200032.
• [43] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód (The Minister of Environment Regulation dated February 11th 2004 for the classification of surface water and groundwater quality, methods of conducting of monitoring, the interpretation of the results and the presentation of these water quality). http://prawo.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20040320284/O/D20040284.pdf.
• [44] Uzoigwe CI, Agwa OK. Afr J Biotechnol. 2012;11: 3135-3139. DOI: 10.5897/AJB10.2664.
• [45] Szymańska-Pulikowska A. Jakość wód podziemnych w obszarze potencjalnego oddziaływania składowisk odpadów komunalnych. (The quality of groundwater in the area of the potential impact of municipal waste landfills). Poznań: Wyd Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu; 2009.ISBN: 978-83-60574-81-2.