 |
| Grafika wygenerowana przez Chat GPT |
Dynamiczny rozwój cywilizacyjny, nieustanny
wzrost liczby ludności oraz rosnąca konsumpcja generują miliony ton odpadów, z
którymi codziennie muszą radzić sobie zakłady komunalne. Choć zazwyczaj
kojarzymy te miejsca z nieprzyjemnym zapachem, to prawdziwe zagrożenie
pozostaje niewidoczne dla oka. Chodzi o zanieczyszczenia mikrobiologiczne
powietrza, czyli tak zwane bioaerozole. Ta unosząca się w powietrzu biologiczna
chmura składa się z mikroskopijnych organizmów oraz ich metabolitów, tworząc
unikalne środowisko wokół sortowni odpadów. Przemieszczające się z wiatrem
mikroorganizmy stanowią istotne, choć wciąż niewystarczająco zbadane zagrożenie
dla zdrowia ludzi. W skład bioaerozolu komunalnego wchodzi ogromna różnorodność
mikroorganizmów, obejmująca bakterie, wirusy, grzyby pleśniowe oraz drożdże. Do
najczęściej identyfikowanych należą bakterie wywołujące groźne zakażenia, takie
jak gronkowce, pałeczki Salmonella, Escherichia coli, Klebsiella
czy Enterococcus (Gotkowska – Płachta i in. 2008, 2013; Korzeniewska
i in. 2008; Krajewski i in. 2001; Michalak i Pawlas 2012; Wolny –
Koładka i Malinowski 2015). Towarzyszą im
wirusy (WZW typu
A,B,C, Coxsackie A,B) odpowiadające za infekcje układu pokarmowego i
wątroby oraz wszechobecne grzyby pleśniowe
najczęściej z rodzaju Aspergillus, Penicillium, Cladosporium,
Alternaria i Candida (Brągoszewska
i in. 2019; Gołofit – Szymczak
i Zapór 2007; Michałkiewicz i in. 2016). Stały kontakt
z tak zanieczyszczonym powietrzem może wywołać szereg negatywnych skutków
zdrowotnych, od chorób układu oddechowego, pokarmowego i nerwowego, przez
reakcje alergiczne, aż po infekcje skórne, stany zapalne, a w skrajnych
przypadkach nawet nowotwory.
Aby dokładnie rozpoznać zanieczyszczenia związane
z emisją bioaerozoli
w Katedrze Inżynierii Ochrony Wód i Mikrobiologii Środowiskowej, w ramach pracy
magisterskiej pod kierunkiem dr hab. inż. A. Gotkowskiej – Płachty, prof. UWM, przeprowadzono
badania jakości i składu powietrza pobranego na terenie oraz w otoczeniu
sortowni odpadów komunalnych. Stanowiska badawcze wyznaczono bezpośrednio na
terenie zakładu, wewnątrz hal sortowania śmieci oraz poza granicami obiektu, a
ich wybór ściśle uzależniono od aktualnej prędkości i kierunku wiatru. Do
pobierania próbek powietrza posłużył specjalistyczny aparat ssący MAS-100 ECO™,
który zasysał precyzyjnie określone objętości powietrza bezpośrednio na podłoża
mikrobiologiczne. Po okresie inkubacji
w laboratorium zliczano wyhodowane kolonie mikroorganizmów oraz przeprowadzono
ich identyfikację metodami klasycznymi i molekularnymi. Ważną częścią badań
było również przetestowanie wyizolowanych bakterii pod względem ich oporności
na wybrane antybiotyki stosowane w medycynie.
Wyniki analiz laboratoryjnych jednoznacznie
wykazały, że powietrze wewnątrz
i w pobliżu sortowni odpadów komunalnych zawiera liczne mikroorganizmy.
Dominowały
w nim bakterie heterotroficzne mezofilne i psychrofilne, grzyby pleśniowe oraz
bakterie hemolizujące, czyli zdolne do niszczenia krwinek. Co kluczowe,
największe liczebności mikroorganizmów notowano bezpośrednio na terenie
obiektów oraz wewnątrz zamkniętych hal przeróbki odpadów. Im dalej oddalano się
od zakładów, tym liczebność drobnoustrojów wyraźnie spadała. Analiza
statystyczna potwierdziła, że ogólny poziom zanieczyszczenia mikrobiologicznego
utrzymywał się na stabilnym, wysokim poziomie przez cały czas trwania badań,
niezależnie od pory roku czy miesiąca. W powietrzu sortowni odpadów głównym składnikiem
biologicznym powietrza okazała się laseczka Bacillus cereus oraz
kropidlak, czyli grzyb z rodzaju Aspergillus. Obecność tylu bakterii z
rodzaju Bacillus jest związana z ich naturalną funkcją w przyrodzie,
polegającą na aktywnym udziale w rozkładzie materii organicznej podczas
przetwarzania odpadów.
Dzięki nowoczesnym technikom molekularnym jak
fluorescencyjna hybrydyzacja
in situ (FISH) w badanym
powietrzu oznaczono miliony komórek bakterii, w tym setki
i tysiące bakterii należących do rodziny Enterobacteriaceae oraz pochodzenia
kałowego jak Escherichia coli. Jest to klasyczny wskaźnik
zanieczyszczenia organicznego, udowadniający bezpośredni wpływ składowanych
odpadów na jakość wdychanego powietrza.
Najbardziej alarmującym elementem całego projektu
badawczego okazało się jednak zjawisko antybiotykooporności wśród wykrytych mikroorganizmów.
Drobnoustroje bytujące w śmieciach i ściekach mają stały kontakt z wyrzucanymi
przez ludzi resztkami leków, przez co wypracowują potężne mechanizmy obronne. Aż
od 12% do 83% szczepów bakterii z rodzaju Bacillus wyizolowanych za
sortownią odpadów wykazało całkowitą oporność na klindamycynę, powszechnie
stosowaną w leczeniu zakażeń dróg oddechowych. Te same bakterie najsłabiej
radziły sobie z ciprofloksacyną. Jeszcze gorsze wyniki odnotowano w przypadku
ziarniaków, w tym gronkowców, zebranych przy bramie wyjazdowej sortowni
odpadów. Tamtejsze szczepy w skrajnych przypadkach wykazywały aż stuprocentową
oporność na erytromycynę, wykazując wrażliwość jedynie na nieliczne,
specjalistyczne antybiotyki. Te niepokojące dane dowodzą, że zakłady komunalne
stają się inkubatorami wielolekoopornych bakterii. Uzyskane wyniki badań
potwierdzają potrzebę wprowadzenia regularnego monitorowania czystości
mikrobiologicznej powietrza oraz stosowania nowoczesnych systemów filtracji
powietrza jako działania ograniczające narażenie pracowników i mieszkańców
okolicznych terenów na szkodliwe czynniki biologiczne.
Klaudia Pszczółkowska
Katedra Inżynierii Ochrony Wód i Mikrobiologii Środowiskowej, Wydział Geoinżynierii, Uniwersytet Warmińsko – Mazurski w Olsztynie, ul. Romana Prawocheńskiego 1,
10 – 720 Olsztyn, klaudia.pszczolkowska@student.uwm.edu.pl
Literatura:
1.
Brągoszewska E., Biedroń I., Hryb W. 2019. Jakość powietrza i
potencjalne zagrożenia dla zdrowia wynikające z narażenia na aerozol bakteryjny
w zakładzie sortowania odpadów położonym w regionie górskim południowej Polski,
wokół którego rozciąga się wiele obszarów wiejskich. Politechnika Śląska., 10:
1 – 11. http://dx.doi.org/10.3390/atmos10070360.
2.
Gołofit – Szymczak M., Zapór L. 2007. Zagrożenia biologiczne w
oczyszczalniach ścieków komunalnych. Bezpieczeństwo Pracy., 1 – 3.
3.
Gotkowska-Płachta A., Filipkowska Z., Korzeniewska E.,
Janczukowicz W., Dixon B., Gołaś I., Szwalgin D. 2013. Airborne microorganisms emitted from wastewater
treatment plant treating domestic wastewater and meat processing industry
wastes. CLEAN Soil Air Water 41, 5, 429–436.
https://doi.org/10.1002/clen.201100466.
4.
Gotkowska – Płachta A., Filipkowska Z., Korzeniewska
E., Janczukowicz W.
2008. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza atmosferycznego na terenie i
w otoczeniu oczyszczalni ścieków z systemem stawów napowietrzanych i
stabilizacyjnych. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach., 8: 83 –
98.
5.
Korzeniewska E., Filipkowska Z., Gotkowska – Płachta
A., Janczukowicz W., Rutkowski B.
2008. Bacteriological pollution of the atmospheric air at the municipal and
dairy wastewater treatment plant area and in its surroundings. Polish Academy
of Sciences in Zabrze., 34: 13 – 23.
6.
Krajewski J.A., Szarapińska – Kwaszewska J.,
Dudkiewicz B., Cyprowski M.
2001. Drobnoustroje żywe występujące w powietrzu na stanowiskach pracy w
zakładach zajmujących się utylizacją odpadów komunalnych. Medycyna Pracy., 52:
343 – 349.
7.
Michalas A., Pawlas K. 2012. Wpływ aerozolu biologicznego z oczyszczalni
ścieków na zdrowie pracowników i okolicznych mieszkańców – analiza
literaturowa. Medycyna Środowiskowa – Environmental Medicine., 15: 116 – 122.
8.
Michałkiewicz M., Kruszelnicka I., Ginter – Kramarczyk
D., Mizerna – Nowotna P.
2016. Uciążliwość odorowa i mikrobiologiczna oczyszczalni ścieków – studium
przypadku. Ochrona Środowiska., 38: 41 – 48.
9.
Wolny – Koładka K., Malinowski M. 2015. Ocena zanieczyszczenia
mikrobiologicznego powietrza na terenie zakładu przetwarzania odpadów
komunalnych. Uniwersytet Rolniczy w Krakowie., 22: 175 – 183.
DOI:10.2428/ecea.2015.22(2)14
.jpg)