ZMIANY W MIKROFLORZE GLEBY WOKÓŁ SKŁADOWISKA ODPADÓW KOMUNALNYCH W ŁĘCZYCY K. STARGARDU SZCZECIŃSKIEGO

Transkrypt

1 WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2010: t. 10 z. 2 (30) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS s Wobec gromadzenia coraz większej ilości odpadów na obiektach komunalnych, narasta konieczność doskonalenia technologii, zmierzających do minimalizacji ich ujemnego oddziaływania nie tylko na atmosferę, ale także na przylegające gleby. Najbliższe otoczenie takich obiektów (składowisk odpadów, czy oczyszczalni ścieków) może być zanieczyszczane biologicznie, w tym bakteriami, wirusami i grzybami chorobotwórczymi [BARABASZ i in., 2003; CYPROWSKI, KRAJEŃ Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, 2010 ZMIANY W MIKROFLORZE GLEBY WOKÓŁ SKŁADOWISKA ODPADÓW KOMUNALNYCH W ŁĘCZYCY K. STARGARDU SZCZECIŃSKIEGO Krystyna PRZYBULEWSKA, Andrzej NOWAK, Daria GŁĄBOWSKA Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiska Słowa kluczowe: gleba, mikroorganizmy, składowisko odpadów S t r e s z c z e n i e Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu składowiska odpadów komunalnych w Łęczycy k. Stargardu Szczecińskiego na mikroflorę gleby w strefie jego oddziaływania. Na podstawie wykonanych analiz stwierdzono, że w glebach wokół tego obiektu dominowały bakterie, mniej liczne były promieniowce, natomiast liczebność grzybów była stosunkowo mała. Największe liczebności mikroorganizmów stwierdzano w najbliższym sąsiedztwie składowiska odpadów, zwłaszcza w powierzchniowej warstwie gleby. Pomimo, że największą zawartość biomasy mikroorganizmów zanotowano w sąsiedztwie badanego obiektu, a najmniejszą na skraju strefy ochronnej, nie potwierdzono statystycznie istnienia zależności między zawartością biomasy a odległością od składowiska. WSTĘP Adres do korespondencji: dr hab. inż. K. Przybulewska, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Mikrobiologii i Biotechnologii Środowiska, ul. Słowackiego 17, Szczecin, tel. +48 (91) , krystyna.przybulewska@zut.edu.pl

2 160 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 10 z. 2 (30) SKI, 2003; GAJEWSKA, ROKOSZ-BURLAGA, 2000; GÓRNY, 2004; ŁEBKOWSKA, 2001; MALINOWSKA, MARSKA, 2002; 2004a, b; MARSKA, MALINOWSKA, 2000; TARCZEWSKA, KARPIŃSKA-SMULIKOWSKA, 2000]. Zgodnie z przepisami, każdy uciążliwy dla środowiska obiekt tego rodzaju powinien być monitorowany i mieć strefę ochronną, a po zakończonej eksploatacji powinien podlegać rekultywacji [BARABASZ i in., 2001; KALISZ, SAŁBUT, KAŹMIERCZAK, 1996; KULIG, SKORUP- SKI, 1992]. Celem niniejszej pracy było zbadanie oddziaływania składowiska odpadów komunalnych w Łęczycy k. Stargardu Szczecińskiego i ocena zmian mikroflory gleby otaczającej to składowisko. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Składowisko w Łęczycy zajmuje powierzchnię 15,34 ha i jest trzecie pod tym względem w województwie zachodniopomorskim. Składowisko, eksploatowane przez Miejskie Przedsiębiorstwo Gospodarki Komunalnej w Stargardzie Szczecińskim, jest sukcesywnie modernizowane. Próbki gleby do badań ilości biomasy mikroorganizmów pobierano w obrębie składowiska wzdłuż transektu, wyznaczonego w odległości m od wysypiska, co 20 m, z dwóch poziomów z warstwy powierzchniowej (0 5 cm) i z głębokości cm. W celu określenia liczebności podstawowych grup drobnoustrojów pobrano próbki na początku i na końcu transektu. Przed wykonaniem badań próby glebowe przesiano przez sito o średnicy oczek 2 mm. Liczebność mikroorganizmów (jtk) określono metodą płytkową posiewu rozcieńczeń glebowych: bakterii na podłożu według BUNTA i ROVIRY [1955], grzybów na pożywce według MARTINA [1950], a promieniowców na pożywce według CYGANOWA [1964]. Biomasę mikroorganizmów oznaczono metodą SIR (ang. Substrate Induced Respiration) według ANDERSONA i DOMSCHA [1978] na podstawie pomiaru wydzielania CO 2, po wzbogaceniu gleby w łatwo przyswajalne źródło pokarmowe. Analizy wykonano aparatem Ultra Gas U 4S. Przygotowane próbki gleby przenoszono do kolumn pomiarowych analizatora i mierzono ilość CO 2 wydzielonego po upływie trzech godzin. Otrzymane wyniki przeliczono według równania podanego przez ANDERSONA i DOMSCHA [1978], a zawartość biomasy żywych drobnoustrojów podano w mg C (100 g) 1 gleby: x = 40,4y + 0,37 gdzie: x zawartość węgla w biomasie żywych mikroorganizmów; y maksymalne oddychanie początkowe.

3 K. Przybulewska, A. Nowak, D. Głąbowska: Zmiany w mikroflorze gleby 161 Ocenę statystyczną wyników badań wykonano za pomocą analizy wariancji i istotności zastosowanych czynników na poziomie p = 0,05, testem Duncana. Obliczono również współczynnik korelacji Pearsona między zawartością biomasy żywych drobnoustrojów a odległością od składowiska. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Liczebność drobnoustrojów poszczególnych grup taksonomicznych była różnicowana, w zależności od odległości od składowiska i głębokości pobrania prób glebowych. Największa była liczebność bakterii, następnie promieniowców, a najmniejsza grzybów. Wyniki te potwierdza analiza gleb strefy sanitarnej składowiska odpadów komunalnych w Kluczu [CZERNOMYSY-FUROWICZ, 1996], a także badania gleb w strefie sanitarnej 50 m od składowiska w Sierakowie [CZER- NOMYSY-FUROWICZ, 1994; 1995]. Liczebność bakterii w powierzchniowej warstwie gleby w pobliżu składowiska wynosiła 12 mln jtk w g s.m., a na poziomie cm była o kilkanaście procent mniejsza. Istotnie mniejsza (nawet o 80 90%) była liczebność bakterii w dalszej odległości, tj. 400 m od składowiska. W powierzchniowej warstwie gleby było ponad 2 mln jtk w g s.m. gleby, natomiast w warstwie głębszej ponad 2-krotnie mniej (rys. 1). Liczebność jtk g -1 s.m. gleby Number of cfu g -1 dm soil a głebokość[cm] depth [cm] b odległość [m]; distance [m] Rys. 1. Liczebność bakterii (jtk) w glebie w strefie oddziaływania składowiska odpadów komunalnych; a, b grupy jednorodne Fig. 1. The number of bacteria (cfu) in soil within the impact zone of municipal waste dumping site; a, b homogenous groups

4 162 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 10 z. 2 (30) Istotnie większą liczebność promieniowców w pobliżu składowiska stwierdzono głównie w powierzchniowej warstwie gleby (rys. 2). W strefie bezpośredniego oddziaływania składowiska, na głębokości 0 5 cm, było ponad 1 mln jtk w g s.m. gleby, natomiast w dalszej odległości była to wartość bliska 900 tys. komórek. W warstwie głębszej (20 25 cm), niezależnie od miejsca poboru prób glebowych, liczebność promieniowców była znacznie mniejsza. W punkcie zlokalizowanym blisko składowiska wynosiła ona 267 tys. jtk w g s.m. gleby, a w punkcie badawczym oddalonym (400 m) była 2-krotnie mniejsza Liczebność jtk g -1 sm gleby Number of cfu g -1 dm soil głebokość[cm] depth [cm] 0-5 a b odległość [m]; distance [m] Rys. 2. Liczebność promieniowców (jtk) w glebie w strefie oddziaływania składowiska odpadów komunalnych; a, b grupy jednorodne Fig. 2. The number of actinomycetes (cfu) in soil within the impact zone of municipal waste dumping site; a, b homogenous groups W powierzchniowej warstwie gleby, podobnie jak w przypadku bakterii i promieniowców, liczebność grzybów była większa w bezpośrednim sąsiedztwie badanego obiektu (rys. 3) i wynosiła ponad 160 tys. jtk w g s.m. Nieco odmienną sytuację stwierdzono w głębszych warstwach gleby (20 25 cm) liczebność grzybów była większa w punkcie pomiarowym bardziej oddalonym od obiektu (400 m). Podobne tendencje wzrostu liczebności grzybów w dalszej odległości od emitora potwierdziły, na przykładzie oczyszczalni ścieków, MA- LINOWSKA i MARSKA [2002], a także PRZYBULEWSKA i CZUPRYNIAK [2006]. Zwartość biomasy żywych drobnoustrojów w glebie wynosiła średnio ok. 500 mg C w 100 g. Nie stwierdzono istotnej zależności korelacyjnej zawartości biomasy od odległości od składowiska. Dużą zawartość (ok. 700 mg C w 100 g gleby) stwierdzono w bezpośrednim sąsiedztwie obiektu, ale również w punktach znacznie oddalonych od niego (rys. 4). Największa zawartość biomasy żywych mikroor-

5 K. Przybulewska, A. Nowak, D. Głąbowska: Zmiany w mikroflorze gleby a Liczebność jtk g -1 s.m. gleby Number of cfu g -1 dm soil c głebokość[cm] depth [cm] b c odległość [m]; distance [m] Rys. 3. Liczebność grzybów (jtk) w glebie przy składowisku odpadów komunalnych; a, b, c grupy jednorodne Fig. 3. The number of fungi (cfu) in soil within the impact zone of municipal waste dumping site; a, b, c homogenous groups mg C 100 g -1 gleby mg C 100 g -1 soil odległość, m distance, m Rys. 4. Zmiany zawartości biomasy żywych mikroorganizmów w zależności od odległości od składowiska Fig. 4. Changes in live microbial biomass in relation to the distance from the municipal waste dumping site

6 164 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 10 z. 2 (30) ganizmów w glebie (średnio 756 mg C (100 g) 1 ) występuje w odległości 20 m od składowiska, najmniejsza natomiast średnio 157 mg C (100 g) 1 w odległości 400 m (koniec strefy ochronnej). Niektórzy badacze stwierdzili jednak istotną zależność ilości biomasy od odległości [NOWAK, PRZYBULEWSKA, LITWIŃCZUK 1998]. Ocena negatywnego oddziaływania wysypiska na środowisko glebowe i uznanie stopnia nasilenia i czasu trwania zmian za jednoznacznie negatywne dla gleby wymaga dodatkowych badań, potwierdzających prezentowane tu wyniki. Niezaprzeczalne jednak jest to, że liczebność mikroorganizmów i zawartość ich biomasy w glebie wokół składowiska jest zróżnicowana. WNIOSKI 1. W glebach wokół składowiska odpadów komunalnych w Łęczycy k. Stargardu Szczecińskiego dominują bakterie, mniej liczne są promieniowce, a najmniej liczne grzyby. 2. Najliczniej mikroorganizmy występują w najbliższym sąsiedztwie składowiska odpadów, zwłaszcza w powierzchniowej warstwie gleby. 3. Największe zawartości biomasy żywych drobnoustrojów stwierdzano w glebie tuż przy składowisku (20 m), najmniejsze natomiast w odległości 400 m (koniec strefy ochronnej). Nie udało się jednak potwierdzić metodami statystycznymi tej zależności. LITERATURA ANDERSON J.P.E., DOMSCH K.H., A physiological method for the quantitative measuremeant of microbial biomass in soil. Soil Biol. Biochem. 10 s BARABASZ W., ALBIŃSKA D., FRĄCZEK K., GRZYB J., BARABASZ J., KOSIŃSKA B., Mikrobiologiczne i zdrowotne zagrożenia ludzi wokół składowisk odpadów i oczyszczalni ścieków. 9. Konf. Nauk. Tech. Kołobrzeg Kopenhaga Oslo: Wydaw. Uczel. PKosz. s BARABASZ W., GRZYB J., FRĄCZEK K., KULTYS H., KRÓL T, FLAK K., KORNAŚ G., BARABASZ J., PAWLAK K., Pięcioletni mikrobiologiczny monitoring powietrza atmosferycznego na składowisku odpadów komunalnych Barycz w Krakowie. W: Gospodarka odpadami komunalnymi. 7. Konf. Nauk. Tech., Koszalin Kołobrzeg s BUNT J.S., ROVIRA A.D., Microbiological studies of some subantarctic soil. J. Soil Sci. 6 (1) s CYGANOW V. A., ZUKOVR A., Morfologobiochimiciskie osobennosti novowo vida actionomiceta. Mikrobiol. 33 (5) s CYPROWSKI M.J., KRAJEŃSKI A., Czynniki szkodliwe dla zdrowia występujące w oczyszczalniach ścieków komunalnych. Med. Pr. 54 (1) s CZERNOMYSY-FUROWICZ D., Wyniki bakteriologicznego, mykologicznego i parazytologicznego badania wody, gleby oraz powietrza na terenie wysypiska w Sierakowie. Szczecin: Adiumentum s.c., Laborat. Diagnost. ss. 9.

7 K. Przybulewska, A. Nowak, D. Głąbowska: Zmiany w mikroflorze gleby 165 CZERNOMYSY-FUROWICZ D., Wyniki fizyczno-chemicznego bakteriologicznego badania wody, gleby oraz powietrza w strefie 50 m pasa sanitarnego na terenie wysypiska w Szczecinie-Kluczu, Warszawie i Sierakowie. Szczecin: Adiumentum s.c. Laborat. Diagnost. ss. 15. CZERNOMYSY-FUROWICZ D., Badania fizykochemiczne, mikrobiologiczne gleby i powietrza oraz stężenia gazów w powietrzu, w strefie sanitarnej składowiska odpadów komunalnych w Klucz. Szczecin: Adiumentum s.c., Laborat. Diagnost. ss. 17. GAJEWSKA J., ROKOSZ-BURLAGA H., Ocena stanu mikrobiologiczno-sanitarnego środowiska biologicznej oczyszczalni ścieków. Wieś Jutra nr 12 (29) s GÓRNY R., Biologiczne czynniki szkodliwe: normy, zalecenia i propozycje wartości dopuszczalnych. Podst. Met. Oceny Środ. Pracy 3(41) s KALISZ L., SAŁBUT J., KAŹMIERCZUK M., Oddziaływanie obiektów komunalnych na mikrobiologiczną jakość powietrza oraz rozprzestrzenianie się odorów. Ochr. Środ. Zas. Nat. nr 9 s KULIG A., SKORUPKI W., Dobór kryteriów oceny zasięgu oddziaływania oczyszczalni ścieków na otoczenie. Biul. Kom. OOŚ 6 s ŁEBKOWSKA M., Zanieczyszczenia mikrobiologiczne w powietrzu obiektów komunalnych i przemysłowych. Inż. Ochr. Środ. 4 nr 3 4 s MALINOWSKA K. MARSKA B., Wpływ bioaerozoli emitowanych przez oczyszczalnie ścieków na jakość mikrobiologiczną powietrza. Folia Univ. Agricult. Stetin. 226 (90) s MALINOWSKA K., MARSKA B., 2004a. Występowanie bakterii Escherichia coli w powietrzu i w glebie w rejonie oddziaływania emisji z biologicznych oczyszczalni ścieków. Acta Agr. Silv. 17 s MALINOWSKA K., MARSKA B., 2004b. Zmiany w składzie mikroflory gleb w rejonie oddziaływania emisji z biologicznych oczyszczalni ścieków. Acta Agr. Silv. 17 s MARSKA B., MALINOWSKA K., Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza w rejonie biologicznych oczyszczalni ścieków. Folia Univ. Agricult. Stetin. 209 (83) s MARTIN J.P., 1950 Use of acid, Rose Bengales and Streptomycin in the plate method for estimting soil fungi. Soil Sci. 69 s NOWAK A. PRZYBULEWSKA K. LITWIŃCZUK M., Próba oceny wpływu oddziaływania składowiska odpadów komunalnych w Sierakowie k/szczecina na mikroflorę gleby. W: Ekologiczne aspekty mikrobiologii gleby. Pr. zbior. Red. A. Sawicka, G. Durska. Poznań: Wydaw. AR s PRZYBULEWSKA K, CZUPRYNIAK M., Microbial quality of air in various seasons under the influence of emissions from sewage treatment plant. Env. Protect. Eng s TARCZEWSKA T.M., KARPIŃSKA-SMULIKOWSKA J., Wpływ składowisk odpadów komunalnych na jakość mikrobiologiczną powietrza. Ochr. Środ. 2 (77) s Krystyna PRZYBULEWSKA, Andrzej NOWAK, Daria GŁĄBOWSKA CHANGES IN SOIL MICROFLORA AROUND THE MUNICIPAL WASTE DUMPING SITE IN ŁĘCZYCA NEAR STARGARD SZCZECIŃSKI Key words: microorganisms, municipal waste dumping site, soil S u m m a r y This study aimed at examining the effect of municipal waste dumping site in Łęczyca near Stargard Szczeciński on soil microflora in its impact zone. Performed analyses showed that most numer-

8 166 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 10 z. 2 (30) ous microorganism populations in soil around this object were mainly bacteria, then actinomycetes, whereas the fungi were least abundant. Microorganisms were most numerous in the closest vicinity of the waste dumping site, particularly in surface soil layer. Despite the fact that the largest microbial biomass was found in the closest vicinity of the object and the smallest at the edge of its buffer zone, no significant correlation was noted between the biomass and distance from the waste dumping site. Recenzenci: prof. dr hab. Wiesław Barabasz dr inż. Krzysztof Frączek Praca wpłynęła do Redakcji r.