Dynamics of changes in the number of selected microorganism groups in sewage sludge and in manure subject to composting process and in the soil enriched with composts

• Autorzy: Wolna-Maruwka A. , Czekała J.

Warianty tytułu

PL

Dynamika zmian liczebności wybranych grup drobnoustrojów w osadzie ściekowym i oborniku poddanym procesowi kompostowania oraz w glebie wzbogaconej kompostami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents microbiological characteristics of sewage sludge derived from the mechanical-biological sewage treatment plant and farmyard manure as well as composts manufactured from them. In the performed experiment, four types of composts were analyzed. The first of them comprised the sewage sludge alone, the second one - was made up only of farmyard manure, while the remaining composts were prepared by mixing the above-mentioned bio-wastcs in the following proportions: 75% sewage sludge + 25% farmyard manure and 50% sewage sludge + 50% farmyard manure. The next stage of experiments involved analyses of the composts incubated with soil. The following assays were carried out in the experimental composts and mixtures of soil and composts: counts of Salmonella sp., E. coli, Clostridium perfringens, total counts of bacteria, fungi and actinomycetcs on selective media employing the plate method. The performed investigations numbers of the remaining groups of microorganisms. Therefore, it can be said that the composted sewage sludge was suitable for the utilization for agricultural purposes in accordance with the Directive of the Minister of Agriculture and Rural Development of October 2004. Moreover, it was found that, as early as 60 days after the introduction of composts into the soil, counts of the majority of the analyzed groups of microorganisms (with the exception of actinomycctcs and E. coli), including pathogenic bacteria from the C. perfringens genus, were found reduced. The obtained research results proved that the introduction of bio-wastes into the soil may decrease survivability in the natural environment of certain pathogens; hence it is a good method of utilization of this organic material.

PL

Praca przedstawia charakterystykę mikrobiologiczną osadu ściekowego z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków i obornika oraz wyprodukowanych z nich kompostów. W doświadczeniu sporządzono 4 rodzaje kompostów. Pierwszy składał się z samego osadu ściekowego, drugi z obornika, kolejne komposty powstały w wyniku zmieszania wyżej wymienionych bioodpadów w proporcjach: 75% osadu + 25% obornika oraz 50% osadu + 50% obornika. W kolejnym etapie badań powstałe komposty wprowadzono do gleby. W kompostach oraz w glebie z kompostami oznaczano liczebność: Salmonella sp., E, coli, Chstridium perfringens, ogólnie bakterii, grzybów oraz promieniowców metodą płytkową na wybiórczych podłożach. Badania wykazały, że proces kompostowania spowodował całkowitą eliminację Salmonella sp. oraz zmniejszenie liczebności wszystkich pozostałych grup drobnoustrojów. Zgodnie więc z Rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z 19 października 2004 r. przekompostowany osad ściekowy nadawał się do wykorzystania na cele rolnicze. Ponadto stwierdzono, że po wprowadzeniu kompostów do gleby, już w sześćdziesiątym dniu zaobserwowano zmniejszenie liczebności w niej większości analizowanych grup drobnoustrojów (z wyjątkiem promieniowców i E. coli), w tym bakterii chorobotwórczych z rodzaju C. perfringens. Uzyskane wyniki badań wskazują, że wprowadzenie bioodpadów do gleby może zmniejszać przeżywalność niektórych patogenów w środowisku, a więc jest to dobra metoda utylizacji tego rodzaju materii organicznej.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; farmyard manure; compost; soil; microorganisms

PL

osad ściekowy; oczyszczalnia mechaniczno-biologiczna; obornik; kompostowanie; drobnoustroje

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 33, no. 4
• Strony: 53--66
• Opis fizyczny: bibliogr. 39, tab.

Twórcy

autor

Wolna-Maruwka A.

autor

Czekała J.

• August Cieszkowski Agricultural University of Poznań, Department of Agricultural Microbiology ul. Szydłowska 50, 60-656 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] American Public Health Association: Compendium of methods for the microbiological examination of foods, 2nd cd., 1984.
• [2] Avcry L.M., P. Hill, K. Killham, D.L. Jones: Escherichia coli Ol 57 survival following the surface and sub-surface application of human pathogen contaminated organic waste to soil. Soil Biology and Biochemistry, 36, 2101-2103 (2004).
• [3] Barkay T., S.C. Tripp, B.H. Olson: Effect of metal-rich sewage sludge application on the bacterial communities of grassland, Applied and Environmental Microbiology, 49, 333-337 (1985).
• [4] Bhamidimarri S.M.R., S.P. Pandey: Aerobic thermophilic composting of piggery solid waste. Water Science and Technology, 33(8), 89-94 (1996).
• [5] Czekała J.: Quantitative changes of carbon and nitrogen humus compounds formed during incubation of sewage sludge and farmyard manure, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 494, 61-68 (2003).
• [6] Droffner ML., J. Brinton, F. William, E. Evans: Evidence for the prominence of well characterized me-sophilic bacteria in thermophilic (50-70°C) composting environments, Biomass and Bioencrgy, 8(3), 191-195(1995).
• [7] Dupray E., A. Derrien: Influence of the previous stay of Escherichia coli and Salmonella spp. in wastewa-terson their survival in seawater. Water Research, 29(4), 1005-1011 (1995).
• [8] Fang M, J.W.C. Wong: Changes in thermophilic bacteria population and diversity during composting of coal fly ash and sewage sludge, Water Air Soil Pollut., 124, 333-343 (2000).
• [9] Filipkowska Z., B. Jankowska, A. Michalak: Reduction of indicator microorganisms in agricultural and domestic sewage in respective stages of three stages, Polish Journal of Environmental Study, 2(1), 31-38 (1993).
• [10] GrzynowiczI., J. Strutyński:: Rolnicze zagospodarowanie osadów ściekowych jako źródła zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 472, 297-304 (2000).
• [11] Hassen A., K. Belguith, N. Jedidi, A. Cherif, M. Cherif, A. Boudabous: Microbial characterization during composting of municipal solid waste, Bioresource Technology, 80, 217-225 (2001).
• [12] Hermann J.: Problemy mikrobiologicznego skażenia gleby osadami ściekowymi, Ekologia i Technika, 6, 29-30(1994).
• [13] Horswell J., T.W. Speir, A.P. van Schaik: Bio-indicalors to assess impacts of heavy metals in land-applied sewage sludge, Soil Biology and Biochemistry, 35, 1501-1505 (2003).
• [14] Joniec J., J. Furczak: Ocena ogólnej liczby drobnoustrojów w glebie wzbogaconej osadem ścieków komunalno-przemysłowych, Inżyniera Ekologiczna, 11, 151-152 (2005)
• [15] Kalebasa S., D. Kalebasa, R. Kania: Wartość nawozowa osadów ściekowych z wybranych oczyszczalni ścieków regionu siedleckiego, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 475, 279-286 (2000).
• [16] Klamer M., E. Baath: Microbial community dynamics during composting of straw material studied using phospholipidfatty acid analysis, FEMS Microbiology Ecology, 27, 9-20 (1998)
• [17] Lingappa V., J.L. Lockvood: Chitin media for selective isolation and culture of Actinomyceles, Phytopath., 52, 317-323 (1962).
• [18] Manafi M., W. Kneifel: A combined chromogenic-fluorogenic medium for simultaneous detection of total coilforms andE. coli in water, Zcntralbl. Hyg., 189, 225-234 (1989).
• [19] Marcinowska K.: Charakterystyka, występowanie i znaczenie promieniowców w przyrodzie, [w:] Aktywność drobnoustrojów w różnych środowiskach, Kraków 2002, 121-130.
• [20] Martin J.P.: Use of acid, rose bengal and streptomycin in the plate method for estimating soil fungi, Soil Science, 69, 215-232(1950).
• [21] Mazur T.: Rolnicze i ekologiczne aspekty znaczenia nawożenia organicznego i mineralnego. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 467, 151-157 (1999).
• [22] Merck-Polska.: 101621 Standard count agar for microbiology, 1 (2004).
• [23] Myśków W.: Międzynarodowe Sympozjum ,,Mikrobiologiczne aspekty antropogenicznego wpływu na glebę", Postępy Mikrobiologii, XXII, 207-216 (1983).
• [24] Nguyen Thi B.L.: Charakterystyka mikrobiologiczna i możliwość wykorzystania osadów ściekowych do produkcji kompostów z oczyszczalni ścieków dla miasta Zielona Góra, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 484, 401-408 (2002).
• [25] Niewolak S., M. Szelągiewicz: Sanitary - bacteriological andparasitological estimation of sewage sludges from chosen sewage treatment plants on the Mazurian Lake District and their utilization in agriculture, Polish Journal of Environmental Study, 6(3), 45-51 (1999).
• [26] Nowak A., W. Michalcewicz, B. Jakubiszyn: Wpływ nawożenia obornikiem, słomą i biohumusem na liczebność bakterii, grzybów, promieniowców oraz biomasę mikroorganizmów w glebie, Zeszyty Naukowe AR w Szczecinie, 161, 101-113 (1993).
• [27] Przybulewska K., A. Nowak, M. Bury: Wpływ doglebowego stosowania nawozów organicznych -wermikompostu i obornika w rzepaku ozimym na mikroflorę glebową, Acta Agraria et Silvcstria., ser. Agraria XLII, 393-400 (2004).
• [28] Polski Komitet Normalizacyjny: Polska Norma PN-Z-19000-1, Ocena stanu sanitarnego gleby. Wykrywanie bakterii z rodzaju Salmonella (2001).
• [29] Rambach A.: New plate medium for facilitated differentiation of Salmonella spp. from Proteus spp. and other enteric bacteria, Applied Environmental Microbiology, 56(1), 301-303 (1990).
• [30] Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi, 04.236.2369 (2004).
• [31] Strączyńska S.: Wpływ nawożenia na właściwości związków próchnicznych gleby piaszczystej, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 411, 37-41 (1993).
• [32] Strom P.F.: Identification of thermophilic bacteria in solid-waste composting, Applied Environmental and Microbiology, 50, 906-913 (1985).
• [33] Tang J.Ch., T. Kanamori, T. Inouc, T. Yasuta, S. Yoshida, A. Katayama: Changes in microbial community during thermophilic composting of manure as detected by the quinone profile meto. Process Biochemistry, 39, 1999-2006(2004).
• [34] Topp E., M. Welsh, T. Yuan-Ching, A. Dang, G. Lazarovits, K. Conn, H. Zhu.- Strain-dependent variability in growth and survival of Escherichia coli in agricultural soil, FEMS Microbiology Ecology, 44, 303-308 (2003).
• [35] Wieland E., A. Sawicka: Przemiany mikrobiologiczne w osadach ściekowych w systemie SDE, Przegląd Komunalny, 12(11), 53-59 (2000).
• [36] Wolna-Maruwka A., A. Sawicka: The dynamics of microorganisms development in soil during decomposition of sewage sludge treated by different methods, Polish Journal of Natural Science, 15(3), 672-678 (2003).
• [37] Wolna-Maruwka A., A. Sawicka: Aktywność oddechowa gleby nawożonej osadem ściekowym, Roczniki Gleboznawcze, LVII, nr 3/4, 53-61 (2006).
• [38] Wolna-Maruwka A., A. Sawicka: Size evaluation of the selected groups of microorganisms in the soil fortified with communal sewage sludge. Archives of Environmental Protection, 32(3), 93-103 (2006).
• [39] Żukowska G., B. Flis-Bujak, S. Bran: Wpływ nawożenia osadami ściekowymi i wermikompostem na właściwości sorpcyjne i powierzchnię właściwą gleby lekkiej. Zeszyty Naukowe AR w Szczecinie,77, 421^128(1999).