Bioaerosols of the Municipal Waste Landfill Site as a Source of Microbiological Air Pollution and Health Hazard

• Autorzy: Breza-Boruta B.

Warianty tytułu

PL

Bioaerozole składowiska odpadów komunalnych jako źródło mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza i zagrożenia zdrowotnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to determine the composition of bacterial and fungal aerosol on the premises of the Municipal Waste Disposal Complex at Zolwin-Wypaleniska near Bydgoszcz and to evaluate the degree of microbiological air pollution at the appointed stands. Microbial concentration in the air was determined at the waste sorting station and in the active sector of the landfill site as well as in the point situated 200 m beyond the facility. It was found that the total number of bacteria in the air ranged from 102 to 104 cfu ź m–3 and many times strong air pollution occurred on the premises of that facility. High concentration level of actinomycetes and indicator bacteria Pseudomonas flourescens contributed also to strong or moderate air pollution at research stands 1 and 2. Potentially pathogenic bacteria of the family Enterobacteriaceae (such as bacilli of Salmonella sp. and Escherichia coli) as well as faecal streptococci occurred in the largest amounts also at stands 1 and 2, and their number reached up to 103 cfu ź m–3. The obtained values show that both the sorting station the active sector of the waste landfill are serious emission sources of dangerous bacterial aerosol. They can pose a health hazard to the workers staying at those workstands. The determined amounts of fungal aerosol prove that it did not pose a microbiological hazard, and the studied air was described as moderately clean throughout the research period, only in the area of the sorting station it was polluted at several times. Among the isolated fungi, species of the genera Aspergillus and Penicillium predominated, as well as Sclerotinia sclerotorum. However, also potentially pathogenic species were detected in the studied air, such as: Aspergillus fumigatus, Cladosporium herbarium, Alternaria alternata etc. Their presence may affect the health of people (workers of the facility and residents of neighbouring areas) and the risk of the environmental pollution, since those species are well-known for their production of mycotoxins and inducing allergic reactions. Based on the registered concentrations of bacteria and fungi at the point 200 m away from the facility, it should be assumed that the studied air was not polluted and bioaerosol transmission from the sources of emission to the surrounding areas did not occur.

PL

Celem pracy było oznaczenie składu bioaerozolu bakteryjnego i grzybowego na terenie Zakładu Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych w Żółwinie-Wypaleniska koło Bydgoszczy oraz ocena stopnia mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza na wyznaczonych stanowiskach. Koncentrację mikroorganizmów w powietrzu określano na terenie sortowni odpadów i w sektorze czynnym składowiska oraz w punkcie położonym 200 m poza obiektem. Stwierdzono, że liczba bakterii ogółem w powietrzu kształtowała się od 102 do 104 jtk ź m-3 i doszło wielokrotnie do silnego zanieczyszczenia powietrza na terenie zakładu. Wysoki poziom koncentracji promieniowców i bakterii wskaźnikowych Pseudomonas fluorescens przyczynił się także do silnego lub średniego zanieczyszczenie powietrza na 1 i 2 stanowisku badawczym. Potencjalnie chorobotwórcze bakterie z rodziny Enterobacteriaceae (m.in. pałeczki Salmonella sp. i Escherichia coli) oraz paciorkowce kałowe w największych ilościach występowały również na stanowisku 1 i 2, a ich liczba dochodziła do 103 jtk ź m-3. Uzyskane wartości wskazują, że zarówno sortownia, jak i sektor czynny składowiska odpadów były poważnymi emitorami niebezpiecznego aerozolu bakteryjnego, zatem stanowić mogą zagrożenie zdrowotne dla pracowników przebywających na tych stanowiskach pracy. Oznaczona ilości aerozolu grzybowego świadczy, że nie stanowił on zagrożenia mikrobiologicznego, a badane powietrze określono jako przeciętnie czyste w całym okresie badawczym. Jedynie na terenie sortowni w kilku terminach doszło do jego skażenia. Wśród wyizolowanych grzybów dominowały gatunki z rodzaju Aspergillus i Penicillium oraz Sclerotinia sclerotorum. Jednakże wykryto w badanym powietrzu również gatunki potencjalnie chorobotwórcze, takie jak: Aspergillus fumigatus Cladosporium herbarium, Alternaria alternata i in. Ich obecność może wpływać na zdrowie ludzi (pracowników zakładu i mieszkańców przyległych terenów) oraz ryzyko skażenia środowiska, bowiem gatunki te znane są z produkcji mykotoksyn oraz wywoływania reakcji alergicznych. Na podstawie zarejestrowanego stężenia bakterii i grzybów w punkcie oddalonym 200 m od zakładu, należy przyjąć, że badane powietrze było niezanieczyszczone i nie doszło do przenoszenia bioaerozolu ze źródeł emisji na okoliczne tereny.

Słowa kluczowe

EN

airborne bacteria; airborne fungi; Actinomycetes; bioaerosol; municipal waste landfill site

PL

aerozol bakteryjny; aerozol grzybowy; promieniowce; bioaerozol; składowisko odpadów komunalnych

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 8
• Strony: 851--862
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Breza-Boruta B.

• Department of Microbiology, University of Technology and Life Sciences, ul. Bernardyńska 6/8, 85–029 Bydgoszcz, Poland, phone: [phone],

Bibliografia

• [1] Bojarska K, Bzowski Z, Dawidowski A, Gwoździewicz M. Monitoring wód podziemnych w rejonie składowiska odpadów komunalnych w Sadowie k Lublińca. Przem Chem. 2008;87(5):412-415.
• [2] Gaj K, Cybulska H, Knop F, Mech J, Mendyka B, Robaszkiewicz J. Składowiska odpadów komunalnych jako źródło emisji zanieczyszczeń powietrza. Chem Inż Ekol. 1999;6(4):337-344.
• [3] Frączek K, Ropek D. Municipal waste dumps as the microbiological threat to the natural environment. Ecol Chem Eng S. 2011;18(1):93-110.
• [4] Tymczyna L, Bartecki P. Bioaerozole i endotoksyny bakteryjne jako czynniki zagrożeń w rolnictwie. Rocz Nauk Zootech. 2007;34(1):3-12.
• [5] Breza-Boruta B, Hermann J, Paluszak Z, Troczyński M, Borowski S, Gutarowska B, Wojewódzki P. Prognozowanie i zapobieganie emisji odorów i bioaerozoli do środowiska w przemyśle rolno-spożywczym i gospodarce komunalnej. In: Współczesna problematyka odorów. Szynkowska MI, Zwoździak J, editors. Warszawa: Wyd Nauk-Tech; 2010:408-448.
• [6] Yang K, Zhou X-N, Yan W-A, Hang D-R, Steinmann P. Landfills in Jiangsu province, China, and potential threats for public health: Leachate appraisal and spatial analysis using geographic information system and remote sensing. Waste Manage. 2008;28:2750-2757. DOI.org/10.1016/j.wasman.2008.01.021.
• [7] Pillai S, Ricke SC. Bioaerosols from municipal and animal wastes: background and contemporary. Can J Microbiol. 2002;48:681-696.
• [8] Roszak ZT, Wilusz W. Monitoring oddziaływania składowisk odpadów komunalnych na środowisko w świetle projektowanych zmian przepisów ochrony środowiska. Ochr Powiet Probl Odpad. 2001;35(6):235-249.
• [9] Cyprowski M, Krajewski JA. Czynniki szkodliwe dla zdrowia występujące w oczyszczalniach ścieków komunalnych. Med Pr. 2003;54(1):73-80.
• [10] Dutkiewicz J, Górny RL. Biologiczne czynniki szkodliwe dla zdrowia – klasyfikacja i kryteria oceny narażenia. Med Pr. 2002;53:29-39.
• [11] Nikaeen M, Hatamzadeh M, Hasanzadeh A, Sahami E, Joodan I. Bioaerosol emissions arising during application of municipal solid-waste compost. Aerobiologia. 2009;25:1-6. DOI: 10.1007/s10453-008-9102-6.
• [12] Skowroń J, Gołofit-Szymczak M. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza w środowisku pracy – źródła, rodzaje i oznaczanie. Bromatol Chem Toksykol. 2004;37(1):91-98.
• [13] Pastuszka JS. Narażenie na aerozole ziarniste, włókniste i biologiczne (bakterie i grzyby mikroskopijne) populacji generalnej Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego. Pr Nauk Inż Ochr Środow Politech Wrocławskiej. 2001;73(40):7-131.
• [14] Traczewska TM, Karpińska-Smulikowska J. Wpływ składowiska odpadów komunalnych na jakość mikrobiologiczną powietrza. Ochr Środow. 2000;2(77):35-38.
• [15] Deacon L, Pankhurst L, Liu J, Drew G H, Hayes ET, Jackson S, Longhurst J, Longhurst P, Pollard S, Tyrrel S. Endotoxin emissions from commercial composting activities. Environ Health. 2009;8(Suppl 1):S9. DOI:10.1186/1476-069X-8-S1-S9.
• [16] Marcinowski P, Wojtkowska M, Sinicyn G. Monitoring wód powierzchniowych w rejonie składowiska Żelazny Most. Przem Chem. 2008;87(5):512-519.
• [17] www.mkuok.nbip.pl
• [18] Gilman JC. A manual of soil fungi. Ames: The Iowa State College Press; 1980.
• [19] Polska Norma PN-89 Z-04111/02. Ochrona czystości powietrza. Badania mikrobiologiczne. Oznaczanie liczby bakterii w powietrzu atmosferycznym przy pobieraniu próbek metodą aspiracyjną i sedymentacyjną; 1989.
• [20] Polska Norma PN-89 Z-04111/03. Ochrona czystości powietrza. Badania mikrobiologiczne. Oznaczanie liczby grzybów w powietrzu atmosferycznym przy pobieraniu próbek metodą aspiracyjną i sedymentacyjną; 1989.
• [21] Barabasz W, Albińska D, Vo_išek K, Emisja i rozprzestrzenianie się mikroorganizmów wokół składowisk odpadów komunalnych. Zesz Probl Post Nauk Roln. 2005;505:25-39.
• [22] Siedlecka EM, Downar D, Bojanowska I. Nowe przyjazne środowisku technologie składowania odpadów stałych. Chem Inż Ekol. 2001;8(7):731-740.
• [23] Breza-Boruta B, Paluszak Z. Wpływ zakładów utylizacji odpadów komunalnych na zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza atmosferycznego. Przem Chem. 2009;88(5):406-408.
• [24] Huang Ch, Lee Ch, Li F, Ma Y, Su H. The seasonal distribution of bioaerosols in municipal lanfill sites: a 3-yr study. Atmos Environ. 2002;36:4385-4395.
• [25] Mansour FA, El- Dohlob SM, Abdel Hameed AA, Kamel MM, El-Gendy SA. Microorganisms in the Air over a Bio-solid Waste Landfill in Egypt. J American Sci. 2012;8:573-579.
• [26] Kocwa-Haluch R, Czachor M, Lemek M, Woźniakiewicz T. Microbiological air contamination around a landfill. Acta Agraria et Silvestria. ser Agraria. 2004;42:217-228.
• [27] Butarewicz A, Kowaluk-Krupa A. Mikrobiologiczne zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego na terenie i wokół składowiska odpadów komunalnych w Augustowie. Ochr Powietrza i Probl Odpadów. 2004;38:167-173.
• [28] Małecka-Adamowicz M, Kaczanowska J, Donderski WZ. The impact of a landfill site in Żółwin-Wypaleniska on the microbiological quality of the air. Polish J Environ Stud. 2007;16(1):101-6107.
• [29] Kummer V, Thiel WR. Bioaerosols – Sources and control measures. Int J Hyg Environ – Health. 2007;211:299-307. DOI.org/10.1016/j.ijheh.2007.06.006.
• [30] Libudzisz Z, Kowal K, Żakowska Z. Mikrobiologia techniczna, t 1. Warszawa: Wyd. Nauk. PWN; 2007.
• [31] Millington WM, Corden JM. Long term trends in outdoor Aspergillus/ Penicillium spore concentrations in Derby, UK from 1970 to 2003 and a comparative study in 1994 and 1996 with the indoor air of two local houses. Aerobiologia. 2005;21:105-113. DOI: 10.1007/s10453-005-4180-1.
• [32] Adhikari A, Sen M, Gupta-Bhattacharya S, Chanda S. Volumetric Assessment of Airborne Fungi in Two Sections of a Rural Indoor Dairy Cattle Shed. Environ Int. 2004;29:1071-1078. DOI.org/10.1016/S0160-4120(03)00103-X.
• [33] Ejdys E, Michalak J, Szewczyk KM. Yeast-like fungi isolated from indoor air in school buildings and the surrounding outdoor air. Acta Mycol. 2009;44(1):97-107.
• [34] Khattab A, Levetin E. Effect of sampling height on the concentration of airborne fungal spores. Ann Allergy Asthma Immunol. 2008;101:529-534. DOI.org/10.1016/S1081-1206(10)60293-1.
• [35] O’Gorman CM, Fuller HT. Prevalence of culturable airborne spores of selected allergenic and pathogenic fungi in outdoor air. Atmos Environ. 2008;42:4355-4368. DOI.org/10.1016/j.atmosenv.2008.01.009.
• [36] Twarużek M. Grzyby pleśniowe i ich rola w środowisku. In: Mikotoksyny i grzyby pleśniowe, zagrożenia dla człowieka i zwierząt. Grajewski J, editor. Bydgoszcz: Wyd. Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego; 2006:17-34.
• [37] Latgé JP. The Pathobiology of Aspergillus fumigatus. Trends in Microbilogy. 2001;9(8):382-388.
• [38] Grajewski J, Twarużek M. Zdrowotne aspekty oddziaływania grzybów pleśniowych i mikotoksyn. Alergia. 2004;3(21):45-49.
• [39] Topbas M, Tosun I, Can G, Kaklikkaya N, Aydin F. Identification and seasonal distribution of airborne fungi in urban outdoor air in an eastern Black Sea Turkish town. Turk J Med Sci. 2006;36:31-36.
• [40] Przydatek G, Łacheta S. Ocena oddziaływania składowiska odpadów komunalnych w Nowym Sączu-Zabełczu na stan powietrza atmosferycznego. In: Mikrozanieczyszczenia w środowisku człowieka. Janosz-Rajczyk M, editor. Częstochowa: Wyd Politech Częstochowskiej; 2003:560-568.
• [41] Ray MR, Roychoudhury S, Mukherjee G, Roy S, Lahiri T. Respiratory and general health impairments of workers employed in a municipal solid waste disposal at an open landfill site in Delhi. Int J Hygiene Environ Health. 2005;208:255-262. DOI.org/10.1016/j.ijheh.2005.02.001.
• [42] Kumar D, Alappat BJ. Evaluating leachate contamination potential of landfill sites using leachate pollution index. Clean Techn Environ Policy. 2005;7:190-197. DOI: 10.1007/s10098-004-0269-4
• [43] Tolvanen OK, Hänninen KI. Occupational hygiene in a waste incineration plant. Waste Manage. 2005;25:519-529. DOI.org/10.1016/j.wasman.2005.01.010.