PRZEŻYWALNOŚĆ FEKALNYCH INDYKATORÓW
W PROCESIE KOMPOSTOWANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH Beata Szala, Barbara Breza-Boruta
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy
Streszczenie. Badano wpływ procesu kompostowania w technologii kontenerowej na inak- tywacje pałeczek Escherichia coli i streptokoków kałowych. Bakterie w nośnikach wpro- wadzano do górnej, środkowej i dolnej warstwy kompostowanego materiału. Doświad- czenia prowadzono w cyklach letnim i jesiennym. Badania dowiodły, że tempo eliminacji pałeczek coli w nośnikach było szybsze niż paciorkowców kałowych. Higienizacja mate- riału nastąpiła szybciej w cyklu letnim – po 28 dniach nie stwierdzono obecności pałeczek coli w nośnikach. Koncentracja paciorkowców w tym samym czasie obniżyła się z 2,07·109 NPL·g–1 do 2,33·103 NPL·g–1 w warstwie górnej i do 3,83·102 NPL·g–1 w warstwie dolnej.
W cyklu jesiennym zaobserwowano bardzo powolne tempo inaktywacji paciorkowców szczególnie w warstwie dolnej. Tym samym stwierdzono, że dolne warstwy kompostowa- nej biomasy stanowią strefę zagrożenia. Badania wykazały, że temperatura nie jest jedy- nym czynnikiem inaktywacji patogenów w czasie procesu kompostowania. Oddziaływania biotyczne także pełnią ważną rolę.
Słowa kluczowe: Escherichia coli, paciorkowce kałowe, osad ściekowy, kompostowanie
WSTĘP
Istotnym problemem dotyczącym wykorzystania w rolnictwie kompostowanych osa- dów ściekowych jest obecność mikroorganizmów patogennych, stanowiących potencjal- ne zagrożenie dla środowiska oraz ludzi i zwierząt [Gantzer 2001, Ogden i in. 2001].
Muszą one ulec inaktywacji w trakcie procesu uzdatniania. Zastosowanie niewłaściwie higienizowanych osadów może spowodować skażenie gleby, wody i roślin uprawnych.
Proces kompostowania jest jedną z powszechnie stosowanych metod uzdatniania odpa- dów organicznych. W wyniku procesów metabolicznych, związanych z aktywnością
nr 580, 2015, 131–139
Adres do korespondencji – Corresponding author: Beata Szala, Uniwersytet Technologiczno-Przy- rodniczy w Bydgoszczy, Katedra Mikrobiologii i Technologii Żywności, ul. Bernardyńska 6/8, 85-029 Bydgoszcz, e-mail: szabea@utp.edu.pl
mikroorganizmów, powstaje stabilny produkt, który może być użyty w rolnictwie jako kondycjoner glebowy [Sequi i in. 1999]. Dobrze ustabilizowana materia organiczna w postaci substancji humusowych korzystnie wpływa na fizyczne, chemiczne i biologicz- ne właściwości gleby [Crecchio i in. 2001]. Dodatkowo zastosowanie na polach upraw- nych osadów ściekowych i kompostu powoduje wzrost populacji mikroorganizmów w glebie [Kunito i in. 2001].
Obok tradycyjnych metod kompostowania w pryzmach stosuje się również systemy oparte na urządzeniach zamkniętych, w których istnieje znacznie większa możliwość kontroli procesu. Ze względu na zachowanie pełnego bezpieczeństwa sanitarnego ko- nieczne jest opracowanie mikrobiologicznych metod walidacji procesów higienizacji osadów, które pozwolą na zmniejszenie transmisji patogennych drobnoustrojów do śro- dowiska [Szala i Paluszek 2010].
Celem badań była mikrobiologiczna ocena skuteczności funkcjonowania technologii kontenerowej w procesie kompostowania odpadów z miejskich terenów zieleni i osadów ściekowych, wykorzystując dane o tempie inaktywacji bakterii wskaźnikowych Escheri- chia coli i paciorkowców kałowych.
MATERIAŁ I METODY
Badania przeprowadzono w dwóch cyklach – letnim i jesiennym, podczas komposto- wania biomasy w kontenerowej technologii. Polega ona na intensywnym kompostowaniu odpadów organicznych w zamkniętych kontenerach przez około 2 tygodnie. Następnie z materiału z kontenerów usypuje się pryzmę, w której około 6 tygodni przebiega proces dojrzewania
Mikrobiologiczną ocenę skuteczności procesu kompostowania oparto na inaktywacji bakterii E. coli oraz paciorkowców kałowych, które wprowadzano do biomasy w postaci nośników. Kuliste nośniki wykonane z pasteryzowanego kompostu i umieszczone w ny- lonowych siatkach zaszczepiono 1 ml zawiesiny E. coli i paciorkowców kałowych. Kon- centracja bakterii w użytej zawiesinie wynosiła 109 NPL·ml–1. Nośniki wprowadzano do materiału w kontenerze w górnej, środkowej i dolnej warstwie biomasy. Po upływie około 2 tygodni materiał był wysypywany z kontenerów i uformowany w pryzmę. Część nośni- ków przenoszono z kontenera do pryzmy. W czasie całego procesu kolejne nośniki wyjmo- wano i poddawano analizom mikrobiologicznym. Stopień inaktywacji bakterii oznaczano na podstawie zmiany ich liczebności w trakcie przebiegu procesu kompostowania.
W przypadku pałeczek E. coli zastosowano podłoże selektywne MacConkeya. Próby inkubowano w temperaturze 43°C przez 24 h. Następnie materiał przesiewano na stałą pożywkę selektywną Lactose TTC agar z Tergitolem®. Próby inkubowano w temperatu- rze 37°C przez 24 h. W przypadkach wątpliwych przenoszono materiał na agar odżywczy i po 24 h inkubacji w 37°C otrzymane kolonie poddawano testom z szeregu biochemicz- nego IMViC.
Dla paciorkowców kałowych zastosowano selektywne podłoże płynne z azydkiem sodu i glukozą. Materiał inkubowano w temperaturze 37°C przez 24 h. Następnie wyko- nywano przesiew na stałe podłoże selektywne z kanamycyną, eskuliną i azydkiem sodu.
Hodowle prowadzono przez 24 h w temperaturze 37°C.
Oznaczenia liczebności bakterii wykonywano, stosując metodę najbardziej prawdo- podobnej liczby (NPL). Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej z wykorzysta- niem programu Statistica Microsoft. Wykreślono proste regresji, na podstawie których wyliczono teoretyczny czas przeżywania bakterii w badanym materiale.
Podczas prowadzonych badań monitorowano również temperaturę. W kontenerze tem- peratura mierzona była za pomocą czujników umieszczonych w górnej i dolnej warstwie materiału. W pryzmie pomiary temperatury wykonywano ręcznie z użyciem termometru.
WYNIKI I DYSKUSJA
Tempo inaktywacji bakterii indykatorowych było wyraźnie zróżnicowane zarówno w poszczególnych cyklach, jak i warstwach kompostowanego materiału.
W cyklu letnim eliminacja pałeczek coli we wszystkich trzech warstwach biomasy przebiegała podobnie. Po 7 dniach fazy intensywnego kompostowania stwierdzono spa- dek liczby bakterii aż o 7 log w górnej i środkowej części oraz o 6 log w dolnej części.
Po 28 dniach nastąpiła całkowita inaktywacja bakterii we wszystkich nośnikach przenie- sionych do pryzmy (tab. 1).
Tabela 1. Liczebność bakterii indykatorowych w nośnikach w kontenerze i pryzmie (cykl letni) [NPL·g–1]
Table 1. Indicator bacteria count in carriers in the container and in the windrow (the summer cycle) [MPN·g–1]
Bakterie wskaźnikowe Indicator bacteria
Warstwy biomasy Biomass layers
Terminy pobierania próbek [dni] – Time of sampling [days]
w kontenerze in container
w pryzmie (po przeniesieniu nośników z kontenera) in windrow (after transferring
carriers from containers)
0 7 15 21 28 35
E. coli
góra – top
1,97·109
1,30·102 3,33·102 3,07·101 ns a
środek – middle 2,33·102 1,17·102 1,67·102 ns a
dół – bottom 7,17·103 1,40·101 1,40·101 ns a
kontrola – control 3,17·108 5,50·108 3,83·108 5,17·107 a Paciorkowce
kałowe Faecal streptococci
góra – top
2,07·109
3,32·103 3,83·103 3,17·103 2,33·103 2,83·103 środek – middle 4,82·104 1,07·104 8,17·102 6,50·102 ns
dół – bottom 1,80·106 5,50·102 3,83·102 3,83·102 4,83·102 kontrola – control 4,15·108 3,17·107 6,83·106 6,17·105 7,33·104 ns – nie wykryto testowanych bakterii/no occurrence detected of the tested bacteria.
a Badań nie kontynuowano z powodu niewykrywania bakterii w nośnikach/Experiment was not continued due to no bacteria detected in the carriers.
Paciorkowce kałowe były bardziej odporne na warunki panujące podczas procesu kompostowania. Po 28 dniach nadal stwierdzano ich obecność w nośnikach we wszyst- kich częściach kompostowanego materiału, chociaż ich koncentracja obniżyła się z 2,07·109 NPL·g–1 do wartości średniej 1,12·103 NPL·g–1 (tab.1).
Wykazano również wyraźne różnice w tempie ich eliminacji w poszczególnych war- stwach biomasy. Enterokoki ginęły najszybciej w warstwie środkowej. Obliczona na pod- stawie prostych regresji przeżywalność wynosiła tu 32 dni, podczas gdy w pozostałych warstwach 42 i 51 dni (tab. 2).
Tabela 2. Dynamika inaktywacji pałeczek E. coli i paciorkowców kałowych w kompostowanym materiale
Table 2. Dynamics of inactivation of E. coli and faecal streptococci in the composted material Bakterie
wskaźnikowe Indicator bacteria
Cykl badań Cycle of
study
Warstwy biomasy Biomass layers
Równania regresji Regression equation
Przeżywalność bakterii [dni]
Bacteria survival [days]
E. coli
lato summer
góra – top środek – middle
dół – bottom kontrola – control
y = –0,27x + 6,49 y = –0,26x + 6,40 y = –0,31x + 7,22 y = –0,04x + 9,07
24 25 23 227 jesień
autumn
góra – top środek – middle
dół – bottom kontrola – control
y = –0,35x + 8,35 y = –0,21x + 8,34 y = –0,07x + 9,17 y = –0,06x + 9,75
24 40 131 163
Paciorkowce kałowe Faecal streptococci
lato summer
góra – top środek – middle
dół – bottom kontrola – control
y = –0,13x + 6,58 y = –0,29x + 9,40 y = –0,18x + 7,47 y = –0,13x + 9,25
51 32 42 71 jesień
autumn
góra – top środek – middle
dół – bottom kontrola – control
y = –0,19x + 7,33 y = –0,14x + 7,29 y = –0,05x + 7,94 y = –0,06x + 8,45
39 52 159 141
W okresie jesiennym podczas fazy intensywnego kompostowania w kontenerze nie uzyskano pełnej higienizacji badanego materiału. Po 2 tygodniach przebiegu procesu ilość wprowadzonych pałeczek E. coli obniżyła się w części górnej o 6 log, w części środkowej o 4 log, a w części dolnej tylko o 1 log (tab. 3).
Porównując dzienny spadek populacji drobnoustrojów na poszczególnych poziomach stwierdzono, że był on zdecydowanie najwolniejszy w dolnej części biomasy i wynosił 0,07 log, podczas gdy w górnej wartość ta wynosiła aż 0,35 log(tab. 2). Po przeniesieniu nośników z kontenera do pryzmy po 27 dniach od rozpoczęcia procesu kompostowania doszło do pełnej eliminacji bakterii tylko w warstwie górnej (tab. 3). Nie uzyskano rów- nież pełnej eliminacji enterokoków kałowych. Zaobserwowano bardzo powolne tempo inaktywacji tych bakterii szczególnie w warstwie dolnej. Teoretyczny czas przeżywal- ności wynosił 159 dni i był czterokrotnie dłuższy niż w części górnej (tab. 2). Po 38 dniach procesu kompostowania nadal wykrywano obecność tych bakterii we wszystkich nośnikach (tab. 3).
W cyklu letnim, w okresie pierwszych 3 dni fazy intensywnego kompostowania, w kontenerze temperatura w górnych warstwach biomasy wzrosła do 52°C i utrzymała się na tym poziomie przez kolejne 4 dni, a następnie stopniowo obniżyła się. Po usypa- niu pryzmy, wraz z poprawą warunków napowietrzenia biomasy, temperatura ponownie
Tabela 3. Liczebność bakterii indykatorowych w nośnikach w kontenerze i pryzmie (cykl jesienny) [NPL·g–1]
Table 3. Indicator bacteria count in carriers in the container and in the windrow (the autumn cycle) [MPN·g–1]
Bakterie wskaźnikowe
Indicator bacteria
Warstwy biomasy Biomass
layers
Terminy pobierania próbek [dni] – Time of sampling [days]
w kontenerze in container
w pryzmie (po przeniesieniu nośników z kontenera) in windrow (after transferring carriers
from containers)
0 2 6 14 20 27 31 38
E. coli
góra – top
7,17·109
1,37·108 3,00·104 4,17·103 2,4·101 ns ns ns środek
middle 1,30·107 6,67·106 1,48·105 3,48·104 3,98·103 2,34·102 8,4·101 dół – bottom 2,58·108 3,32·108 5,33·108 1,23·108 3,33·107 2,65·107 2,55·106
kontrola
control 6,50·109 3,63·109 7,83·108 4,33·108 9,67·108 2,65·107 3,17·107
Paciorkowce kałowe
Faecal streptococci
góra – top
5,50·109
2,65·106 2,65·105 1,30·104 2,34·102 2,34·102 2,84·102 8,40·101 środek
middle 6,82·106 1,48·105 5,50·104 3,32·104 2,83·104 2,64·104 3,07·101 dół – bottom 1,30·107 1,30·107 5,50·106 7,33·106 7,33·107 2,83·106 2,83·106
kontrola
control 9,67·107 9,67·107 5,50·106 8,00·106 7,33·106 6,17·106 3,67·106 ns – nie wykryto testowanych bakterii/no occurrence detected of the tested bacteria.
wzrosła powyżej 55°C i pozostała powyżej 50°C przez kolejnych kilka dni. W części dol- nej warstwy biomasy podczas całego cyklu nie przekroczyła 48°C. Jesienią nie uzyskano wymaganego dla higienizacji wzrostu temperatury – w warstwie górnej nie przekroczyła ona 45°C, w warstwie dolnej maksymalna wartość wynosiła natomiast 32°C (rys. 1).
a b
0 10 20 30 40 50 60
17.06 18.06
19.06 20.06
21.06 22.06
23.06 24.06
25.06 26.06
27.06 28.06
29.06 30.06
1.07 D G
0 10 20 30 40 50
18.09 19.09
23.09 24.09
25.09 26.09
27.09 28.09
29.09 30.09 1.10
D G
Rys. 1. Zmiany temperatury w kompostowanej biomasie: (a) cykl letni, (b) cykl jesienny Fig. 1. Changes in temperature in composted biomass: (a) summer cycle, (b) autumn cycle
Do oceny skuteczności procesu kompostowania powszechnie wykorzystuje się bakterie indykatorowe. Śledzenie tempa ich inaktywacji umożliwia oszacowanie prawdopodobnego poziomu liczebności innych bakterii występujących w bioodpadach oraz ryzyka kontami- nacji środowiska. Większość badań dotyczących higienicznej oceny skuteczności kompo- stowania polega na analizach próbek pobieranych miejscowo z materiału. W badaniach
terminy terminy
temperatura [°C] temperatura [°C]
własnych zastosowano metodę opartą na ocenie tempa inaktywacji bakterii indykatoro- wych, które zostały wprowadzone do biomasy w specjalnych nośnikach.
W badaniach wykorzystano jako indykatory skażenia materiału pałeczki E. coli oraz paciorkowce kałowe. Bakterie te, ze względu na swoje jelitowe pochodzenie są obecne w osadach ściekowych w dużej ilości [Pourcher 2007]. Ponadto paciorkowce kałowe są bardzo dobrymi bakteriami wskaźnikowymi ze względu na ich dużą odporność na nie- korzystne warunki środowiska [Cools i in. 2001, Hassen i in. 2001]. Pałeczki E. coli są wykorzystywane dla oceny skuteczności kompostowania z uwagi na to, że pojawiają się w biomasie w zdecydowanie większej ilości niż inne patogeny, a metody ich wykrywania są proste i bezpieczne [Hassen i in. 2001, Parmar i in. 2001].
Najważniejszym czynnikiem niszczącym patogeny w procesie kompostowania jest temperatura [Gantzer i in. 2001, Christensen 2002]. W fazie termofilnej, przy odpowied- niej wartości temperatury generowanej w wyniku zachodzących przemian biochemicz- nych, obecne w biomasie patogeny powinny ulec zniszczeniu [Dumontet 1999]. Hanaji- ma [2006] uzyskał redukcję pałeczek E. coli o 4 log w kompostowanym materiale, gdy jego masa osiągnęła temperaturę powyżej 55°C.
W badaniach własnych tylko w cyklu letnim uzyskano temperaturę powyżej 50°C.
W cyklu tym, trwającym około 56 dni, stwierdzono całkowitą eliminację bakterii indyka- torowych, zarówno paciorkowców kałowych, jak i E. coli we wszystkich nośnikach. Już po 7 dniach uzyskano spadek liczby pałeczek coli z wartości 1,97·109 do 1,30·102 NPL·g–1 w warstwie górnej i 7,17·103 NPL·g–1 w warstwie dolnej. W tym samym czasie inakty- wacja enterokoków przebiegała nieco wolniej – w części górnej biomasy stwierdzono spadek koncentracji bakterii o 6 log, a dolnej o 3 log (tab. 2).
Zarówno w cyklu letnim, jak i cyklu jesiennym badań stwierdzono różnice w tempie eliminacji wykorzystanych indykatorów. We wszystkich warstwach biomasy paciorkow- ce kałowe przeżywały zawsze dłużej niż E. coli. W cyklu letnim tempo ich inaktywacji było od 7 do 27 dni dłuższe, w cyklu jesiennym – od 12 do 28 dni dłuższe (tab. 1).
Wielu autorów podkreśla większą odporność paciorkowców kałowych, w porówna- niu z pałeczkami E. coli, na niekorzystne warunki środowiska występujące w komposto- wanej biomasie [Christensen 2002, Szala i Paluszek 2008]. Shaban [1999] stwierdził, że po 73 dniach trwania procesu osiągnięto inaktywację enterokoków tylko w 62%, podczas gdy E. coli zostały całkowicie wyeliminowane po 14 dniach kompostowania. Christensen [2002] po fazie higienizacji uzyskał redukcję liczby enterokoków kałowych tylko o 2 log, podczas gdy koncentracja pałeczek coli w produkcie końcowym kompostowania osa- du ściekowego wynosiła poniżej 10 cfu·g–1. Paluszak i Bauza [2002] także wykazali, że spośród zastosowanych drobnoustrojów indykatorowych najwolniej eliminowane były paciorkowce kałowe.
W badaniach własnych, w cyklu jesiennym wystąpiły zdecydowanie gorsze wa- runki termiczne niż w cyklu letnim. Inaktywacja bakterii indykatorowych przebiegała wolniej. Po 5 tygodniach przebiegu procesu potwierdzono eliminacje pałeczek coli tyl- ko w górnej warstwie biomasy, paciorkowce kałowe natomiast nadal były wykrywane we wszystkich nośnikach (tab. 2). Należy zwrócić uwagę, że pomimo niekorzystnych warunków uzyskano w trakcie badań w cyklu jesiennym znaczący spadek koncentracji bakterii indykatorowych. W warstwie środkowej nastąpiło obniżenie liczebności za- równo pałeczek coli, jak i paciorkowców kałowych odpowiednio do wartości 8,4·101
i 3,07·101 NPL·g–1 (tab. 2). Vinnerås [2007] w trakcie kompostowania materiału w re- aktorze również stwierdził spadek liczby enterokoków z 106 do 103 cfu·g–1 w warun- kach, gdy temperatura nie przekroczyła 33°C. Zjawisko zaobserwowane w czasie badań własnych wskazuje na niekorzystne działanie innych poza temperaturą czynników na bakterie. W czasie procesu kompostowania niezmiernie ważną rolę odgrywają mikroor- ganizmy naturalnie zasiedlające materiał [Zorpas i in. 2000]. Sidhu [2001] stwierdził, że sterylny kompost bardzo szybko kolonizowany jest przez patogeny jelitowe, ich wzrost w kompoście niesterylnym jest natomiast wyraźnie zahamowany. Świadczy to o inhibicyj- nym wpływie drobnoustrojów allochtonicznych, które w walce o środowisko życia i po- karm, wydzielając wtórne metabolity, np. antybiotyki, eliminują patogeny lub utrudniają ich kolonizację. W tym przypadku patogeny są słabszymi rywalami, ponieważ kompost nie jest ich naturalnym środowiskiem życia.
WNIOSKI
1. Zastosowany model badawczy oparty na inaktywacji wybranych bakterii wskaźni- kowych umożliwił walidację metod kompostowania odpadów organicznych i przewidy- wanie higienicznej jakości produktu.
2. Tempo eliminacji pałeczek E. coli w nośnikach było większe niż paciorkowców kałowych, a proces higienizacji materiału zachodził szybciej w cyklu letnim.
3. Badania wykazały, że temperatura nie jest jedynym czynnikiem inaktywacji patoge- nów w czasie procesu kompostowania. Oddziaływania biotyczne także pełnią istotną rolę.
4. Stwierdzono, że zastosowanie materiału z dolnych warstw kompostowanej bio- masy w środowisku stanowi dla niego mikrobiologiczne zagrożenie, ponieważ w cyklu jesiennym nie uzyskano pełnej higienizacji materiału w tej warstwie.
LITERATURA
Christensen K.K., Carlsbćk M., Norgaard E., Warberg K.H., Venelampi O., Brøgger M. 2002. Su- pervision of the sanitary quality of composting in the Nordic countries. Evaluation of 16 full-scale facilities, Nordisk ministerräd, København, 3–68.
Cools D., Merckx R., Vlassak K., Verhaegen J., 2001. Survival of E. coli and Enterococcus spp.
Derived from pig slurry in soils of different texture. Appl. Soil Ecol. 17, 53–62.
Crecchio C., Curci M., Mininni R., Ricciuti P., Ruggiero P., 2001. Short-term effects of municipal solid waste compost amendments on soil carbon and nitrogen content, some enzyme ac- tivities and genetic diversity. Biol. Fertil. Soils 34, 311–318.
Dumontet S., Dinel H., Baloda S., 1999. Pathogen reduction in sewage sludge by composting and other biological treatments: A review. Biol. Agricul. Horticul. 16, 409–430.
Gantzer C., Gaspard P., Galvez L., Huyard A., Dumouthier N., Schwartzbrod J., 2001. Monitoring of bacteria and parasitological contamination during various treatment of sludge. Water Res. 35 (16), 3763–3770.
Hanajima D., Kuroda K., Fukumoto Y., Haga K. 2006. Effect of addition of organic waste on reduc- tion of Escherichia coli during cattle feces composting under high-moisture condition.
Bioresource Technology 97, 1626–1630.
Hassen A., Belguith K., Jedidi N., Cherif A., Cherif M., Boudabous A., 2001.Microbial characteriza- tion during composting of municipal solid waste. Bioresource Technology 80, 217–225.
Kunito T., Saeki K., Goto S., Hayashi H., Oyaizu H., Matsumoto S., 2001. Coper and zinc frac- tions affecting microorganisms in long-term sludge amended soils. Biores. Tech. 79, 135–146.
Ogden I.D., Fenlon D.R., Vinten A.J.A., Lewis D., 2001. The fate of Escherichia coli O157 in soil and its potential to contaminate drinking water. International J. of Food Microbiol. 66, 111–117.
Paluszak Z., Bauza J., 2002. Ocena mikrobiologiczna procesu kompostowania osadów pościeko- wych w Miejskiej Oczyszczalni Ścieków w Toruniu. I Ogólnopolska Konferencja Na- ukowo-Techniczna, Toruń 19–21 maja 2002, 47–52.
Parmar N., Singh A., Ward P., 2001. Characterization of the combined effects of enzyme, pH and temperature for remove of pathogens from sewage sludge. World J. Microbiol. Biotech- nol. 17, 169–172.
Pourcher A.M., Picard-Bonnaud F., Ferré V., Gosińska A., Vasilica S., Moguedet G., 2007. Survival of faecal indicators and enteroviruses in soil after land-spreading of municipal sewage sludge. Applied Soil Ecol. 35, 473–479.
Sequi P., Tittarelli F., Benedetti A., 1999. The role of sludge on the reintegration of soil fertility in: Proceedings of the workshop on “ Problems around sludge”, Stresa (Italy), 120–132.
Shaban A.M., 1999. Bacteriological evaluation of composting systems in sludge treatment. Wat.
Sci. Tech. 40 (7), 165–170.
Sidhu J., Gibbs R.A., Ho G.E., Unkovich I., 2001. The role of indigenous microorganisms in sup- pression of Salmonella regrowth in composted biosolids. Wat. Res., 35 (4), 913–920.
Szala B., Paluszak Z., 2008. Inaktywacja organizmów indykatorowych w procesie kompostowania bioodpadów wraz z osadem pościekowym. Ekologia i Technika XVI, 5A, 167–171.
Szala B., Paluszak Z., 2010. Inactivation of Escherichia coli during composting process of organic waste with sewage sludge. Archives of Environm. Protection 36 (2), 57–63.
Vinnerås B. 2007. Comparison of composting, storage and urea treatment for sanitising of faecal matter and manure. Bioresource Technology, 98, 3317–3321.
Zorpas A., Kapetanios E., Zorpas G., Karlis P., Vlyssides A., Haralambous I., Loizidou M., 2000.
Compost produced from organic fraction of municipal solid waste, primary stabilized sewage sludge and natural zeolite. J. Hazardous Materials B77, 149–159.
SURVIVAL OF FAECAL INDICATORS IN THE PROCESS OF SEWAGE SLUDGE COMPOSTING
Summary. Besides traditional methods of composting in windrows, systems based on closed vessel in which there is a considerably greater possibility of controlling the process and reducing gas emission to the atmosphere, have been receiving particular attention. Due to frequent occurrence of pathogenic organisms in organic wastes, there is a need for a mi- crobiological evaluation of the utilization process in the case of using them for agricultural purposes. The aim of this study was to assess the sanitization effectiveness of the container technology in the process of composting of organic waste with sewage sludge by means of determining the survival rate of indicator bacteria Escherichia coli and faecal streptococci.
The study was conducted during the summer and autumn, placing specially prepared carri- ers at the top, middle and bottom layers of the composted biomass. The successive carriers were removed at intervals of several days and subjected to microbiological analysis. Deter-
mination of bacteria number were made on the basis of the most probable number method (MPN). The results obtained were subjected to the statistical analysis using the program Statistica Microsoft. Regression lines were drawn, based on which the theoretical time of bacteria survival in the tested material was calculated. The inactivation rate of the indicator bacteria was considerably varied both in particular cycles and in the layers of the compos- ted material. In all the layers of the biomass, faecal streptococci always survived longer than E. coli. In the summer cycle, their inactivation rate was longer from 7 to 27 days, while in the autumn cycle – from 12 to 28 days. Sanitation of the material proceeded faster in the summer cycle – after 28 days Escherichia coli were not found in the carriers. At the same time, the concentration of streptococci decreased by 6 log10 in the top layer and by 7 log10 in the bottom layer. A very slow inactivation rate of the streptococci was observed in the autumn cycle, particularly in the bottom layer. The theoretical survival time was 159 days and was four times longer than that in the top part of the biomass. The research indicated also sanitation activity of such factors as competition, antagonisms or antibiosis during the process of composting.
Key words: Escherichia coli, faecal streptococci, sewage sludge, compost
