Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Safety of commercially viable bio-based products: labelling and standardization

Płaza G., Ulfig K.

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2018

|

z. 119

227--241

EN

Bio-based products can make the economy more sustainable and lower its dependence on fossil fuels. For this reason, the EU has declared the bio-based products sector to be a priority area with high potential for future growth, reindustrialization, and addressing societal challenges. An assessment made by the European Commission has indicated that bio-based products and biofuels represent approximately EUR 57 billion in annual revenue and involve 300,000 jobs. According to forecasts, the bio-based share of all chemical sales will rise to 22% by 2020, with a compounded annual growth rate of close to 20%. Taking into account that bio-based products represent an important part of the circular and bio-economy as a major source of the economic growth and employment in Europe of 21st Century some basic information on bio-based products is presented in this paper. In this paper particular attention has been paid to standardization process of bio-based products and to their labelling in order to promote the uptake of these products by consumers and to implement “green procurement policies”.

2

Coal Enrichment Methods by Using Microorganisms and Their Metabolites

Deska M., Głodniok M., Ulfig K.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 2

213--220

EN

The aim of this study is to review the literature on the methods of low-rank coal enrichment by using microorganisms and their metabolites. Effective bio-beneficiation technologies for low-rank coals in the future are also suggested throughout this paper. An extensive literature review highlights recent advances in bio-beneficiation technologies for low rank coals. This paper presents the state of the art in the field of the bio-beneficiation technology - carbon leaching with the aid of microorganisms, especially fungi. The knowledge of the low-rank coals leaching is an important step to meet the carbon eco-requirements and improve the economics of mining companies. There are several reasons to investigate microbial activities towards coal. This paper presents the current state of knowledge concerning bioleaching of coal. Thus, in view of the increasing importance of hard coal as a raw material and energy source, it seems hopeful to study the potential of microorganisms to modify the low-rank coal structure.

3

Starch-grafted-N-vinylformamide copolymers manufactured by reactive extrusion: synthesis and characterization

Spychaj T., Schmidt B., Ulfig K., Markowska-Szczupak A.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 2

95-100

EN

Potato starch grafted with N-vinylformamide (NVF) copolymers have been manufactured by reactive extrusion in presence of radical initiators: 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrogen chloride or 2,2'-azobis(isobutyronitrile). During extrusion the following parameters have been changed: screw speed, temperature profile and initiator type whereas constant weight ratio of the reaction components NVF/starch/water 40:100:34 was kept. Raw copolymerization products have been evaluated by solubility tests in alkali aqueous solution at pH 9.0. Contents of graft copolymer in raw copolymerization products have been determined on a basis of extraction with water/ethanol mixture in the ratio of 70:30. FT-IR spectra of starch-g-NVF copolymers have been recorded and polysaccharide chains were subjected to enzymatic degradation using a- and b-amylases. Residual poly(N-vinylformamide) (PNVF) chains were characterized via gel permeation chromatography. Molecular weights of grafted PNVF were compared with literature data of polyacrylamide chains grafted on potato starches.

PL

W obecności inicjatorów rodnikowych: dichlorowodorku 2,2'-azobis(2-metylopropionamidyniowego) (AAPH) lub 2,2'-azobis(izobutyronitrylu) (AIBN) otrzymywano kopolimery szczepione N-winyloformamidu (NVF) na skrobi ziemniaczanej. W toku reaktywnego wytłaczania zmieniano szybkość obrotową ślimaków, profil temperaturowy (rys. 1) oraz rodzaj inicjatora, stały natomiast był stosunek masowy NVF/skrobia/woda 40:100:34. Badano rozpuszczalność w lekko alkalicznym roztworze wodnym (pH 9,0) surowych produktów kopolimeryzacji. Zawartość kopolimeru szczepionego w surowych kopolimerach określano na podstawie ekstrakcji mieszaniną woda/etanol (70:30) (tabela 1). Rejestrowano też widma FT-IR kopolimerów skrobia-g-NVF (rys. 2), a część polisacharydową kopolimerów poddano degradacji enzymatycznej za pomocą a- i b-amylaz. Pozostałe po degradacji enzymatycznej łańcuchy poli(N-winyloformamidowe) (PNVF) charakteryzowano metodą chromatografii żelowej (GPC) (rys. 3). Oznaczone wartości liczbowo średnich mas molowych naszczepionego PNVF porównywano z literaturowymi danymi dotyczącymi łańcuchów poliakryloamidu szczepionego na skrobi ziemniaczanej (tabela 2).

4

The growth of Thermomyces lanuginosus (TSIKL.) isolates from garden composts and coffee beans on cellulose substrates and xylan at various water activity

Markowska-Szczupak A., Ulfig K., Janda K.

Archives of Environmental Protection

|

2012

|

Vol. 38, no. 3

73-80

EN

The study was to determine the effect of water activity (0.850; 0.900; 0.950; 0.995; and 0.999 aw) on the growth of T. lanuginosus on solid media containing different cellulose substrates (crystalline cellulose, carboxymethyl cellulose – CMC, filter paper, and sawdust) and xylan. The growth of isolates from coffee beans and garden composts were compared. All isolates did not grow on media with aw < 0.950. On media with aw > 0.950, the hydrolysis zones were only observed on xylan and CMC. The highest daily growth and hydrolysis zone rates were mostly obtained at 0.995 aw and the lowest values were observed at 0.950 aw. The coffee beans isolates at 0.950 aw had the CMC hydrolysis coefficient 1.7-times higher than that for xylan. The fungal growth (FG) coefficient data indicate that the coffee beans isolates were able to utilize CMC and crystalline cellulose for growth and the highest growth rate was obtained at 0.999 aw. Subsequently, the compost isolates were able to grow on all substrates but the highest growth rate was obtained on CMC at 0.950 and 0.999 aw. Thus, coffee beans and composts provide T. lanuginosus isolates with various growth and hydrolytic zone rates in the range of 0.950-0.999 aw.

PL

Badano wpływ różnych aktywności wody aw (0,850; 0,900; 0,950; 0,995; 0,999) na wzrost grzyba Thermomyces lanuginosus (Tsikl.) na pożywkach zawierających różne źródła celulozy (celulozę krystaliczną, karboksymetylocelulozę – CMC, bibułę fi ltracyjną i trociny) oraz ksylan. W badaniach wykorzystano szczepy T. lanuginosus wyizolowane z zapleśniałego ziarna kawy i kompostu. Całkowita inhibicja wzrostu dotyczyła pożywek o aktywności wody aw < 0,950. Strefa hydrolizy obserwowana była jedynie na pożywkach o aktywności wody aw > 0,950, zawierających ksylan lub CMC. Największe wartości dziennego przyrostu kolonii i strefy hydrolizy obserwowano przy aktywności wody w pożywce wynoszącej 0,995, a najmniejsze przy aw = 0,950. Szczepy T. lanuginosus wyizolowane z kawy, na pożywkach o aw = 0,950 charakteryzowały się 1,7 razy wyższym współczynnikiem hydrolizy celulozy w stosunku do ksylanu. Na podstawie współczynnika wzrostu grzybów (FG) stwierdzono, że szczepy z kawy są zdolne do przetwarzania celulozy krystalicznej i CMC na pożywkach o wysokiej aktywności wody (0,999). Szczepy z kompostu rosły na wszystkich badanych źródłach celulozy i ksylanu, przy czym najlepsze parametry wzrostu uzyskiwano na pożywkach o aktywności wody 0,950 i 0,999.

5

Narażenie zawodowe na aerozol bakteryjny i grzybowy pracowników składowiska odpadów komunalnych na przykładzie składowiska w Sosnowcu

Pastuszka J. S., Ulfig K., Wlazło A., Brągoszewska E.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2011

|

Vol. 45, nr 3

103-113

PL

Celem pracy było określenie mikrobiologicznej jakości powietrza na stanowiskach pracy na niedużym składowisku odpadów komunalnych w Sosnowcu, w tym jakości powietrza wewnętrznego w budynku administracyjnym stojącym na terenie składowiska. Wykazano, że pracownicy składowiska są narażeni na wysokie poziomy stężeń bioaerozoli w zakresie od 103 do 105 CFU/m3. Bioaerozol ten składa się gram-ujemnych i z gram-dodatnich bakterii, jak również z grzybów mikroskopijnych, głównie z Cladosporium. W drugiej części artykułu przedyskutowano ryzyko zdrowotne pracowników składowiska związane z ich narażeniem na zawarte w powietrzu żywe bakterie i grzyby.

EN

The aim of this work was to assess the microbiological air quality in the work places in the small municipal landfill in Sosnowiec, including indoor air in the administrative building, located in the area of this landfill. It was found that the landfill workers are exposed to the high levels of bioaerosol ranging from 103 to 105 CFU/m3. This bioaerosol is composed of Gram-negative and Gram-positive bacteria as well as fungi - mostly Cladosporium. The health risk of the landfill workers related with their exposure to alive airborne bacteria and fungi has been discussed in the second part of this paper.

6

Charakterystyka mikrobiologiczna odcieków ze składowisk odpadów komunalnych

Lucyga A., Płaza G., Matejczyk M., Ulfig K.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2011

|

Vol. 45, nr 2

50-59

PL

Istotny problem na składowiskach odpadów stwarzają powstające odcieki. Stanowią one poważne zagrożenie dla środowiska przyrodniczego, szczególnie na składowiskach dzikich oraz tych, które nie posiadają membran uszczelniających i drenażu. Skład powstałych odcieków jest odzwierciedleniem przemian i reakcji, które zachodzą w złożu i aktywności mikrobiologicznej odpadów. Negatywny wpływ odcieków ze składowisk wynika z ilości zanieczyszczeń w nich występujących. Szczególnie uciążliwe dla środowiska są metale ciężkie, substancje toksyczne i mutagenne oraz związki trudno biodegradowalne. Oprócz dużego ładunku zanieczyszczeń chemicznych, odcieki zawierają znaczną ilość zanieczyszczeń mikrobiologicznych, które stanowią potencjalne źródło skażenia wód gruntowych i powierzchniowych, zlokalizowanych w pobliżu składowisk odpadów. W artykule przedstawiono charakterystykę mikrobiologiczną odcieków ze składowisk odpadów komunalnych z terenu województwa śląskiego. Badano ilościowy i jakościowy skład mikroorganizmów (bakterii i grzybów) w odciekach. Wykazano, że badane odcieki zawierały bakterie mezofile i psychrofilne, bakterie z grupy coli i coli fekalne, tlenowe, jak i beztlenowe bakterie tworzące spory, w tym Clostridium perfringens oraz grzyby mikroskopowe należące do gatunków: Penicillium simplicissimum, Trichoderma viride, Penicillium citrinum, Penicillium purpurogenum, Cladosporium sphaerospermum.

EN

Lecheates from municipal landfills cause an important problem. Lecheates represent a serious threat to the natural environment, particularly at uncontrolled landfills and those that do not have a membrane sealing and a drainage system. The composition of lecheates reflects the changes and reactions which occur in the deposit and the microbial activity of waste. The amount of pollutants found in landfill lecheates make them particularly hazardous. Heavy metals, toxic, mutagenic and hardly biodegradable compounds are especially burdensome for the environment. The purpose of this study was to investigate lecheates of municipal landfills from the Silesia region by evaluating their microbiological parameters. Quantitative and qualitative composition of microorganisms inhabiting landfill lecheates was investigated. The analyses showed that landfill lecheates were contaminated with: psychrophilic and mesophilic bacteria, coliform bacteria and fecal coliforms, aerobic spore-forming-bacteria, anaerobic spore-forming-bacteria, including Clostridium perfringens, and with microscopic fungi (Penicillium simplicissimum, Trichoderma viride, Penicillium citrinum, Penicillium purpurogenum, Cladosporium sphaerospermum).

7

A preliminary study on antifungal effect of TiO2-based paints in natural indoor light

Markowska-Szczupak A., Ulfig K., Grzmil B., Morawski A. W.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2010

|

Vol. 12, nr 4

53-57

EN

The antifungal activity of four commercial photocatalytic paints (KEIM Ecosil ME, Titanium FA, Photo Silicate and Silicate D) in natural indoor light was investigated. The paints contained TiO2 in rutile and anatase crystalline forms as evidenced by means of the X-ray diffraction analysis. In most cases the paints inhibited growth of fungi viz. Trichoderma viride, Aspergillus niger, Coonemeria crustacea, Eurotium herbariorum, and Dactylomyces sp . The KEIM Ecosil ME paint displayed the highest antifungal effect in the light, which could be explained with the highest anatase content. The paint antifungal activity and the fungal sensitivity to the TiO2- mediated photocatalytic reaction both decreased in the following orders: KEIM Ecosil ME > Titanium FA > Photo Silicate > Silicate D and T. viride > Dactylomyces sp. > A. niger > E. herbariorum.

8

Próby wykorzystania mikroflory grzybowej w procesie bioługowania miedzi

Wesołowska K., Fijałkowska A., Ulfig K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2009

|

z. 56 [268]

121-127

PL

W pracy przedstawiono możliwości bioługowania miedzi z wybranych niskojakościowych surowców metalonośnych. W badaniach wykorzystano grzyby mikroskopijne, które pozyskano z terenów przemysłu metali nieżelaznych. Stwierdzono, że mikroflorę autochtoniczną wyizolowaną z materiałów poflotacyjnych stanowią głównie grzyby. Identyfikacja pozyskanych szczepów wskazuje na obecność: Penicillium spp., Penicillium nidulans, Emericella nidulans, Paecilomyces varioti. Na podstawie wykonanych badań wykazano możliwość prowadzenia procesów grzybowego ługowania metali w środowisku alkalicznym. Zastosowanie mikroflory grzybowej oraz właściwy dobór bioreaktora i warunków procesowych mogą stać się korzystną alternatywą odzysku metali z koncentratów i odpadów poflotacyjnych, w porównaniu z dobrze poznanym bioługowaniem z udziałem bakterii kwasolubnych.

EN

The paper presents possibilities of copper bioleaching from selected low-quality metalbearing materials using autochthonous, microscopic fungi from industrial areas. Microbiological experiments for isolation and adaptation of microflora which inhabits area of non-ferrous industry were conducted. It was found out that autochthonous microflora isolated from flotation tailings is mainly composed of microscopic fungi. The identification of the collected strains shows presence of: Penicillium spp., Penicillium nidulans, Emericella nidulans, Paecilomyces varioti. Collected from the environment microscopic fungi were used, in a form of biopreparations, in laboratory tests for copper bioleaching. In the result of the conducted experiments possibility for running processes of metals leaching with fungi in alkaline environment was demonstrated. The highest efficiency in copper leachability was at the level of about 30%. Application of microscopic fungi and proper selection of bioreactor and process conditions can present an advantageous alternative for metals recovery from concentrates and flotation tailings.

9

Wpływ wielościennych nanorurek węglowych na wzrost bakterii z rodzaju Bacillus i produkcję biosurfaktantów

Płaza G., Kowalska E., Radomska J., Czerwosz E., Jangid K., Gawior K., Ulfig K., Janda-Ulfig K.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

Vol. 31, nr 1

21-24

PL

Celem badań była ocena wzrostu oraz zdolności do produkcji biosurfaktantów trzech szczepów bakterii z rodzaju Bacillus hodowanych w obecności wielościennych nanorurek węglowych. W wyniku badań stwierdzono, że bakterie te bardzo dobrze rosły w obecności nanorurek węglowych oraz produkowały biosurfaktanty. Wytworzone przez bakterie biosurfaktanty powodowały dyspersję nanorurek węglowych w hodowlach płynnych. Wielościenne nanorurki węglowe nie wpływały na morfologię i wzrost bakterii, stymulowały jednak tworzenie przetrwalników. Badania obejmowały również ocenę właściwości produkowanych biosurfaktantów przez bakterie rosnące w obecności nanorurek węglowych, tj. napięcia powierzchniowego, zdolności emulgujących i pieniących. Nie stwierdzono wpływu badanych nanorurek węglowych na właściwości powierzchniowe biosurfaktantów produkowanych przez te bakterie. Biosurfaktanty zmniejszały napięcie powierzchniowe, miały zdolności emulgujące w stosunku do wybranych substancji/mieszanin hydrofobowych oraz zdolności pieniące porównywalne z próbką kontrolną.

EN

Three bacterial strains of the genus Bacillus were tested in order to ascertain how the presence of nanotubes in the culture medium influenced their growth, as well as their ability to produce biosurfactants. It was found that the bacteria grew very well in the presence of the nanotubes, and that they were capable of producing biosurfactants. The biosurfactants synthesized by the bacteria accounted for the dispersion of the carbon nanotubes in liquid cultures. Although the multiwalled carbon nanotubes did not affect the morphology or the growth of the bacteria, they were found to stimulate endospore production. The objective of the study was also to assess the properties of the biosurfactants produced by the bacteria growing in the presence of the carbon nanotubes, i.e. surface tension, emulsification and foamability. The nanotubes examined were found to exert no influence on the surface activity of the biosurfactants produced by the bacteria. The biosurfactants reduced surface tension, showed emulsifying properties towards some hydrophobic substances/mixtures, and displayed foamabilities comparable to those of the control.

10

Susze ziołowe i przyprawy jako źródło mikotoksyn

Janda-Ulfig K., Ulfig K.

Przemysł Spożywczy

|

2008

|

T. 62, nr 3

36-38

PL

Suszone rośliny lecznicze są coraz powszechniej stosowane w profilaktyce i leczeniu wielu schorzeń. Polska, przetwarzająca rocznie 15-20 tys. t surowców zielarskich, jest liderem na światowym rynku. Mikrobiologiczne zanieczyszczenie suszonych roślin leczniczych i przypraw może być przyczyną ich biodeterioracji oraz obecności mikotoksyn. W artykule omówiono grzyby pleśniowe wyodrębnione z suszonych roślin leczniczych i przypraw oraz mikotoksyny, które organizmy te mogą syntetyzować.

EN

Microbial contamination of dried herbs and spices may results in biodeterioration of plant material and production of micotoxins. In this article moulds isolated from dried herbs and spices along with micotoxins are presented.

11

Sewage sludge particle size fractions affect keratinolytic and keratinophilic fungi

Ulfig K., Płaza G., Terakowski M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2006

|

Vol. 32, no. 4

43-52

EN

Previous studies indicated that particle size distribution affects the composition of keratinolytic and keratinophilie fungi in sewage sludge. The present study was to determine the composition of these fungi in sludge particle size fractions (> 1, 1-0.5, 0.5-0.25, 0.25-0.125, 0.125-0.063, 0.063-0.032 and < 0.032 mm) in a model experiment. In the original sludge sample and its fractions, the composition of keratinolytic and keratinophilie fungi was determined by using the hair baiting method. The composition of actidione-resistant fungi was also determined by using the dilution method and the Wiegand medium supplemented with chloramphenicol (100 mg/dm') and actidione (500 mg/dm'). The number of keratinolytic and keratinophilie fungi isolated by the hair baiting method was lower in fractions than in the original sludge sample. In contrast, fungal quantities obtained by the dilution method were higher in fractions than in the original sludge sample. Qualitative differences were also observed. The conclusion was that nutrient factors associated with sludge particle size fractions, chiefly total sulfur content and C:S ratio, affected the composition of keratinolytic and keratinophilie fungi in the sludge more than the fungal propagule quantities (inocula).

PL

Wcześniejsze badania wykazały, że skład ziarnowy wpływa na grzyby keratynolityczne i keratynofilne w osadach ściekowych. Niniejsza praca miała na celu określenie składu ilościowego i jakościowego powyższych grzybów we frakcjach osadu ściekowego (> 1, 1-0,5, 0,5-0,25, 0,25-0,125, 0,125-0,063, 0,063-0,032 i < 0,032 mm) w doświadczeniu modelowym. W oryginalnej próbce osadu ściekowego i w jej frakcjach skład grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych oznaczano metodą przynęty włosowej. Z kolei skład grzybów aktidiono-opornych określono metodą rozcieńczeń, wykorzystując pożywkę Wieganda z dodatkiem chloramfenikolu (100 mg/dm') i aktidionu (500 mg/dm'). Liczba grzybów keratynolitycznych i keratynolitycznych była niższa we frakcjach niż w próbce oryginalnej osadu ściekowego. Liczba grzybów aktidiono-opornych była natomiast wyższa we frakcjach niż w próbce oryginalnej. Obserwowano również różnice jakościowe. Wyciągnięto wniosek, że składniki odżywcze, głownie zawartość siarki i stosunek C:S miały większy wpływ na skład grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych niż liczba propagul grzybowych (wielkość inokulum) w osadzie ściekowym.

12

Ex-Situ bioremediation of trichloroethylene (TCE) contaminated soil under anaerobic conditions

Worsztynowicz A., Rzychoń D., Siobowicz T., Iwaszenko S., Płaza G., Ulfig K.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2005

|

Vol. 31, no. 3

89--98

EN

TCE artificially contaminated soil was cleaned under anaerobic, reductive conditions. A laboratory scale treatability studies were carried out to determine optimal physico-chemical and microbiological parameters for bioremediation process. Upon treatability studies results a sewage sludge mixture was chosen as a microorganism's source. The chlorinated solvents contaminated soil bioreactor (CSCS bioreactor) was designed and built. It consists of a 6 m3 reactor vessel, a gas recirculation system, a leachate recirculation system and a data acquisition system. The bioreactor vessel was designed as a continuous gas flow packed bed reactor. During 210 days 4 Mg of soil containing approximately 350 mg TCE/kg of soil has been completely remediated under anaerobic conditions. The obtained results indicate that the stepwise dechlorination of TCE to ETH occurs in the bioreactor. Increasing amounts of chloride in the leachate were correlated with dechlorination.

PL

Grunt, sztucznie skażony trichloroetylenem (TCE), został oczyszczony za pomocą bioremediacji przebiegającej w środowisku redukcyjnym, w warunkach beztlenowych. W celu określenia optymalnych parametrów procesu bioremediacji przeprowadzono badania laboratoryjne. Na ich podstawie wybrano mieszaninę osadów pochodzących ze ścieków komunalnych jako inoculum. Zaprojektowano i zbudowano bioreaktor przeznaczony do oczyszczania gruntu z rozpuszczalników chlorowanych. Jego komora o objętości 6 m3, została wyposażona w układy recyrkulacji gazu i odcieku oraz system akwizycji danych pomiarowych. Bioreaktor pracował jako reaktor ze złożem stałym o ciągłym przepływie gazu. Podczas 28 tygodni 4 Mg gruntu skażonego trichloroetylenem o stężeniu 350 mg/kg gruntu zostały całkowicie oczyszczone w warunkach beztlenowych. Oznaczone w próbkach gazowych i ciekłych stężenia TCE, dichloroetylcnu (DCE), chlorku winylu (VC) i etylenu (ETH) wskazują, że w bioreaktorze nastąpiła stopniowa dehalogenacja trichloroetylenu do etylenu. Potwierdza to również wzrastające stężenie jonu chlorkowego w odcieku.

13

Czynniki wpływające na występowanie grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych w osadach ściekowych

Ulfig K.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2003

|

Z. 328

3-143

PL

Ze względu na zasobność w mikro- i makroelementy, przede wszystkim w węgiel, azot, fosfor i potas, jak również z uwagi na właściwości strukturotwórcze i zwiększające stabilność agregatów glebowych osady ściekowe wykorzystywane są do użyźniania i rekultywacji gleb. Osady te zawierają jednak wiele szkodliwych składników oraz organizmów chorobotwórczych. Powoduje to, że przyrodnicze wykorzystanie osadów wiąże się z koniecznością wnikliwej oceny zagrożenia sanitarnego. Występowanie chorobotwórczych bakterii, wirusów, pierwotniaków i robaków w osadach ściekowych zostało już stosunkowo dobrze przebadane. Niewiele wiadomo jednak na temat występowania grzybów chorobotwórczych w tym środowisku. W dotychczasowych badaniach nie brano pod uwagę wyjątkowej zasobności osadów ściekowych w substraty keratynowe ludzkiego i zwierzęcego pochodzenia, głównie w widoczne nawet gołym okiem włosy. Wiadomo, że grzyby keratynolityczne są wyspecjalizowane w rozkładzie keratyny -podstawowego składnika powyższych substratów. Grzybom keratynolitycznym towarzyszą na substratach keratynowych grzyby keratynofilne o mniejszym stopniu specjalizacji pokarmowej. W korzystnych warunkach środowiskowych duża ilość substratów keratynowych pociąga za sobą obfity wzrost powyższych grzybów. Stwarza to unikatową możliwość przebadania wpływu czynników środowiskowych na skład ilościowy i jakościowy grzybów. Grzyby keratynolityczne i keratynofilne posiadają właściwości chorobotwórcze lub potencjalnie chorobotwórcze dla ludzi i zwierząt. Wiele tych grzybów ma również właściwości toksynotwórcze. Poznanie czynników wpływających na występowanie grzybów w osadach ściekowych na terenie oczyszczalni i poza nią - w rekultywowanych glebach - ma więc znaczenie epidemiologiczne i ekologiczne. Ze względu na szerokie wykorzystanie osadów do użyźniania i rekultywacji gleb, poważne luki w naszej wiedzy na temat występowania grzybów chorobotwórczych w osadach ściekowych oraz ich ekologii, jak również z uwagi na wzrastającą w ostatnich latach liczbę grzybic oportunistycznych podjęto niniejsze badania. Celem badań było określenie składu ilościowego i jakościowego grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych w osadach ściekowych. W szczególności praca miała określić wpływ procesów oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych oraz czynników fizyczno-chemicznych i mikrobiologicznych na powyższe grzyby w środowisku osadów. Przeprowadzono również ocenę przydatności składu grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych, jako wskaźników procesów technologicznych oraz stopnia stabilizacji i higienizacji materii organicznej osadów ściekowych. Wyniki badań mogą stanowić pewien przyczynek do oceny zagrożenia zdrowia człowieka i środowiska ze strony grzybów chorobotwórczych obecnych w osadach ściekowych. Badania dotyczyły osadów ściekowych będących końcowym produktem w procesie oczyszczania ścieków i przeróbki osadów na terenie oczyszczalni. Składały się z dwóch części. Najpierw przebadano skład grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych w 21 osadach ściekowych pochodzących z 16 komunalnych oczyszczalni ścieków i stosujących różne technologie oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych. Grzyby badano metodą przynęty włosowej, przy czym zastosowano cztery temperatury hodowli (23, 29, 33 i 37°C). Uzyskane dane poddano analizie statystycznej, która wskazała najważniejsze czynniki wpływające na skład ilościowy i jakościowy powyższych grzybów w osadach ściekowych. Następnie przeprowadzono doświadczenia modelowe, których celem było potwierdzenie kilku najważniejszych zależności zaobserwowanych w toku analizy statystycznej. Przeprowadzono również doświadczenie, którego celem było określenie wpływu higienizacji przy użyciu wapna palonego na grzyby keratynolityczne i keratynofilne w osadzie modelowym. Badania wykazały, że osady ściekowe charakteryzują się bogatą florą grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych. Skład powyższych grzybów w środowisku osadów jest odzwierciedleniem zarówno stosowanych technologii oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych, jak i oddziaływania różnych „kombinacji" czynników fizyczno-chemicznych i mikrobiologicznych, charakterystycznych dla danej aglomeracji miejskiej, oczyszczalni lub grupy oczyszczalni. Do najważniejszych czynników wpływających na grzyby zaliczono: temperaturę i odczyn, zawartość azotu amonowego i aktywność proteolityczną, zawartość węgla organicznego i azotu ogólnego oraz stosunek C:N, zawartość siarki ogólnej i stosunek C:S, zawartość fosforu przyswajalnego i skład granulometryczny. Badania potwierdziły słuszność podziału badanych grzybów na keratynolityczne i keratynofilne. Grzyby keratynolityczne oddziaływają antagonistyczne na grzyby keratynofilne na włosach. Grzyby keratynołityczne preferują osady o odczynie alkalicznym i obojętnym, grzyby keratynofilne - osady o odczynie kwaśnym. Azotany ograniczają lub eliminują wzrost grzybów keratynolitycznych, siarczany - wywierają taki wpływ na grzyby keratynofilne. Grzyby keratynolityczne charakteryzują się większą tolerancją wobec czynników środowiskowych niż grzyby keratynofilne. Wyniki badań świadczą również o przewadze czynników środowiskowych nad wielkością inokulum (liczbą propagul w osadach ściekowych) w kształtowaniu składu grzybów keratynolitycznych na włosach. Wzajemne stosunki ilościowe pomiędzy Trichophyton terrestre z teleomorfem Arthroderma ąuadrifidum i innymi dermatofitami geofilnymi a grzybami z rodzaju Chrysosporium (zwłaszcza Chrysosporium keratinophilum) odzwierciedlają zmiany zawartości azotu amonowego i odczynu (intensywność procesu amonifikacji), stosunek C:N, zawartość iłu koloidalnego i stopień uwodnienia osadów ściekowych. Występowanie grzybów z rodzaju Chrysosporiitm w osadach ściekowych związane jest przede wszystkim z wysoką zawartością azotu amonowego a nie - jak wcześniej sądzono -z alkalicznym odczynem. Chrysosporiitm keratinophilum, Chrysosporium an. Aphanoascus clathratus i - być może - kilka innych gatunków należy zaliczyć do grupy tzw. „ammonia fungi", obejmującej grzyby saprofityczne i mikoryzowe o wysokiej aktywności w środowisku bogatym w azot amonowy. Skład badanych grzybów może być wskaźnikiem stopnia stabilizacji materii organicznej osadów ściekowych zarówno w znaczeniu technologicznym, jak i w aspekcie mikrobiologicznych przemian związków organicznych. Ze względu na korelacje z NPL bakterii z grupy coli typu kałowego skład grzybów keratynolitycznych może być również zgrubnym wskaźnikiem stopnia higienizacji osadów ściekowych. Opisane w pracy zależności mogą być wykorzystane zarówno w stosunku do osadów na terenie oczyszczalni, jak i w praktyce rekultywacyjnej. Zmiany składu grzybów keratynolitycznych wywołane przez czynniki środowiskowe charakteryzują się pewną inercją, tzn. utrzymują się przez pewien okres czasu po zadziałaniu danego czynnika. Widać to było wyraźnie na tle obniżenia się stężeń azotu amonowego i pH. W osadach ściekowych głównym zagrożeniem dla zdrowia (w sensie mikologicznym) są grzyby oportunistyczne a zwłaszcza dermatofit geofilny Microsporum gypseum i gatunek keratynofilny Pseudailescheria boydii. Higienizacja osadu przy użyciu wapna palonego (pH>12 przez co najmniej 2 godziny i pH>11,5 przez kolejne 22 godziny) może być zabiegiem ograniczającym (przynajmniej na pewien okres czasu, uzależniony od obniżenia się wartości pH) zagrożenie epidemiologiczne ze strony grzybów keratynolitycznych, nie obniża jednak zagrożenia ze strony niektórych gatunków keratynofilnych. W świetle przedstawionych w tej pracy danych ignorowanie grzybów chorobotwórczych, jako elementu zagrożenia zdrowotnego i środowiskowego w przypadku stosowania osadów ściekowych do rekultywacji i użyźniania gleb jest podejściem nieuzasadnionym i błędnym. Z podejściem takim mamy niestety do czynienia zarówno w pracach amerykańskich, jak i europejskich. Przyszłe badania grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych w osadach ściekowych powinny się koncentrować na następujących kierunkach: 1. Opracowaniu metody oznaczania bezwzględnej liczby propagul grzybowych zdolnych do atakowania włosów; 2. Kontynuowaniu doświadczeń modelowych mających na celu określenie wpływu czynników środowiskowych na grzyby, zwłaszcza na gatunki chorobotwórcze; oraz 3. Oszacowaniu zagrożenia zdrowotnego i środowiskowego za strony grzybów chorobotwórczych w osadach ściekowych i glebach rekultywowanych osadami ściekowymi. W ostatnim kierunku badań szczególnego znaczenia nabiera określenie fizjologicznych, biochemicznych i genetycznych właściwości grzybów, determinujących ich wirulencję. Można sądzić, że wiedza ta pozwoli na opracowanie metod umożliwiających modyfikowanie, przewidywanie i kontrolowanie zmian w populacjach grzybów chorobotwórczych w osadach ściekowych, glebach rekultywowanych tymi odpadami i innych środowiskach. Ze względu na zdolność grzybów keratynolitycznych i keratynofilnych do produkcji miko toksyn i antybiotyków oraz odporność tych grzybów na metale ciężkie i ksenobiotyki duże znaczenie mają badania ekotoksykologiczne. Należy również prowadzić badania zmierzające do wykorzystania grzybów oportunistycznych, jako wskaźników stanu zdrowotnego gleby.

EN

Sewage sludges are used for soil fertilization and reclamation, because of the abundance of micro- and macro-elements (mainly carbon, nitrogen, phosphorus, and potassium), and the structure forming and soil aggregate stability-increasing properties. However, sludges contain many harmful components, including pathogenic organisms. Therefore, their land use must be preceded with thorough assessment of human/environmental health risks. The incidence of pathogenic bacteria, viruses, protozoa and helminths has been relatively well recognized. However, still little is known on the factors affecting the incidence of pathogenic fungi in the sludge environment. One special property, which has not been considered in previous studies, is that the exceptional abundance of keratinous substrata of human and animal origin (mainly hair observed even with naked eye) characterizes sewage sludges. It is known that keratinolytic fungi are specialized in degradation of keratin, which is the main component of keratinous substrata. On the substrata, keratinophilic fungi, with lower nutritional specialization, accompany keratinolytic fungi. Under favorable environmental conditions, high quantities of keratinous substrata imply the abundant growth of both fungal groups. This provides a unique opportunity for studying the influence of environmental factors on fungal qualitative and quantitative composition. Keratinolytic fungi and many keratinophilic species posses pathogenic or potential pathogenic properties to animals, including humans. Many fungi are also toxin and antibiotic producers. Therefore, recognition of the factors influencing the incidence of the fungi in sewage sludge on a wastewater treatment plant area and in sludge-reclaimed soil is of epidemiological and ecological significance. Due to the frequent land use and serious gaps in our knowledge on the ecology of keratinolytic and keratinophilic fungi in sewage sludge and other environments, and due to the increasing number of opportunistic mycoses, the present study was performed. The goal of the study was to determine the composition of keratinolytic and keratinophilic fungi in sewage sludge. In particular, the study was to determine the influence of wastewater/sludge treatment technologies along with physico-chemical/microbiological factors on these fungi in the sludge environment. The evaluation also was performed whether fungal composition could be an indicator of technological, organic matter stabilization, and sludge hygienic improvement processes. Results were to contribute to the assessment of human health and environmental risks posed by pathogenic fungi in sewage sludge and sludge-reclaimed soils. Sewage sludges being the final products of wastewater/sludge treatment processes at wastewater treatment plants were examined in the study. The study consisted of screening and model experimental parts. In the screening part, 21 sludges from 16 municipal wastewater treatment plants using different wastewater/sludge treatment technologies were examined for keratinolytic and keratinophilic fungi and microbiological/physico-chemical properties. Keratinolytic and keratinophilic fungi were examined by means of the hair baiting method, with four incubation temperatures (23, 29, 33, and 37°C) used. Results were statistically analyzed in order to indicate the most important factors influencing the qualitative and quantitative composition of keratinolytic and keratinophilic in the sludges. In the model experimental part, experiments were performed to confirm several relationships observed in the screening part. An experiment to determine the influence of liming on keratinolytic and keratinophilic fungi in the model sludge also was performed. The results showed that the abundance of keratinolytic and keratinophilic fungi generally characterizes sewage sludges. The fungal composition in the sludge environment reflects both wastewater/sludge treatment technologies and the influence of different combinations of physico-chemical/microbiological factors, characteristic for a given urban agglomeration, plant or group of plants. The most important factors influencing fungal composition were as follows: temperature, pH, ammonium, proteolytic activity, organic carbon, total nitrogen and C:N ratio, total sulfur and C:S ratio, available phosphorus, and particle size distribution. The results confirmed the division of the examined fungi into keratinolytic and keratinophilic. Keratinolytic fungi are antagonistic to keratinophilic fungi on hair. Keratinolytic fungi prefer alkaline and neutral sludges, whereas keratinophilic fungi occur more frequently in acidic sludges. Nitrates limit or eliminate the growth of keratinolytic fungi, whereas sulfates act against keratinophilic fungi in such a way. Keratinolytic fungi are higher tolerant to environmental factors. The results testify to the superiority of environmental factors over inoculum (number of propagules in sludges determined on solid media) in determining the fungal composition on hair. The quantitative relations between Trichophyton terrestre with its teleomorph, Arthroderma quadrifidum, and other geophilic dermatophytes and Chrysosporium (Chrysosporium keratinophilum in particular) reflect changes in ammonium concentration and pH (ammonification process intensity), C:N ratio, colloidal loam quantity, and moisture. The occurrence of Chrysosporium is strongly associated with high ammonium concentration in sewage sludge; the influence of pH on the fungi is of secondary importance. Chrysosporium keratinophilum, Chrysosporium anamorph of Aphanoascus clathratus and maybe some other species should fall under the ammonia fungi group, which includes both saprophytic and mycorrhizal species with high activity in high ammonia concentration environments. The fungal composition can be the indicator of organic matter stabilization in both technological and organic matter transformation aspects. Due to correlations with MPNs of fecal coliforms, the fungal composition can also be a rough indicator of sludge hygienic status. The relationships can be used in relation to both sludges on wastewater treatment plant areas and in reclamation practice. Certain inertia characterizes the changes in the composition of keratinolytic fungi in sewage sludge, i.e., fungal changes caused by a given factor maintain for a certain time after the factor has acted. It was clearly observed when ammonia concentration and pH considerably decreased. In the mycological aspect, opportunistic fungi, geophilic dermatophyte Microsporum gypseum and keratinophilic Pseudallescheria boydii in particular pose the main risk to human health. Liming (pH>12 for at least 2 hours and pH>11,5 for the following 22 hours) limit (at least for a certain time, dependent on pH decrease) the epidemiological risk posed by keratinolytic fungi. However, liming does not decrease the risk posed by keratinophilic fungi. In the light of the data presented in this study, further disregarding pathogenic fungi as the element of public and environmental health risks during sewage sludge land use is unjustified and fallacious. Unfortunately, this approach dominates in both American and European studies. Future studies of keratinolytic and keratinophilic fungi in sewage sludge and other environments should focus on the following directions: 1. Establishment of a method for determination of the number of fungal propagules capable of attacking hair; 2. Continuation of model experiments to determine the influence of environmental factors on fungal species with ecological and epidemiological knowledge gaps; and 3. Eyaluation of human health/environmental risks posed by pathogenic fungi in sewage sludge and sludge-reclaimed soils. In the last direction, studying physiological, biochemical and genetic properties determining fungal virulence is of special significance. It is believed that the knowledge will allow establishment of methods for modification, predicting and controlling pathogenic fungi populations in sewage sludge, sludge-reclaimed soils and other environments. Due to the fungal ability to produce mycotoxins and antibiotics and resistance to heavy metals and xenobiotics, ecotoxicological studies arę of great concern. Opportunistic fungi should also be used as indicators of soil health.

14

Wpływ szczepionek grzybowych na ubytek zanieczyszczeń ropopochodnych z gleby

Przystaś W., Ulfig K., Miksch K., Witała A., Szdzuj J.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2003

|

Vol. 29, no. 4

115--123

PL

Celem pracy było określenie wpływu szczepionek, zawierających grzyby keratynolityczne auto- lub allochtonicznego pochodzenia, na stopień usunięcia węglowodorów ropopochodnych z gleby pokrytej i nie pokrytej włosami. Włosy stanowiły podstawowy substrat odżywczy dla grzybów keratynolitycznych i innych drobnoustrojów glebowych. Najwyższy ubytek węglowodorów stwierdzono w glebie zaszczepionej grzybami autochtonicznymi. Wynosił on 63,7 i 76,6% TPH odpowiednio w glebie z włosami i bez włosów. Najniższy stopień usunięcia zanieczyszczeń ropopochodnych zaobserwowano w glebie nie zaszczepionej grzybami (60,1%), identyczny dla próbek z włosami i bez włosów. Pod wpływem szczepionek zaszły istotne zmiany w składzie gatunkowym grzybów keratynolitycznych w glebie.

EN

The aim of this work was to determine the influence of native and alien keratinolytic fungi inocula on the petroleum hydrocarbon removal rate in soil covered and not covered with hair. The hair was the major nutrient for keratinolytic fungi and other soil microorganisms. The fungal inocula accelerated the petroleum hydrocarbon biodegradation process during the first month of the experiment. During the second month, TPH removal rates were similar for soil inoculated and not inoculated with fungi. The highest petroleum hydrocarbon removal rate was observed in soil inoculated with native fungal strains. The TPH removal rates were about 64% in soil covered with hair and 77% in soil not covered with hair. The lowest removal rate was observed in soil not inoculated with fungi (60%). The hair applied as additional nitrogen, sulfur and carbon source did not impact, or slightly inhibited, the petroleum hydrocarbon biodegradation process. The fungal inocula caused dramatic changes in soil fungal qualitative composition.

15

Wstępne badania usuwania węglowodorów ropy naftowej przez grzyby keratynolityczne

Przystaś W., Ulfig K., Miksch K., Grabowska I.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 45

195-202

PL

Powszechność skażenia środowiska glebowego ropą naftową skłania do poszukiwania nowych, bardziej efektywnych i tańszych metod jego remediacji. Do nich należą przede wszystkim metody biologiczne (bioremediacyjne) z wykorzystaniem naturalnej mikroflory środowiska. Większość dostępnych prac dotyczy udziału bakterii w biodegradacji węglowodorów ropopochodnych w środowisku. W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się jednak roli grzybów w powyższym procesie. Celem niniejszych wstępnych badań było określenie zdolności wybranych grzybów keratynolitycznych do usuwania węglowodorów ropy naftowej, jako jedynego źródła materii organicznej oraz podczas biodegradacji włosów.

EN

The widespread problem of environmental contamination with petroleum hydrocarbons implies the need to searching for new, more efficacious and inexpensive environmental remediation methods. These methods chiefly include bioremediation technologies employing natural microflora. The majority of available papers have concerned the contribution of bacteria to the biodegradation of petroleum hydrocarbons in the environment. In recent years, however, more attention has been paid for the role of fungi in the above process. This preliminary study was to determine the ability of selected keratinolytic fungi to remove petroleum hydrocarbons as a sole source of organic matter and during hair biodegradation.

16

Bioremediacja gleby zanieczyszczonej ropopochodnymi w obecności związków powierzchniowo czynnych

Rzychoń D., Worsztynowicz A., Adamski M., Iwaszenko S., Ulfig K., Łukasik K., Tien A.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 45

183-193

PL

Przetestowano metodę zwiększenia efektywności prowadzenia procesu oczyszczania gleby zanieczyszczonej substancjami ropopochodnymi przy pomocy dodatku środków powierzchniowo czynnych. Wyniki uzyskane w badaniach kolumnowych i terenowych wskazują, że surfaktanty mogą istotnie zwiększyć dostępność zanieczyszczeń dla bakterii.

EN

Method aimed at the increase of soil cleaning effectiveness by means of surfactant in the case of soil contaminated with petrochemical was tested. Results of the column and field research show that the surfactants can significantly increase the contaminant availability for bacteria.

17

Badania wstępne nad usuwaniem węglowodorów ropopochodnych przez Trichophyton ajelloi szczep R66 w czasie biodegradacji keratyny

Ulfig K., Płaza G., Wypych J., Łukasik K., Dziewięcka B., Mańko T., Krajewska J., Terakowski M., Staszewski T.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 45

101-108

PL

Zaobserwowano, że podczas biodegradacji keratyny włosów przez szczep Trichophyton ajelloi R66 następował wyraźny ubytek masy dodanych do pożywki węglowodorów ropopochodnych, takich jak: ropa naftowa, pristan i heksadekan. Wyniki potwierdzają istnienie procesów enzymatycznej hydrolizy keratyny, sulfitolizy i alkalizacji pożywki przez szczep R66. Wskazują również, że obecność węglowodorów w pożywce zwiększyła wydajność powyższych procesów.

EN

Distinct mass losses of petroleum hydrocarbons such as petroleum, pristane and hexadecane, added to the medium, were observed during the biodegradation of children's hair keratin by the strain Trichophyton ajelloi R66. The results confirmed the processes of keratin enzymatic hydrolysis, sulfitolysis and alkalisation of the medium by this strain. The presence of petroleum hydrocarbons in the medium made these processes more efficacious.

18

Organizmy genetycznie modyfikowane - sprzymierzeńcy czy wrogowie?

Płaza G., Ulfig K.

Problemy Ekologii

|

2000

|

R. 4, nr 6

238-244

PL

W ostatnich latach biotechnologia jest zdominowana przez inżynierię genetyczną i techniki rekombinacji DNA. Przy użyciu tych metod, naukowcy rozpoczęli manipulacje materiałem genetycznym tworząc "nowe organizmy" o specyficznych cechach, nazwane organizmami genetycznie modyfikowanymi (GMOs). Obecnie, organizmy te odgrywają istotną rolę w różnych dziedzinach naszego życia, np. w produkcji żywności lub ochronie środowiska. W krajach Unii Europejskiej, dwie Dyrektywy Komisji Europejskiej 90/219 i 90/220 określają zasady postępowania z organizmami genetycznie modyfikowanymi. Zgodnie z tymi regulacjami, produkty spożywcze powstałe przy udziale GMOs muszą być znakowane. W artykule przedstawiono krótką historię biotechnologii, udział GMOs w naszym życiu, technikę ich powstawania oraz jedną z metod ich identyfikacji - PCR (metoda enzymatycznego powielania fragmentów DNA).

EN

The last years biotechnology has been dominated by genetic engineering or recombinant DNA techniques. Using these methods, scientists can directly manipulate the genetic material - creating "new organisms" with special properties. The products have been name genetically modified organisms (GMOs). Today, these organisms play a very important role in various sectors of our life, specially in: food production and environmental protection. In the EU countries Directives 90/219 and 90/220 deal with the rules of biosafty of humans, protection of the environmental and GMOs introduction into the environment. According to the European regulation, the new foodstuff made from GMOs must be labelled. Short history of biotechnology, some GMOs (crops) and their creation, and detection have been presented. To identification of GMOs in our life PCR method is used. This highly sensitive and fast method offers the advantage of detecting DNA molecules which are more thermostable than proteins.

19

Mikrobiologiczna jakość powietrza w pomieszczeniach administracyjno-biurowych wysypiska odpadów komunalnych, na przykładzie Miejskiego Zakładu Składowania Odpadów w Sosnowcu

Lis D., Pastuszka J. S., Ulfig K.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

1999

|

Vol. 33 nr 5

199-202

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów poziomów stężeń aerozolu bakteryjnego i mikro grzybowego, oraz identyfikacji gatunkowej izolowanych grzybów ciepłolubnych, występujących w pokojach biurowych, zlokalizowanych na terenie Miejskiego Zakładu Składowania Odpadów w Sosnowcu. Na podstawie badań własnych oraz danych literaturowych dokonano oceny wpływu wysypiska odpadów komunalnych na mikrobiologiczną jakość powietrza w badanych pokojach.

EN

The results of the bacterial and fungal aerosol concentration measurements and the composition of thermophilic fungal flora occuring in office rooms, located in the area of the municipal waste ladfiil in Sosnowiec, are presented. On the basis of the obtained results and the literature data, the influence of the minucipal waste landfilI on the microbiological air quality in the investigated rooms was assessed.