Rizika mikrobiologické kontaminace pracovního prostředí zařízení pro nakládání s odpady

Mgr. Ing. Kristýna Černá

Doctoral thesis

-

Abstract:

V posledních letech celosvětově stoupá produkce odpadu. Politika Evropské unie reaguje na tento trend zvyšujícími se nároky na opětovné použití a recyklaci odpadu v rámci oběhového hospodářství. Se zvyšujícími se nároky na recyklaci odpadu lze očekávat zřizování dalších dotřiďovacích zařízení, kde bude zaměstnáváno stále více lidí. Mnoho studií z posledních let však dokládá souvislost mezi pobytem zaměstnanců v pracovním prostředí dotřiďovacích zařízení a vznikem zdravotních problémů. Odpad určený k recyklaci bývá velmi často kontaminován organickými zbytky, které slouží jako živný substrát pro růst mnoha mikroorganismů, z nichž významnou skupinu představují mikroskopické houby. Vzhledem k opakované detekci vysokých koncentrací mikroskopických hub, mezi nimiž bylo identifikováno mnoho alergenních, infekčních a toxinogenních druhů, lze očekávat, že mikroskopické houby budou hrát v rozvoji zdravotních problémů důležitou roli. Podrobná analýza kontaminace pracovního prostředí dotřiďovacích zařízení mikroskopickými houbami je nezbytným podkladem pro zavedení v České republice dosud chybějících limitů pro výskyt mikroskopických hub v pracovním prostředí a také při posuzování zdravotního rizika vyplývajícího z pobytu v tomto pracovním prostředí. Studie I se zabývá výběrem a optimalizací metod pro zavedení jednotné standardní metodiky odběru a zpracování vzorků mikroskopických hub z ovzduší pracovního prostředí. Na základě výsledků této studie byla pro zavedení jednotné standardní metodiky vybrána metoda membránových filtrů. Tato metoda byla ve studii II použita k podrobné analýze kontaminace pracovního prostředí dotřiďovacích zařízení mikroskopickými houbami. Výsledky této studie ukázaly, že zaměstnanci dotřiďovacích zařízení plastového odpadu jsou po celou pracovní směnu v rámci všech ročních období vystaveni vysokým koncentracím částic mikroskopických hub, mezi nimiž jsou z velké části zastoupeny i potenciálně alergenní, toxinogenní a patogenní druhy hub z rodu Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Fusarium a Penicillium. Nejvyšší koncentrace hub byly přitom naměřeny v létě (9,1 x 103 – 9,0 x 105 KTJ/m3), následně na jaře (2,1 x 103 – 1,8 x 106 KTJ/m3) a na podzim (2,0 x 102 – 4,2 x 105 KTJ/m3) a nejnižší v zimě (2,7 x 103 – 2,9 x 105 KTJ/m3). Ve studii III bylo provedeno orientační měření koncentrace částic mikroskopických hub v pracovním prostředí dotřiďovacích zařízení papírového odpadu prostřednictvím impakční metody. Výsledky ukázaly, že v průběhu pracovní směny dochází k nárůstu koncentrace částic mikroskopických hub v ovzduší. Nejvyšší koncentrace částic hub v ovzduší byly naměřeny v létě (1,0 x 104 – 3,8 x 104 KTJ/m3), poté na jaře (4,9 x 103 – 1,1 x 104 KTJ/m3) a v zimě (3,6 x 103 – 5,2 x 103 KTJ/m3) a nejnižší na podzim (2,6 x 103 – 5,0 x 103 KTJ/m3). Studie IV shrnuje dosavadní poznatky o kontaminaci pracovního prostředí dotřiďovacích zařízení mikroskopickými houbami. Studie je zaměřena na kvantifikaci a identifikaci mikroskopických hub dosud izolovaných z pracovního prostředí dotřiďovacích zařízení. Na základě druhového zastoupení hub jsou jmenovány zdravotní problémy, které mohou s výskytem těchto mikroskopických hub souviset. Do studie IV jsou zahrnuty poznatky ze studie I, II i III.

Abstract:

In recent years, municipal solid waste production has been growing worldwide. The European Union policy responds to this trend with increasing demands for reuse and recycling of waste within the framework of the circular economy. Due to the increasing requirements to waste recycling, additional waste sorting facilities will be set up. Many studies by different authors have recently pointed out health risks associated with such environments. Waste in sorting facilities is usually contaminated by the organic residues that serve as a nutrient substrate to numerous microorganisms. Fungi make up a significant part of these microorganisms. High concentrations of potentially allergenic, toxigenic and infectious fungi in working environment of waste sorting facilities were detected. Thus, it is assumed that microscopic fungi play an important role in the development of various health problems. Evaluations of contamination in waste treatment facilities working environment are essential for the establishment of a threshold limit value of airborne fungi concentration in such working environments in the Czech Republic as well as for assessing the health risks resulting from working activity in waste sorting facilities. Study I deals with the selection and optimization of suitable methods for implementation of a uniform standard methodology of collecting and processing fungi samples from the air of highly contaminated working environments. Based on the results of this study, the membrane filters method was chosen for the introduction of the uniform standard methodology. This method was used in study II for a detailed analysis of contaminated working environment in a selected waste sorting facility. The results of this study confirmed that the facility employees were exposed to high concentrations of airborne fungi during work shifts in all seasons. In addition, most of the captured fungi were among the potentially allergenic, infectious and toxigenic species of genera Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Fusarium and Penicillium. The highest concentrations of airborne fungi were measured in summer (9.1 x 103 – 9.0 x 105 CFU/m3), followed by spring (2.1 x 103 – 1.8 x 106 CFU/m3) and autumn (2.0 x 102 – 4.2 x 105 CFU/m3), whereas the lowest concentrations occurred in winter (2.7 x 103 – 2.9 x 105 CFU/m3). Study III describes the use of the impaction method for fast indicative determination of airborne fungi concentration in a paper waste sorting facility. The results showed an increase in the concentrations of airborne fungi particles during the examined work shifts. The highest concentrations of airborne fungi were measured in summer (1.0 x 104 – 3.8 x 104 CFU/m3), followed by spring (4.9 x 103 – 1.1 x 104 CFU/m3) and winter (3.6 x 103 – 5.2 x 103 CFU/m3), whereas the lowest concentrations were measured in autumn (2.6 x 103 – 5.0 x 103 CFU/m3). Study IV summarizes the existing knowledge about fungal contamination of working environment in waste sorting facilities. The study is focused on the quantification and identification of airborne fungi isolated from waste sorting facilities. Based on the fungal species composition, various health problems potentially related to the occurrence of the identified fungal species were encapsulated. This study also contains findings described in Study I, Study II and Study III.

Keywords

mikroskopické houby, dotřiďovací zařízení, pracovní expozice, zdravotní problémy

Keywords

microscopic fungi, waste sorting facility, occupational exposure, health problems

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 8. 2018

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Zdeňka Wittlingerová, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Doctoral programme / field:
Applied Ecology / Applied and Landscape Ecology