Water-miscible metalworking fluids are an essential component of many manufacturing processes. During their lifetime they are subject to permanent changes in their physical and chemical characteristics. Due to their high content of water and their chemical composition in use, metalworking fluids (MWF) are prone to microbial life, i.e. the proliferation of bacteria and fungi. The microbial activity leads to significant changes in the chemical composition of the MWF, which can result in the loss of their technical properties. This paper briefly discusses the influences of microbial contamination on the technical quality of MWF and presents common monitoring systems for the detection of microorganisms. Finally, measures are described that can be taken to protect MWF from damage caused by high microbial loads in daily practice. In a short outlook, alternative research approaches are mentioned that aim at sustainable use of MWF.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Biofilmy w sieci dystrybucji można zdefiniować jako niepożądane nagromadzenie materiału biologicznego na różnych powierzchniach instalacyjnych, co niesie ze sobą poważne konsekwencje związane ze zmianą barwy, zapachu i smaku wody, a także ze stopniowym niszczeniem materiału rur i złączek. Początkowe próby rozwiązywania problemu biofilmów obejmowały stosowanie zbiorników sedymentacyjnych oraz czyszczenie sieci dystrybucji. Na przełomie XIX i XX wieku zaczęto stosowanie techniki filtracji piaskowej i dezynfekcji, co bardzo pomogło ograniczyć ładunek substancji organicznych w wodzie pitnej. Lepsze zrozumienie przyczyn bioosadzania w systemach dystrybucji wody skutkowało wprowadzaniem różnych przepisów i wytycznych, które z kolei były czynnikiem napędzającym kierunek wprowadzania nowych metod uzdatniania wody, nowych materiałów rur i połączeń, wreszcie rozwoju nowych technik analitycznych. Celem tego przeglądu jest omówienie przyczyn i konsekwencji tworzenia biofilmów z historycznego punktu widzenia, począwszy od pierwszych zapisanych wydarzeń aż do początków XX wieku.
EN
Biofilms in water distribution system can be defined as the undesirable accumulation of biological material on the various installation surfaces, with serious consequences in terms of color, odor and taste, as well as the gradual deterioration of the material of pipes and fittings. Initial attempts to solve the biofilm problem included using of sedimentation tanks and cleaning of the distribution network. At the turn of the 19th and 20th centuries, sand filtration and disinfection techniques were used, which greatly helped to reduce the load of organic substances. A better understanding of biofouling in water distribution systems resulted in the introduction of various regulations and guidelines, which in turn drove the direction of new water treatment methods, new pipe materials and connections, and finally the development of new analytical techniques. The purpose of this review is to discuss the causes and consequences of biofilm formation from a historical point of view, from the first recorded events to the early 20th century.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia główne problemy występujące w systemach dystrybucji wody pitnej. Należą do nich: obecność biofilmów i luźnych osadów, które stanowią aktywne strefy kumulacji i rozwoju drobnoustrojów. Rozważana jest także obecność określonych mikroorganizmów związanych z ryzykiem zdrowotnym wody pitnej, wpływ chlorowania, rodzaje materiałów eksploatacyjnych oraz zabiegów antykorozyjnych.
EN
The article presents the main problems in drinking water distribution systems. These include: the presence of biofilms and loose sediments, which are active zones of microbial accumulation and development. The presence of certain microorganisms associated with the health risk of drinking water, the effect of chlorination, the effect of the pipe wall material and anticorrosion treatments are also considered.
Biofilmy to konsorcja komórek mikroorganizmów oraz organicznych i nieorganicznych substancji pozakomórkowych (EPS) utworzone na różnych powierzchniach zanurzonych w wodzie. Biofilmy mogą występować w postaci ciągłych warstw lub zasiedlać niewielkie powierzchnie instalacji. Biofilmy w sieciach wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi są odpowiedzialne za istotne pogorszenie jakości wody oraz za problemy eksploatacyjne. Chociaż mechanizmy powstawania biofilmów w systemach instalacji wody zostały zbadane naukowo, to nadal zbyt mało uwagi poświęca się profilaktyce – zwalczaniu biofilmu, zwłaszcza już w pierwszych stadiach jego powstawania. Pełne zrozumienie roli i funkcjonowania warstw biologicznych powinny stanowić podstawę dalszych badań nad opracowaniem skutecznych i bezpiecznych metod zwalczania biofilmów w warunkach przemysłowych.
EN
Biofilms are consortia of microbial cells as well as organic and extracellular polymeric substances (EPS) formed on various surfaces immersed in water. Biofilms can occur in a form of continuous layers or create small areas on the internal surfaces of installations. Biofilms in drinking water systems are responsible for significant lowering the water quality and operational problems. Although the mechanisms of biofilm formation have been researched, still too little attention is paid to antibiofilm methods, especially in the first stages of biofilm formation. A full understanding of the role and functioning of biofouling should be the basis for further research on the development of effective and safe anti-biofilm strategies.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W każdym systemie wodociągowym dochodzi do zmian składu chemicznego i biologicznego wody w czasie jej transportu ze stacji uzdatniania wody do odbiorców. W pracy przedstawiono procesy odpowiedzialne za obserwowane zmiany. Należą do nich korozja, tworzenie się biofilmów na ścianach rur, procesy powodujące powstawanie osadów mineralnych i ługowanie substancji z materiałów, z których wykonano sieć wodociągową i instalację wodociągową. Wykonanie sieci wodociągowej z materiałów posiadających certyfikaty budowlane dopuszczonych do kontaktu z wodą do picia ogranicza intensywność tych procesów, ale nie eliminuje zachodzenia tych zjawisk w systemach wodociągowych. Dla oceny stabilności wody w sieci wodociągowej powinno prowadzić się w wybranych punktach automatyczny pomiar zmian mętności wody oraz dokonywać analizy budowy przestrzennej mikrozawiesin obecnych w wodzie.
EN
In all water supply system, there is a change in the value of the chemical and biological indicators of water when it is transported from the water treatment plant to the customers. The work presents the processes responsible for has been observed changes. These include corrosion, biofilms formation on the pipes wall, processes that cause the formation of mineral sediments and leaching of substances from materials of which water supply network and plumbing system were made. The formation or modernization of the water supply system from certified construction products in contact with water intended for human consumption limits the intensity of these processes but they do not eliminate it in water network. For the assessment of water stability in the water supply network, the measurement of water turbidity changes should be carried out at selected points, as well as the analysis of spatial structure of microsuspension present in water.
In this study, a pilot-scale subsurface wastewater infiltration system (SWIS) was deployed to study landscape water treatment. The goal of the study was to investigate the effects of hydraulic loading on pollutant removal and the spatial distribution of biofilm properties in SWIS. Results showed that the efficiencies of chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) removal degraded as hydraulic loading increased. Furthermore, quantities of the biofilm properties parameter s increased with the hydraulic loading. Polysaccharide and protein levels ranged from 560 to 1110 μg/g filler and 60 to 190 μg/g filler, respectively, at a hydraulic loading of 0.2 m/d. At a hydraulic loading of 0.4 m/d, the quantities of polysaccharide and protein ranged from 1200 to 3300 μg/g filler and 80 to 290 μg/g filler, respectively. Biofilm intensity and biofilm activity per unit weight decreased with the increase in hydraulic loading.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zostaną omówione warunki i czynniki, które sprzyjają biologicznemu skażeniu chłodziw. Wzrost drobnoustrojów w chłodziwach istotnie obniża ich jakość i może wpływać na parametry wytwarzanych produktów w zakładach przemysłu metalowego. Drobnoustroje i produkty ich rozpadu mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia pracowników. W artykule zostaną przedstawione także sposoby zapobiegania skażeniu chłodziw.
EN
The publication will discuss the conditions that are favorable to biological contamination of metalworking fluids. Microbial growth in the coolant significantly lowers their quality and can affect the performance of manufactured products in metal industry plants. Micr oorganisms and their disintegration products may pose a risk to workers’ health. The means how to prevent contamination of metalworking fluids will also be discussed.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Biofilmy, zwane błonami biologicznymi, są powszechne w bioreaktorach, biofiltrach i w wielu środowiskach wodnych. Ze względu na ich rozpowszechnienie i znaczenie procesowe od wielu lat prowadzi się badania empiryczne i teoretyczne nad ich właściwościami i modelowaniem. W pracy omówiono zastosowanie własnego modelu matematycznego służącego do ilościowej oceny podstawowych cech biofilmów. Zilustrowano wpływ warunków procesu mikrobiologicznego na grubość biofilmu, rozkład jego gęstości i gęstość powierzchniową w stanie ustalonym. Otrzymane wyniki porównano z obserwacjami badań laboratoryjnych. Wykazano skuteczność zaproponowanej metody. Pokazano, jak na podstawie wyznaczonych numerycznie rozkładów gęstości biofilmu można określić rozkłady efektywnych współczynników dyfuzji. Wyjaśniono wpływ czasu prowadzenia procesu na zmiany tych parametrów. Wykazano znaczenie praktyczne zaproponowanego sposobu modelowania.
EN
Thickness, d. distribution and surface d. of biofilms for the aerobic degrdn. of glucose by Psedomonas aeruginosa bacteria were estd. by using the proprietary math. model based on cellular automata theory and compared with the values obtained expl. by B.M. Peyton (1996) and J. B. Xavier et al. (2004) The numerically designated one-dimensional distributions of biofilm d. were used for estg. the distributions of effective diffusion coeffs.
W celu zapewnienia wysokich standardów higienicznych wykrycie mikroorganizmów, które mogą stanowić późniejsze zanieczyszczenie produktu, powinno mieć miejsce jak najwcześniej. Jednak produkcja żywności odbywa się coraz częściej w zamkniętych systemach, gdzie muszą być stosowane procedury mycia w systemie CIP (ang. cleaning in place), czyli czyszczenia w miejscu, bez konieczności demontażu poszczególnych elementów instalacji. Dla tych systemów bardzo charakterystyczne są długie procesy technologiczne między kolejnymi procesami mycia i dezynfekcji. Taki model produkcji stwarza korzystne warunki do adhezji mikroorganizmów na wewnętrznych powierzchniach materiałów instalacyjnych oraz ich wzrost w postaci biofilmów.
EN
In order to ensure high standards of hygiene, the detection of microorganisms, which may be subsequent contamination of the product must take place as before. However, food production takes place more often in closed systems where the CIP (Cleaning In Place) must be used. The procedure involves cleaning the site without necessity of removing the individual components. These systems are characterized by long technological (production) processes between successive processes of cleaning and disinfection. Such a production model creates favorable conditions for adhesion of microorganisms on the inner surfaces of the installation materials and their growth in the form of biofilms.
The paper concerns an aerobic microbiological process occurring in a bubble tank bioreactor. If the process is inhibited by a carbonaceous substrate, then the steady states characteristics obtained using models without biofilm indicates a danger of irreversible washout of the biomass. It was shown that taking into account the biofilm immobilized on bioreactor’s walls and proper design of the bioreactor can lead to disappearance of the region of the multiple steady-states, i.e. to disappearance of the turning point at the steady state branches. Therefore, the operation of the bioreactor is safe in a wide range of feed flow rates, even those leading to the washout of the biomass from the liquid phase. This property was called apparent elimination of inhibition phenomenon.
Zewnętrzne elewacje ulegają niszczeniu w wyniku obecności mikroorganizmów, które tworzą na nich czynną warstwę, określaną jako biofilm. Zjawisko prowadzi do zmian w strukturze materiału oraz obniżenia ich wartości użytkowej. Ochrona elewacji zewnętrznych polega na redukowaniu lub eliminowaniu czynników sprzyjających korozji biologicznej. Artykuł stanowi kompendium wiedzy na temat zjawiska deterioracji elewacji wywołanej czynnikami biologicznymi.
EN
The external elevations are destroyed as a result of the presence of microorganisms that make them active layer known as a biofilm. This phenomenon leads to changes in the structure of the material and reduce their value. Privacy exteriors is reducing or eliminating factors that contribute to biological corrosion. The article is a compendium of knowledge about the phenomenon of deterioration elevation caused by biological factors.
Biofilmy powstające na powierzchniach roboczych podczas produkcji żywności i zawierające bakterie patogenne oraz powodujące psucie się żywności stanowią istotne źródło wtórnych zanieczyszczeń mikrobiologicznych obniżających jakość i bezpieczeństwo żywności. W artykule omówiono mechanizm powstawania biofilmów na powierzchniach abiotycznych z uwzględnieniem właściwości biofilmów oraz czynników determinujących tempo ich powstawania. Przedstawiono również charakterystykę czynników zapobiegających powstawaniu biofilmów oraz opis fizycznych, chemicznych, biologicznych i kombinowanych metod stosowanych do niszczenia i usuwania biofilmów.
EN
Biofilms, which are formed on working surfaces during food manufacturing and contain pathogenic bacteria as well as microorganisms causing food spoilage, constitute a significant source of microbial contaminations reducing food quality and food safety. In the article, a mechanism of biofilm formation on abiotic surfaces is described, taking into account characteristics of the biofilms and factors determining a rate of their formation. Furthermore, the paper includes characteristic of measures preventing biofilms' formation as well as description of physical, chemical, biological and combined methods used in destruction and eradication of biofilms.
Biofilmy to dobrze zorganizowane układy współpracujących mikroorganizmów (bakterie, grzyby, pierwotniaki, algi, wirusy), szeroko rozpowszechnione przyrodzie. Większość naturalnych biofilmów jest wytwarzana przez różne gatunki bakterii. W różnych gałęziach przemysłu i medycyny mogą one stanowić dość istotny problem sanitarny i ekonomiczny. Często mikrobiologiczne biofilmy są odpowiedzialne za różne przewlekłe zakażenia wśród ludzi. Drobnoustroje zawarte w biofilmach cechuje znacznie wyższa oporność na różne środki antymikrobiologiczne w porównaniu do ich form planktonicznych. Ich odpornościowy fenotyp utrudnia usunięcie biofilmu z różnorodnych powierzchni.
EN
Biofilms are well-organized communities of cooperating microorganisms (bacteria, fungi, protozoa, algae, viruses) and widespread in nature. Most natural biofilms are formed by multiple bacterial species. They constitute a major hygienic and economic problem in many industrial and medical fields. Microbial biofilms are often associated with various permanent infections in humans. The microorganisms in biofilms are more resistant to many different antimicrobials compared to the free-living cells. Their resistant phenotype makes it difficult to eliminate biofilms from diverse surfaces.
Biofilmy to dobrze zorganizowane wspólnoty współpracujących mikroorganizmów (bakterie, grzyby, pierwotniaki, algi, wirusy), szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Mikrobiologiczne biofilmy są często związane z różnymi przewlekłymi infekcjami u ludzi. Mikroorganizmy w biofi lmach są bardziej odporne na wiele różnych środków przeciwbakteryjnych w porównaniu do komórek wolno żyjących. Ich odpornościowy fenotyp utrudnia usunięcie biofilmu z różnorodnych powierzchni.
EN
Biofilms are wellorganized communities of cooperating microorganisms (bacteria, fungi, protozoa, algae, viruses) and widespread in nature. Microbial biofilms are often associated with various permanent infections in humans. The microorganisms in biofi lms are more resistant to the many different antimicrobials comparedto the free-living cells. Their resistant phenotype makes it difficult to eliminate biofilms from a diverse surfaces.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In various biotechnological processes such as biodegradation of toxic organic compounds, microorganisms are immobilized on inert carriers. Three-phase fluidized-bed bioreactors and airlift apparata are examples of devices in which microorganisms are immobilized as a thin layer of biomass on fine pellets. Due to a spherical shape of the carrier, the resultant layer of microorganisms has also spherical geometry. In the paper, a quantitative assessment has been made of numerical methods for determining the distributions of reagent concentrations and the effectiveness factors of a biofilm in the form of spherical layers. Calculations have been done for aerobic biodegradation of phenol.
Biofilmy na powierzchniach kontaktujących się z żywnością stanowią poważne zagrożenie w przemyśle spożywczym. Ich obecność przyczynia się do mikrobiologicznego zanieczyszczenia żywności oraz negatywnie wpływa na warunki pracy urządzeń. W artykule przedstawiono problem występowania biofilmów w instalacjach do mycia w systemie CIP. Zwrócono uwagę na najistotniejsze czynniki konstrukcyjne i procesowe wpływające na adhezję mikroorganizmów oraz zasady projektowania i instalowania systemów CIP w zakładach przetwórstwa spożywczego.
EN
Biofilms on food contact surfaces make up the serious threat in the food industry. Their presence contributes to the microbiological soiling food and influences on the work of food equipment. The fight with biofilms already begin on the stage of projecting the food processing equipment and by the implementation of effective method cleaning. The article present problem of occurrence of biofilms in installations to cleaning in the CIP system. The turn attention on the construction and operating factors influencing on microorganisms adhesion and on the principle of projecting and installing the CIP system in the food department.
Investigations of the biofilm formation processes on biomaterials surfaces are focused on typical physiologic conditions - aerobic condition. In experimental works onto model strains, and also in the clinical reports there is a lack of the information related to the mechanisms engaged in biofilm grown under conditions of limited access to oxygen or in entirely anaerobic environment. Presented results show the colonization of medical steel 316L surface and creation of biofilm structures by E. coli bacteria’s, under oxygen deficit conditions or its total lack. In studied arrangement the change of the dynamics of bacterium growth was observed, which led to considerable slowdown of the biofilm development. Bacteria were observed with use of the combination of fluorescent dyes - bis-benzimide and propidium iodide – which makes it possible the distinction of live/death bacteria. In oxygen deficiency and in anaerobic conditions multiplication of death bacteria level in comparison to standard conditions was observed (suitably 34% and 41% dead cells, oxygenic conditions - 1%). The limitation of oxygen utilization possibility by the bacteria, which colonized investigated surfaces also resulted in decreased sizes reached by the cells.
Monitored natural attenuation can be a successful management strategy for groundwater contamination if requisite microbial and geochemical conditions are present. Subsurface microbial ecology of a contaminated aquifer is often investigated by sampling groundwater from the plume. However, the subsurface microbial ecology of a contaminated aquifer is better represented by in situ biofilms than planktonic organisms. Conventional sampling to collect the sessile subsurface microbial community requires coring of the aquifer sediments. However, the efficiency of extracting viable microorganisms and biomarkers from these sediments varies with site geochemistry. Therefore, we have developed a rapid and efficient microbial-sampling system based on Bio-Sep® technology. Bio-Sep® consists of 3-4 mm diameter spherical porous beads engineered from a composite of 25 % aramid polymer and 75 % powdered activated carbon. These beads encourage microbial growth by providing high internal surface area with low-shear conditions, and by concentrating limiting nutrients within the groundwater environment. Biomarkers can be efficiently extracted from Bio-Sep® to provide measures of viable biomass, redox environment, and microbial community composition. We have introduced Bio-Sep® beads into aquifers contaminated with tetrachloroethylene, BTEX, MTBE, and uranium where we used Bio-Sep® to evaluate the effects of potential remediation amendments and to demonstrate in situ biodegradation. This paper presents a review of the Bio-Sep technology, and its applications for documenting subsurface microbial ecology and bioprocesses in contaminated aquifers.
PL
Monitoring fauny bakteryjnej obecnej w wodach podziemnych jest dogodnym narzędziem w ocenie jakości środowiska. Tradycyjne techniki pobierania próbek wód podziemnych oraz osadów wymagają wykonania odwiertów w celu pobrania żyjących w wodzie mikroorganizmów. W pracy przedstawiono szybki i sprawny system pobierania próbek mikrobowych, korzystający z technologii Bio-Sep®, składający się z kulek porowatych o średnicy 3-4 mm, stwarzających dogodne warunki do wzrostu mikroorganizmów. Kulki Bio-Sep®, zostały wprowadzone do wód zanieczyszczonych tetrachloroetylenem, BTEX, MTBE oraz uranem. W pracy zaprezentowano technologię Bio-Sep® oraz jej zastosowanie.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.