Mikrobiologiczne, pyłowe i odorowe zagrożenia na fermach drobiu oraz biologiczna metoda eliminacji

• Autorzy: Matusiak K. , Skóra J. , Borowski S. , Pielech-Przybylska K. , Nowak A. , Wojewódzki P. , Herman J. , Okrasa M. , Gutarowska B.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/69373

Warianty tytułu

EN

Threats/risks in poultry farms: microbiological contaminants, dust, odours and biological method for elimination

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań była ocena zagrożeń mikrobiologicznych odorowych i pyłowych w pomieszczeniach inwentarskich na fermach drobiu. Ponadto określono skuteczność biopreparatu i ekstraktu roślinnego Yucca schidigera w obniżaniu stężenia wybranych związków odorowych generowanych przez pomiot drobiowy oraz w higienizacji pomiotu. W pomieszczeniach inwentarskich zapylenie powietrza było wysokie i kształtowało się na poziomie 1,44 mg/ m³; dominowała frakcja pyłu PM₁₀. Zarówno w pomiocie drobiowym oraz pyle osiadłym stwierdzono wysoką liczebność bakterii i grzybów na poziomie 10⁶–10¹⁰ jtk/g. Na fermie drobiu nie odnotowano przekroczenia limitu dotyczącego liczby bakterii i grzybów w powietrzu. Odnotowane stężenia frakcji PM_2,5 i PM₁₀ były 18–20 razy wyższe niż dopuszczalne dla 24-godzinnej ekspozycji określone przez Światową Organizację Zdrowia. Wśród odorowych związków lotnych na fermach drobiu dominowały: amoniak, akroleina, metyloamina, kwas octowy, aldehyd octowy i formaldehyd. Ich stężenia były zmienne w zależności od rodzaju fermy i etapu cyklu produkcyjnego. Dopuszczalne stężenie amoniaku w powietrzu zostało przekroczone na fermie kur niosek I i II, natomiast stężenie dwutlenku węgla przekroczyło dopuszczalną wartość w trzecim etapie cyklu produkcyjnego na fermie brojlerów III i było zbliżone do limitu na fermie niosek I. Cytotoksyczność mieszaniny związków odorowych wobec komórek kurzych LMH maksymalnie wynosiła 45,7%, potwierdzono ją zmianami morfologicznymi komórek po działaniu związków odorowych (amoniaku, di- i trimetyloaminy). Biopreparat mineralno-mikrobiologiczny wraz z ekstraktem Yucca schidigera zmniejszał ogólną liczbę drobnoustrojów o około 1 rząd wielkości w pomiocie drobiowym i obniżał stężenie związków odorowych o 37–70% w zależności od związku. Zastosowanie kolejno ekstraktu Y. schidigera, a następnie po 2 dniach biopreparatu może być skutecznym sposobem ograniczania zagrożeń mikrobiologicznych i odorowych na fermach drobiu.

EN

The aim of the study was to evaluate the microbiological contamination, odour and dust concentration in poultry farms. In addition, the effectiveness of biopreparation and Yucca schidigera plant extract in manure hygienisation and selected odorous compounds removal was determined. The airborne total dust concentration at poultry production premises averaged 1.44 mg/m³ with a high percentage of the PM₁₀ fraction. High number of bacteria and fungi at 10⁶–10¹⁰ CFU / g. was determined in both poultry manure and settled dust. Poultry farm’s air limits of the bacteria and fungi number have not been exceeded. Reported concentrations of PM_2,5 and PM₁₀ fractions were 18–20 times higher than acceptable for a 24-hour exposure determined by the World Health Organization. Volatile odorous compounds dominant in poultry farms were: ammonia, acrolein, methyl amine, acetic acid, acetaldehyde and formaldehyde. The concentrations are variable depending on the farm type and stage of the cycle production. The permissible concentration/ exposure limits of ammonia in the air has been exceeded in the laying hens farms I and II, while the concentration of carbon dioxide exceeded the limit value in the third stage of the cycle production on broiler farm III and was close to the limit for laying hens farm I. The maximum cytotoxicity of odorous compounds mixture tested on chick liver hepatocellular carcinoma cell line LMH was 45.7%. It was confirmed by cells morphologic changes after the odorous compounds treatment (ammonia, di-, and trimethylamine). Mineralmicrobial biopreparation with Yucca schidigera extract reduced the total number of microorganisms by 1 logarythmic unit in poultry manure and decreased concentration of odorous compounds by 37–70% depending on the compound. The use in sequence Y. schidigera extract, and then after 2 days biopreparation can be an effective way to reduce microbiological and odorous hazards on poultry farms.

Słowa kluczowe

PL

dezodoryzacja; pomiot drobiowy; biopreparat

EN

deodorization; poultry manure; biopreparation

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 3
• Strony: 184--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Matusiak K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, ul. Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

autor

Skóra J.

• Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, ul. Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

autor

Borowski S.

• Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, ul. Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

autor

Pielech-Przybylska K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, ul. Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

autor

Nowak A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, ul. Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

autor

Wojewódzki P.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Katedra Chemii Środowiska, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz

autor

Herman J.

• Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Katedra Chemii Środowiska, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz

autor

Okrasa M.

• Zakład Ochron Osobistych, Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Wierzbowa 48, 90-133 Łódź

autor

Gutarowska B.

• Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, ul. Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

Bibliografia

• 1. Cheeke P.R., Otero R. 2005. Yucca, quillaja may have role in animal nutrition. Feedstufs, 77, 11–14.
• 2. Donham K.J., Cumro D., Reynolds S.J., Merchant J.A. 2000. Dose-response relationships between occupational aerosol exposures and cross-shift declines of lung function in poultry workers: Recommendations for exposure limits. Journal of Occupational and Environmental Medicine, 42, 260–269
• 3. Dumont E., Hamon L., Lagadec S., Landrain P., Landrain B., Andres Y. 2014. NH3 biofiltration of piggery air. Journal of Environmental Management, 140, 26–32.
• 4. Dutkiewicz J., Śpiewak R., Jabłoński L., Szymańska J. 2007. Biological Occupational Risk Factors. Classification, Exposed Occupational Groups, Measurement, Prevention; Ad Punctum: Lublin, Poland,.
• 5. Dyrektywa 2000/54/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 września 2000, w sprawie ochrony pracowników przed ryzykiem związanym z narażeniem na działanie czynników biologicznych w miejscu pracy (siódma dyrektywa szczegółowa w rozumieniu art. 16 ust. 1 dyrektywy 89/391/EWG)
• 6. Dyrektywa 2007/43/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 28 czerwca 2007, w sprawie minimalnych zasad dotyczących ochrony kurcząt utrzymywanych z przeznaczeniem na produkcję mięsa
• 7. Gutarowska B., Matusiak K., Rajkowska A., Borowski S., Brycki B. 2014. Removal of odorous compounds from poultry manure by microorganisms on perlite-bentonite carrier. Journal of Environmental Management, 141, 70–76.
• 8. Herron S.L., Brye K.R., Sharpley A.N., Miller D.M., Daniels M.B. 2015. Nutrient composition of dust emitted from poultry broiler houses in Northwest Arkansas. Journal of Environmental Protection, 6, 1257–1267.
• 9. Jaber M.B., Anet B., Amrane A., Couriol C., Lendormi T., Le Cloirec P., Cogny G., Fillicres R. 2014. Impact of nutrients supply and pH changes on the elimination of hydrogen sulfide, dimethyl disulfide and ethanethiol by biofiltration. Chemical Engineering Journal, 258, 420–426.
• 10. Lugauskas A., Krikstaponis A., Sveistyte L. 2004. Airborne fungi in industrial environments: Potential agents of respiratory diseases. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 11, 19–25.
• 11. Matusiak K., Oleksy M., Borowski S., Nowak A., Korczyński M., Dobrzański Z., Gutarowska B. 2016. The use of Yucca schidigera and microbial preparation for poultry manure deodorization and hygienization Journal of Environmental Management, 170, 50–59 doi: 10.1016/j.jenvman.2016.01.007
• 12. Matusiak K., Borowski S., Opaliński S., Bakuła T., Kołacz R., Gutarowska B. 2015. Impact of a microbial-mineral biopreparation on microbial community and deodorization of manures. Acta Biochemica Polonica, 62, 791–798 http://dx.doi. org/10.18388/abp.2015_1135
• 13. Nimmermark S., Lund V., Gustafsson G., Eduard W. 2009. Ammonia, dust and bacteria in welfareoriented systems for laying hens. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 16, 103–113.
• 14. Oleksy M., Dobrzański Z., Matusiak K., Borowski S., Gutarowska B., Korczyński M. 2015. Fizykochemiczne i biologiczne metody dezodoryzacji. Aspekty teoretyczne i praktyczne. Przemysł chemiczny, (94)12, 2263–2269 doi: 10.15199/62.2015.12.36
• 15. Piacente S., Pizza C., Oleszek W. 2005. Saponins and phenolics of Yucca schidigera Roezl: chemistry and bioactivity. Phytochemistry Reviews, 4, 177–190.
• 16. Powers, W.J. 1991. Odor control for livestock systems. Journal of Animal Science 77, 169–175.
• 17. Rappert S., Müller R. 2005. Microbial degradation of selected odorous substances. Waste Menagement, 25, 940–954. doi:10.1016/j.wasman.2005.07.015.
• 18. Rimac D., Macan J., Varnai V.M., Vucemilo M., Matkovic K., Prester L., Orct T., Trosic I., Pavicic I. 2010. Exposure to poultry dust and health effects in poultry workers: Impact of mould and mite allergens. International Archives of Occupational and Environmental Health 83, 9–19.
• 19. Skowroń J., Górny R. 2014. Szkodliwe czynniki biologiczne w: Czynniki szkodliwe w środowisku pracy: wartości dopuszczalne red. Augustyńska D., Pośniak M. Międzyresortowa Komisja ds. Najwyższych Dopuszczalnych Stężeń i Natężeń Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy., Warszawa: CIOP-PIB.
• 20. Varel V.H. 2002. Livestock manure odor abatement with plant–derived oils and nitrogen conservation with urease inhibitors: A review Journal of Animal Science, 80 (E. Suppl. 2): E1–E7.
• 21. Wang Y., Mcallister T.A., Yanke L.J., Cheeke P.R 2001. Effect of steroidal saponin from Yucca schidigera extract on ruminal microbes. Journal of Applied Microbiology, 88, 887–896.
• 22. World Health Organization (WHO) 2005. Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide. Global update Germany: Druckpartner Moser.
• 23. Yan Z., Liu X., Yuan Y., Liao Y., Li X. 2013. Deodorization study of the swine manure with two yeast strains. Biotechnology and Bioprocess Engineering 18, 135–143.
• 24. Zhang Z.F., Kim I.H. 2014. Effects of multistrain probiotics on growth performance apparent ileal nutrient digestibility blood characteristics cecal microbial shedding and excreta odor contents in broilers. Poultry Science, 93, 364–370. doi: 10.3382/ps.2013–03314.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).