| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Overlevelse af indikatororganismer i komposttoiletter og ved simuleret centraliseret efterkompostering af afføring fra mennesker

8 Samlet diskussion

8.1 Målinger på fæcesmateriale fra komposttoiletenheder i Dyssekilde, Hjortshøj og Syd- og Østsverige

8.1.1 Analyseresultater og hygiejnisk kvalitet af fæcesmateriale fra komposttoiletenheder i Hjortshøj, Dyssekilde og Syd- og Østsverige

Det vigtigste fund i undersøgelserne i Dyssekilde og Hjortshøj var, at der kun skete en yderst begrænset temperaturudvikling i de anvendte fækalieopsamlingsbeholdere. Da de anvendte plastbeholdere er lukkede og kun giver ringe mulighed for tilførsel af luft, kan man ikke forvente at kunne opnås en termofil kompostering, selv ved tilførsel af egnede tilslagsmaterialer. Fækalier fra sådanne beholdere bør således ikke anvendes til jordbrugsformål uden viderebehandling, da dette skønnes at være behæftet med hygiejne- og sundhedsrisici.

Den manglende termofile kompostering var baggrunden for, at der blev igangsat forsøg som beskrevet i kap. 5 og 6. Resultaterne af disse undersøgelser diskuteres i afsnit 8.2 og 8.3. Trods manglende termofil kompostering og generelle lave målte temperaturer blev der uafhængig af fækaliernes alder, toiletsystem og andre forhold ikke påvist egentlige bakterielle smitstoffer i noget prøvemateriale, herunder materiale fra danske og svenske fækaliebeholdere. Dette er bemærkelsesværdigt og kan indikere, at de undersøgte smitstoffer udviser ringe overlevelsesevner i opsamlet fækalt materiale. En vigtig faktor for hyppigheden af forekomst af de undersøgte smitstoffer er selvsagt, hvorvidt disse blev tilført beholderne fra smittede mennesker. Der forekommer ca. 100 tilfælde årligt pr. 100.000 mennesker af infektioner med såvel Campylobacter som Salmonella (Anon., 2000). Disse sygdomshyppigheder indikerer en ringe sandsynlighed for, at de to smitstoffer blev tilført de undersøgte opsamlingsbeholdere. Men det forhold, at bakterielle smitstoffer kun kan forventes at blive tilført en relativ lille procentdel af fækalieopsamlingsbeholdere, gør, at det bør overvejes om der i fremtidige undersøgelser og måleprogrammer skal anvendes ressourcer på undersøgelser for disse parametre.

Erfaringerne med at analysere for de udvalgte parametre vist i tabel 3.2 var generelt acceptable. Opsamlede fækalier udgør dog et meget heterogent sammensat materiale, herunder mikrobiologisk sammensætning. Det er derfor vigtigt, at der udtages en relativ stor prøvemængde med efterfølgende homogenisering af materialet inden analyse. Membranfiltreringsmetoder var generelt ikke velegnede, da høje koncentrationer af baggrundsmikroflora ofte overvoksede membranerne og dermed besværliggjorde eller umuliggjorde aflæsning og tælling af kolonier på membranerne. Metoder, inklusiv Most Probable Number (MPN) metoder, som inkluderer 10-folds fortyndninger med efterfølgende udsæd direkte på agarmedier, eventuel efter en opformering i et bouillonmedium, syntes at være mere velegnede til undersøgelse af især indikatorbakterier i fækalt materiale.

Som nævnt tidligere bør det dog overvejes, om de bakterielle smitstoffer skal indgå som standardparametre i fremtidige undersøgelser, da de kun kan forventes tilført opsamlingsbeholdere med lav frekvens. Det samme gælder undersøgelse for parasitæg, som kun blev påvist i små mængder i et fåtal af de analyserede prøver. Resultaterne viste, at kim målt ved 22 °C og 36 °C syntes at kunne udvise vækst i fækalieopsamlingsbeholdere. Disse kimtalsparametre bør derfor ikke anvendes til en vurdering af den hygiejniske mikrobiologiske kvaliltet af opsamlede fækalier, men deres antal og vækst kan anvendes som et udtryk for mikrobiel vækst, f.eks. i forbindelse med komposteringsprocesser.

Antal af fækale indikatorbakterier varierede voldsomt, og der var ingen entydig tendens til lavere kimtal ved lange lagringstider. Det bør derfor nøje overvejes, i hvilken udstrækning de traditionelle fækale indikatorbakterier, enterokker og termotolerante coliforme er velegnede hygiejneindikatorer for opsamlede og behandlede fækalier. E. coli syntes således at være en bedre indikator (Christensen et al., 2002). Resultaterne viste en tendens til stigning i antallet af enterokokker ved gentagne målinger. Yderligere karakterisering af enterokokisolater, herunder eksempelvis en genotypning ("DNA fingeraftryk"), er nødvendig til fastlæggelse af, hvilke enterokokker eller enterokoklignende bakterier, som eventuelt kan vokse i opbevarede og behandlede fækalier.

En nordisk undersøgelse af 16 fuldskalaanlæg til kompostering af forskellige typer organisk affald, herunder spildevandsslam, rapporterede om eftervækst af gruppen af enterobakterier og fækale coliforme bakterier (svarende til termotolerante coliforme bakterier), især i stabliseringsfasen efter kompostering (Christensen et al., 2002). Der blev derimod ikke påvist eftervækst af enterokokker i den nordiske undersøgelse, hvor fækalier fra mennersker dog ikke blev undersøgt. Samlet indikerer resultaterne fra de to undersøgelser, at der er behov for yderligere undersøgelser af opsamlede, behandlede og opbevarede fækalier til fastlæggelse af de(n) optimale fækale bakterielle indikator(er). Anvendelsen af E. coli som alternativ til termotolerante coliforme bakerier og enterokokker til bestemmelse af hygiejnisk kvalitet bør her undersøges. E. coli blev i den nordiske undersøgelse vurderet som en god indikator til dokumentation af stabiliteten og den hygiejniske kvalitet af komposteret, opbevaret organisk affald (Christensen et al., 2002).

Prøver indsamlet fra kontinuerlige komposttoiletsystemer i Sverige indeholdt relativt lavere antal indikatororganismer. Der kunne således kun påvises termotolerante coliforme bakterier og enterokokker i 1/6 prøver. Resultaterne indikerer en relativ bedre reduktion af disse parametre i de undersøgte kontinuerlige systemer, hvor det fækale materiale i en del af systemerne bevæger sig ned over en skrå bund. Dette kan eventuelt skyldes, at fækalierne i disse systemer får en større lufteksponering og dermed en forventet større mikrobiel aktivitet. Øget udtørring og dermed lavt vandindhold vil også medføre en hurtigere kimtalsreduktion.

8.1.2 Temperaturforhold i kompostbeholdere

Temperaturforholdene i komposteringsenhederne blev i første omgang dokumenteret ved målinger, som blev foretaget i løbet af én dag. Vha. et temperaturspyd blev temperaturen målt forskellige steder i komposteringsenhederne i samtlige enheder i Hjortshøj, Dyssekilde og Sverige, hvorfra der blev udtaget kompostprøver til mikrobiologiske analyser.

Resultaterne af et repræsentativt udsnit af disse målinger kan ses på fig. 3.4 til 3.8. Den rumlige temperaturvariation i beholderne var af samme størrelsesorden som forskellen mellem beholderens og omgivelsernes temperatur. I en 220 l opbevaringsbeholder (fig. 3.4, anlæg 2) måltes maksimumtemperaturen på 19 °C i midten af materialet. De laveste temperaturer på hhv. 10 og 12 °C blev målt 10 cm fra beholderens side.

Ved sammenligning af de målte maksimumstemperaturer i materialet med omgivelsernes temperatur (tabel 3.6) ses, at maksimumstemperaturen i materialet aldrig oversteg omgivelsernes temperatur med mere end 11 °C. Disse resultater er ikke overraskende, da der var tale om uisolerede beholdere, som fyldtes gradvis med fæcesmateriale. Varmeafgivelsen til omgivelserne må formodes at være stor, samtidig med at materialets varierende alder resulterede i en lavere varmeproduktion fra materialet end fra en batch af samme størrelse bestående udelukkende af friskt materiale. Disse forhold, samt den ringe mulighed for beluftning af materialet, er forklaringen på fraværet af egentlige termofile komposteringsprocesser i de undersøgte komposteringsenheder.

Vinnerås et al. (2002) understreger nødvendigheden af at isolere kompostbeholdere med tilstrækkeligt tykt lag isoleringsmateriale for at opnå høje temperaturer i fæcesmateriale igennem længere perioder. Der blev dog i deres forsøg benyttet letomsætteligt tilslagsmateriale i form af husholdningsaffald. Ligeledes var fæcesmaterialet forholdsvis friskt, da komposteringen blev udført "on-site" på en sommerlejr, hvor materialet må formodes højst at være nogle få måneder gammelt. Dette er i modsætning til kompostenhederne, der blev undersøgt i nærværende rapport, hvor materialet var mindst tre måneder gammelt og ofte havde ligget i kompostbeholderen i op til 6 måneder.

For at kunne dokumentere eventuelle termofile temperaturforløb i materialet blev en række kompostbeholdere i Hjortshøj udstyret med temperaturdataloggere, og temperaturen blev målt over en periode strækkende sig fra juli 2002 til februar 2003. På fig. 3.9 til 3.11 ses et repræsentativt udvalg af temperaturforløb fra hhv. en 140 l beholder, en 220 l beholder og en fælleskompostbeholder. Resultaterne adskiller sig fra de resultater, der blev opnået ved de enkeltstående målinger beskrevet ovenfor, ved opnåelse af en højere maksimumstemperatur. Maksimumstemperaturen i beholderne oversteg dog på intet tidspunkt 45 °C, og der var ikke mere end højst 15 °C forskel på komposttemperaturen og omgivelsers temperatur. Disse resultater bekræfter således, at der på intet tidspunkt var egentlige termofile forhold i kompostbeholderne.

Litteraturdata omhandlende temperaturforhold i komposttoiletter, som er direkte sammenlignelige med komposttoiletterne i denne rapport, er få. Under subtropiske forhold (Redlinger et al., 2001) måltes temperaturer i komposttoiletter, der relaterede sig på nogenlunde samme måde til omgivelsernes temperatur, som set i nærværende rapport. Der blev her heller ikke målt egentlige længerevarende termofile temperaturforløb i materialet. Til forskel for toiletterne i Hjortshøj, Dyssekilde og Sverige var disse toiletter udstyret med vinduer af plastik, hvilket medførte solopvarmning af fæcesmaterialet.

Den automatiske temperaturovervågning blev udført vha. én-kanals dataloggere placeret i 35 mm filmhylstre (Tinytalk II, Gemini Dataloggers, UK). Termoføleren – en 10k NTC termistor der måler fra -40 til +85 °C – er anbragt på printkortet. Dataloggeren har således ikke nogen ekstern temperaturføler, og selve dataloggeren anbringes derfor direkte i materialet. Dataloggeren har plads til 1800 temperaturmålinger. For at sikre mod indtrængen af fugt blev dataloggerne anbragt i poser af lamineret plast (P-B Miljø A/S, Bjerringbro) med høj beskyttelse mod væske- og dampindtrængning. Dette system viste sig meget velegnet til at monitere temperaturforløb i kompostbeholdere: Efter 8 måneders ophold i div. kompostbeholdere kunne data succesfuldt hentes fra samtlige 23 dataloggere, som benyttedes i projektet. Det var samtidig en fordel ved den omtalte type datalogger, at der ikke skal installeres en ekstern temperaturprobe. På den måde kunne forsøgsværterne fortsætte med at benytte beholderne uden at risikere at forstyrre temperaturmålingerne.

8.2 Overlevelse af indikatororganismer i fæces lokalkomposteret under kontrollerede komposteringsforhold

8.2.1 Henfald af indikatorbakterier og bakteriofag

Maksimumtemperaturer i midten af kompostmaterialet var 43 °C og 49 °C i kompostbeholdere placeret henholdsvis indendørs og udendørs. Disse temperaturer blev opnået i sommermånederne, hvorimod temperaturen i beholderne i efterår og vintermånederne nøje fulgte omgivelsernes. Trods den begrænsede temperaturudvikling blev antal suspekte termotolerante coliforme bakterier og S. senftenberg reduceret kraftigt (> log 4 reduktion) fra initialt 108-9 cfu/g til 10-1.000 cfu/g, med størst reduktion i midten af beholderne. Disse resultater stemmer udmærket overens med resultaterne fra undersøgelserne i Hjortshøj, Dyssekilde og Sverige, hvor der ikke kunne påvises Salmonella spp. selv ved lave temperaturer.

Undersøgelsen viste en begrænset (midt i beholder) eller slet ingen reduktion af antal enterokokker, bakteriefag og kimtal ved 37 °C. Som ved undersøgelserne i Hjortshøj, Dyssekilde og Sverige viste antal enterokokker og kimtal ved 37 °C en tilsyneladende stigning ved gentagne målinger. Generelt fandtes store variationer i kimtal, især i antal fager.

S. typhimurium bakteriofag 28B og S. senftenberg 775W blev anvendt som indikatorer på henholdsvis bakterielle og virale smitstoffer. Erfaringerne med opformering, prøvebehandling, mikrobiologisk analyse og resultatvurdering ved anvendelsen af de to mikroorganismer var positive. Det skal dog bemærkes, at S. senftenberg 775W udviste ringe overlevelse selv ved lave temperaturer. Dette forhold var noget uventet, da S. senftenberg 775W sammenlignet med en række andre Salmonella serotyper er yderst varmeresistent (Henry et al., 1969).

En mulig forklaring på den hurtige reduktion af antallet af S. senftenberg 775W er, at bakterieceller i logaritmisk vækstfase er mere varmesensitive sammenlignet med celler i stationær vækstfase. Bakteriecellerne anvendt i projektets forsøg var alle i den sidste del af vækstfasen. Henry et al. (1969) fandt endvidere, at celler dyrket ved 44 °C udviste øget varmeresistens sammenlignet med celler dyrket ved 35 eller 15 °C. Bakteriers vækstfase, dyrkningstemperatur og en række andre faktorer, herunder tilstedeværelse af næringstoffer ved dyrkning, har stor betydning for cellernes efterfølgende evne til overlevelse, eksempelvis i kompostforsøg.

Anvendelsen af semi-permeable kapsler til tilførsel af S. typhimurium bakteriofag 28B og S. senftenberg 775W fungerede udmærket. Kapslerne muliggør tilførsel af forskellige mikroorganismer, herunder bakterier, virus og parasitter, i kendte koncentrationer. Kapslerne kan endvidere placeres i flere niveauer og indholdet eksponeres for forskellige temperaturpåvirkninger. I projektet var det ikke nødvendigt at tilsætte termotolerante coliforme bakterier og enterokokker, da disse forekom i tilstrækkelige høje antal i det anvendte fækale materiale. Inden tilsætning at fækalt materiale til kapslerne blev materialet homogeniseret. Det er uvist, om denne homogenisering eventuel kan medfører ændrede temperaturudvikling i kapslerne. Betydning af eventuel ændrede temperaturudvikling i kapslerne er nok minimal, da temperaturerne i kapslerne pga. af disses ringe størrelse kan forventes at være yderst påvirkelig af temperaturen i kapslernes omgivelser (fækalt materiale).

Analyserne for enterokokker bekræftede resultaterne fra Hjortshøj, Dyssekilde og Sverige, idet der blev fundet øget overlevelse og eventuel eftervækst af enterokokker i det indsamlede prøvemateriale. En eventuel eftervækst af enterokokker i fækalt materiale kan påvirke resultaterne på flere måder. Eksempelvis kan der eventuelt forekomme vækst af enterokokker hvis prøvematerialet opbevares for længe og for varmt inden igangsætning af analyse.

8.3 Overlevelse af indikatororganismer i fæces lokalkomposteret under optimerede komposteringsforhold

8.3.1 Vurdering af tiltag for at optimere komposteringsprocessen

Det lykkedes ikke at optimere komposteringsprocessen i 220 l komposteringsbeholdere i så høj grad, at "Slambekendtgørelsens" (Miljøstyrelsen, 2000) krav om temperatur og behandlingstid for at opnå et hygiejniseret slutprodukt kunne opfyldes.

Der blev opnået en maksimumstemperatur på 58,6 °C i midten af kompostmaterialet. I toppen og i bunden af materialet var maksimumstemperaturerne hhv. 42 og 45 °C. De termofile forhold i midten af komposteringsbeholderen var dog af temmelig lang udstrækning, idet temperaturen på dette sted lå over 55 °C i mere end to døgn i træk.

At det ikke lykkedes at nå højere temperaturer i fæcesmaterialet skyldes flere forhold, som er relateret til de betingelser, der blev fastlagt forud for forsøgets start. Det var hensigten at optimere komposteringsprocessen med tiltag, som ikke krævede omfattende modificering af kompostbeholderne, ikke krævede indkøb af vanskeligt tilgængelige eller dyre materialer og som ikke gav ophav til gener i form af fluer, lugt etc. På denne måde vil det være muligt at implementere disse tiltag i allerede eksisterende systemer som f.eks. i Hjortshøj.

For at opfylde disse krav blev der udviklet et system, hvor 220 l komposteringsbeholdere blev udstyret med passiv ventilation vha. af drænrør, isoleret med vintermåtter, hvorefter fæcesmaterialet blev iblandet tilslagsmaterialer af græs, en opløsning af husholdningssukker samt NPK-gødning.

Som beskrevet i kapitel 5 resulterede tilsætning af græs, sukkeropløsning og NPK-gødning i stor varmeudvikling i materialet. Der er blandt personer som hjemmekomposterer en udbredt opfattelse af, at man ikke med fordel kan kompostere græs (Razvi and Kramer, 1996). At dette er en myte, blevet demonstreret af bl.a. Nakasaki et al. (1994) og Nakasaki et al. (1998), som opnåede både høje temperaturer og høj proceshastighed ved kompostering af friskt græs. Shaw et al. (1999) rekommanderer dog, for at undgå anaerobe forhold som resultat af for højt vandindhold, at græs ikke overskrider 30 % af den totale mængde komposteringsmateriale.

I et komposteringsforsøg med en blanding af frisk fæces og husholdningsaffald (Vinnerås et al., 2002) blev der opnået en maksimumstemperatur på 65 °C i en 90 l komposteringsbeholder. Beholderen var udstyret med 20 cm isoleringsmateriale og blev passivt beluftet vha. et ventilationshul i siden nær bunden af beholderen. Maksimumstemperaturen blev dog først opnået efter omstikning af materialet efter 10 døgns kompostering ved en komposteringstemperatur der ikke oversteg 45 °C.

Resultaterne af optimeringsforsøgene viste, at der var større forskel på maksimumstemperaturerne i materialet i det vertikale plan end i det horisontale plan. I det vertikale plan var temperaturen højest i midten af materialet, mens temperaturerne i hhv. top og bund var mere end 10 °C lavere. Dette skyldes sandsynligvis to forskellige forhold: I toppen af beholderen var materialet, for at tillade aerobe forhold, i kontakt med den omgivende luft som ved forsøgstidspunkter var meget kold, mellem 0 og -10 °C. Materialet i bunden var derimod tilstrækkeligt isoleret, men forholdene har muligvis ikke været fuldt aerobe, hvilket har begrænset materialets varmeudvikling.

For at opnå højere komposteringstemperaturer vil det således være nødvendigt at forbedre komposteringsforholdene ved ekstra isolering af toppen af beholderen samt ved at forbedre ventilationsforholden f.eks. ved at bore et antal huller i beholdernes side nær bunden. Som nævnt af Vinnerås et al. (2002) vil temperaturen nær ventilationsåbninger være lavere end i resten af materialet. Dette ville kunne afhjælpes ved omstikning af materialet, således at alt materialet opnår en tilstrækkeligt høj temperatur, men risikoen ved en yderligere håndtering må tages i betragtning ved en vurdering i det hensigtsmæssige ved denne strategi.

8.3.2 Overlevelse og infektivitet af parasitæg og andre indikatorer ved optimeret lokalkompostering af fæces

Ascaris suum ægs overlevelsesevne i fækalier og slam nedsættes primært ved forhøjet temperatur, men også ved lagring, udtørring og forhøjet pH. I litteraturen findes der primært studier af A. suum ægs overlevelse, men da A. galli ægs overlevelsesevne anses for at være sammenlignelig med førstnævnte, diskuteres dette projekts resultater i henhold til litteratur vedrørende A. suum.

Ved en termofil kompostering inaktiveres A. suum æg ved temperaturer på 50 °C eller højere i løbet af 24 timer og ved temperaturer på 56 °C i løbet af 2-3 timer (Feachem et al., 1983). Sammenholdes disse værdier med de målte temperaturer i de to beholdere i forsøgene med at optimere komposteringen (tabel 5.3), ses det at en maksimal temperaturer på ca. 56 °C blev opnået i midten af begge beholdere. Der overlevede dog ganske få æg i materiale fra midten af beholder 2. Dette kan skyldes, at temperaturproben og nylonposerne med parasitæg ikke var placeret på nøjagtigt samme sted, og at temperaturen derfor kan have varieret lidt, f.eks. været lavere hvor nylonposerne befandt sig.

Det skal bemærkes, at alle undersøgte A. galli æg også blev inaktiveret efter 1 døgns eksponering til kun 36 °C i toppen af begge beholdere. Dette kan skyldes en relativ udtørring af materialet i toppen. Temperaturen i materiale placeret i bunden af beholder 2 var ca. 10 °C lavere end i materiale fra samme placering i beholder 1. Dette kan eventuelt forklare, hvorfor A. galli æg kunne udvikle sig til infektive larver efter placering i bunden af beholder 2, men ikke efter placering i bunden af beholder 1. Det forhold, at ikke alle æg bevarede udviklingsevnen i bunden af beholder 2, kan muligvis skyldes en relativ iltmangel, da fugtighedsgraden i materialet var relativt høj i bunden af beholderne (se også nedenfor).

A. suum æg kan overleve mange måneders lagring, specielt i et køligt og fugtigt klima. A. suum æg har eksempelvis vist sig at overleve i over et år ved temperaturer på op til 42 °C. Ved denne temperatur eller lavere er det fordelagtigt at have en blanding af fækalier og urin, idet urin i sig selv kan dræbe parasitæg (Feachem et al., 1983). Effekten af lagring har således været yderst minimal i dette forsøg, da dette kun strakte sig over 21 dage.

Der blev ikke målt for tørstofindholdet i det fækale materiale i dette forsøg, men i slam er effekt af tørstofindholdet generelt minimal, da der i praksis ikke opnås højere tørstofindhold end 25% (Feachem et al., 1983). Derimod kan der i komposttoiletter findes et noget højere tørstofindhold. Eksempelvis blev der i de forskellige toiletsystemer i kapitel 3 målt tørstofindhold på op til 48-49%. Ved forsøget blev der tilsat en sukkeropløsning samt friskt grønt græs, og denne tilsætning kan have medført en unaturlig høj fugtighedsgrad i bunden af beholderne (lavt tørstofindhold), medens der kan have været en relativ udtørring i de øvre lag af kompostmaterialet.

En negativ effekt på A. suum ægs overlevelse ved et øget pH (opnået ved tilsætning af kalk til en 10% koncentration eller mere) har været påvist i slam i enkelte studier (Eriksen et al., 1995 og Gaspard et al., 1997). Resultaterne er dog ikke entydige, da det i praksis har vist sig at være svært at opretholde det krævede pH på >12 i mindst 3 måneder. I det fækale materiale brugt i dette dette projekts forsøg blev der initialt (efter tilsætning af sukkervand og grønt græs) målt et pH på ca. 8. Denne pH-værdi formodes ikke at have haft nogen signifikant effekt på A. galli æggenes overlevelsesevne, idet den sandsynligvis ikke er steget i løbet af den korte lagringsperiode på 21 dage.

Der blev ved undersøgelserne benyttet et ægembryoneringsassay (ægudviklingsassay) som indikator for om A. galli æggene var i stand til at udvikle sig til det infektive stadium (æg indeholdende en infektiv larve). I assayet måles indirekte effekten af fysisk-kemiske og andre miljøpåvirkninger på æggene udviklingsevne. Materialet er således blevet hygiejniseret i lavere eller højere grad, hvis det er påvist at færre eller ingen æg (i forhold til et kontrolassay) kan udvikles. Embryoneringsassayet er almindeligt brugt verden over ved undersøgelser for spolormeægs udviklingsevne og overlevelse i komposteringssystemer.

Man kunne i forlængelse af embryoneringsassayet have undersøgt æggenes infektivitet i et podningsforsøg i høns, idet et embryonerings-assay alene kun siger noget om æggenes evne til at udvikles, men ikke undersøger, hvor stor en del af de udviklede æg, der rent faktisk er i stand til at inficere et værtsdyr (for A. galli en høne). Der var i dette projekt ikke den fornødne tid eller økonomiske midler til at gennemføre sådanne podningsforsøg i høns. Det skal understreges, at æg som ikke kan udvikles i et ægudviklingsassay ikke er infektive.

De meget store temperaturvariationer i beholderne var generelt ledsaget af store variationer i reduktionen af kimtal. I midten af kompostbeholderen, hvor temperaturen var højest, blev S. senftenberg og S. typhimurium fag 28B ikke reduceret så hurtigt og kraftigt som forventet. Manglende ensartede temperaturer i materialet i midten af kompostbeholderen var sandsynligvis medvirkende til dette. Derimod blev S. typhimurium fag 28B kraftigere reduceret i toppen end i midten af kompostmaterialet, hvilket kan skyldes en effekt af udtørring, idet virus er følsomme over for udtørring.

Som ved de andre undersøgelser blev antal enterokokker ikke reduceret nævneværdigt. Der fandtes tilmed en stigning i antal enterokokker i materiale fra bunden af kompostbeholderen, hvilket indikerer en mulig eftervækst.

8.4 Overlevelse af indikatororganismer i fæces i modelforsøg, som simulerede centralkomposteringsforhold

8.4.1 Temperaturudvikling og kimtalsreduktion ved kompostering af fækalt materiale iblandet tilslagsmaterialer

Der blev udført laboratorieforsøg for at undersøge indflydelsen på kompostering af fæces ved brug af forskellige tilslagsmaterialer. Fæcesmateriale fra én affaldsbeholder i Dyssekilde, hvor brugerne i forvejen havde anvendt høvlspåner som tilslagsmateriale, blev tilsat forkomposteret husholdningsaffald (fra AFAV komposteringsanlæg i Frederikssund) eller et celluloseholdigt produkt, som hyppigt anvendes i Sverige til komposttoiletter (handelsnavn "Mor Mylla"). Fæcesmateriale samt tilslagsmaterialer blev derefter komposteret i reaktorsystemet i ca. 40 dage.

Virkningen af tilslagsmaterialerne på komposteringstemperaturen var ikke entydig: den højeste temperatur på 54 °C blev målt i en reaktor, som var tilsat cellulosemateriale, mens den maksimale temperatur i en parallel reaktor, tilsat det samme materiale, kun var 43 °C. Der blev målt 39 °C i en kontrolreaktor, hvor der ikke blev tilsat materialer ud over, hvad brugerne allerede havde benyttet. Derimod var maksimumstemperaturen i den anden kontrolreaktor 49 °C. Selvom den højeste temperatur blev opnået ved tilsætning af celluloseproduktet, kan det, pga. afvigende resultater i parallelle reaktorer, ikke med sikkerhed konkluderes, at dette tilslagsmateriale var bedst. Andre har dog fundet, at anvendelse af husholdningsaffald som tilslagsmateriale var optimalt (Vinneås et al., 2003).

I løbet af disse forsøg blev temperaturen kortvarigt hævet til ca. 55 °C og derefter til ca. 60 °C efter hhv. 15 og 37 døgn. Dette blev gjort for at undersøge effekten på overlevelse af indikatorerne termotolerante coliforme bakterier og enterokokker. Efter syv timers kompostering ved ca.55 °C efterfulgt af yderligere syv timers eksponering af materialet til ca. 60 °C, kunne termotolerante coliforme bakterier ikke længere påvises, mens antallet af enterokokker var reduceret til < 1000 cfu/g.

Efter 19 timers kompostering ved ca. 55 °C blev antallet af termotolerante coliforme bakterier reduceret til under påvisningsgrænsen, mens antallet enterokokker blev reduceret til ca. 1000 cfu/g. Yderligere forhøjelse af temperaturen til ca. 60 °C i 16 timer reducerede i ét tilfælde antallet af enterokokker til under detektionsgrænsen. Der skete dog tilsyneladende en eftervækst i én reaktor, idet der her blev målt mere end 10.000 enterokokker/g ved forsøgets slutning. Det lykkedes således ikke at hygiejnisere materialet fuldstændigt, selv ved udsættelse af materialet for temperaturer på 60 °C. Især enterokokkernes forholdsvis høje overlevelsesevne var overraskende, jvf. diskussionen i afsnit 8.4.2.

8.4.2 Overlevelse af indikatororganismer ved konstante termofile komposteringstemperaturer mellem 50 og 65 °C

Kimtalsreduktioner i komposteringsreaktoren ved temperaturer mellem 50-65 °C viste som forventet generelt øget reduktion ved høje temperaturer.

Antal af suspekte termotolerante coliforme bakterier og Salmonella senftenberg blev reduceret til under detektionsgrænsen på 10 cfu/g ved alle temperaturer på mindre end 24 timer. Højst overraskende tog det 5-6 døgn ved 55 °C og 10 døgn ved 50 °C at reducere antal enterokokker til under detektionsgrænsen (10 cfu/g). Det var ikke muligt at forklare denne øgede overlevelse for enterokokker ved relativt høje temperaturer. Prøvematerialet blev indsamlet, transporteret og analyseret indenfor 4-8 timer efter prøveudtagning. Det er derfor ikke særligt sandsynligt, at der skete en eftervækst efter prøveudtagning, og inden analysen blev påbegyndt. En anden mulighed er, at temperaturen i kompostreaktorerne var lavere end antaget under forsøgets gang. Dette kan muligvis have været tilfældet i forbindelse med forsøget, som blev udført ved 65 °C, hvor det viste sig vanskeligt at fastholde temperaturen præcist, men ved de lavere temperaturer udgjorde dette ikke noget problem, og det kan således ikke forklare de opnåede resultater ved 50 til 60 °C.

Regressionslinierne i fig. 6.10 til 6.13 viser overlevelse af testorganismerne ved de forskellige temperaturer. Der er for hver testorganisme beregnet såkaldte "goodness of fit", R2 værdier for kimtalsreduktionerne ved de enkelte temperaturer. Ved R2 værdier større end 0,9 er der kun lille variation og forskel mellem de målte værdier og regressionslinierne. I fig. 6.10 og 6.11 var R2 værdierne mindre end 0,7 ved 50 °C for henfald af suspekte termotolerante coliforme bakterier og Salmonella senftenberg. I fig. 6.10 og 6.11 er de sidste måleværdier ved 50 °C medvirkende til relative langsomme reduktioner af kimtal. R2 værdierne for enterokokker varierede mellem 0,4-0,8 og var generelt lavere end for de andre parametre. Dette forhold kan dog kun delvist forklare den øgede overlevelse af enterokokker.

Der var generelt meget gode erfaringer, som beskrevet i afsnit 8.2.1, med tilsætning af testorganismerne Salmonella senftenberg 775W og fagen Salmonella typhimurium 28B i semi-permeable kapsler. Disse mikroorganismer har så vidt vides ikke tidligere været anvendt i danske undersøgelser. Analysemetoderne var lette at udføre og resultaterne var entydige. Anvendelse og tilsætning af disse testorganismer kan således anbefales til fremtidige studier af hygiejnisering af forskellige organiske affaldsprodukter.

8.4.3 Muligheder og begrænsninger ved at benytte modelforsøg til at forudsige reduktion af patogener i fuldskala komposteringsanlæg

Hovedformålet med forsøgene beskrevet i kap. 6 var at undersøge overlevelse af indikatororganismer ved centralkompostering af fæces. Da der ikke var anlæg tilgængelige, som komposterede fæces i fuld skala i Danmark, var det nødvendigt at udføre forsøgene i mindre skala. Dette blev gjort ved at kompostere fæcesmateriale fra komposttoiletter i et laboratoriesystem bestående af 6 reaktorer med et volumen hver på 9 l. Det er klart at nedskalering fra fuldskalaanlæg, som typisk behandler mange tons affald af gangen, til et laboratorieanlæg, som kun kan indeholde nogle få kilo materiale pr. reaktor, må have indflydelse på tolkningen af resultaterne.

Hogan et al. (1989) benyttede et laboratoriesystem til simulering af kompostering af organisk affald i fuld skala, og definerede i den forbindelse deres reaktor som repræsenterende idealiserede procesbetingelser i midten af en kompostmile. Andre (Palmisano et al., 1993) har med succes benyttet små-skala bioreaktorer – med volumen på 19 l – til at simulere kompostering af husholdningsaffald.

Styrken ved laboratoriesystemer, som det der blev benyttet i nærværende undersøgelse, er muligheden for at udøve en høj grad af proceskontrol. Det er således muligt at fastholde materialet på samme temperatur og med samme iltstatus i længere perioder, og på den måde undersøge disse forholds indflydelse på kompostkvalitet, overlevelse af mikroorganismer etc. På den anden side kan høj procestemperatur ikke altid opretholdes ved naturlig varmeproduktion fra kompostmaterialet (som i fuldskalaanlæg), men kan kræve aktiv opvarmning af reaktorerne. Dette skyldes, at overflade/volumenforholdet er meget større i et system af små reaktorer end i et fuldskalaanlæg og derfor leder til et tilsvarende større varmetab fra materialet.

Fuldskalaanlæg vil meget sjældent udvise samme jævne temperaturfordeling i kompostmaterialet som det er muligt at opnå i laboratoriesystemer. Christensen et al. (2002) undersøgte hygiejniseringseffekter ved kompostering på fire forskellige fuldskalaanlæg. Anlægstyperne inkluderede bl.a. et simpelt milekomposteringsanlæg og et fuldt lukket tunnelkomposteringsanlæg med aktiv beluftning af materialet. I begge anlæg var temperaturforskelle i materialet store. I tunnelkomposteringsanlægget var der f.eks. mere end 13 °C forskel på gennemsnitstemperaturen i top og bund af komposteringsmaterialet. Det er således klar, at de udførte laboratorieforsøg kun repræsenterer procesbetingelser for en delmængde af materiale i et fuldskalaanlæg. Det er endda muligt, at intet af materiale i et fuldskalaanlæg i længer tid er udsat for en temperatur på f.eks. 50 °C±2 °C flere uger i træk med optimale iltforhold, som det var tilfældet i laboratorieforsøgene.

Når resultater af laboratorieforsøg benyttes til at forudsige inaktivering af mikroorganismer i fuldskalaanlæg, er det derfor vigtigt at understrege at laboratorieforsøg repræsenterer et idealiseret komposteringsforløb med optimale temperatur- og beluftningsforhold, som det ikke nødvendigvis er muligt at opretholde selv på de mest avancerede lukkede fuldskalaanlæg.

8.5 Brugerundersøgelse

8.5.1 Brugertilfredshed

Brugerne var generelt tilfredse med de valgte komposttoiletmodeller, der alle var teknisk enkle systemer. Fælles for 12 ud af 13 brugere i de to danske øko-samfund og de seks svenske enkelthusstande var, at de selv havde taget beslutning, eller taget del i beslutningsprocesser, om at etablere komposttoiletsystemer, udvælge modeller og placere systemkomponenter. Selv i tre husstande, hvor placeringen af opsamlings- eller kompostbeholder objektivt set var meget uhensigtsmæssig for tilsyn og tømning, var brugerne tilfredse med systemerne. Det må formodes at have haft betydning, at brugerne var med i beslutningsprocessen og derfor accepterede placeringen.

Andre undersøgelser viser ligeledes, at brugertilfredsheden med teknisk enkle systemer kan være høj. I en undersøgelse af komposttoiletter (sammenlignelige med de svenske toiletsystemer som indgik i nærværende undersøgelse) i Tanum kommune i Sverige svarede 23 ud af 26 brugere, at de var tilfredse, to var delvis tilfredse/utilfredse, mens kun én var direkte utilfreds (Tanums kommun, 1995). Deltagelse i og medansvar for beslutningsprocesserne synes, som i nærværende undersøgelse, at have haft betydning for såvel en velfungerende drift som brugertilfredsheden. Brugerne af 81 små enkle kildesorterende batchsystemer i danske kolonihaver var tilfredse eller endog meget tilfredse. De havde selv ønsket systemet og havde individuelt udvalgt en model blandt flere (Backlund et al., 2003).

Fittschen and Niemczynowicz (1997) fandt et mere negativt billede i det økologiske landsbysamfund Toarp i Sverige, hvor et boligselskab og ikke de kommende beboere var ansvarlige for valg af komposttoiletter som sanitært system samt for udvælgelse af modeller og placering. Brugere med en uhensigtsmæssig placering af beholdere var negativt indstillede. Mange brugere havde desuden problemer med fluer, lugt, vådt materiale og overløb ved brug af toiletstole uden kildesortering.

8.5.2 Driftsproblemer og muligheder for at afhjælpe dem

Brugerundersøgelsen viste en del tilbagevendende problemer ved drift af komposttoiletsystemerne. De vigtigste var lejlighedsvise lugtgener, forekomst af fluer og stop i urinslangerne fra de kildesorterende toiletstole.

Problemer med lugt og fluer er størst i kildesamlende komposttoiletter som demonstreret i to undersøgelser foretaget i Tyskland (Kalkoffen et. al., 1996; Fittschen, 1999). Toiletsystemer i nærværende undersøgelse var næsten alle kildesorterende, og de rapporterede problemer derfor ikke af samme størrelsesorden. Således havde én bruger, som tidligere havde kildesamlende toiletstol, efter udskiftning til en kildesorterende model ikke haft væsentlige problemer.

For at undgå lugtproblemer er det ligeledes vigtigt, at toiletsystemet er udstyret med en velfungerende ventilationsenhed. Korrekt etablerede ventilationssystemer med selvtræk behøver ikke at give lugtproblemer (Holtze og Backlund, 2003A), men det er langt nemmere at undgå ved hjælp af en el-ventilator. De fleste systemer i undersøgelsen var forsynet med aktive ventilationssystemer i form af el-ventilatorer på 20-40 W. Dette giver et temmelig stort strømforbrug, idet det er mest hensigtsmæssigt, at ventilatoren kører uafbrudt. Det er dog vist, at ventilatorer helt ned til 1 W kan give fuldt tilfredsstillende drift af små systemer (Backlund et al., 2003). Dette medfører et årligt strømforbrug på ca. 9 kWh ved kontinuerlig drift af ventilatoren.

Et stort antal af brugerne rapporterede om tilbagevendende flueproblemer, der dog var begrænset til at forekomme nogle få gange hvert år eller med endnu større mellemrum. Fluer kan forekomme uanset sammensætning af systemkomponenter, men i kildesorterende toiletsystemer kan brug af fluenet sammen med en velfungerende el-ventilator nedsætte hyppigheden og omfanget af problemet (Fittschen, 1999; Backlund et al., 2003).

En del af brugerne oplevede jævnligt stop i urinslangen fra toiletstolen. Der er også andre rapporter om stop i kildesorterende toiletstoles urinslangevandlås (Ø22 mm), hvor der ikke løbende blev forebygget ved brug af rensewire, eddikesyre eller kaustisk soda (Backlund, 2003). På Møns Museumsgård var der ikke stop ved regelmæssig forebyggelse (Holtze og Backlund, 2003B). I tre "WM-ES" med Ø22 mm urinslange og en række andre toiletstole med Ø32 mm urinslanger, alle uden vandlås, blev der ikke konstateret stop (Backlund et al., 2003).

Mere komplicerede komposttoiletter kan muliggøre en bedre komposteringsproces, men også resultere i en række tekniske problemer, som f.eks. kan give anledning til direkte kontakt til frisk materiale ved driftsstop. Boisen (1995) konstaterede således, at der var store problemer af denne art i komposttoiletter med mekanisk omrøring, forflytning af materiale samt opvarmning. Ved sammenligning med sådanne systemer kan det dog konkluderes, at brugerne generelt oplevede færre problemer med driften af deres i teknisk henseende enklere komposttoiletsystemer.

 

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |



Version 1.0 Oktober 2005, © Miljøstyrelsen.