Załącznik 1 – Autoreferat · Załącznik 1 – Autoreferat 3 | S t r o n a 1. ŻY Y AWY 1.1. Wykształcenie 2001 ukończenie 5,5-letnich studiów na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej

AUTOREFERAT

opis dorobku i osiągnięć naukowych

dr wet. Dorota Witkowska

Katedra Higieny Zwierząt i Środowiska Wydział Bioinżynierii Zwierząt

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

ul. Oczapowskiego 5, 10-719 Olsztyn tel. (089) 523 41 90

e-mail: [email protected]

Załącznik 1 – Autoreferat

2 | S t r o n a

Spis treści Strona

1. Życiorys naukowy 3

2. Rozwój naukowy 5

3. Prace wskazane jako szczególne osiągnięcie naukowe, o którym mowa w artykule 16 ustawy z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki; Dz. U. 2003, Nr 65, poz. 595 z późniejszymi zmianami: „Identyfikacja zanieczyszczeń mikrobiologicznych i gazowych w środowisku bytowania zwierząt oraz opracowanie metod ograniczania ich powstawania u źródła”

7

4. Omówienie szczególnych osiągnięć naukowych 8

5. Omówienie pozostałych osiągnięć badawczych 23

6. Podsumowanie dorobku naukowego 29


3 | S t r o n a

1. ŻYCIORYS NAUKOWY

1.1. Wykształcenie

2001

ukończenie 5,5-letnich studiów na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu

Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie i uzyskanie tytułu lekarza weterynarii;

2005

ukończenie 4-letnich studiów doktoranckich na Wydziale Bioinżynierii Zwierząt

Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie i uzyskanie stopnia doktora nauk

rolniczych (dyscyplina naukowa: zootechnika, specjalność: zoohigiena)

rozprawa doktorska pt. „Wpływ dodatku preparatów: mikrobiologicznego

i dezynfekującego do ściółki na warunki zoohigieniczne oraz stan zdrowotny

i produkcyjność kurcząt brojlerów” wykonana została w Katedrze Higieny Zwierząt

i Środowiska pod kierunkiem prof. dr hab. Krystyny Iwańczuk-Czernik, prof. zw.

1.2. Doświadczenie zawodowe

2006-2007

młodszy specjalista naukowo-techniczny, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

w Olsztynie, Wydział Bioinżynierii Zwierząt, Katedra Higieny Zwierząt i Środowiska;

2007-2008

asystent, pracownik naukowo-dydaktyczny, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

w Olsztynie, Wydział Bioinżynierii Zwierząt, Katedra Higieny Zwierząt i Środowiska;

2008 – bieżąco

adiunkt, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Bioinżynierii Zwierząt,

Katedra Higieny Zwierząt i Środowiska.


4 | S t r o n a

Kursy, szkolenia, staże podnoszące kompetencje zawodowe

2008

ukończenie 2-letnich Podyplomowych Studiów Specjalizacyjnych: "Prewencja

Weterynaryjna i Higiena Pasz" na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu

Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie i uzyskanie tytułu specjalisty z zakresu prewencji

weterynaryjnej i higieny pasz;

2010

ukończony kurs dokształcający w zakresie doskonalenia pedagogicznego nauczycieli

akademickich na Wydziale Nauk Społecznych Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego

w Olsztynie;

2011

ukończony kurs języka angielskiego dla pracowników naukowych UWM, służący

wzmocnieniu jakości kształcenia w języku angielskim i możliwości udziału we

współpracy międzynarodowej (poziom Advanced); projekt: „Rozszerzenie

i udoskonalenie oferty edukacyjnej skierowanej do osób spoza uczelni oraz podwyższanie

jakości nauczania i kompetencji kadry akademickiej”;

2013

3-tygodniowy krajowy staż naukowo-dydaktyczny w Katedrze Higieny Środowiska

i Dobrostanu Zwierząt na Wydziale Biologii i Hodowli Zwierząt Uniwersytetu

Przyrodniczego we Wrocławiu;

2013

udział w polsko-amerykańskich warsztatach studenckich „Livestock production systems,

biosystems engineering sustainable food production” organizowanych przez Katedrę

Higieny Środowiska i Dobrostanu Zwierząt na Wydziale Biologii i Hodowli Zwierząt

Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu oraz Department of Agricultural and

Biosystems Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Iowa State University;

2013

3-tygodniowy zagraniczny staż dydaktyczny odbyty w ramach projektu: Wzmocnienie

potencjału dydaktycznego UWM w Olsztynie (ProEdu) współfinansowanego przez

Europejski Fundusz Społeczny UE, miejsce odbywania stażu: Department of Veterinary

Disciplines and Quality of Products, Faculty of Agriculture, University of South Bohemia

in České Budějovice, Czech Republic.


5 | S t r o n a

2. ROZWÓJ NAUKOWY

Pracę badawczą rozpoczęłam podczas studiów doktoranckich na Wydziale

Bioinżynierii Zwierząt Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Katedrze Higieny

Zwierząt i Środowiska kierowanej przez prof. dr hab. Krystynę Iwańczuk-Czernik, prof.

zw. Od początku czynnie uczestniczyłam we wszystkich badaniach realizowanych przez

pracowników naukowych Katedry, zdobywając doświadczenie praktyczne i warsztat

pracy w zakresie metodologii prowadzenia badań zoohigienicznych.

Dodatkowo, prowadzone przeze mnie zajęcia dydaktyczne oraz opracowywanie

programów przedmiotów skłoniły mnie do pogłębiania swej wiedzy z zakresu

odzwierzęcych czynników chorobotwórczych i ich znaczenia w higienie zwierząt na

wszystkich etapach łańcucha produkcji żywności. Występowanie czynników

zoonotycznych i zoonoz w województwie warmińsko-mazurskim było pierwszym

kierunkiem moich zainteresowań naukowych. Odzwierzęce czynniki patogenne w

dużym stopniu kumulują się w środowisku bytowania zwierząt utrzymywanych

intensywnie, w związku z czym niehigieniczna produkcja pierwotna stanowi duże

zagrożenie dla zdrowia publicznego, jak również wpływa niekorzystnie na dobrostan

zwierząt.

Zainteresowanie tym tematem skłoniło mnie do podjęcia badań nad możliwościami

ograniczenia powstawania zanieczyszczeń mikrobiologicznych w produkcji drobiarskiej.

Dodatki do ściółki jako alternatywna metoda ograniczania zanieczyszczeń powietrza

kurników stały się kolejnym obszarem moich zainteresowań naukowych. Rozprawa

doktorska, którą przygotowałam podczas studiów doktoranckich dotyczyła tej tematyki.

Po podjęciu pracy w Katedrze Higieny Zwierząt i Środowiska kontynuowałam badania

nad Ilościową i jakościową identyfikacją zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza

różnych budynków inwentarskich, jednocześnie zostając włączona do zespołu

badawczego, zajmującego się problematyką Wpływu obrotu przedubojowego na

dobrostan ptaków rzeźnych i jakość mięsa drobiowego oraz metod ograniczania jego

negatywnych skutków. Badania te były realizowane w ramach grantu rozwojowego

NCBiR, kierowanego przez prof. dr hab. Annę Wójcik.

W późniejszym czasie, po pozyskaniu środków na zakup aparatury badawczej w

ramach programu operacyjnego Rozwój Polski Wschodniej 2007-13, dzięki


6 | S t r o n a

przychylności kierownika Katedry prof. dr. hab. Janiny Sowińskiej mogłam poszerzyć

obszar mych zainteresowań naukowych o problematykę imisji i emisji gazów

toksycznych i złowonnych z ferm zwierzęcych. Zanieczyszczenia chemiczne powietrza w

środowisku bytowania zwierząt mają ścisły związek z tematyką, którą zajmowałam się

wcześniej, gdyż ilość mikroorganizmów w środowisku bytowania zwierząt i ich

zdolności fermentacyjne decydują o jakości powietrza również w aspekcie domieszek

gazowych.

Obecnie moje badania naukowe skupiają się na określeniu poziomu i rodzaju

zanieczyszczeń mikrobiologicznych i gazowych w różnych systemach utrzymania

zwierząt gospodarskich oraz opracowaniu metod ich ograniczania. W związku z

poszukiwaniem alternatywnych metod redukujących negatywne skutki zakazu

stosowania antybiotykowych stymulatorów wzrostu w intensywnej produkcji

zwierzęcej problemem badawczym, który podjęłam w ostatnim czasie, jest zastosowanie

olejków eterycznych w formie aerozolu w celu poprawy stanu higienicznego

pomieszczeń dla drobiu oraz dobrostanu ptaków.

Publikacje naukowe z zakresu wyżej wymienionej tematyki przygotowane w

ostatnim czasie przedstawiam w niniejszym autoreferacie jako szczególne osiągnięcie

naukowe, pod tytułem: Identyfikacja zanieczyszczeń mikrobiologicznych i gazowych

w środowisku bytowania zwierząt oraz opracowanie metod ograniczania ich powstawania

u źródła.

Ponieważ wstępne wyniki badań są obiecujące, ale wiążą się również z wieloma

niewiadomymi, chciałabym kontynuować rozpoczęte badania naukowe jako

samodzielny pracownik naukowy.


7 | S t r o n a

3. PRACE WSKAZANE JAKO SZCZEGÓLNE OSIĄGNIĘCIE NAUKOWE

Tytuł osiągnięcia, które stanowi jednotematyczny cykl publikacji (o którym

mowa w artykule 16 ustawy z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule

naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki; Dz. U. 2003, Nr 65, poz. 595

z późniejszymi zmianami):

„Identyfikacja zanieczyszczeń mikrobiologicznych i gazowych

w środowisku bytowania zwierząt oraz opracowanie

metod ograniczania ich powstawania u źródła”

Publikacja IF Pkt

3.1. Witkowska D., Chorąży Ł., Mituniewicz T., Makowski W. 2010. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne ściółki i powietrza podczas odchowu kurcząt brojlerów. Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie, 10(2): 201-210.

- 6

3.2. Witkowska D., Kwiatkowska-Stenzel A., Jóźwiak A., Chorąży Ł., Wójcik A. 2012. Microbiological contamination of air inside and around stables during different seasons of the year. Polish Journal of Environmental Studies, 21(4): 1061-1066.

0,462 15

3.3. Witkowska D. 2013. Volatile gas concentrations in turkey houses estimated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). British Poultry Science, 54(3): 289-297.

1,147 30

3.4. Kwiatkowska-Stenzel A., Sowińska J., Witkowska D. 2014. Analysis of noxious gas pollution in horse stable air. Journal of Equine Veterinary Science, 34: 249-256.

0,621 20

3.5. Witkowska D., Sowińska J. 2013. The effectiveness of peppermint and thyme essential oil mist in reducing bacterial contamination in broiler houses. Poultry Science, 92: 2834-2843.

1,516 40

3.6. Korczyński M., Jankowski J., Witkowska D., Opaliński S., Szołtysik M., Kołacz R. 2013. Zastosowanie haloizytu i wermikulitu do dezodoryzacji nawozu drobiowego. Przemysł Chemiczny, 92(6): 1027-1031.

0,414 15

Podsumowanie 4,16 126


8 | S t r o n a

4. OMÓWIENIE SZCZEGÓLNYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWYCH

4.1. Wstęp

Specyficzny mikroklimat budynków fermowych przyczynia się do kumulacji

w środowisku bytowania zwierząt bioaerozolu, którego składnikiem są biologiczne

czynniki szkodliwe. Wraz z wydłużeniem się czasu przebywania zwierząt

w pomieszczeniach liczba mikroorganizmów może stopniowo wzrastać, wywołując tak

zwany efekt „zmęczenia budynków”. Szczególny wzrost, często logarytmiczny,

obserwuje się w przypadku liczby bakterii tlenowych mezofilnych, w skład których

wchodzi większość bakterii chorobotwórczych. Obok gram-dodatnich ziarenkowców

(Staphylococcus, Streptococcus, Micrococcus) i laseczek (Bacillus) wśród bakterii

tlenowych mezofilnych znaczącą grupę stanowią bakterie gram-ujemne z rodziny

Enerobacteriaceae: Escherichia coli, Salmonella sp., Shigella sp., Klebsiella sp., jak i wiele

innych: Pseudomonas sp., Acinetobacter sp., Flavobacterium sp., itd. (Dutkiewicz i in.

1994; Davis i Morishita 2005; Tymczyna i in. 2007; Vučemilo i in. 2007). Szczególny

problem dla zdrowia publicznego stanowią pałeczki Salmonella, które mają zdolność

przetrwania w pomieszczeniach pomiędzy cyklami produkcyjnymi, nawet po

wykonaniu zabiegu dezynfekcji (Wales i in. 2006). W błonach komórkowych bakterii

gram-ujemnych obecne są prozapalne i alergenne kompleksy lipopolisacharydowe,

zwane endotoksynami, które są uwalniane po rozpadzie komórki bakteryjnej. Ich

wysokie stężenie również obserwuje się w budynkach dla zwierząt (Art. i in. 2002;

Bakutis i in. 2004). W skład bioaerozolu powietrza, którym oddychają zwierzęta

wchodzą też zarodniki i fragmenty pleśni. W największej ilości stwierdza się grzyby

pleśniowe różnych rodzajów (Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Mucor, Trichosporon,

Eurotium, Monilia, Alternaria, Cladosporium, Trichophyton, Epicoccum, etc.), wśród

których są grzyby patogenne oraz zdolne do wytwarzania chorobotwórczych

mykotoksyn (Dutkiewicz i in. 1994; Nardoni i in. 2005; Vučemilo i in. 2007; Wang i in.

2008). Również patogenne drożdżaki (Candida albicans, Cryptococcus neoformans) są

często identyfikowane w powietrzu pomieszczeń dla zwierząt. Procesy enzymatyczno-

mikrobiologicznej mineralizacji związków organicznych, w których biorą udział

drobnoustroje znajdujące się w ściółce i odchodach są przyczyną powstawania

szkodliwych gazów: amoniaku, dwutlenku węgla i siarkowodoru oraz innych lotnych

związków toksycznych i odorotwórczych, z takich grup chemicznych jak: węglowodory


9 | S t r o n a

cykliczne, aldehydy, ketony, alkohole, wolne kwasy tłuszczowe, merkaptany, estry,

fenole, aminy cykliczne, sulfidy i in. (Tymczyna i in. 2007; Herbut i in. 2010).

Sprzężone oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza uważa się za jeden

z ważniejszych czynników stresogennych w środowisku bytowania zwierząt. Wysokie

stężenia drobnoustrojów, endotoksyn, mikotoksyn, domieszek gazowych oraz pyłów

wpływają negatywnie na strukturę i funkcje obronne błon śluzowych, zwłaszcza układu

oddechowego oraz spojówek, powodując reakcje alergiczne, stany zapalne i zwiększając

zapadalność zwierząt na choroby zakaźne. U koni utrzymywanych w zamkniętych

stajniach, oddychających zanieczyszczonym powietrzem, występuje jednostka

chorobowa zwana nawracającą chorobą obturacyjną płuc – recurrent airway

obstruction (RAO). Wiele badań dowodzi, że przy zbyt wysokim stężeniu amoniaku w

kurnikach wyniki produkcyjne są słabsze (Art. i in. 2002; Al Homidan i in. 2003; Davis

i Morishita 2005; Miles i in. 2004; Miles i in. 2006; Niedźwiedź i in. 2006; Fleming i in.

2008). Nie bez znaczenia jest również szkodliwy wpływ zanieczyszczeń na zdrowie

pracowników ferm zwierzęcych (Elfman i in. 2009; Davis i Morishita 2005). Emitowane

z ferm zwierzęcych zanieczyszczenia negatywnie wpływają na środowisko naturalne.

Związki azotu zanieczyszczają gleby i wody gruntowe (Nahm 2003), a gazy takie jak CO2,

CH4 i N2O przyczyniają się do wzmagania efektu cieplarnianego (Guiziou i Béline 2005;

Wathes i in. 2007). W ostatnim czasie coraz więcej uwagi poświęca się emitowanym ze

środowiska zwierząt lotnym związkom organicznym – volatile organic compounds

(VOC), które jako mieszanina wywołują efekt odorotwórczy (Hayes i in. 2006; Sówka

i in. 2011).

W związku z powyższym zasadne jest podejmowanie prób ograniczania

powstawania zanieczyszczeń „u źródła” zarówno w aspekcie prawnym (konwencje

międzynarodowe i wynikające z nich akty prawne obowiązujące w naszym kraju) jak

i poprzez podejmowanie wszelkich możliwych metod ich neutralizacji (żywieniowych,

technologicznych, czy też higienicznych). Poziom zanieczyszczeń biologicznych

i chemicznych powietrza w różnych obiektach jest jednak bardzo zróżnicowany i zależy

nie tylko od gatunku zwierząt, ale również od systemu ich utrzymania i sposobu

zarządzania obiektem, stąd bardzo trudne jest dokładne sprecyzowanie wartości, które

można by było zaproponować jako dopuszczalne. W środowisku zawodowym ludzi

medycyna pracy wypracowała kryteria oceny narażenia na niektóre czynniki chemiczne


10 | S t r o n a

i fizyczne, natomiast, jak podkreśla Górny (2004), opracowanie ogólnie uznanych

wartości normatywnych dla czynników biologicznych jest bardzo trudne, ze względu na

to, że brakuje danych epidemiologicznych określających relację między narażeniem na

dany czynnik a skutkiem zdrowotnym. Poza tym wrażliwość eksponowanych na

narażenie organizmów jest różna, brakuje standaryzacji metod pomiarowych, jak

również niewystarczająca jest ilość danych źródłowych dotyczących najpowszechniej

występujących w środowisku bioaerozoli. Wydaje się, że jeszcze trudniejsze jest

wypracowanie wartości normatywnych dla zanieczyszczeń budynków fermowych, ze

względu na większą ilość czynników ograniczających. W związku z powyższym

prowadzenie badań nad poziomem i rodzajem zanieczyszczeń, będących powszechnym

zagrożeniem w środowisku bytowania nie tylko zwierząt, ale i pracowników ferm

w różnych warunkach i systemach utrzymania zwierząt oraz podejmowanie wszelkich

prób ich ograniczania wydaje się być uzasadnione.

Przegląd literatury oraz badania własne skłoniły mnie do podjęcia badań, których

celem była jakościowa i ilościowa identyfikacja zanieczyszczeń mikrobiologicznych

i gazowych w środowisku bytowania drobiu i koni oraz opracowanie metod

ograniczania ich powstawania u źródła.

4.2. Materiał i metody badań

Badania zostały przeprowadzone w różnych obiektach, w których utrzymywane

były kurczęta brojlery, indyki lub konie. Zwierzęta utrzymywane były standardowo,

zgodnie z obowiązującymi wymogami.

Poza oceną poziomu i jakości zanieczyszczeń we wszystkich doświadczeniach

przeprowadzono również monitoring parametrów mikroklimatycznych, zgodnie

z przyjętą metodologią badań zoohigienicznych. Metody wykonania poszczególnych

doświadczeń przedstawiono w tabelach 1 i 2.


11 | S t r o n a

Tabela 1. Opis metod wykonania doświadczeń 1-4

A. Identyfikacja zanieczyszczeń biologicznych i chemicznych

Lp. Rodzaj obiektu Obsada Czas trwania badań

Metody badań Oceniane zanieczyszczenia

1. kurnik doświadczalny

kurczęta rzeźne Ross 308 (350 sztuk)

5 tygodni

1. analiza mikrobiologiczna powietrza: metoda poboru próbek: sedymentacyjna podłoża: agar zwykły; agar wzbogacony (Sabouraud)

2. analiza mikrobiologiczna ściółki: wg PN-EN ISO 4833:2005/Ap1:2005 wg PN-ISO 21527-1:2009

3. identyfikacja grzybów: metoda makro- i mikroskopowa

ogólna liczba bakterii w powietrzu ogólna liczba bakterii w ściółce ogólna liczba grzybów w powietrzu ogólna liczba grzybów w ściółce rodzaje grzybów w powietrzu rodzaje grzybów w ściółce

2. stajnia boksowa konie rekreacyjne (7 osobników)

10 miesięcy

1. analiza mikrobiologiczna powietrza: metoda poboru próbek: aspiracyjna podłoża: agar TSA; agar wzbogacony (Sabouraud)

2. identyfikacja grzybów: metoda makro- i mikroskopowa

ogólna liczba bakterii w powietrzu ogólna liczba grzybów w powietrzu rodzaje grzybów w powietrzu

3. 5 kurników (wielkotowarowa ferma indyków)

indory rzeźne Hybrid Converter (16 500 sztuk)

5 miesięcy

1. metoda pomiaru: spektroskopia w podczerwieni (IR) z transformatą

Fouriera – Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

2. urządzenie: Gasmet DX3040

3. oprogramowanie: Calcmet Pro (z biblioteką widm referencyjnych

dla 200 związków)

gazy nieorganiczne (amoniak, dwutlenek węgla, tlenek węgla, tlenek azotu, fosforowodór)

lotne związki siarki i azotu (m. in. nitryle, aminy, aldehydy)

lotne węglowodory (m. in. metan, dichlorometan, chlorometan, bromometan, 1,3-butadien)

4. stajnia boksowa

konie sportowe i rekreacyjne (14 osobników)

2 miesiące

1. metoda pomiaru: spektroskopia w podczerwieni (IR)

z transformatą Fouriera – Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

2. urządzenie: Gasmet DX3040

3. oprogramowanie: Calcmet Pro (z biblioteką widm referencyjnych

dla 200 związków)

gazy szkodliwe (amoniak, dwutlenek siarki, siarczek karbonylu, cyjanowodór, metan, dwutlenek azotu, tlenek węgla)


12 | S t r o n a

Tabela 2. Opis metod wykonania doświadczeń 5-6

B. Ograniczanie zanieczyszczeń biologicznych i chemicznych

Lp. Rodzaj obiektu

Obsada Czas trwania badań

Metoda ograniczania

Metody badań Oceniane zanieczyszczenia


kurczęta brojlery Ross 308 (360 sztuk)

6 tygodni

Zastosowanie roztworów olejków eterycznych w formie aerozolu: 1. olejku

miętowego 2. olejku

tymiankowego

1. analiza mikrobiologiczna powietrza: metoda poboru próbek: aspiracyjna podłoża: agar TSA; agar MSA; agar

VRBD wg Mossela) 2. analiza mikrobiologiczna ściółki:

wg PN-EN ISO 4833:2005/Ap1:2005 podłoża j/w

3. analiza mikrobiologiczna powierzchni: pobór próbek: PN-ISO 18593:2005 analiza: PN-EN ISO 21528-2:2005;

standardy Merck

ogólna liczba bakterii w powietrzu liczba Enterobacteriaceae w powietrzu liczba Staphylococcus w powietrzu ogólna liczba bakterii w ściółce liczba Enterobacteriaceae w ściółce liczba Staphylococcus w ściółce ogólna liczba bakterii

na powierzchniach liczba Enterobacteriaceae

na powierzchniach liczba Staphylococcus

na powierzchniach


indory rzeźne Big-6 (180 sztuk)

3 tygodnie

Zastosowanie sorbentów do ściółek: 1. haloizytu 2. wermikulitu

1. oznaczanie NH3: metoda poboru prób: aspiracyjna metoda pomiaru: spektrofotometria

UV-VIS urządzenie: spektrofotometr

Cintra 303 2. oznaczanie VOC:

metoda poboru prób: włókna DVB/CAR/PDMS (Supelco)

rozdział związków: chromatografia gazowa

urządzenie: chromatograf Agilent Technologies 6890N

identyfikacja: w oparciu o wzorce widm skatalogowanych w bibliotece NIST

3. oznaczanie zawartości azotu całkowitego w nawozie: metoda Kiejdahla

amoniak (NH3) VOC (metylobenzen, but-2-enal,

nonan-2-on, heptan-2-on, 3-karen, 3-tetradekan, oktan-3-on, 4-metylo-2-heptanon, chlorobenzen, 1-metoksy-4-metylobenzen, 2-dodekanon, pentadekan, 1-fenyloetanon, 2-undekanon, heksadekan, fenol, tetrasiarczek dimetylu, p-krezol)


13 | S t r o n a

4.3. Omówienie wyników poszczególnych prac

Zanieczyszczenia mikrobiologiczne ściółki i powietrza podczas odchowu kurcząt brojlerów (Witkowska D., Chorąży Ł., Mituniewicz T., Makowski W. 2010. Woda Środ. Obsz. Wiej., 10(2): 201-210; publikacja 3.1)

Celem badań było określenie liczby bakterii tlenowych mezofilnych oraz grzybów

w świeżej ściółce i powietrzu w zależności od zmieniających się warunków termiczno-

wilgotnościowych oraz właściwości fizyko-chemicznych ściółki w poszczególnych

tygodniach odchowu kurcząt brojlerów.

W wyniku badań stwierdzono, że wraz ze wzrostem kurcząt ogólna liczba

bakterii tlenowych mezofilnych oraz grzybów w świeżej masie ściółki wykazywała

tendencję rosnącą, przy czym w ostatnim tygodniu liczba bakterii wynosiła 9,37 log10

cfu/g, natomiast grzybów 8,11 log10 cfu/g. W miarę upływu czasu odchowu ptaków

nieznacznie wzrastała również wartość pH ściółki, co obok coraz większej ilości pomiotu

wydalanego przez kurczęta i procesów fermentacyjnych zachodzących w świeżej ściółce

mogło sprzyjać rozwojowi drobnoustrojów. Powyższe czynniki wpłynęły także na

wzrastającą ilość powstającego w ściółce amoniaku (z 6,40 mg/kg na początku badań do

11,79 mg/kg w ostatnim tygodniu).

W przypadku zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza, mimo stopniowego

spadku temperatury i wzrostu wilgotności powietrza, nie zaobserwowano tak wyraźnej

tendencji w kształtowaniu się liczby mikroorganizmów jak w przypadku ściółki.

Zarówno liczba bakterii jak i grzybów ulegała wahaniom w poszczególnych tygodniach

odchowu, co najprawdopodobniej było związane ze zmieniającym się zapyleniem i

niejednostajną wentylacją pomieszczeń. Liczba bakterii była najniższa w 3 tygodniu i

wynosiła 4.56 log10 cfu/m3, a najwyższa na końcu odchowu – 5,33 log10 cfu/m3. W

przypadku grzybów najniższą ich liczbę stwierdzono na początku odchowu (4,23 log10

cfu/m3) zaś największy ich wzrost stwierdzono w 2 i 5 tygodniu (odpowiednio 4,67

log10 cfu/m3 i 4,65 log10 cfu/m3).

Podczas badań zaobserwowano, że w powietrzu i ściółce na początku badań

przeważały grzyby pleśniowe (Fusarium sp., Penicillium sp., Aspergillus sp.) natomiast

w końcowym okresie, zwłaszcza w ściółce, liczebność drożdży wzrastała do 90-100%.


14 | S t r o n a

Microbiological contamination of air inside and around stables during different seasons of the year (Witkowska D., Kwiatkowska-Stenzel A., Jóźwiak A., Chorąży Ł., Wójcik A. 2012. Pol. J. Environ. Stud., 21(4): 1061-1066; publikacja 3.2)

Celem badań było określenie liczby bakterii i grzybów w powietrzu stajni oraz

poziomu ich emisji do środowiska zewnętrznego w różnych porach roku.

Zdecydowanie najwyższą ogólną liczbę bakterii tlenowych mezofilnych oraz

grzybów, zarówno w stajni (OLB = 4,66 log10 cfu/m3; OLG = 3,82 log10 cfu/m3) jak i na

zewnątrz (OLB = 2,73 log10 cfu/m3; OLG = 3,64 log10 cfu/m3) stwierdzono w okresie

letnim. Tendencja ta szczególnie wyraźna była w przypadku grzybów na zewnątrz, gdzie

ich liczba latem była statystycznie wyższa (P < 0.01) niż w pozostałych porach roku.

Również w przypadku bakterii w stajni zaobserwowano różnicę (P < 0.05) pomiędzy

okresem letnim a jesiennym, przy czym ich liczba w okresie zimowym była tylko

nieznacznie niższa niż w letnim (0,4 log10 cfu/m3) i również statystycznie istotnie

różniła się od okresu jesiennego (P < 0.05). Wiosną średnia liczba bakterii była wyraźnie

zbliżona do wartości jesiennych oraz niższa niż zimą i latem, nie były to jednak różnice

statystycznie istotne. Średnia liczba bakterii na zewnątrz również była najwyższa latem

(2,7 log10 cfu/m3), a najniższa wiosną (2,3 log10 cfu/m3), przy czym należy dodać, że we

wszystkich porach roku liczba ta była najwyższa w odległości najbliższej od stajni (3,1

log10 cfu/m3), chociaż nie stwierdzono różnic statystycznych w poszczególnych

odległościach (1,5m, 5m, 15m). Najmniejszą zmiennością charakteryzowała się liczba

grzybów w stajni i wynosiła średnio od 3,8 log10 cfu/m3 wiosną i latem do 3,7 log10

cfu/m3 jesienią i zimą.

Z analizy wartości skrajnych wynika, że liczba bakterii w stajni wahała się od 2,8

do 5,7 log10 cfu/m3, a średnio w całym okresie badawczym wynosiła 4,3 log10 cfu/m3.

Liczba grzybów kształtowała się na poziomie 3 – 4,5 log10 cfu/m3, przy średniej 3,8 log10

cfu/m3.

W stajni zdecydowanie najliczniej stwierdzano Penicillium sp.(od 34% wiosną do

50% zimą). Liczną grupę w budynku stanowiły również drożdże, których najwyższy

odsetek stwierdzono w okresie letnim (38%), a zdecydowanie niższy jesienią (7%)

kiedy to grzyby z rodzaju Fusarium w stajni występowały zdecydowanie najliczniej

(41%) w stosunku do pozostałych pór roku, a ich źródłem w stajni były

prawdopodobnie świeżo zebrane siano i słoma. Znacznie mniejszy odsetek (poniżej 5%)


15 | S t r o n a

niż wymienione powyżej stanowiły Aspergillus sp., jednak w każdej porze roku były

stwierdzane. Wiosną, latem i jesienią oraz sporadycznie zimą w stajni stwierdzano

Cladosporium sp. Na zewnątrz od jesieni do wiosny najliczniejsze były Fusarium sp. (49%

– 59%), natomiast latem stwierdzono ich ponad połowę mniej (18%), przy czym w tym

okresie, podobnie jak w stajni, zaobserwowano wysoki odsetek drożdży (66%). Poza

wymienionymi rodzajami na zewnątrz dość licznie występowały też Penicillium i

Aspergillus, zwłaszcza zimą, a w okresie wiosenno-jesiennym drożdże. Sporadycznie

zarówno w stajni jak i na zewnątrz spotykano Mucoraceae (sprzężniaki), Alternaria,

Botrytis oraz Trichoderma. W stajni stwierdzano też czasem Trichothecium roseum.

Szczególną uwagę należy zwrócić na pojawiające się wiosną i latem Trichophyton i

Epicoccum, które należą do typowych dermatofitów wywołujących grzybice skórne.

Volatile gas concentrations in turkey houses estimated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) (Witkowska D. 2013. Br. Poult. Sci., 54(3): 289-297; publikacja 3.3)

Celem badań była identyfikacja jakościowa i ilościowa zanieczyszczeń gazowych

powietrza w obiektach wielkotowarowej fermy indyków praktyczną metodą

spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera – Fourier Transform Infrared

Spectroscopy (FTIR).

Uzyskane wyniki potwierdzają badania innych autorów, że amoniak i dwutlenek

węgla są gazami, które występują w najwyższych stężeniach w całym cyklu

produkcyjnym indyków. Średnie stężenie dwutlenku węgla wynosiło 220 – 2058 ppm

(min = 176 ppm; max = 2460 ppm), a amoniaku 4 – 31 ppm (min = 4 ppm; max = 58

ppm). Najwyższe stężenie CO2 (ok. 2000 ppm) stwierdzono pomiędzy 4 a 7 tygodniem

odchowu, po czym w 10 tygodniu odnotowano stężenie niższe o 600 ppm (P < 0.01).

Tendencję malejącą obserwowano do końca cyklu – w 19 tygodniu jego koncentracja

była o 90% niższa niż na początku. Średnia koncentracja amoniaku wzrosła z 7 ppm na

początku badań do ponad 30 ppm w 7 tygodniu (P < 0.01). W późniejszym okresie jego

stężenie wykazywało tendencję malejącą, obniżając się o 90% w drugiej połowie cyklu.

Spadek ten wynikał z intensywniejszej wentylacji (w ostatnim okresie badań wielkość

wentylacyjna była 10-krotnie wyższa niż na początku) natomiast wzrost stężenia CO2 i


16 | S t r o n a

NH3 w 7 tygodniu był zbieżny ze zmianą mieszanki paszowej i większą wilgotnością

odchodów.

Tiole, nitryle, aminy, aldehydy, węglowodory oraz inne lotne związki organiczne i

nieorganiczne występowały w powietrzu budynków, jednak stwierdzano je okresowo, a

ich koncentracja była znacznie niższa w porównaniu do CO2 i NH3. Należy podkreślić, że

w odróżnieniu do większości innych komponentów, związki azotu (nitryle, aminy,

aldehydy) oraz niektóre węglowodory (chloroetan, 1,3-butadien) w większych

stężeniach były stwierdzane w drugiej połowie cyklu produkcyjnego.

Poza wymienionymi związkami w powietrzu budynków fermowych stwierdzono

również śladowe ilości alkoholi, kwasów organicznych, ketonów, fenoli, tlenków azotu i

siarki, które pomimo niskich stężeń jako mieszanina wykazują działanie złowonne.

Analysis of noxious gas pollution in horse stable air (Kwiatkowska-Stenzel A., Sowińska J., Witkowska D. 2014. J. Equine Vet. Sci., 34: 249-256; publikacja 3.4)

Celem badań była identyfikacja szkodliwych domieszek gazowych powietrza oraz

określenie ich stężeń w stajni w okresie zimowym w zależności od pory dnia, wysokości

i miejsca poboru widm.

W wyniku analizy widm pomiarowych w powietrzu stajni stwierdzono takie

gazy szkodliwe jak: NH3, SO2, COS, HCN, CH4, NO2 i CO. W najwyższych stężeniach

stwierdzono metan (7,70 mg/m3), dwusiarczek węgla (2,34 mg/m3) i amoniak (1,56

mg/m3). Stężenia pozostałych substancji gazowych nie przekraczały 1 mg/m3. Pora

dnia istotnie wpływała na koncentrację domieszek gazowych w budynkach dla koni.

Gazy pochodzące z mikrobiologicznej dekompozycji materii organicznej, takie jak

amoniak, metan, siarczek karbonylu i dwutlenek azotu, w wyższych stężeniach

stwierdzane były w godzinach wcześnie rannych (4.00), kiedy stajnia była zamknięta.

Natomiast domieszki pochodzenia antropogenicznego: dwusiarczek węgla, cyjanowodór

i tlenek węgla w najwyższych stężeniach występowały w godzinach południowych

(12.00), kiedy budynek był najintensywniej wietrzony. Nie zaobserwowano różnic

statystycznych pomiędzy wartościami stężenia gazów na różnych wysokościach,

jednakże zaobserwowano tendencję występowania wyższej koncentracji amoniaku,


17 | S t r o n a

metanu, dwutlenku siarki i tlenku węgla na wysokości 150 cm, czyli na wysokości dróg

oddechowych koni. Cyjanowodór w wyższym stężeniu występował w strefie

nadściołowej (20 cm), natomiast stężenia siarczku karbonylu i dwutlenku azotu były

takie same, niezależnie od wysokości. Amoniak i dwutlenek siarki w najwyższej

koncentracji (P < 0.01) występowały w strefie przebywania koni, natomiast pozostałe

gazy w podobnej koncentracji były stwierdzane w całej stajni.

The effectiveness of peppermint and thyme essential oil mist in reducing bacterial contamination in broiler houses (Witkowska D., Sowińska J. 2013. Poult. Sci., 92: 2834-2843; publikacja 3.5)

Celem badań było określenie możliwości wykorzystania właściwości

antybakteryjnych naturalnych olejków eterycznych (olejku miętowego – MO i olejku

tymiankowego – TO) w środowisku bytowania kurcząt brojlerów.

Niniejsze badania wskazują, że zamgławianie powietrza roztworami olejków

eterycznych może poprawić warunki higieniczne w kurnikach. Średnia liczba bakterii

tlenowych mezofilnych w powietrzu pomieszczenia kontrolnego była statystycznie

wyższa niż w pomieszczeniach zagławianych olejkami (P = 0.002) i wynosiła 5.8 log10

cfu/m3, podczas gdy w pomieszczeniach z użyciem olejku miętowego i tymiankowego

odpowiednio 5,6 log10 cfu/m3 i 5,5 log10 cfu/m3. Podobne tendencje stwierdzono w

przypadku liczby bakterii na powierzchni ścian – w grupie kontrolnej średnia była

równa 3,3 log10 cfu/100 cm2, w grupach doświadczalnych 2,4 log10 cfu/100 cm2, a

różnice również zostały potwierdzone statystycznie (P = 0.025). Także w wymazach z

poideł pomieszczeń z zastosowaniem olejków stwierdzono niższe wartości liczby

bakterii (olejek miętowy – 4,6 log10, olejek tymiankowy – 4,3 log10), podczas gdy w

pomieszczeniu kontrolnym średnie zanieczyszczenie poideł było statystycznie wyższe o

0,5 log10 w porównaniu z pomieszczeniem zagławianym olejkiem tymiankowym (P =

0.045). W ściółce średnia liczba bakterii wahała się od 8,9 log10 cfu/g w pomieszczeniu

kontrolnym do 8,2 log10 cfu/g przy zastosowaniu olejku tymiankowego, a różnice

pomiędzy grupami zostały potwierdzone statystycznie (P = 0.031). Również w

pomieszczeniu zamgławianym olejkiem z mięty pieprzowej stwierdzono niższe

zanieczyszczenie ściółki bakteriami (8,5 log10 cfu/g) w porównaniu z grupą kontrolną,

jednak różnica ta nie została potwierdzona statystycznie. Analiza wartości skrajnych


18 | S t r o n a

liczby bakterii w powietrzu, na powierzchniach ścian i poideł oraz w ściółce wykazała,

że olejki eteryczne skutecznie redukują ich liczbę.

Średnia liczba bakterii z rodziny Enterobacteriaceae oraz mannitolo+

Staphylococcus w powietrzu, na powierzchni ścian i poideł w pomieszczeniach

doświadczalnych była niższa niż w pomieszczeniu kontrolnym. W przypadku

gronkowców w ściółce tendencja była podobna, chociaż różnic statystycznych nie

stwierdzono. Liczba bakterii z grupy coli w pomieszczeniu zamgławianym olejkiem

tymiankowym również była najniższa, natomiast w przypadku olejku miętowego była

wyższa niż pomieszczeniu kontrolnym.

Obydwa olejki okazały się skuteczne w redukcji liczby bakterii. Zaobserwowano

jednak, że olejek tymiankowy wykazał wyższą skuteczność w stosunku do bakterii

Enterobacteriaceae, natomiast olejek miętowy był bardziej efektywny w hamowaniu

namnażania Staphylococcus.

Zastosowanie haloizytu i wermikulitu do dezodoryzacji nawozu drobiowego (Korczyński M., Jankowski J., Witkowska D., Opaliński S., Szołtysik M., Kołacz R. 2013. Przem. Chem., 92(6): 1027-1031; publikacja 3.6)

Celem badań była ocena skuteczności ekspandowanego wermikulitu (EV) oraz

surowego haloizytu (HS) w ograniczaniu emisji amoniaku i lotnych związków

organicznych (VOC) z nawozu naturalnego powstającego podczas chowu brojlerów

indyczych.

Podczas trwania badań odnotowano niższe średnie stężenia amoniaku w

sektorach, w których stosowano sorbenty. Średnia różnica stężeń NH3 między sektorem

kontrolnym a sektorami z zastosowaniem wermikulitu i haloizytu wynosiła

odpowiednio 15,1% i 14,6%. Najwyższą skuteczność obydwu sorbentów stwierdzono w

pierwszym tygodniu badań, co zostało potwierdzone statystycznie. Po zastosowaniu

haloizytu stężenie amoniaku było niższe o 38% w stosunku do sektora kontrolnego,

natomiast efektywność wermikulitu wynosiła 25%. W pozostałych dwóch tygodniach

tendencje były podobne, jednak różnica stężeń amoniaku pomiędzy sektorem

kontrolnym a doświadczalnymi była znacznie niższa (3,4% – 11,4%) i nieistotna

statystycznie.


19 | S t r o n a

W powietrzu sektora K zidentyfikowano 15 lotnych związków organicznych. W

pomieszczeniu z zastosowaniem HS oznaczono 14, a w sektorze EV 11 VOC. W

pomieszczeniu kontrolnym stwierdzono pentadekan, 1-fenyloetanon, tetrasiarczek

dimetylu oraz 4-hydroksytoluen, które nie były obecne w sektorach doświadczalnych. Z

kolei w powietrzu pomieszczeń z zastosowaniem sorbentów stwierdzono metylobenzen

i 4-metylo-2-heptanon, a w sektorze HS dodatkowo 2-undekanon, które nie zostały

zidentyfikowane w sektorze K. Dominującym VOC w powietrzu wszystkich pomieszczeń

badawczych był chlorobenzen.

Po dodaniu sorbentów do ściółek indyczych największe zmniejszenie emisji

uzyskano w przypadku związków o bardziej złożonej budowie cząsteczkowej. Obniżenie

poziomu VOC w sektorach doświadczalnych wyniosło 73,4% w przypadku haloizytu i

83,1% po zastosowaniu wermikulitu.

4.4. Podsumowanie

Powyższe badania potwierdziły, że fermy zwierzęce są istotnym rezerwuarem i

emiterem zanieczyszczeń mikrobiologicznych i gazowych do środowiska, a rodzaj i

poziom bioaerozolu i domieszek gazowych powstających w otoczeniu zwierząt zależy od

różnych czynników, m. in. od ich gatunku i liczby, pory roku, pory dnia, fazy cyklu

produkcyjnego, warunków termiczno-wilgotnościowych, właściwości fizyko-

chemicznych ściółki, miejsca pomiaru, wydajności wentylacji, rozwiązań technicznych i

technologicznych oraz sposobu zarządzania obiektem.

Analiza mikrobiologiczna środowiska bytowania ptaków wykazała, że

proponowane w literaturze (Krzysztofik 1992) dopuszczalne wartości liczby bakterii

lub grzybów w powietrzu pomieszczeń użytkowych w praktyce często są przekraczane.

W badaniach własnych najniższa liczba bakterii w środowisku kurcząt brojlerów

wynosiła 4,56 log10 cfu/m3, tak więc już na początku cyklu produkcyjnego była zbliżona

do najwyższej proponowanej wartości dopuszczalnej w kurniku, równej 5.0 log10

cfu/m3. Najwyższa liczba bakterii jaką odnotowano podczas badań własnych w

powietrzu pomieszczeń dla kurcząt brojlerów wynosiła 6,4 log10 cfu/m3. Również

proponowana dopuszczalna wartość zanieczyszczenia powietrza kurników grzybami


20 | S t r o n a

równa 3,3 log log10 cfu/m3 była znacznie przekroczona już na samym początku cyklu

produkcyjnego, przyjmując wartości pomiędzy 4,2 – 4,7 log10 cfu/m3.

W stajni średnia liczba bakterii w powietrzu (4,7 log10 cfu/m3) była równa

wartości proponowanej jako dopuszczalna, a maksymalna wynosiła 5,7 log10 cfu/m3,

przekraczając tę wartość o 1 log10. Średnia liczba grzybów była nieco wyższa niż wartość

3,7 log10 cfu/m3 proponowana przez Krzysztofika (1992), a maksymalna przekraczała ją

0,8 log10.

Należy podkreślić, że badania własne w zakresie zanieczyszczeń

mikrobiologicznych były prowadzone w kurnikach doświadczalnych oraz w stosunkowo

niewielkiej stajni przydomowej. Można się więc spodziewać, że w warunkach produkcji

wielkotowarowej wartości normatywne proponowane w literaturze mogą być

przekroczone jeszcze bardziej niż w badaniach własnych.

Jeszcze większy konglomerat drobnoustrojów znajduje się w ściółce, na której

odchowywane są zwierzęta. Podczas badań własnych maksymalny stopień

zanieczyszczenia ściółki w kurniku bakteriami wynosił 9 – 10 log10 cfu/g, a grzybami 8

log10 cfu/g. W literaturze brakuje jednak zalecanych wartości, do których można odnieść

uzyskane wyniki.

Ocena zanieczyszczeń chemicznych powietrza w obiektach wielkotowarowej

fermy indyków metodą spektroskopii w podczerwieni pozwoliła na określenie nie tylko

rodzaju, ale również poziomu różnych związków nieorganicznych (amoniaku,

dwutlenku węgla, tlenku azotu fosforowodoru) oraz VOC (związków siarki i azotu:

nitryli, amin, aldehydów; węglowodorów: metanu, dichlorometanu, chlorometanu,

bromometanu, 1,3-butadienu). W stajni w najwyższych stężeniach stwierdzono:

amoniak, dwutlenek siarki, siarczek karbonylu, cyjanowodór, metan, dwutlenek azotu i

tlenek węgla.

Przedstawione w dostępnej literaturze wyniki badań dotyczących identyfikacji

lotnych domieszek gazowych w powietrzu budynków fermowych opierają się głównie

na metodzie chromatografii gazowej. Należy jednak podkreślić, że mimo wysokiej

precyzji tej metody jej praktyczne zastosowanie jest ograniczone, ze względu na

konieczność wykonywania analiz w warunkach laboratoryjnych. Odniesienie wyników


21 | S t r o n a

badań własnych do rezultatów otrzymanych z analiz chromatograficznych pozwala

stwierdzić, że zastosowanie metody FTIR do oceny zanieczyszczeń gazowych w

warunkach terenowych wydaje się być użyteczne praktycznie, gdyż analizę można

wykonać in situ za pomocą mobilnego urządzenia przenośnego, co eliminuje problemy

związane z poborem i transportem próbek. Metoda spektroskopii w podczerwieni poza

identyfikacją związków odorotwórczych pozwala również ocenić ich stężenie, nawet na

bardzo niskim poziomie.

Należy zwrócić uwagę, że niektóre z lotnych związków, stwierdzane również

podczas badań własnych w kurnikach (np. merkaptan etylowy i metylowy, akrylonitryl)

i stajni (cyjanowodór, ditlenek siarki) nawet w bardzo niskich stężeniach – na granicy

wykrywalności powszechnie dostępnych urządzeń wyposażonych w elektrochemiczne

czujniki selektywne – mogą być szkodliwe (wg rozporządzenia MPiPS z dnia 29

listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników

szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy Dz. U. 2002, Nr 217, poz. 1833). Ze

względu na ograniczenia analityczne do tej pory ustalono jedynie ogólne wartości NDS

(najwyższych dopuszczalnych stężeń) dla dwutlenku węgla, amoniaku i siarkowodoru –

odpowiednio: 1800 – 3000 ppm, 10 – 30 ppm i 5 – 10 ppm w pomieszczeniach dla

zwierząt młodych i dorosłych (Kołacz, Dobrzański 2006). Regulacje prawne w tym

zakresie określają jedynie dopuszczalne wartości stężenia NH3, CO2 i H2S dla cieląt, świń

oraz NH3 i CO2 dla kurcząt, które wynoszą odpowiednio 3000 ppm, 20 ppm i 5 ppm (Dz.

U. 2010, Nr 56, poz. 344). Dla pozostałych gatunków, w tym indyków i koni, będących

przedmiotem badań własnych, istnieje jedynie zapis by kształtowały się na poziomie

nieszkodliwym (Dz. U. 2010, Nr 116, poz. 778).

W ostatnich latach, w obliczu pojawiających się skarg i protestów mieszkańców

na uciążliwość zapachową pobliskich ferm, zwłaszcza usytuowanych w pobliżu

zabudowań mieszkalnych bez zachowania minimalnych odległości ochronnych, coraz

większą uwagę zwraca się na odorotwórcze właściwości lotnych związków, których

liczbę szacuje się na około 300. Próg wyczuwalności wielu gazów, np. merkaptanów,

amin, związków siarki, pochodnych fenolu, etc. może być bardzo niski. W celu podjęcia

skutecznych działań ograniczających powstawanie złowonnej mieszaniny gazów u

źródła istnieje potrzeba identyfikacji jak największej gamy tych komponentów, nawet w

bardzo niskich stężeniach. Przy identyfikacji śladowych ilości związków za pomocą


22 | S t r o n a

dostępnych metod analitycznych istnieje możliwość wystąpienia błędu, dlatego też im

więcej powtórzeń i zgodności badań w tym zakresie tym większe możliwości

przeciwdziałania ich negatywnym skutkom.

Zatwierdzony przez Parlament Europejski tzw. pakiet klimatyczny obliguje

państwa członkowskie UE do ograniczania emisji gazów cieplarnianych. Fermowy chów

zwierząt również przyczynia się do emisji CO2, CH4 i NOX do atmosfery. Obecnie wielkość

tej emisji z poszczególnych ferm określana jest na podstawie odpowiednich wzorów i

symulacji komputerowych, które nie uwzględniają warunków higienicznych w

obiektach, co może być krzywdzące dla świadomych hodowców, stosujących metody

mające na celu ograniczanie tych zanieczyszczeń. Także w tym kontekście badania nad

stężeniem gazów i precyzyjne określanie ich rzeczywistej emisji z obiektów o różnym

stanie higienicznym wydaje się potrzebne, podobnie jak podejmowanie prób

ograniczania tej emisji.

Podjęte podczas badań własnych próby ograniczania domieszek gazowych i

mikrobiologicznych w pomieszczeniach inwentarskich przyniosły pozytywne rezultaty.

Zastosowanie w praktyce roztworów olejków eterycznych do zamgławiania kurników

przyczyniło się do redukcji ogólnej liczby bakterii, liczby Enterobacteriaceae i

Staphylococcus. Mimo, że wyniki tych badań są obiecujące, to możliwość skutecznego

zastosowania olejków w praktyce wymaga wielu analiz, gdyż w zbyt niskich stężeniach

mogą być nieskuteczne, natomiast w wysokich mogą negatywnie wpływać na organizm

zwierząt. Główną zaletą tych substancji jest natomiast skuteczne działanie

antymikrobiologiczne oraz brak stwierdzonej dotychczas oporności mikroorganizmów,

którą obserwuje się w przypadku zastosowania środków chemicznych. Wyniki badań

własnych wskazują, że prawdopodobnie zamgławianie pomieszczeń mieszaniną

różnych olejków mogłoby przynieść jeszcze lepsze rezultaty w higienizacji kurników,

gdyż zaobserwowano, że ich efektywność jest zróżnicowana w zależności od rodzaju

drobnoustrojów. Zastosowanie sorbentów również przyniosło pozytywne rezultaty.

Wermikulit i haloizyt przyczyniły się do redukcji VOC o 83% i 73%. Adsorpcja amoniaku

wyniosła 15%. Wraz z upływem czasu i zwiększaniem się masy nawozu drobiowego

skuteczność sorbentów była jednak coraz niższa.


23 | S t r o n a

W świetle powyższych badań wydaje się, że warunkiem zachowania komfortu

zdrowotnego zwierząt jest wypracowanie właściwych kryteriów oceny narażenia

zwierząt na czynniki biologiczne i chemiczne oraz wartości referencyjnych w tym

zakresie. Jednakże aby opracowane kryteria mogły być akceptowalne muszą być one

precyzyjnie wyważone, tak aby z jednej strony możliwe było zapewnienie zwierzętom

jak najwyższego poziomu dobrostanu, a z drugiej by ich poziomy były osiągalne w

warunkach praktycznych przy zastosowaniu dostępnych technik.

5. OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ BADAWCZYCH

5.1. Główne kierunki prowadzonych badań

5.1.1. Występowanie czynników zoonotycznych i zoonoz w województwie warmińsko-mazurskim.

5.1.2. Ocena dobrostanu zwierząt fermowych w aspekcie zoohigienicznym.

5.1.3. Identyfikacja zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza budynków fermowych.

5.1.4. Dodatki do ściółki jako alternatywna metoda ograniczania zanieczyszczeń kurników.

5.1.5. Wpływ obrotu przedubojowego na dobrostan ptaków rzeźnych i jakość mięsa oraz metody ograniczania jego negatywnych skutków.


24 | S t r o n a

5.2. Omówienie poszczególnych kierunków badawczych

5.2.1. Występowanie czynników zoonotycznych i zoonoz w województwie warmińsko-mazurskim

Działalność dydaktyczna skierowała moje zainteresowania naukowe ku

problematyce zoonoz jako chorób zawodowych osób stykających się ze środowiskiem

zwierzęcym oraz ich czynników etiologicznych. W trakcie dotychczasowej działalności

akademickiej prowadziłam badania w kierunku występowania zachorowań na

wściekliznę i boreliozę oraz obecności pałeczek Salmonella (jako czynników

etiologicznych salmonellozy) na fermach drobiu i w paszy dla zwierząt na obszarze

województwa warmińsko-mazurskiego (D.1., D.2., D.8., D.9., D.13.).

Z przeprowadzonych badań wynika, że duże zalesienie północno-wschodniej

części kraju i sprzyjające warunki atmosferyczne stanowią zabezpieczenie naturalnego

siedliska lisa i innych zwierząt wolno żyjących, co niewątpliwie wpływa na wysoką w

stosunku do innych regionów zachorowalność zwierząt na wściekliznę w województwie

warmińsko-mazurskim. W objętych analizą latach jedyny w kraju i pierwszy od 15 lat

przypadek zachorowań wśród ludzi również zdarzył się w omawianym regionie. Analiza

porównawcza terminów doustnego uodparniania lisów i liczby przypadków wścieklizny

zwierząt w różnych regionach wskazuje, że szczepienie zwierząt dziko żyjących jest

skutecznym działaniem profilaktycznym, które niewątpliwie znacznie ogranicza

rozprzestrzenianie się wścieklizny wśród zwierząt dzikich i domowych (D.1., D.2.).

Uwarunkowania geograficzne obszaru Warmii i Mazur powodują, że obok

podlaskiego, śląskiego, małopolskiego i podkarpackiego nasze województwo należy do

regionów, w których obserwuje się narastający problem występowania chorób

odkleszczowych (D.13.). Na podstawie analizy występowania boreliozy w okresie 10 lat

stwierdzono, że podobnie jak na pozostałym obszarze kraju w województwie

warmińsko-mazurskim rejestrowano coraz częstsze zachorowania i coraz wyższy

wskaźnik zapadalności ludzi na boreliozę. W wyniku badań stwierdzono również, że

coraz częściej choroba jest diagnozowana u pacjentów, u których nie wystąpiły objawy

w postaci rumienia wędrującego (EM).


25 | S t r o n a

W objętych analizą latach na terenie województwa warmińsko-mazurskiego

pałeczki Salmonella najczęściej izolowano w stadach drobiu rzeźnego. Dotyczyło to

przede wszystkim stad kaczek (D.8.). Najczęściej zanieczyszczonymi materiałami do

produkcji pasz były ziarna i owoce roślin oleistych oraz ich pochodne – zwłaszcza soi i

rzepaku, a także mączki mięsno-kostne, natomiast wśród gotowych mieszanek

paszowych zdecydowanie mokra karma dla zwierząt domowych (D.9.). Konieczność

ograniczenia strat powodowanych tymi bakteriami wymusza postępowania mające na

celu eliminację zakażeń w stadach zarodowych i reprodukcyjnych, poprzez objęcie ich

programami ścisłego nadzoru. Konieczne są działania profilaktyczne na wszystkich

etapach produkcji, gdyż jak wskazują niniejsze badania zagrożenie może wystąpić już na

etapie początkowym, jakim jest żywienie.

5.2.2. Ocena dobrostanu zwierząt fermowych w aspekcie zoohigienicznym

Dobrostan zwierząt ma znaczenie nie tylko z punktu widzenia etycznego, ale

również wpływa na jakość produktów pochodzenia zwierzęcego, a co za tym idzie na

zdrowie publiczne. Zwierzęta utrzymywane w warunkach niskiego poziomu dobrostanu

częściej chorują, co w konsekwencji powoduje stosowanie większej ilości

chemioterapeutyków, które mogą trafiać do żywności. Warunki zoohigieniczne są ważną

składową wielu czynników, które ten dobrostan kształtują.

Badania, w których współuczestniczyłam dotyczyły oceny dobrostanu bydła

(A.1., D.3., D.4., D.5., D.10.), koni (D.22.) i trzody chlewnej (D.15.). Ocena jego poziomu

była prowadzona w oparciu o warunki utrzymania (czynniki bioklimatyczne, abiotyczne

czynniki środowiska), behawior oraz stan zdrowia i wyniki produkcyjne. Uzyskane

wyniki porównywano z wymogami, zaleceniami lub wartościami referencyjnymi dla

poszczególnych parametrów, a następnie zaproponowano wskazania praktyczne

dotyczące uchybień, które można wyeliminować w celu poprawy dobrostanu zwierząt

gospodarskich.


26 | S t r o n a

5.2.3. Identyfikacja zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza budynków fermowych

Badaniem objęto obory dla krów mlecznych, gdzie monitorowano poziom

zanieczyszczeń mikrobiologicznych przy zastosowaniu różnych rodzajów wymiany

powietrza (D.12.). W wyniku badań stwierdzono, że podczas przewietrzania liczba

bakterii i grzybów w powietrzu była zdecydowanie niższa niż przy zastosowaniu

obecnej w oborze wentylacji mechanicznej. Wśród grzybów najczęściej identyfikowano

Fusarium sp., Aspergillus sp., Penicillium sp. i drożdżaki, przy czym w okresie badań z

zastosowaniem wentylacji mechanicznej zaobserwowano zdecydowana przewagę

Penicillium sp. w powietrzu budynku. Inne parametry mikroklimatu również

kształtowały się korzystniej podczas naturalnej wymiany powietrza. Z

przeprowadzonych badań wynika, że zastosowanie tego typu wentylacji mechanicznej w

oborze o takiej obsadzie nie jest korzystne. Wydaje się, że o wiele skuteczniejszym

rozwiązaniem w tym obiekcie byłoby zastosowanie tradycyjnej wentylacji grawitacyjno-

aeracyjnej. Podobne badania przeprowadzono w oborze o nowatorskiej drewnianej

konstrukcji z systemem ścian kurtynowych i świetlikami dachowymi oraz naturalną

wentylacją kalenicową (D.14.). Stwierdzono znacznie niższy poziom ogólnej liczby

bakterii i grzybów niż w poprzednim przypadku, pomimo utrzymania zwierząt na

głębokiej ściółce. Z niniejszych badań wynika, że sprawny system wentylacyjny i

przestrzeganie zasad higieny w oborze pozwala utrzymać stężenie bioaerozolu na

odpowiednim poziomie.

Przeprowadzono również analizę zanieczyszczeń mikrobiologicznych kurników

w różnych porach roku (A.5., D.11.). Liczba bakterii i grzybów była większa w okresie

wiosennym i zimowym w porównaniu z okresem letnim, co wynikało z intensywniejszej

wymiany powietrza w budynkach. Wyniki badań wskazują, że liczba mikroorganizmów

w powietrzu pomieszczeń dla drobiu charakteryzuje się dużą zmiennością. W

identycznie wyposażonych i zarządzanych pomieszczeniach ich liczba znacznie się

wahała. Poziom drobnoustrojów bardzo często przekraczał zalecane dopuszczalne

wartości już na początku cyklu produkcyjnego.


27 | S t r o n a

5.2.4. Dodatki do ściółki jako alternatywna metoda ograniczania zanieczyszczeń kurników

Poszukiwanie metod pozwalających na ograniczenie zanieczyszczeń w

środowisku bytowania zwierząt skłoniło mnie i współautorów do podjęcia badań

dotyczących zastosowania w tym celu różnych dodatków do ściółki (A.2., A.3., D.6., D.7.).

Zastosowanie preparatu mikrobiologicznego (Biosan-GS®) oraz dezynfekcyjnych

(Lubisan®, Stalosan F®, Profistreu®) i tlenku wapnia okazało się korzystne. Dodatki

do ściółki wpłynęły na obniżenie wilgotności i pH ściółki (D.6., A.3.) oraz niższe stężenia

amoniaku w powietrzu i ściółce kurników (A.2., D.6.). Poziom zanieczyszczeń

mikrobiologicznych powietrza przy zastosowaniu różnych środków również okazał się

niższy (A.3.). Ptaki odchowywane na ściółce optymalizowanej przy podobnym zużyciu

paszy cechowały się wyższymi przyrostami masy ciała (D.6.), mniejszymi upadkami, a w

przypadku zastosowania CaO wysokim wskaźnikiem efektywności produkcji (A.3.).

Analiza obrazu narządów wewnętrznych (wątroba, śledziona, nerki, płuca, rogówka

oka) oraz poziomu wybranych wskaźników krwi wykazała, że zastosowanie tych

dodatków jest bezpieczne dla zdrowia ptaków (A2., D.7.).

5.2.5. Wpływ obrotu przedubojowego na dobrostan ptaków rzeźnych i jakość mięsa oraz metody ograniczania jego negatywnych skutków

Obrót przedubojowy, którego zasadniczym czynnikiem jest transport oraz

manipulacje podczas załadunku i rozładunku, wywołuje stres, a zarazem obniżenie

poziomu dobrostanu ptaków rzeźnych. Jako współrealizator grantu NCBiR prowadziłam

badania w tym zakresie.

Wyniki tych doświadczeń wskazują, że pod wpływem obrotu przedubojowego

kurcząt brojlerów transportowanych na odległość 100 km poziom pierwiastków (Ca,

Mg, Na, K, P, Fe) w surowicy krwi wzrasta, a przy dalszym transporcie (200 km) obniża

się. Odwrotną tendencję zaobserwowano w przypadku mięśnia piersiowego (A.4.).

Wraz z wydłużaniem się transportu (200 km, 300 km) zaobserwowano znaczne ubytki

masy ciała ptaków (A.7.). Różne warianty obrotu przedubojowego wpłynęły również na

jakość technologiczną mięsa. Przy dłuższym transporcie (do 300 km) pH24 mięsa było

wyższe, barwa ciemniejsza, a powierzchnia wycieku coraz mniejsza (D.17.). Nie

stwierdzono natomiast istotnego wpływu stresu transportowego na wartość odżywczą


28 | S t r o n a

mięsa drobiowego. Parametry fizykochemiczne, poziom cholesterolu oraz profil kwasów

tłuszczowych we wszystkich grupach badawczych były podobne (A.7., D.16.).

Podawany kurczętom na tydzień przed obrotem przedubojowym Biokompleks

Chromu (300 µg/kg paszy) raczej nie wpłynął na złagodzenie reakcji stresowych

kurcząt, o czym świadczą wyniki analizy wybranych wskaźników hematologicznych

i biochemicznych krwi oraz poziomu kortykosteronu (D.20.).

Przeprowadzono również badania dotyczące możliwości łagodzenia stresu

kurcząt transportowanych na różne odległości w okresie zimowym i letnim poprzez

podawanie naparów z ziół i fitopreparatu do wody lub paszy. Stwierdzono, że

fitopreparat na bazie rutwicy lekarskiej, pokrzywy zwyczajnej, melisy i szałwii

lekarskiej może być stosowany w profilaktyce antystresowej, gdyż pozytywnie wpłynął

na kształtowanie się wybranych wskaźników krwi i surowicy. Między innymi poziom

kortykosteronu i aktywność transaminaz były niższe w grupach doświadczalnych.

Również stosunek H:L był korzystniejszy (D.18.). Zaobserwowano również pozytywny

wpływ zastosowania naparu z ziół i fitopreparatu na właściwości fizykochemiczne

mięsa. W przypadku mięśnia piersiowego w grupie kontrolnej, w odróżnieniu od grup

doświadczalnych, po transporcie obserwowano cechy mięsa DFD (D.19., D.21.).

Stwierdzono też, że podanie fitopreparatu do paszy dla ptaków nieznacznie wpłynęło na

wzrost składników mineralnych w mięśniu piersiowym (A.6.).


29 | S t r o n a

6. PODSUMOWANIE DOROBKU NAUKOWEGO

Mój dorobek naukowy składa się łącznie z 91 pozycji, w tym 35 oryginalnych

prac twórczych (30 po uzyskaniu stopnia doktora), 43 doniesień na konferencjach

krajowych i międzynarodowych oraz 13 artykułów popularno-naukowych (Tab. 3-4).

Sumaryczna wartość moich publikacji stanowi 346 punktów (według list MNiSW

zgodnych z rokiem opublikowania) lub 413 punktów (wg aktualnej listy MNiSW).

Wartość punktowa prac opublikowanych przed doktoratem wynosi 21 punktów,

natomiast pozostałych prac 325.

Jestem autorem lub współautorem 12 publikacji naukowych w czasopismach

indeksowanych przez bazę Journal Citation Report (JCR), wszystkie prace były

opublikowane po uzyskaniu przeze mnie stopnia doktora.

Sumaryczny IF moich prac (wg listy JCR zgodnie z rokiem opublikowania) wynosi

7,94. Liczba cytowań publikacji według bazy Web of Science jest równa 9. Indeks

Hirscha według bazy Web of Science jest równy 2.

Wartość 6 prac wskazanych przeze mnie jako szczególne osiągnięcie naukowe

wynosi 126 punktów MNiSW, a IF dla tych prac jest równy 4,16. Pozostały dorobek

naukowy ma wartość 220 punktów, a impact factor dla tych publikacji wynosi 3,78.


30 | S t r o n a

Tabela 3. Zestawienie liczby wszystkich publikacji

Publikacje

Przed uzyskaniem

stopnia doktora

Po uzyskaniu stopnia doktora

Ogółem Cykl publikacji stanowiących

szczególne osiągnięcie naukowe

Pozostałe publikacje

N IF N IF N IF N IF

Publikacje w czasopismach znajdujących się w bazie JCR

- - 5 4,16 7 3,78 12 7,94

Publikacje w czasopismach spoza bazy JCR

5 - 1 - 14 - 20 -

Monografie - - - - 3 - 3 -

Doniesienia konferencyjne

2 - - - 41 - 43 -

Prace popularno-naukowe

- - - - 13 - 13 -

Podsumowanie 7 - 6 4,16 78 3,78 91 7,94

N – liczba publikacji

IF – impact factor wg bazy JCR (zgodnie z rokiem opublikowania)


31 | S t r o n a

Tabela 4. Zestawienie punktowe z podziałem na czasopisma

Czasopisma

Przed uzyskaniem stopnia doktora

Po uzyskaniu stopnia doktora

Ogółem Cykl publikacji stanowiących

szczególne osiągnięcie naukowe

Pozostałe publikacje

P P’ IF P P’ IF P P’ IF N P P’ IF

Poultry Science - - - 40 40 1,516 - - - 1 40 40 1,516

British Poultry Science - - - 30 30 1,147 - - - 1 30 30 1,147

Czech Journal of Animal Science - - - - - - 15 25 1,008 1 15 25 1,008

Journal of Equine Veterinary Science - - - 20 20 0,621 - - - 1 20 20 0,621

Archiv für Tierzucht - - - - - - 15 20 0,518 1 15 20 0,518

Polish Journal of Environmental Science - - - 15 15 0,462 33 45 1,859 4 48 60 2,321

Przemysł Chemiczny - - - 15 15 0,414 - - - 1 15 15 0,414

Żywność – Nauka, Technologia, Jakość - - - - - - 15 15 0,190 1 15 15 0,190

Medycyna Weterynaryjna - - - - - - 54 75 0,203 5 54 75 0,203

Electronic Journal of Polish Agricultural Universities

11 14 - - - - - - - 2 11 14 -

Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu

8 14 - - - - 10 14 - 4 18 28 -

Ekologia i Technika - - - - - - 20 20 - 4 20 20 -

Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie - - - 6 5 - - - - 1 6 5 -

Inżynieria i Aparatura Chemiczna - - - - - - 10 10 - 2 10 10 -

Polish Journal of Natural Sciences - - - - - - 2 8 - 1 2 8 -

Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych - - - - - - 4 5 - 1 4 5 -

Sbornik Naucznych Trudow 2 2 - - - - - - - 1 2 2 -

Monografie - - - - - - 21 21 - 3 21 21 -

Podsumowanie 21 30 - 126 125 4,160 199 258 3,778 35 346 413 7,938

P – wg list MNiSW zgodnie z rokiem opublikowania

P’ – wg listy MNiSW z 2013 roku IF – impact factor wg bazy JCR (zgodnie z rokiem opublikowania)

N – liczba publikacji

Documents

Załącznik 1 – Autoreferat · Załącznik 1 – Autoreferat 3 | S t r o n a 1. ŻY Y AWY 1.1. Wykształcenie 2001 ukończenie 5,5-letnich studiów na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej