Bioaerosol concentration in the air surrounding municipal solid waste landfill

Open access

Abstract

The research was focused on the assessment of the bioaerosol concentration in the air of the Machnacz municipal solid waste landfill and its surrounding. Evaluation of air pollution was made during the autumn season. In the air collected with impactor sampler, the levels of indicator microorganisms - bacteria from the Enterobacteriaceae family, β-haemolytic bacteria, yeasts and yeast-like fungi - were determined. The proposed indicator microorganisms are different from those recommended by Polish Norm PN 89/Z-04111.01. This highlights the specific character of our method. Such selection of indicators allows not only assessing the air pollution of the landfill site but also determining the range of its impact on the surroundings. The results indicate that the landfill is a source of emission and dispersal of bacterial and fungal aerosol, despite its correct management and proper maintenance. The landfill influence on the microbial air quality reaches a distance of 1000-1200 m from the fence. The range of the influence indicates it to be a potential hazard for neighbouring residents.

ADAMIAK W., KOŁWZAN B., SAROWSKA J. 2001. Qualitative assessment of the bioaerosol in the surroundings of Maślice landfill in Wrocław. Environment Protection Engineering 27: 27-42.

BARABASZ W., ALBIŃSKA D., BARABASZ J. 2006. Obiekty komunalne jako źródła bioaerozolu i mikroorganizmów szkodliwych dla zdrowia. Agricultural University of Kraków.

BARABASZ W., FRĄCZEK K., GRZYB J., MARCINOWSKA K., BIS H., CHMIEL M., BARABASZ J., KOSIŃSKA B., FERTIG P. 2002. Wpływ wielkości składowiska odpadów i czasu jego eksploatacji na zanieczyszczenie mikroorganizmami powietrza atmosferycznego. Mat. VI Konf. Nauk.-Techn. Gospodarka odpadami komunalnymi. Koszalin-Kołobrzeg, 19-38.

BARABASZ W., GRZYB J., FRĄCZEK K., ALBIŃSKA D., KULTY T., KRÓL H., FLAK K., KORNAŚ G., BARABASZ J., PAWLAK K., SICIAK K. 2001. Pięcioletni mikrobiologiczny monitoring powietrza atmosferycznego na składowisku odpadów komunalnych Barycz w Krakowie. Mat. VII Konferencji Naukowo- -Technicznej Gospodarka odpadami komunalnymi. Koszalin- -Kołobrzeg, 157-178.

BERLEĆ K., BUDZIŃSKA K., SZEJNIUK B., KUŁAKOWSKA A. 2009. Ocena oddziaływania składowiska odpadów komunalnych na wybrane parametry mikrobiologiczne powietrza. Rocznik Ochrona Środowiska 11: 1317-1328.

BREZA-BORUTA B. 2012. Bioaerosols of the municipal waste landfill site as a source of microbiological air pollution and health hazard. Ecological Chemistry And Engineering A 19: 851-862.

BREZA-BORUTA B., PALUSZAK Z. 2009. Wpływ zakładów utylizacji odpadów komunalnych na zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza. Przemysł Chemiczny 88: 406-409.

BUCZYŃSKA A., CYPROWSKI M., SZADKOWSKA-STAŃCZYK I. 2006. Czynniki biologiczne, szkodliwe dla zdrowia, występujące w powietrzu na terenie składowisk odpadów komunalnych. Medycyna Pracy 57: 531-535.

BURKOWSKA A., SWIONTEK-BRZEZINSKA M., KALWASIŃSKA A. 2011. Impact of the municipal landfill site on microbiological contamination of air. (In:) Contemporary Problems of Management and Environmental Protection. Some aspects of environmental impact of waste dumps no 9 (Ed: Skibniewska K.A.), University of Warmia and Mazury in Olsztyn: Olsztyn, 71-87.

BUTAREWICZ A., KOWALUK-KRUPA A. 2004. Mikrobiologiczne zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego na terenie i wokół składowiska odpadów komunalnych w Augustowie. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów 38: 167-173.

COCCIA A. M., GUCCI P. M. B., LACCHETTI I., PARADISO T., SCAINI F. 2010. Airborne microorganisms associated with waste management and recovery: biomonitoring methodologies. Annali dell’Istituto Superiore di Sanità 46: 288-292.

CROOK B., HIGGINS S., LACEY J. 1987. Airborne Gram negative bacteria associated with the handling of domestic waste (In:) Advances in Aerobiology (Ed: Leuschner R.), Birkhauser: Basel, 371-375.

CURTIS L., REA W., SMITH-WILLIS P., FENYVES E., PAN Y. 2006. Adverse health effects of outdoor air pollutants. Environment International 32: 815-830.

DEL CIMMUTO A., D’ACUNZO F., MARINELLI L., DE GIUSTI M., BOCCIA A. 2010. Microbiological air quality in an urban solid waste selection plant. Italian Journal of Public Health 7: 20-27.

DONDERSKI W., WALCZAK M., PIETRZAK M. 2005. Microbiological contamination of air within the city of Toruń. Polish Journal of Environmental Studies 14: 223-230.

DOUWES J., THORNE P., PEARCE N., HEEDERIK D. 2003. Bioaerosol health effects and exposure assessment: progress and prospects. Review. Annals of Occupational Hygiene 47: 187-200.

DUTKIEWICZ J. 1997. Bacteria and fungi in organic dust as potential health hazard. Annals of Agricultural and Environmental Medicine 4: 11-16.

FILIPKOWSKA Z., GOTKOWSKA-PŁACHTA A., KORZENIEWSKA E. 2008. Grzyby pleśniowe oraz drożdże i grzyby drożdżoidalne w powietrzu atmosferycznym na terenie i w otoczeniu oczyszczalni ścieków z systemem stawów napowietrzanych i stabilizacyjnych. Woda - Środowisko - Obszary Wiejskie 8: 69-82.

FRĄCZEK K., BARABASZ W. 2004. Składowisko odpadów komunalnych w Tarnowie-Krzyżu jako źródło mikrobiologicznych czynników szkodliwych dla środowiska i zdrowia człowieka. Przegląd Lekarski 61 (Suppl. 3): 36-39.

FRĄCZEK K., MARCINOWSKA K., BARABASZ W., GRZYB J. 2003. Occurrence of fungi in the atmospheric air within the range of municipal waste dump influence in Ujków Stary, Cracow and Tarnów. Polish Journal of Natural Sciences 15: 591-596.

GIUSTI L. 2009. A review of waste management practices and their impact on human health. Waste management 29: 2227-2239.

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: 429-436.

GRISOLI P., RODOLFI M., VILLANI S., GRIGNANI E., COTTICA D., BERRI A., PICCO A.M., DACARRO C. 2009. Assessment of airborne microorganism contamination in an industrial area characterized by an open composting facility and a wastewater treatment plant. Environmental Research 109: 135-142.

HELDAL K. K., HALSTENSEN A. S., THORN J., DJUPESLAND P., WOUTERS I., EDUARD W., HALSTENSEN T. S. 2003. Upper airway inflammation in waste handlers exposed to bioaerosols. Occupational and Environmental Medicine 60: 444-451.

HUANG C.Y., LEE C.-C, LI F.-C., MA Y.-P., JENNY SU H.-J. 2002. The seasonal distribution of bioaerosols in municipal landfill sites: a 3-yr study. Atmospheric Environment 36: 4385-4395.

JARZĄB A., GÓRSKA-FRĄCZEK S., RYBKA J., WITKOWSKA D. 2011. Zakażenia pałeczkami jelitowymi - diagnostyka, oporność na antybiotyki i profilaktyka. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 65: 55-72.

JURKIEWICZ G., MARKIEWICZ P., SKORUPSKI W. 1998. Zorganizowane składowisko odpadów komunalnych jako źródło zanieczyszczeń powietrza. Chemia i Inżynieria Ekologiczna 5: 583-593.

KAARAKAINEN P., MEKLIN T., RINTALA H., HYVÄRINEN A., KÄRKKÄINEN P., VEPSÄLÄINEN A., HIRVONEN M.-R., NEVALAINEN A. 2008. Seasonal variation in airborne microbial concentrations and diversity at landfill, urban and rural sites. Clean Soil, Air, Water 36: 556-563.

KAŹMIERCZUK M. 1996. Badania powietrza w rejonie wysypiska komunalnego dla m. Starachowice w Marcinkowie Dolnym, Gm. Wąchock. Raport. IOŚ: Warszawa.

KAŹMIERCZUK M., KALISZ L. 1998-2000. Opracowanie zasad sporządzania ocen warunków aerosanitarnych wokół komunalnych oczyszczalni ścieków i wysypisk. Etap I - III. IOŚ, Warszawa.

KAŹMIERCZUK M., KALISZ L. 2001. Ocena warunków aerosanitarnych na terenie wysypisk odpadów komunalnych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 21/22: 25-34.

KAŹMIERCZUK M., KALISZ L., SAŁBUT J. 2004. Mikrobiologiczne zanieczyszczenia powietrza w otoczeniu obiektów gospodarki komunalnej. Monografia. Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa.

KIVIRANTA H., TUOMAINEN A., REIMAN M., LAITINEN S., NEVALAINEN A., LIESIVUORI J. 1999. Exposure to airborne microorganisms and volatile organic compounds in different types of waste handling. Annals of Agricultural and Environmental Medicine 6: 39-44.

KRAJEWSKI J.A., SZARAPIŃSKA-KWASZEWSKA J., DUTKIEWICZ B., CYPROWSKI M. 2001. Drobnoustroje żywe występujące w powietrzu na stanowiskach pracy w zakładach zajmujących się utylizacją odpadów komunalnych. Medycyna Pracy 52: 343-349.

KULIG A., OSSOWSKA-CYPRYK K. 1999. Problematyka badań mikrobiologicznych w ocenie oddziaływania na środowisko obiektów komunalnych - zagadnienia metodyczne. Problemy Ocen Środowiskowych 1: 51-58.

KUMMER V., THIEL W. R. 2008. Bioaerosol - sources and control measures. International Journal of Hygiene and Environmental Health 211: 299-307.

LAVOIE J., ALIE R. 1997. Determining the characteristics to be considered from a worker health and safety standpoint in household waste sorting and composting plants. Annals of Agricultural and Environmental Medicine 4: 123-128.

LIEBERS V., RAULF-HEIMSOTH M., BRÜNING T. 2008. Health effects due to endotoxin inhalation (review). Archives of Toxicology 82: 203-210.

LIS D. O., PASTUSZKA J., ULFIG K. 1999. Mikrobiologiczna jakość powietrza w pomieszczeniach administracyjno-biurowych wysypiska odpadów komunalnych na przykładzie Miejskiego Zakładu Składowania Odpadów w Sosnowcu. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów 33: 199-202.

LIS D. O., ULFIG K., WLAZŁO A., PASTUSZKA J.S. 2004. Microbial air quality in offices at municipal landfills. Journal of Occupational and Environmental Hygiene 1: 62-68.

MAŁECKA-ADAMOWICZ M., KACZANOWSKA J., DONDERSKI W. 2007. The impact of a landfill site in Żółwin - Wypaleniska on the microbiological quality of the air. Polish Journal of Environmental Studies 16: 101-107.

MARCHAND G., LAVOIE J., LAZURE L. 2012. Evaluation of bioaerosols in a municipal solid waste recycling and composting plant. Journal of the Air & Waste Management Association 45: 778-781.

MARTHI B., FIELAND V.P., WALTER M., SEIDLER R.J. 1990. Survival of bacteria during aerosolisation. Applied Environmental Microbiology 56: 3463-3467.

MENICHETTI F. 2005. Current and emerging serious Gram-positive infections. Clinical Microbiology and Infection 11 Suppl 3: 22-28.

NADAL M., INZA I., FIGUERAS M. J., DOMINGO J. L. 2009. Health risks of the occupational exposure to microbiological and chemical pollutants in a municipal waste organic fraction treatment plant. International Journal of Hygiene and Environmental Health 212: 661-669.

PARK D.-U., RYU S.-H., KIM S.-B., YOON Ch.-S. 2011. An assessment of dust, endotoxin, and microorganism exposure during waste collection and sorting. Journal of the Air & Waste Management Association 61: 461-468.

PN 89/Z-04008. 1998. Ochrona czystości powietrza. Pobieranie próbek. Pobieranie próbek powietrza atmosferycznego (imisja) do badań mikrobiologicznych metodą aspiracyjną i sedymentacyjną. PKN. 1998. Warszawa.

PN 89/Z-04111.01. 1998. Ochrona czystości powietrza. Badania mikrobiologiczne. Postanowienia ogólne i zakres normy. PKN. 1998. Warszawa.

POURCHER A., SUTRA L., HE I., BOLLET C., SIMONEAU P., GARDAN L. 2001. Enumeration and characterization of cellulolytic bacteria from refuse of a landfill. FEMS Microbiology Ecology 34: 229-241.

RAHKONEN P., ETTALA M., LAUKKANEN M., SALKINOJA-SALONEN M. 1990. Airborne microbes and endotoxins in the work environment of two sanitary landfills in Finland. Aerosol Science and Technology 13: 505-513.

SCHRAPP K., AL-MUTAIRI N. 2010. Associated health effects among residences near Jeleeb Al-Shuyoukh landfill. American Journal of Environmental Sciences 6: 184-190.

SHAFFER B. T., LIGHTHART B. 1997. Survey of culturable airborne bacteria at four diverse locations in Oregon: urban, rural, forest, and coastal. Microbial Ecology 34: 167-177.

SHELTON B. G., KIRKLAND K. H., FLANDERS W. D., MORRIS G. K. 2002. Profiles of airborne fungi in buildings and outdoor environments in the United States. Applied and Environmental Microbiology 68: 1743-1753.

TRACZEWSKA T. M., KARPIŃSKA-SMULIKOWSKA J. 2000. Wpływ składowiska odpadów komunalnych na jakość mikrobiologiczną powietrza. Ochrona Środowiska 2: 35-38.

TRAVERSI D., ALESSANDRIA L., SCHILIRÒ T., GILLI G. 2011. Size-fractionated PM10 monitoring in relation to the contribution of endotoxins in different polluted areas. Atmospheric Environment 45: 3515-3521.

VILAVERT L., NADAL M., INZA I., FIGUERAS M. J., DOMINGO J. L. 2009. Baseline levels of bioaerosols and volatile organic compounds around a municipal waste incinerator prior to the construction of a mechanical-biological treatment plant. Waste Management 29: 2454-2461.

WOUTERS I. M., HILHORST S. K. M., KLEPPE P., DOEKES G., DOUWES J., PERETZ C., HEEDERIK D. 2002. Upper airway inflammation and respiratory symptoms in domestic waste collectors. Occupational and Environmental Medicine 59: 106-112.

ZAREMBA L., BOROWSKI J. 2001. Mikrobiologia lekarska dla studentów medycyny. Podręcznik. Wydanie III, PZWL, Warszawa.

ZMYSŁOWSKA I., KORZEKWA K., POLITO M. 2007. Microbiological pollution of air around solid wastes disposal facility. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 32: 161-165.

ZUCKER B.-A., MULLER W. 2004. Airborne endotoxins and airborne Gram-negative bacteria in a residential neighbourhood. Water, Air, and Soil Pollution 158: 67-75.

Journal Information

CiteScore 2017: 0.26

SCImago Journal Rank (SJR) 2017: 0.137
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2017: 0.211

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 221 221 26
PDF Downloads 105 105 10