Sanitary condition of water of the “Staw przy Kaczeńcowej” ecological area and antimicrobial resistance of escherichia coli isolated from the reservoir

Badania miały na celu ocenę stanu mikrobiologicznego wód pobranych z użytku ekologicznego „Staw przy Kaczeńcowej” w Nowej Hucie (Kraków), a także określenie, czy w zbiorniku występują drobnoustroje potencjalnie niebezpieczne z epidemiologicznego punktu widzenia. Dodatkowo z wód „Stawu przy Kaczeńcowej” izolowano bakterie z gatunku E. coli, w celu określenia ich profilu lekooporności. Analizy mikrobiologiczne obejmowały określenie liczebności bakterii mezofilnych, psychrofilnych, bakterii z grupy coli, form kałowych E. coli, a także E. faecalis, C. perfringens, Staphylococcus spp. i Salmonella spp. Próbki wód pobierane były 4 razy w roku (wiosna, lato, jesień, zima) w 5 punktach na terenie zbiornika. Ponadto, w każdym punkcie pomiarowym mierzono temperaturę wody oraz powietrza. Za pomocą metody dyfuzyjno-krążkowej określono wrażliwość szczepów E. coli na powszechnie stosowane antybiotyki. W pobranych próbkach zidentyfikowano wszystkie badane wskaźniki czystości mikrobiologicznej wód, które stanowią potencjalne zagrożenie epidemiologiczne. Wyizolowano 60 szczepów zidentyfikowanych jako E. coli, które najczęściej miały oporność na tikarcylinę i ampicylinę. Mimo że stwierdzono obecność szczepów wielolekoopornych, mechanizmu ESBL (β-laktamazy o rozszerzonym spektrum substratowym) nie wykryto.This study was aimed to assess the microbiological quality of water in the ecological area „Staw przy Kaczeńcowej” in Nowa Huta (Cracow) as well as to determine whether its waters contain microorganisms potentially dangerous from an epidemiological point of view. In addition, E. coli bacteria were isolated from the water of “Staw przy Kaczeńcowej” to determine their drug resistance profile. Microbiological analyses included the determination of the number of mesophilic and psychrophilic bacteria, coliforms, fecal E. coli, as well as E. faecalis, C. perfringens, Staphylococcus spp. and Salmonella spp. Water samples were collected 4 times per year (spring, summer, autumn, winter) at 5 points within the area of the reservoir. Water and air temperature was measured onsite. Using the disc diffusion method, the sensitivity of E. coli strains to commonly used antibiotics was determined. All analyzed microbiological indicators of poor water quality were found in the analyzed water samples, which may pose a potential epidemiological risk. In addition were isolated 60 strains identified as E. coli, that most commonly had resistance to ticarcillin and ampicillin. Although, multidrug resistant strains have been identified, ESBL (β-lactamases with an extended substrate spectrum) mechanism has not been detected

Investigation of the self-heating process of an alternative fuel derived from municipal solid waste

Paliwa alternatywne (RDF) znane są jako stabilne i bezpieczne źródła energii dla przemysłu cementowego i energetycznego zarówno pod względem mikrobiologicznym, jak i sanitarnym. Pomimo to w literaturze opisano wiele przypadków samozapłonu paliw alternatywnych w czasie ich magazynowania. Przeprowadzone badania wstępne wykazały, że przy zastosowaniu sita o średnicy oczka 80 mm do paliwa alternatywnego wytwarzanego ze zmieszanych odpadów komunalnych przedostają się odpady ulegające biodegradacji, w tym: papier, odpady organiczne, drewno itp. Udział tych odpadów w paliwie zawiera się w przedziale 11-29%. Znaczący udział odpadów ulegających biodegradacji w paliwie oraz mikroorganizmy, które je zasiedlają, są główną przyczyną samonagrzewania się tego źródła energii. Podstawowym celem badań była analiza procesu samonagrzewania się magazynowanego w pryzmie paliwa alternatywnego od momentu jego wytworzenia aż do czasu ustabilizowania się temperatury. Analizy przeprowadzono w instalacji mechaniczno-biologicznego przetwarzania odpadów komunalnych w Krakowie w okresie od września 2013 do sierpnia 2014 roku. W celu określenia zmian temperatury w czasie wykorzystano technikę termograficzną, a także system pomiarowy firmy APAR, składający się z 3 czujników temperatury PT100, umieszczonych na różnej głębokości pryzmy. Ponadto przeanalizowano zmiany zawartości tlenu wewnątrz pryzmy oraz wstępnie oceniono różnorodność mikroorganizmów zasiedlających paliwo. Badania wykazały, iż rozkład temperatury wewnątrz pryzmy magazynowanego paliwa nie jest jednakowy. Maksymalna osiągnięta temperatura wynosiła 76ºC. W pryzmie stwierdzono obecność grzybów pleśniowych, promieniowców oraz bakterii wegetatywnych i spoczynkowych. Wyizolowano także drobnoustroje chorobotwórcze (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp., Enterococcus faecalis i Clostridium perfringens), stanowiące zagrożenie dla zdrowia osób pracujących przy instalacji do wytwarzania paliwa alternatywnego.Alternative fuel (RDF) has been known as a stable and safe solid-fuel (in terms of microbiological and sanitary) for cement and power plant. However, some spontaneous ignition incidents occurred during storage of RDF in certain facilities. As introductory research proves, the morphological composition of an alternative fuel manufactured from mixed municipal solid waste reveals such bio-degradable components as paper, organics, wood, etc. The share of those components in an alternative fuel (examined with the use of an 80 millimeter sifter) is in the range 11-29%. A significant share of biodegradable waste in the fuel and the high variety of microorganisms that colonize them are a major cause of self-heating is this energy source. The main aim of the study was to analyze the self-heating process in heap of alternative fuel since its manufacture until the temperature stabilizes. Analyses were carried out in the installation of mechanical - biological treatment of municipal solid waste in Krakow in the period from September 2013 to August 2014. To determine temperature changes during process, the thermographic technique was used, and the APAR measurement system consisting of three PT100 temperature sensors (placed at different depths of heap). The oxygen content inside the heap and the variety of microorganisms inhabiting RDF was analyzed too. Research has shown that the temperature distribution inside heap of stored fuel is not uniform. The presence of mold fungi, actinomycetes, as well as vegetative and spore-forming bacterial cells were found in the heap. Pathogenic microorganisms (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp., Enterococcus faecalis and Clostridium perfringens), which pose threat to the health of people working with the installation for the production of alternative fuel, were also isolated

Ocena zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza na terenie zakładu przetwarzania odpadów komunalnych

The subject of the study is the analysis of the number of microorganisms forming a microbiological aerosol in a municipal solid waste treatment plant in Krakow. The storage time of mixed municipal solid waste in the plant hall is 6–48 hours and the storage time of the produced alternative fuel is within the range of 12–96 hours. 18 employees work in the three shift system in the sorting facility. The air for research was sampled using a MAS-100 impactor (Merck, Switzerland) in three locations within the plant, four times within a year to assess the effect of meteorological conditions (temperature, humidity and dustiness) on the number of selected groups of microorganisms. It was found that the number of microorganisms changes with seasons and depends on the meteorological conditions as well as the air sampling location. Since the border values of bioaerosol concentration were exceeded, further research is required to assess the changes in the number of microorganisms with potential negative impact on human health.Celem pracy była analiza liczebności drobnoustrojów stanowiących biaerozol mikrobiologiczny na terenie zakładu zajmującego się przetwarzaniem odpadów komunalnych w Krakowie. Czas magazynowania zmieszanych odpadów komunalnych w hali zakładu wynosi 6–48 godzin, natomiast czas magazynowania wytworzonego z nich paliwa alternatywnego zawiera się w przedziale 12–96 godzin. W sortowni pracuje 18 osób na 3 zmianach. Powietrze do badań pobierano z użyciem impaktora MAS-100 (Merck, Szwajcaria) w trzech punktach zlokalizowanych na terenie przedsiębiorstwa, cztery razy w roku, aby ocenić wpływ warunków meteorologicznych, tj. temperatura, wilgotność oraz zapylenie na liczebność wybranych grup drobnoustrojów. Stwierdzono, że liczebność badanych mikroorganizmów podlega zmianom sezonowym i jest uzależniona od warunków meteorologicznych oraz punktu poboru powietrza. Ponieważ wartości graniczne dotyczące stężenia bioaerozolu zostały przekroczone, konieczne jest prowadzenie dalszych badań, których celem będzie ocena zmian liczebności drobnoustrojów mogących negatywnie oddziaływać na zdrowie ludzi

Evaluation of silver nanoparticles toxicity to drug-resistant Escherichia coli strains isolated from municipal waste

Celem pracy była ocena bakteriobójczych właściwości nanocząstek srebra w stosunku do bakterii Escherichia coli. Ponadto, wykonano analizę wrażliwości bakterii E. coli na powszechnie stosowane antybiotyki. W przeprowadzonych badaniach wykorzystano 51 szczepów izolowanych z odpadów komunalnych. Zastosowano wzrastające stężenia nanosrebra: 5, 10, 15, 30, 60 oraz 125 ppm. Kontrolą pozytywną był antybiotyk - ampicylina, negatywną - woda destylowana. Analizę lekooporności wykonano przy pomocy metody dyfuzyjno-krążkowej. Wraz ze wzrostem stężenia nanocząstek srebra, wzrastały ich właściwości antybakteryjne. Najmniejszym stężeniem hamującym wzrost niektórych izolatów było 5 ppm, natomiast najskuteczniejsze było stężenie 125 ppm. Analiza lekooporności wykazała, że antybiotykiem hamującym wzrost największej liczby szczepów E. coli była amikacyna. Ponadto, wykryto szczepy wielolekooporne stanowiące 22%. Nanosrebro posiada duży potencjał bakteriobójczy i może okazać się pomocne w rozwiązaniu problemu lekooporności. Jednak, zasadne jest prowadzenie dalszych badań oceniających wpływ toksyczności nanocząstek na środowisko i organizmy wyższe.The aim of the study was to evaluate the bactericidal properties of silver nanoparticles against bacteria Escherichia coli. In addition, a sensitivity analysis was made of E. coli to commonly used antibiotics. In the study were used 51 strains isolated from municipal waste. Applied growing concentrations of nanosilver were used: 5, 10, 15, 30, 60 and 125 ppm. The positive control was an antibiotic - ampicillin, negative control - a distilled water. Drug-resistance analysis was performed by disc-diffusion method. Along with the increase in the concentration of silver nanoparticles their antibacterial properties is also growing. The smallest concentration that inhibited growth of some isolates was 5 ppm, while the most effective concentration was 125 ppm. Analysis of drug resistance showed that the antibiotic inhibits growth of a large number of E. coli strains was amikacin. In addition, 22% of all isolates analyzed were drug-resistant. Nanosilver has a high bactericidal potential and may be helpful in solving the problem of drug resistance. However, it is reasonable to conduct further studies on the effects of toxicity of nanoparticles on the environment and higher organisms

Microbiological properties of manure in free-range and box-stall stable system of horse keeping

Dobrostan zwierząt oraz higiena pracowników ośrodków jazdy konnej, a także zachowanie odpowiedniego stanu czystości na terenie stajni to sposób na zapobieganie rozprzestrzenianiu się drobnoustrojów patogennych. Obornik jest źródłem mikroorganizmów odzwierciedlających naturalną mikroflorę jelita zwierząt. Drobnoustroje te charakteryzuje znikoma zjadliwość, jednak w stanach chorobowych zwierzęcia odchody mogą być źródłem szczepów patogennych wywołujących zoonozy i epizootie. Dlatego celem niniejszej pracy była ocena właściwości mikrobiologicznych obornika w trzech ośrodkach jazdy konnej różniących się sposobem utrzymania koni. Analizie poddano obornik pobrany z jednego ośrodka, prowadzącego bezstajenny tryb hodowli koni, oraz dwóch różniących się wielkością stajni boksowych. Obornik pobierano przez trzy lata (2015–2017), cztery razy w roku (wiosna, lato, jesień, zima), w celu uwzględnienia zjawiska sezonowości. Liczebność wybranych mikroorganizmów, tj. bakterie tlenowe mezofilne, grzyby pleśniowe, Staphylococcus spp., E. coli i Salmonella spp., określano metodą seryjnych rozcieńczeń według Kocha. Stwierdzono, że system utrzymania koni wpływa na występowanie badanych drobnoustrojów. Obornik pobrany z największego ośrodka jeździeckiego, prowadzącego boksowy system utrzymania koni, był najliczniej zasiedlony przez mikroorganizmy. W badanych próbkach zidentyfikowano m.in. bakterie Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Salmonella spp. i E. coli oraz grzyby z rodzajów Aspergillus, Fusarium, Rhizopus, Penicillium, Trichothecium, Cladosporium i Alternaria.The welfare of animals and the hygiene of workers in horse riding centres, as well as proper level of cleanliness within stables, is a way to prevent the spread of pathogenic microorganisms. Manure is a source of microorganisms reflecting the natural microflora of the animal intestines. These microorganisms are characterized by low virulence, but in the case of animal disease, faeces can be a source of pathogenic strains that cause zoonoses and epizooties. Therefore, the aim of this study was to evaluate the microbial contamination of manure in three horse riding centres differing in the system of horse keeping. The manure was sampled in one horse riding centre with free-range horse keeping system and in two centres with different areas of box-stall stables. The samples of manure were collected over a period of three years (2015–2017), four times per year (spring, summer, autumn, winter) in order to verify the seasonal variations. The number of selected microorganisms, i.e. mesophilic aerobic bacteria, mould fungi, Staphylococcus spp., E. coli and Salmonella spp., was determined using the Koch’s serial dilution method. The studies indicated that the system of horse keeping affected the occurrence of the examined microorganisms. The manure collected from the largest facility, with the box-stall stable system of horse keeping was the most contaminated by microorganisms. The following microorganisms were identified in the analysed samples: bacteria from the genus Staphylococcus, Streptococcus, Salmonella and species E. coli, and mould fungi from the genus Aspergillus, Fusarium, Rhizopus, Penicillium, Trichothecium, Cladosporium and Alternaria

Effect of the intensive aerobic biostabilization phase on selected microbiological and physicochemical parameters of wastes

One of the most frequently applied methods of mixed municipal solid waste biological treatment in mechanical-biological treatment installations (MBT) is their disposal in aerobic biostabilization process. The process comprises an intensive phase and maturation phase. The intensive phase relies on waste heating in result of organic matter breakdown conducted by microorganisms settling the wastes. Microorganisms living in wastes have optimal conditions for development, i.e. a considerable space volume, optimal material fragmentation and organic matter availability. The aim of the aerobic biostabilization process is stabilizing and hygienization of wastes, so that they become a valuable raw material for other recovery processes (e.g. RDF production, Refuse-Derived Fuel) or their disposal is safe for the environment and do not pose any epidemiological hazard for people employed in waste treatment plants. Analyses presented in the paper aimed to determine the number and species composition of vegetative and endospore bacteria, mold fungi, actinomycetes and pathogenic microorganisms, i.e. Staphylococcus spp., E. coli, Salmonella spp., Shigella spp., E. faecalis, C. perfringens, settling municipal wastes prior to and after aerobic stabilization process. The aerobic stabilization process (intensive phase) was conducted in a laboratory BKB 100 bioreactor using the wastes, characterized by low share of biodegradable wastes (<40%), obtained from MBT installation during the period from December 2015 to February 2016. The temperature, loss on ignition, waste density, ash content, moisture and pH were monitored during the analyses. The research was conducted on the undersize and oversize fraction separated from mixed municipal wastes on MBT installation. The maximal temperature reached in the bioreactor, between c.a. 40 and 55°C, persisting for many hours is insufficient for efficient elimination of the determined microorganism groups. Paradoxically, the conditions created in the bioreactor proved convenient for the microorganisms, therefore an increase in their number was observed. Only in one case, when the share of biodegradable wastes exceed the value of 45 % it was observed, that the aerobic stabilization process of these wastes was going correctly and caused among others a decrease in loss on ignition