Sebastian Borowski

Co-digestion of solid poultry manure with municipal sewage sludge

The anaerobic digestion was investigated using mixed sewage sludge and poultry manure. The experiments showed that a 30% addition of poultry manure to the sewage sludge did not increase specific gas yield (376 dm(3)/kg VS versus 384 dm(3)/kg VS), however gas production rate as calculated per unit volume was 1.5 higher for sludge and manure mixture. The anaerobic digestion turned out to be inefficient in terms of pathogen treatment, since the reduction of Enterobacteriaceae reached only two logarithmic units. In the course of the digestion processes, nutrients were released to the supernatant, and longer SRT favored that phenomenon. The liquor after the digestion of sludge alone was rich in phosphates (348-358 gP/m(3)) and contained a lot of organic carbon (COD of 2705-6034 gO2/m(3)). Conversely, more ammonium nitrogen was found in the supernatant after co-digestion of sludge with manure (2094-2221 gN/m(3)). However, there was no evidence of ammonia inhibition.

Co-digestion of the hydromechanically separated organic fraction of municipal solid waste with sewage sludge.

This study investigates the anaerobic digestion of the hydromechanically sorted organic fraction of municipal solid wastes (HS-OFMSW) co-digested with sewage sludge (SS). Eight laboratory-scale experiments were conducted under semi-continuous conditions at 15 and 20 days of solids retention time (SRT). The biogas yield from the waste reached 309 to 315 dm(3)/kgVS and 320 to 361 dm(3)/kgVS under mesophilic and thermophilic conditions, respectively. The addition of SS to HS-OFMSW (1:1 by weight) improved the C/N balance of the mixture, and the production of biogas through anaerobic mesophilic digestion increased to 494 dm(3)/kgVS, which corresponded to 316 dm(3)CH4/kgVS. However, when SS and HS-OFMSW were treated under thermophilic conditions, methanogenesis was inhibited by volatile fatty acids and free ammonia, which concentrations reached 5744 gCH3COOH/m(3) and 1009 gNH3/m(3), respectively.

Odorous Compounds from Poultry Manure Induce DNA Damage, Nuclear Changes, and Decrease Cell Membrane Integrity in Chicken Liver Hepatocellular Carcinoma Cells

Animal breeding and management of organic wastes pose a serious problem to the health of livestock and workers, as well as the nearby residents. The aim of the present study was to determine the mechanisms of toxicity of selected common odorous compounds from poultry manure, including ammonia, dimethylamine (DMA), trimethylamine (TMA), butyric acid, phenol, and indole. We measured their genotoxic and cytotoxic activity in the model chicken cell line (LMH), in vitro, by comet assay and lactate dehydrogenase assay, respectively. We also made microscopic observations of any morphological changes in these cells by DAPI staining. Four compounds, namely ammonia, DMA, TMA, and butyric acid increased DNA damage in a dose-dependent manner (p < 0.05), reaching genotoxicity as high as 73.2 ± 1.9%. Phenol and indole induced extensive DNA damage independent of the concentration used. Ammonia, DMA, and TMA caused a dose-dependent release of lactate dehydrogenase (p < 0.05). The IC50 values were 0.02%, 0.05%, and 0.1% for DMA, ammonia and TMA, respectively. These compounds also induced nuclear morphological changes, such as chromatin condensation, shrinkage, nuclear fragmentation (apoptotic bodies), and chromatin lysis. Our study exhibited the damaging effects of odorous compounds in chick LMH cell line.

THREATS/RISKS IN POULTRY FARMS: MICROBIOLOGICAL CONTAMINANTS, DUST, ODOURS AND BIOLOGICAL METHOD FOR ELIMINATION

STRESZCZENIE Celem badań była ocena zagrożeń mikrobiologicznych odorowych i pyłowych w pomieszczeniach inwentarskich na fermach drobiu. Ponadto określono skuteczność biopreparatu i ekstraktu roślinnego Yucca schidigera w obniżaniu stężenia wybranych związków odorowych generowanych przez pomiot drobiowy oraz w higienizacji pomiotu. W pomieszczeniach inwentarskich zapylenie powietrza było wysokie i kształtowało się na poziomie 1,44 mg/ m3; dominowała frakcja pyłu PM10. Zarówno w pomiocie drobiowym oraz pyle osiadłym stwierdzono wysoką liczebność bakterii i grzybów na poziomie 106–1010 jtk/g. Na fermie drobiu nie odnotowano przekroczenia limitu dotyczącego liczby bakterii i grzybów w powietrzu. Odnotowane stężenia frakcji PM2,5 i PM10 były 18–20 razy wyższe niż dopuszczalne dla 24-godzinnej ekspozycji określone przez Światową Organizację Zdrowia. Wśród odorowych związków lotnych na fermach drobiu dominowały: amoniak, akroleina, metyloamina, kwas octowy, aldehyd octowy i formaldehyd. Ich stężenia były zmienne w zależności od rodzaju fermy i etapu cyklu produkcyjnego. Dopuszczalne stężenie amoniaku w powietrzu zostało przekroczone na fermie kur niosek I i II, natomiast stężenie dwutlenku węgla przekroczyło dopuszczalną wartość w trzecim etapie cyklu produkcyjnego na fermie brojlerów III i było zbliżone do limitu na fermie niosek I. Cytotoksyczność mieszaniny związków odorowych wobec komórek kurzych LMH maksymalnie wynosiła 45,7%, potwierdzono ją zmianami morfologicznymi komórek po działaniu związków odorowych (amoniaku, dii trimetyloaminy). Biopreparat mineralno-mikrobiologiczny wraz z ekstraktem Yucca schidigera zmniejszał ogólną liczbę drobnoustrojów o około 1 rząd wielkości w pomiocie drobiowym i obniżał stężenie związków odorowych o 37–70% w zależności od związku. Zastosowanie kolejno ekstraktu Y. schidigera, a następnie po 2 dniach biopreparatu może być skutecznym sposobem ograniczania zagrożeń mikrobiologicznych i odorowych na fermach drobiu.