Neustonic versus epiphytic bacteria of eutrophic lake and their biodegradation ability on deltamethrin

This study evaluated biodegradation of the insecticide deltamethrin (1 μg l−1) by pure cultures of neustonic (n = 25) and epiphytic (n = 25) bacteria and by mixed cultures (n = 1), which consisted of a mixture of 25 bacterial strains isolated from the surface microlayer (SM ≈ 250 μm) and epidermis of the Common Reed (Phragmites australis, (Cav.) Trin. ex Steud.) growing in the littoral zone of eutrophic lake Chełmżyńskie. Results indicate that neustonic and epiphytic bacteria are characterized by a similar average capacity to degrade deltamethrin. After a 15-day incubation, bacteria isolated from the surface microlayer reduced the initial concentration of deltamethrin by 60%, while the average effectiveness of the bacteria found on the Common Reed equaled 47%

Removal of Hepatitis B virus surface HBsAg and core HBcAg antigens using microbial fuel cells producing electricity from human urine

© 2019, The Author(s). Microbial electrochemical technology is emerging as an alternative way of treating waste and converting this directly to electricity. Intensive research on these systems is ongoing but it currently lacks the evaluation of possible environmental transmission of enteric viruses originating from the waste stream. In this study, for the first time we investigated this aspect by assessing the removal efficiency of hepatitis B core and surface antigens in cascades of continuous flow microbial fuel cells. The log-reduction (LR) of surface antigen (HBsAg) reached a maximum value of 1.86 ± 0.20 (98.6% reduction), which was similar to the open circuit control and degraded regardless of the recorded current. Core antigen (HBcAg) was much more resistant to treatment and the maximal LR was equal to 0.229 ± 0.028 (41.0% reduction). The highest LR rate observed for HBsAg was 4.66 ± 0.19 h−1 and for HBcAg 0.10 ± 0.01 h−1. Regression analysis revealed correlation between hydraulic retention time, power and redox potential on inactivation efficiency, also indicating electroactive behaviour of biofilm in open circuit control through the snorkel-effect. The results indicate that microbial electrochemical technologies may be successfully applied to reduce the risk of environmental transmission of hepatitis B virus but also open up the possibility of testing other viruses for wider implementation

Use of biosensors for the assessment of water quality

Ocena jakości wody opiera się na analizie wybranych wskaźników fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych. Do określenia ich wartości niezbędna jest specjalistyczna aparatura oraz wykwalifikowany personel. Czas trwania poszczególnych analiz jest zróżnicowany, przy czym wykonanie analizy bakteriologicznej wraz z potwierdzeniami trwa nawet kilka dób. Konieczność zapewnienia odpowiedniej jakości wody dostarczanej odbiorcom zmusza do poszukiwania nowych technik umożliwiających uzyskanie potrzebnych informacji w krótkim czasie. Jest to niezwykle ważne z uwagi na możliwość rozprzestrzeniania się drobnoustrojów chorobotwórczych drogą wodną oraz fakt, że droga ta może być wykorzystywana w atakach terrorystycznych. Rozwój nauki, a przede wszystkim biotechnologii, pozwolił na konstrukcję nowego typu czujników o wysokiej selektywności, pozwalających na wykrycie w wodzie obecności zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych w krótkim czasie. Czujniki biologiczne - biosensory - łączą czułość i selektywność klasycznych metod analitycznych z szerokim wachlarzem rozwiązań konstrukcyjnych, dostosowanych do określonego zastosowania tych urządzeń. W pracy omówiono materiały biologiczne stosowane jako detektory w czujnikach biologicznych oraz rodzaje przetworników przekształcających zjawiska biologiczne na sygnały elektryczne. Szczególną uwagę poświęcono porównaniu czułości i selektywności czujników biologicznych w stosunku do klasycznych metod analitycznych. Wykazano, że zastosowanie czujników biologicznych jest bardzo obiecującym kierunkiem rozwoju badań zmian jakości wody, umożliwiającym wykrywanie obecności nie tylko substancji chemicznych, ale także mikroorganizmów chorobotwórczych (wirusów, bakterii i pierwotniaków) w wodzie. Dzięki ich zastosowaniu można przeprowadzić szybką ocenę zarówno pojedynczych wskaźników jakościowych używanych w analizie wody, jak i wskaźników zbiorczych (uogólnionych), takich jak zawartość substancji organicznych, toksyczność, mutagenność i rakotwórczość. Wykorzystanie czujników biologicznych w monitoringu dystrybucji wody przyczyni się do znacznego podniesienia jakości i bezpieczeństwa wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.Water quality assessments are based on the analysis of the physical, chemical and bacteriological parameters chosen, which requires customized apparatus and trained staff. Such analytical procedures differ in duration. For example, a bacteriological analysis with the relevant replications may take as long as several days. The need of supplying the user with water of the quality desired has triggered action to find new techniques that would enable the results of analysis to be obtained within a shorter time. Time is a crucial factor, as there is the potential risk that pathogens will be transmitted in the aquatic environment, which is also open to bioterrorist attacks. Recent advances in science and technology, and biotechnology in particular, have lead to the design and construction of high-selectivity biosensors enabling the presence of chemical and biological water pollutants to be detected in a short time span. Biosensors combine the sensitivity and selectivity of classic analytical methods with a wide spectrum of advanced technological designs. The study reported on in this paper is focused on examining the biological materials used as detectors in biosensors, as well as various types of biological phenomenon/electric signal converters. Particular consideration is given to the problem of how the sensitivity and selectivity of the biosensors compare with the sensitivity and selectivity of the classic analytical methods. It has been demonstrated that the use of biosensors is very promising for the determination of water quality variations, as they enable a quick detection not only of chemical substances but also pathogens (viruses, bacteria, protozoa) that are present in the water. This offers the possibility of producing quick assessments of both 'single' water quality parameters that are used in water analysis and 'groups' of water quality parameters (organic matter content, toxicity, mutagenicity, carcinogenicity), which have also found wide acceptance in analytics. The use of biosensors in the monitoring of water distribution systems will substantially upgrade the quality and safety of the water supplied for human consumption

Biosurfactant applications in water and soil remediation processes

Wytwarzanie biosurfaktantów przez mikroorganizmy związane jest głównie z mechanizmem pobierania hydrofobowych substratów pokarmowych. Wykazano, że biosurfaktanty mogą z dużym powodzeniem zastępować syntetyczne środki powierzchniowo czynne nie tylko w różnych gałęziach przemysłu, medycynie i rolnictwie, ale także w dziedzinie ochrony środowiska. Podstawowe kierunki ich wykorzystania w ochronie środowiska to bioremediacja oraz procesy związane z ekstrakcją zanieczyszczeń na drodze tzw. płukania gruntu. Efektem ich działania jest wzrost rozpuszczalności węglowodorów wchodzących w skład produktów naftowych, co umożliwia ich wykorzystanie w charakterze substratu pokarmowego przez mikroorganizmy. Biosurfaktanty okazały się także przydatne w procesach usuwania z gruntu fazy gęstych niewodnych cieczy (DNAPL) na drodze przemywania. Możliwe jest także wykorzystanie biosurfaktantów anionowych do tzw. mycia gruntów skażonych pierwiastkami śladowymi. Skuteczność oczyszczania skażonych gruntów z użyciem biosurfaktantów zależy od wielu czynników biologicznych oraz fizyczno-chemicznych, związanych np. z rodzajem, stężeniem i wiekiem danego zanieczyszczenia, heterogenicznością gruntu oraz stężeniem i rodzajem zastosowanego biosurfaktantu. Z uwagi na ilość zużywanego w tych procesach związku powierzchniowo czynnego konieczne jest dalsze obniżenie kosztów produkcji biosurfaktantów.Biosurfactant production is mainly related to hydrophobic nutrient uptake by microorganisms. It was demonstrated that biosurfactants might successfully substitute for synthetic surface-active agents not only in different branches of industry, medicine and agriculture but also in the environmental field. Bioremediation and processes related to extraction of contaminants via so called soil flushing are their principal applications in the environmental protection. Biosurfactants increase the mineral oil hydrocarbon solubility, allowing for their use as nutrients by microorganisms. Biosurfactants are also useful in processes of dense non-aqueous-phase liquid (DNAPL) removal from soil by means of soil flushing. Moreover, anionic biosurfactants may also be used for so called washing of soils contaminated with trace metals. Efficacy of the contaminated soil remediation with biosurfactants depends on many biological and physico-chemical factors, related to e.g. the contamination type, concentration and its age, soil heterogeneity as well as type and concentration of the biosurfactant used. Due to the amounts of surface-active agent used it is necessary to further reduce the costs of biosurfactant production

Assessment and choice of inoculants for the bioremediation of soil contaminated with petroleum products

W pracy podjęto problem doboru inokulantów do wspomagania procesu bioremediacji gleby zanieczyszczonej produktami naftowymi pochodzącymi z oleju napędowego. Porównano skuteczność działania preparatów bakteryjnych sporządzonych na bazie mikroflory autochtonicznej (BIO-1) oraz preparatów z hodowli własnej zawierających aktywne szczepy obce Pseudomonas putida (K3), Acinetobacter lwoffi (K29) oraz Rhodococcus erythropolis (K45). Badania przeprowadzono w lizymetrach polowych metodą in situ. Początkowa zawartość oleju napędowego w glebie (w przeliczeniu na suchą masę) wynosiła 10%. Badania wykazały, że zastosowanie aktywnych szczepów bakterii Acinetobacter lwoffi i Pseudomonas putida przyspieszyło rozkład jedynie łatwo biodegradowalnych składników oleju napędowego w pierwszej fazie procesu bioremediacji. Adaptacja tych biopreparatów do rozkładu pozostałych związków była długa, co pozwoliło na zrównanie całkowitego czasu rozkładu produktów naftowych niezależnie od rodzaju zastosowanego inokulantu. Druga faza bioremediacji przebiegała wolno, ze względu na małą podatność związków aromatycznych i alicyklicznych na biodegradację. Wykazano, że jej przyspieszenie i osiągnięcie skutecznej eliminacji zanieczyszczeń z gruntu umożliwiła powtórna inokulacja gleby szczepem Rhodococcus erythropolis zdolnym do wykorzystywania trudno biodegradowalnych produktów naftowych. W glebie inokulowanej szczepem Acinetobacter lwoffi zawartość produktów naftowych zmniejszyła się do 114,1 mg/kg (ok. 0,01%), podczas gdy mikroflorą autochtoniczną do 409 mg/kg (ok. 0,04%). Najlepsze rezultaty dało ponowne zaszczepienie gleby uprzednio inokulowanej szczepem Pseudomonas putida, gdzie końcowa zawartość produktów naftowych wyniosła 31,4 mg/kg (ok. 0,003%). Obserwacja rozwoju mikroorganizmów, reprezentujących wybrane grupy fizjologiczne, w glebie podczas procesu bioremediacji wykazała stymulację wzrostu większości z nich. Zwiększyła się także aktywność enzymatyczna mikroorganizmów glebowych związana z rozkładem dużej ilości substancji organicznych. Wyjątek stanowiły promieniowce i bakterie wiążące wolny azot oraz bakterie nitryfikacyjne, których liczebność uległa znacznemu zmniejszeniu w porównaniu do próbki kontrolnej. Na podstawie analizy kształtowania się liczebności bakterii w poszczególnych lizymetrach można sądzić, że stosunkowo najmniejsze zmiany w strukturze ilościowej i jakościowej mikroorganizmów spowodowało wprowadzenie inokulantu sporządzonego na bazie mikroflory autochtonicznej zanieczyszczonego gruntu. Dlatego też tego typu inokulanty należy uznać za bardziej przydatne do bioaugmentacji, gdyż ich zastosowanie umożliwi przywrócenie równowagi ekologicznej w zanieczyszczonej glebie.The paper addresses the problem of selecting inoculants in order to aid the bioremediation of soil that has been contaminated with petroleum products being components of diesel oil spills. Bacterial preparations based on indigenous microflora (BIO-1) and preparations obtained from our own culture, containing active foreign strains of Pseudomonas putida (K3), Acinetobacter lwoffi (K29) and Rhodococcus erythropolis (K45), were tested for activity. The tests were conducted in lysimeters by the in situ method. The initial content of diesel oil in the soil amounted to 10%. The results have demonstrated that the use of active strains of the species Acinetobacter lwoffi and Pseudomonas putida accelerated only the degradation of easily biodegradable diesel oil components at the first stage of the bioremediation process. It took a long time to adapt those biopreparations to the biodegradation of the other compounds, and in this way it was possible to equalize the overall time of biodegradation for the petroleum products, irrespective of the type of the inoculant used. The second stage of bioremediation proceeded at a slow rate, which is attributable to the poor biodegradability of aromatic and alicyclic compounds. It has been found that the bioremediation process can be accelerated, and that the efficiency of pollutant removal can be enhanced by re-inoculating the soil with Rhodococcus erythropolis, which has the capacity for utilizing petroleum products that are difficult to biodegrade. When the soil was inoculated with Acinetobacter lwoffi, the content of petroleum products was reduced to 114.1 mg/kg (approx. 0.01%); upon inoculation of the soil with indigenous microflora, the content of petroleum products decreased to 409 mg/kg (approx. 0.04%). The best results were obtained, however, when the soil inoculated with Pseudomonas putida was made subject to re-inoculation; the final content of petroleum products then totalled 31.4 mg/kg (approx. 0.003%). Observations made in the course of the remediation procedure have revealed that the growth of the majority of the soil microorganisms (which represent the physiological groups chosen) was stimulated. Enhancement was also observed in the enzymatic activity of the soil microorganisms with respect to the biodegradation of a large quantity of organic substances. Exceptions were actinomycetes, free nitrogen fixing bacteria and nitrifying bacteria, whose numbers were reduced substantially as compared to the control. Analysis of the variations observed in the bacterial counts in particular lysimeters suggests that the introduction of the inoculant prepared on the basis of the indigenous microflora of the contaminated soil brought about the least substantial changes in the quantitative and qualitative structure of the bacterial population. For that reason inoculants of this type should be regarded as suitable for bioaugmentation, since their application can restore the ecological equilibrium in the contaminated soil

Removal of petroleum products from soil by the prism method

W pracy dokonano oceny przebiegu procesu oczyszczania gruntu z produktów naftowych, których zawartość w suchej masie gruntu mieściła się w zakresie od prawie 70 mg/kg aż do ok. 3 tys. mg/kg. Do usuwania tych specyficznych i bardzo uciążliwych zanieczyszczeń wykorzystano metodę pryzmowania. Opracowana technologia została oparta na bioaugmentacji pryzmy. Do inokulacji pryzmy wykorzystano oryginalny biopreparat zawierający bakterie autochtoniczne należące do gatunków Stenotrophomonas maltophilia i Pseudomonas putida, które wyizolowano z zanieczyszczonego gruntu. Zastosowane uzbrojenie techniczne pozwoliło na dotlenienie gruntu, rozprowadzenie w nim substancji biogennych i mikroorganizmów oraz utrzymanie jego odpowiedniej wilgotności. Przebieg procesu bioremediacji monitorowano analizując wskaźniki fizyczno-chemiczne i mikrobiologiczne gruntu oraz odcieku z pryzmy. Wyróżniono trzy fazy procesu bioremediacji gruntu - wstępną (I), właściwej bioremediacji (II) oraz doczyszczania (III). Faza wstępna odbywała się w sezonie zimowym, w warunkach ograniczonego dostępu tlenu i niskich temperatur gruntu. W tej fazie, mimo warunków niekorzystnych do rozwoju mikroorganizmów, uzyskano usunięcie zanieczyszczeń naftowych z gruntu do wartości mieszczących się w zakresie od ok. 30 mg/kg do ok. 2500 mg/kg, zależnie od ich początkowej zawartości w oczyszczanym gruncie. Największą intensywność procesu bioremediacji gruntu zanotowano w sezonie wiosenno-letnim (II faza), w którym stwierdzono intensywny rozwój bakterii glebowych oraz wzrost ich aktywności degradacyjnej w całym przekroju pryzmy. Zaobserwowane na zakończenie tej fazy zmniejszenie zawartości węgla organicznego w gruncie spowodowało także ograniczenie rozwoju mikroorganizmów, na skutek czego w tym samym czasie wystąpiło gwałtowne zmniejszenie liczby bakterii. Zanotowano także zmniejszenie aktywności degradacyjnej drobnoustrojów - średnia wartość aktywności dehydrogenazowej gruntu wynosiła 12,7 mgTF/gź24 h. W II fazie bioremediacji gruntu uzyskano zmniejszenie zawartości produktów naftowych średnio do ok. 50 mg/kg. Doczyszczanie pryzmy (faza III) odbywało się jesienią i polegało na kolejnym zbieraniu powierzchniowej warstwy gruntu, w której zawartość produktów naftowych była minimalna. Pozwoliło to na stopniowe odkrywanie dolnych warstw pryzmy (do których dostęp tlenu był wcześniej ograniczony) i ich doczyszczenie. Zawartość produktów naftowych w oczyszczonym gruncie po przeprowadzeniu III fazy procesu bioremediacji wahała się w granicach od ok. 2 mg/kg do ok. 20 mg/kg. Badania wykazały, że zastosowana technologia była bezpieczna dla środowiska naturalnego, a system stałej recyrkulacji wody w układzie pryzma-bioreaktor pozwolił na doczyszczenie odcieków z pryzmy do wymaganej jakości.The aim of the study was to assess the efficiency of soil cleanup from petroleum products, whose concentrations in the dry mass ranged from approx. 70 mg/kg to as much as approx. 3,000 mg/kg. In order to remove those specific, troublesome and nuisance-causing contaminants, use was made of the prism method consisting in the bioaugmentation of the prism. The prism was inoculated using an original biopreparation, which contained autochthonous bacteria of the species Stenotrophomonas maltophilia and Pseudomonas putida, isolated from the contaminated soil. The technical appliances used made it possible to aerate the soil, spread biogens and microorganisms, and control moisture content. The course of the bioremediation process was monitored by analyzing the physicochemical and microbiological parameters of the soil and those of the leachate from the prism. The process itself proceeded in three stages: preliminary (I), bioremediation (II) and aftertreatment (III). Stage (I) occurred in the winter season, under conditions of limited oxygen availability and low soil temperature. At that stage, in spite of the disadvantageous conditions for microorganism growth, the removal of petroleum products from the soil varied from approx. 30 mg/kg to approx. 2500 mg/kg, which depended on the initial content of these pollutants in the soil being biodegraded. The bioremediation process was the most intense in the spring and summer seasons (stage II), which were characterized by enhanced growth and enhanced degrading activity of the soil bacteria in the whole cross-section of the prism. The decrease in the organic carbon concentration in the soil observed at the end of stage II exerted a limiting effect on microorganism growth, thus contributing to a rapid reduction in the number of bacteria. There was also a concomitant decrease in the degrading activity of the microorganisms: the value of the dehydrogenase activity of the soil averaged 12.7 mgTF/gź24 h. During stage II of the bioremediation process the content of petroleum products in the soil was reduced to approx. 50 mg/kg on average. The aftertreatment of the prism (stage III) was performed in the autumn season and consisted in the consecutive stripping of the surface layer, where the content of petroleum products was minimal. This enabled a gradual uncovering of the lower prism layers (those with limited oxygen availability) and their aftertreatment. Upon termination of stage III of the bioremediation process, the content of petroleum products in the soil ranged from approx. 2 mg/kg to approx. 20 mg/kg. The study has demonstrated that the technology applied was environment-friendly and safe, and that the continuous water recirculation in the prism-bioreactor system enabled the aftertreatment of the leachates from the prism to the level desired

Application of 1H NMR spectroscopy in assessment of the course of hydrocarbon contaminant biodegradation

Oceniono przydatność techniki spektroskopii 1H NMR do charakterystyki zmian w strukturze chemicznej substancji naftowych (olej napędowy i ropa naftowa) oraz odpadowej smoły gazowniczej zachodzących w procesie ich biodegradacji. Proces biodegradacji prowadzono przez 14 dób, wykorzystując szczepy bakterii wyizolowane z gleby skażonej produktami naftowymi. Skuteczność biodegradacji była zróżnicowana i w przypadku oleju napędowego wynosiła 89%, ropy naftowej – 45% i smoły gazowniczej – 26%. Analiza widm 1H NMR substratów wykazała duże różnice w rozkładzie protonów alifatycznych i aromatycznych między próbkami naftowymi i smołą gazowniczą. Substraty naftowe charakteryzowały się około 3-krotnie mniejszym współczynnikiem aromatyczności (fA=0,12 i 0,14) oraz wzrostem wartości tego parametru w produktach biodegradacji. Potwierdza to obecność w substancjach naftowych składników alifatycznych, łatwo ulegających biodegradacji. Duże różnice wartości parametru fA wskazują, że może być on wykorzystany do różnicowania źródeł zanieczyszczeń węglowodorowych w próbkach środowiskowych. Dodatkową zaletą techniki 1H NMR jest mała ilość analitów potrzebna do analizy oraz fakt, że należy do grupy badań nieniszczących.Suitability of 1H NMR spectroscopy for evaluation of changes in chemical structure of petroleum substances (diesel and crude oils) and coal tar waste upon their biodegradation was assessed. Biodegradation was carried out for 14 days using bacterial strains isolated from petroleum-contaminated soil. Biodegradation effectiveness varied, amounting to 89% for diesel oil, 45% for crude oil and 26% for coal tar. 1H NMR spectra analysis demonstrated major differences in the distribution of aliphatic and aromatic protons between petroleum samples and coal tar. The aromaticity factor of petroleum substrates was about 3 times lower (fA=0.12 and 0.14) and it increased in the biodegradation products. This confirms presence of aliphatic components, readily biodegradable, in petroleum substances. Major differences in the fA parameter values indicate that it can be used to differentiate between the sources of hydrocarbon contamination in environmental samples. An additional advantage of the 1H NMR technique is a small amount of analyte required for analysis and the non-destructive character of the technique

Assessing bacteriological and physicochemical quality of swimming pool water in an indoor recreational object

Jakość wody w krytych obiektach rekreacyjnych (pływalnie, SPA, parki wodne) ma bardzo istotne znaczenie zdrowotne. Niewłaściwie prowadzony proces dezynfekcji wody basenowej może powodować zakażenia bakteriologiczne, przy czym stosowanie środków dezynfekcyjnych w nadmiernych ilościach może również powodować schorzenia u ludzi. W pracy dokonano oceny jakości wody w wybranej pływalni na podstawie rutynowej oraz rozszerzonej analizy mikrobiologicznej i fizyczno-chemicznej. Wykazano, że rutynowa analiza mikrobiologiczna wody basenowej nie pozwala na prawidłową ocenę jej stanu sanitarnego. Rutynowe wskaźniki mikrobiologiczne osiągnęły bowiem poziom potwierdzający zadowalającą jakość wody w odniesieniu do prawie wszystkich punktów pomiarowych badanego obiektu. Wyjątek stanowiły wanny SPA oraz brodzik dla dzieci, gdzie odnotowano jedynie ponadnormatywną liczbę bakterii mezofilnych (115÷1000 jtk/cm3). Jednak dopiero rozszerzona analiza mikrobiologiczna wody pozwoliła na wykrycie obecności bakterii z rodzaju Pseudomonas, w tym Pseudomonas aeruginosa. Badane próbki wody charakteryzowały się także niższą wartością potencjału redoks (507÷582 mV) oraz mniejszą zawartością chloru wolnego (0÷0,1 gCl2/m3). Jedną z przyczyn okresowego pojawiania się bakterii Pseudomonas był zastój wody w elementach instalacji, w których następował rozwój tych bakterii w ilościach przekraczających 100 jtk/cm3, a także gronkowców koagulazododatnich. Bakterie z rodzaju Pseudomonas obecne były również w próbkach wody pochodzących z urządzeń do jej rozdeszczania. Otrzymane wyniki wykazały możliwość zasiedlania urządzeń basenowych - w przypadku niewłaściwie prowadzonego procesu dezynfekcji - przez mikroorganizmy stanowiące zagrożenie dla zdrowia użytkowników obiektów rekreacyjnych.Water quality in indoor recreational objects (swimming pool, SPA, aquapark) is of paramount importance to the health of the users. Inadequate disinfection of swimming pool water may be the underlying cause of various diseases or afflictions. In the recreational object chosen for the study reported on here, water quality assessments were carried out using routine and extended microbiological and physicochemical analyses. It has been demonstrated that routine microbiological analysis failed to reliably assess the sanitary condition of the swimming pool water. In terms of routine microbiological indicators, water quality was satisfactory at all sampling sites but two. The two exceptions were in the SPA tubs and wading pools, where mesophilic bacteria alone were found to occur in excessive numbers (115 to 1000 cfu/cm3). Only with extended microbiological analysis was it possible to detect the occurrence of bacteria of the Pseudomonas genus, including Pseudomonas aeruginosa. The water samples examined in this mode also displayed lower redox potential values (507 to 582 mV) and a lower free chlorine content (0 to 0.1 gCl2/m3). The periodical occurrence of Pseudomonas bacteria should, inter alia, be attributed to the stagnation of water in some parts of the installation, where their growth rate was found to exceed 100 cfu/cm3, and where the presence of coagulase-positive staphylococci was detected. Pseudomonas bacteria were also present in the water samples collected from spray irrigators and rain showers. The results obtained make it clear that if the disinfection process is conducted without sufficient efficacy, the microorganisms growing in the swimming pool develop the potential for colonizing the installations, and thus pose health hazards to the swimmer

Possible applications of fungi in purification and environmental remediation technologies

Grzyby wykazują wiele cech przydatnych w inżynierii środowiska, dających im przewagę nad bakteriami. Udowodniono, że potrafią one rozkładać wiele skomplikowanych związków organicznych, także ksenobiotyków, takich jak trudnobiodegradowalne wielopierścieniowe związki aromatyczne, polichlorowane węglowodory, dioksyny, pestycydy oraz pozostałości materiałów wybuchowych. Ważną rolę w naturalnej regulacji liczebności populacji roślin odgrywają pasożytnicze gatunki grzybów, a gatunki symbiotyczne są niezbędne do prawidłowego rozwoju i wzrostu wielu gatunków roślin. Ich różnorodność taksonomiczna, genetyczna i funkcjonalna jest ogromna i stanowi obszerne źródło organizmów użytecznych w procesie bioremediacji. W dokonanym przeglądzie piśmiennictwa wykazano, że różne gatunki grzybów mogą znaleźć zastosowanie w remediacji środowiska gruntowo-wodnego oraz w oczyszczaniu ścieków i gazów odlotowych. Jednakże dotychczasowe badania nad wykorzystaniem grzybów najczęściej były prowadzone w skali laboratoryjnej. Eksperymenty w skali półtechnicznej i polowej wykazały, że na obecnym etapie praktyczne wykorzystanie grzybów w systemach inżynierii środowiska nie jest ekonomicznie uzasadnione. Problemem, który wymaga rozwiązania jest utrzymanie dominacji szczepów grzybów o wysokiej aktywności degradacyjnej w otwartych układach oczyszczających w warunkach konkurencji ze strony mikroorganizmów autochtonicznych. Duże nadzieje wiąże się z jednoczesnym wykorzystaniem w układach oczyszczania środowiska grzybów i bakterii, których skuteczność biodegradacyjna może się wzajemnie uzupełniać. Aby w pełni wykorzystać specyficzne walory grzybów niezbędne są badania przesiewowe w celu izolacji szczepów o szerszych zdolnościach metabolicznych, a także udoskonalanie szczepów metodami in vitro. Podobnie przyszłościowe jest wykorzystanie w bioremediacji immobilizowanych enzymów grzybowych. Rozwój technik molekularnych pozwoli na zmniejszenie nadal jeszcze wysokich kosztów wytwarzania, oczyszczenia i immobilizacji enzymów na odpowiednich nośnikach.Fungi possess many features useful to environmental engineering, which gives them an advantage over bacteria. Their ability to decompose many complex organic compounds, including xenobiotics, such as difficult to biodegrade polycyclic aromatic compounds, polychlorinated hydrocarbons, dioxins, pesticides and explosive residues has been documented. Parasitic fungi species play an important role as natural regulators of plant population size, while symbiotic species are essential to proper development and growth of many plant species. The enormous taxonomic, genetic and functional diversity of fungi constitutes a rich source of organisms useful in bioremediation process. The literature review demonstrated that various types of fungi could be employed in remediation of soil-water environment as well as in treatment of wastewater and waste gases. However, most often current studies on fungal applications are carried out on a laboratory scale. At the current stage, as demonstrated by semi-technical and field-scale experiments, practical use of fungi in environmental engineering systems is not economically justified. Maintenance of dominance of fungal strains with high degradation activity in open purification systems in competition with indigenous microorganisms remains an open problem. Great promises are held out for simultaneous use of fungal and bacterial environments in treatment systems, as their biodegradation effectiveness may complement each other. Improvement of strains by the in vitro methods and screening tests to isolate strains with broader metabolic abilities are necessary in order to take full advantage of the specific benefits of fungi. Similarly, use of immobilized fungal enzymes in bioremediation offers good prospects for the future. Development of molecular techniques will allow for reduction of persistently high costs of enzyme production, purification and immobilization on appropriate carriers

Charakterystyka biologiczna zbiornika osadów poflotacyjnych „Wartowice”

“Wartowice” tailings pond was closed in 1989, resulting in 232,4 ha tailings pile requiring reclamation. The major problem is heavy metals presence and poor nutrient conditions and physicochemical structure of soil which disturbs the plants development. In order to assess the real condition of studied area the complete biological characteristic has been done. The physicochemical conditions were assessed altogether with phytosociological, microbiological and toxicological studies of deposits. We recorded only 27 species of vascular plants belonging to 15 families on the tailings pond of which 5 belong to Rosaceae, 4 to Asteraceae and 3 to Poaceae and Saliceae. Species inhabiting the tailings depended on their dispersal capacity, metal tolerance and rhizome strategy. Microbiological analyses revealed the low number of bacteria and fungi on the tailings pond, apart from the small uplift area where the plants were indentified. Bacteria identified on the tailings pond were classified to 8 genera. The low number of bacteria suggests the lack of nutrients which affects the development of soil microflora. Toxicity tests showed that post-flotation sludge is not toxic to microorganisms because of its high pH. Some plants, such as lucerne could even influence positively the microorganisms development what has been proved in our studies. The tailings toxicity was higher towards producers, where Secale cereale appeared to be the most sensitive species. Amendment with topsoil from adjacent areas can influence positively the phytotoxic properties of tailings and enrich them into native seeds.Osadnik po fl otacji miedzi „Wartowice” został zamknięty w 1989 roku, co skutkowało pozostawieniem 232,4 hektarów osadów, które wciąż wymagają rekultywacji. Podstawowy problem stanowią: niedobór substancji odżywczych, obecność metali ciężkich oraz fi zyczno-chemiczna struktura gleby, który zaburza rozwój roślin. Aby dokonać oceny czynników wpływających na rozwój organizmów żywych przeprowadzono kompleksową biologiczną charakterystykę terenu badań. Badania objęły fi zyczno-chemiczne analizy, badania fi tosocjologiczne, mikrobiologiczne i toksykologiczne. Na obszarze badań zarejestrowano tylko 27 gatunków roślin naczyniowych (obszar niewielkiego wzniesienia) należących do 15 rodzin, 5 z nich należało do rodziny Rosaceae, 4 do Asteraceae i po 3 do Poaceae i Saliceae. Obecność gatunków zależała od ich potencjału kolonizacji, tolerancji na metale oraz morfologii (strategia kłącza). Analizy mikrobiologiczne wykazały niską liczbę bakterii i grzybów na obszarze osadnika za wyjątkiem małej wysepki (wzniesienie) gdzie wcześniej stwierdzono obecność roślin. Bakterie obecne na obszarze badań zostały zaklasyfi kowane do 8 rodzajów. Niska liczba bakterii sugeruje brak substancji odżywczych, który z kolei upośledza rozwój mikrofl ory glebowej. Badania toksykologiczne wykazały niską toksyczność osadu w stosunku do mikroorganizmów, co wynika z jego zasadowego pH. Pewne gatunki, jak na przykład lucerna, mogą wpływać korzystnie na rozwój mikroorganizmów glebowych, co zademonstrowano w prezentowanych badaniach. Toksyczność odpadów po fl otacji miedzi była wyższa w stosunku do producentów. Żyto zwyczajne (Secale cereale) okazało się być najwrażliwszym gatunkiem. Zastosowanie wierzchniej warstwy gleby z obszarów przyległych mogłoby znacznie obniżyć fi totoksyczne własności odpadów i jednocześnie wzbogacić je w rodzime nasiona, które dałyby początek roślinom odpornym na niekorzystne warunki siedliskowe