CC BY
57
УДК 631.22.018
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ НАВОЗНЫХ СТОКОВ СВИНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
В.И. БЕЗЗУБОВ, А.С. ПЕТРУШКО, И.И. РУДАКОВСКАЯ РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству» г. Жодино, Минская обл., Республика Беларусь, 222160 Э.И. КОЛОМИЕЦ, Н.В. СВЕРЧКОВА ГНУ «Институт микробиологии НАН Беларуси» г. Минск, Республика Беларусь, 220141 П.А. КРАСОЧКО РНИДУП «Институт экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского НАН Беларуси» г. Минск, Республика Беларусь, 220003
(Поступила в редакцию 24.01.2013)
Введение. Свиноводческие предприятия являются чуть ли не основными источниками загрязнения окружающей среды возбудителями инфекционных болезней, биогенными элементами и токсическими веществами. Многочисленными исследованиями доказано, что при использовании навозных стоков в качестве органических удобрений существует опасность распространения различных заболеваний не только среди животных, но и среди людей. Микроорганизмы в навозе остаются жизнеспособными и сохраняют патогенность длительное время, отдельные из них - более 2 лет. В навозных стоках обнаружено более 100 возбудителей инфекционных болезней животных. Концентрация их достигает 104-105 микробных тел в 1 мл. Поэтому для свиноводческих ферм и комплексов должны разрабатываться новые способы и средства снижения загрязнения и обеззараживания навоза [2, 8].
В настоящее время в нашей стране функционирует свыше 100 свиноводческих комплексов. Выход навозных масс от них составляет более 20 млн. м3 за год. Общая микробная обсемененность колеблется от 4,6 *106 до 3,6* 109 в 1 г, содержание кишечной палочки - от 105 до 107, споровых анаэробов - от 4,2*105 до 1,5*108. Яйца гельминтов обнаруживаются в количестве 1630/л. Для утилизации навозных стоков требуются значительные площади сельскохозяйственных угодий. Так, для комплекса на 24 тыс. голов в год требуется около 700 га, на 108 тыс. -более 3000 га. Использование продукции с этих площадей в летний период представляет собой значительную угрозу для здоровья животных и человека.
Разлагающиеся экскременты являются источником таких ядовитых газов, как аммиак, сероводород, индол, скатол и др., а также местом размножения и сохранения значительного числа различных микроорганизмов и паразитов [6, 7, 9]. Среди бактерий выделены патогенные серотипы кишечной палочки, возбудители сальмонеллеза, бруцеллеза, туберкулеза, чумы и различных энтеровирусов.
283
Существуют разные способы обезвреживания навозных масс от возбудителей инфекционных заболеваний. Так, биотермическое обеззараживание навоза и подстилки направлено на уничтожение большинства микроорганизмов высокой температурой. К настоящему времени апробирован биотермический способ длительной выдержки навоза, химический способ с применением формальдегида и безводного аммиака, термофитное и анаэробное сбраживание [1, 3, 4, 5].
Известны способы аэробной обработки навозных масс активным илом и микроводорослями, мезофильное и термотолерантное анаэробное сбраживание, мембранная ультрафильтрация, электрохимическая активация стоков с помощью электролиза, высокоуровневое микроволновое облучение. В то же время использование всех вышеназванных методов не позволяет очистить навоз от микроорганизмов полностью.
Учитывая вышеизложенное, для профилактики возникновения заболеваний животных и охраны окружающей среды необходимо предусматривать и другие способы обеззараживания.
Цель работы - создать метод и средство для очистки и обеззараживания навозных стоков на промышленных свиноводческих комплексах, обеспечивающие снижение заболеваний животных и загрязнения окружающей среды.
Материал и методика исследований. Производственные испытания комплекса штаммов микроорганизмов проведены в ГП «Совхоз-комбинат «Заря» Мозырского района Гомельской области, производственная мощность которого составляет 54 тыс. свиней в год. Объектом для исследований служили помещения, каналы навозоудаления и прилегающие отстойники для хранения и разделения навозных стоков, предметом - ассоциации исследуемых штаммов микроорганизмов.
Периодически, 1 раз в квартал, определялись микробная загрязненность воздуха и навозных каналов свиноводческих помещений, при проведении испытаний - 1 раз в начале опыта и 1-2 раза после обработки навозных каналов помещений ассоциацией отобранных штаммов микроорганизмов. В зимний и весенний периоды года изучали три ассоциации бактерий, в летний и переходный периоды - две ассоциации. В период исследований изучали несколько доз биосредства.
Для опытных ассоциаций проведена наработка штаммов микроорганизмов с высокой антагонистической, ферментативной и деструктивной активностью, в наибольшей степени обеспечивающих снижение содержания вредных веществ и возбудителей инфекционных заболеваний в навозных стоках.
Проведена ветеринарно-санитарная оценка опытного образца биологического средства, созданного на основе полученных результатов испытаний при определении оптимального состава комплекса штаммов микроорганизмов. Кроме того, определен видовой и количественный состав навозных масс свиноводческого предприятия, физико-химические показатели, характеризующие чистоту очистки до и после обработки их опытным образцом.
Результаты исследований и их обсуждение. Установлено, что изученные штаммы обладают достаточно высокими антимикробными свойствами, диаметр зоны ингибирования против кишечной палочки в зависимости от вида бактерий достигает 15-33 мм. В зависимости от количества штаммов, входящих в ассоциации, величина зоны колеблется от 26,5 до 28,0 мм. По действию на стафилококков опытные штаммы также высокоэффективны. Так, зона очистки от них по изученным штаммам в отдельности находится в пределах 16,0-32,0 мм, по комплексам - колеблется от 28,5 до 29,5 мм.
Отобранные культуры обладают и высокой ферментативной активностью (протеазной, целлюлазной, ксиланазной). Они активно растут на сточных водах животноводческого комплекса. Зоны гидролиза соответствующих субстратов варьируют в диапазоне от 8 до 20 мм.
Установлено, что в зимний период навозные стоки с начальной концентрацией загрязнений по химическому потреблению кислорода (ХПК) от 18275 мг О2/л на участке с подсосными матками до 15395 мг О2/л на участке доращивания под действием 1-й и 3-й ассоциаций микроорганизмов в дозе 1,5 мл на 1 л стока в лабораторных условиях очищены на 26,3-52,5 %. Снижение загрязнений по ХПК под действием 2-й ассоциации составило 12,5-26,5 %. Навозные стоки для участка РОС очищены по ХПК под действием 1-й и 3-й ассоциаций на 18,121,0 %, а под действием 2-й ассоциации - на 10 %.
Результаты второй серии опытов, в весенний период, подтвердили ранее полученные данные по определению антагонистической активности отобранных ассоциаций 1-й и 3-й.
Установлено, что навозные стоки с начальной концентрацией загрязнений по ХПК (от 26275 мг О2/л на участке с подсосными матками до 21075 мг О2/л на участке доращивания) под действием 1-й и 3-й ассоциаций микроорганизмов (1,5 мл на 1 л стока, или 150 мл/м3) очищены на 26,0-49,5 %. Снижение загрязнений по ХПК под действием ассоциации 2-й происходит на 15,0-26,5 %.
Результаты оценки совместимости наиболее активных бактериальных культур свидетельствуют об отсутствии перекрестной антагонистической активности и возможности использования нескольких культур в составе ассоциации.
По результатам испытаний трех комплексов бактерий в этот период выявлено максимальное снижение численности санитарно-показательной микрофлоры под действием микроорганизмов 1-й и 3-й ассоциаций. В помещениях для подсосных маток количество бактерий группы кишечной палочки к 10-му дню снизилось с 7,0* 106 до 2,0* 105 и с 3,8* 107 до 6,2* 105 КОЕ/мл. В зданиях для доращивания молодняка оно уменьшилось с 6 4*106 до 2 0*105 и с 3,9*106 до 4,0*105 КОЕ/мл, на РОСах - с 4,1*10 до 6,0*10 КОЕ/мл соответственно. Количество микробных тел группы стафилококко-стрептококковой по изучавшимся ассоциациям на 10-е сутки после обработки каналов в помещениях для подсосных маток уменьшилось с 6,1* 106 до 2,4* 105 и с 4,4* 107 до
4,1* 106 КОЕ/мл. На участке доращивания уровень их снизился с 4,9*106 до 4,8* 105 и с 2,0*107 до 1,0*106 КОЕ/мл, на РОСах - с 4,4* 106 до 3,1*105 и с 1,3*106 до 9,1*105 КОЕ/мл. К 20-м суткам после обработки численность санитарно-показательной микрофлоры начинает увеличиваться и к 30-м суткам достигает уровня контроля, хотя и не по всем дозам.
Данные материалы свидетельствуют о том, что более эффективными для очистки стоков являлись 1-я и 3-я ассоциации изучавшихся штаммов микроорганизмов. Из них лучшими обеззараживающими свойствами обладала 3-я ассоциация.
В производственных условиях (летом и осенью) проведены исследования по оценке эффективности действия 3-й ассоциации микроорганизмов. В качестве контрольной испытывался 1-й комплекс микроорганизмов.
Под действием 1-й и 3-й ассоциаций микроорганизмов навозные стоки с начальной концентрацией загрязнений по ХПК 38112 мг О2/л на участке с подсосными матками и 29182 мг О2/л на участке доращивания при дозе образца 150 мл/м3 очищены на 28,0-47,5 %.
По результатам испытаний максимальное снижение численности санитарно-показательной микрофлоры установлено под действием 3-й ассоциации микроорганизмов.
Численность бактерий группы кишечной палочки к 10-му дню после обработки навозных масс снижается в помещениях для подсосных маток с 2,2* 105 до 5,9* 104 КОЕ/мл, на участке доращивания - с 5,5* 104 до 2,1* 103 КОЕ/мл, на участке РОС - с 3,3*106 до 4,5*105КОЕ/мл. Количество бактерий группы стафилококко-стрептококковой в помещениях для подсосных маток уменьшается с 3,8* 106 до 4,5*105 КОЕ/мл, на участке доращивания - с 7,2*104до 3,1*104 КОЕ/мл, на РОСах - с 5,4*105 до 5,8*104 КОЕ/мл.
К 20-м суткам после обработки численность санитарно-показатель-ной микрофлоры так же, как и в первых сериях опытов, начинает увеличиваться и к 30-м суткам по отдельным дозам испытуемых комплексов достигает уровня контроля.
Установлено, что в весенний период года лучшие результаты по обеззараживанию стоков отмечаются независимо от состава ассоциации при дозе комплекса в 150 мл /м3. Примерно такая же картина выявлена и в более поздние сроки. Так, при изучении микробного состава навозных масс после воздействия комплекса штаммов через 6 месяцев бактериальная загрязненность снизилась с 1,0* 107 до 1,0* 102, ко-ли-титр - до 1* 10-1.
При определении физико-химических показателей, характеризующих чистоту очистки до и после обработки их комплексами микроорганизмов, установлено, что в навозных стоках существенно снижается: количество азота - на 25-40 %, микроорганизмов кишечно-паратифозной группы (эшерихий и сальмонелл) - на 102-103 , золотистого стафилококка - на 102. Это свидетельствует о целесообразности
286
обработки навозных стоков комплексом микроорганизмов определенного состава.
Установлено, что оптимальной дозой бактериального комплекса микроорганизмов в летний период явилась 50 мл/м3, при которой полностью подавлялся рост эшерихий, сальмонелл, кокковых бактерий. При разведениях бактериального средства в дозе 150 и 100 мл/м3 отмечен некоторый рост эшерихий, сальмонелл и грибов.
Обработка стоков осенью комплексом бактерий дозой 150 мл/м3 вызывает почти полное прекращение роста в течение 30 суток микроорганизмов, в том числе и патогенных: кишечной палочки, пастерелл, сальмонелл и анаэробной микрофлоры.
Изучение загрязненности территории свиноводческого комплекса показало, что наиболее часто встречаемыми микроорганизмами являлись кокки, стафилококки, стрептококки, сальмонеллы, анаэробные грамположительные палочки.
Как известно, бактериальная загрязненность воздуха свинарников зависит от плотности размещения животных, типа кормления, системы уборки и удаления навоза, работы вентиляционных установок, времени использования помещений, в том числе и от возраста свиней.
Полученные данные свидетельствуют о том, что общее количество микроорганизмов в зданиях для содержания свиней различных половозрастных групп в период исследований колебалось от 656,7 до 807,5 тыс. КОЕ/м3(в зоне подсосных маток с приплодом), в зоне приферм-ского навозосборника - 12,5-18,7 тыс. КОЕ/м3.
При установлении видового состава микроорганизмов, обсеменяющих воздух свинарников, выявлено, что количество бактерий группы стафилококков и стрептококков находилось в пределах 182-201,3 тыс. КОЕ/м3, в зоне прифермского навозосборника - 12,5-18,7 тыс. КОЕ/м3.
Содержание кишечной палочки в помещениях было относительно небольшим и находилось в пределах 2,0-4,7 тыс. КОЕ/м3, в зоне прифермского навозосборника - 0-1,7 тыс. КОЕ/м3.
Нами также были изучены некоторые составляющие микроклимата помещений. К наиболее значимым и учитываемым в производстве относится температура, так как она больше других влияет на терморегуляцию организма, обмен веществ и продуктивные качества животных.
Установлено, что температура воздуха в помещениях для свиней различных половозрастных групп колебалась в пределах: зимой -18,9-19,6 оС, весной - 20,6-22,0, летом - 23,4-26,0 и осенью 20,221,2 оС. Относительная влажность в основном находилась в пределах нормы. Скорость движения воздуха составляла 0,03-0,19 м/с. В зависимости от высоты определения, 50 или 150 см над полом, концентрация аммиака колебалась от 6 до 14,3 мг/м3, углекислого газа - от 0,13 до 0,16 %, т. е. также находилась в допустимых пределах. Сероводорода в воздухе исследуемых помещений не обнаружено, что свидетельствует о соответствии изучавшихся показателей микроклимата нормам РНТП-1-2004. Что касается содержания кислорода, то величина этого важнейшего показателя находилась на довольно высоком уровне -17,4-19,1 %.
Таким образом, можно утверждать, что исследуемые штаммы микроорганизмов не оказали неблагоприятного влияния на большинство показателей микроклимата помещений.
Заключение. Создана эффективная ассоциация штаммов микроорганизмов, обладающая высокой антагонистической и ферментативной активностью и обеспечивающая снижение содержания вредных веществ и возбудителей инфекционных заболеваний в навозных стоках. Использованные в ассоциации штаммы микроорганизмов не обладают антагонизмом между собой.
Исследовавшиеся на белых мышах штаммы не обладают патоген-ностью, токсигенностью и аллергенностью и не оказали неблагоприятного влияния на большинство показателей микроклимата помещений (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, концентрация аммиака, кислорода, углекислого газа, сероводорода), способствуют их снижению до норм РНТП-1 -2004.
Установлена достаточно высокая эффективность действия комплекса исследованных штаммов на вредные составляющие окружающей среды, содержание которых в навозных стоках до 20-го дня после обработки снижалось. В смывах стоков, подвергнутых обработке, уровень опытных штаммов в зависимости от сезона года повышался до 10-20 дней.
Выявлено, что оптимальной дозой бактериального средства летом может служить величина в 50 мл/м3, при которой полностью подавлялся рост эшерихий, сальмонелл, кокковых бактерий. В другие периоды года целесообразно повышение дозы средства до 100-150 мл/м3 навозных стоков. Использование опытного образца ассоциации нескольких штаммов микроорганизмов способствовало очистке, снижению численности санитарно-показательной микрофлоры на 34,5-92,8 % (бактерии стафилококко-стрептококковой группы) и 77,3-96,4 % (бактерии группы навозных стоков кишечной палочки), а также разжижению, повышению текучести и соответственно разделению на фракции навозных стоков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Комплексная технология обезвреживания стоков свинокомплексов ускоренными электронами и их утилизации / М.Ф. Денисенко, Т.В. Богданович, А.П. Гончар, Е.П. Петряев, А.А. Сосновская [и др.] // Проблемы очистки животноводческих стоков на фермах и комплексах и пути их решения: тез. докл. науч.-практ. конф., Жодино, 2728 июня 1990 г. - Минск, 1990. - С. 5-7.
2. Емцева, В.Т. Микробиология, гигиена, санитария в животноводстве / В.Т. Ем-цева. - М., 2004. - 304 с.
3. Бактериологическая оценка способа обезвреживания и утилизации осветленных навозных стоков методом ультрадисперсного распыления / Т.Н. Каменская, С.А. Лукь-янчик, М.М. Бельмач [и др.] // Эпизоотология, иммунобиология, фармакология, санитария. - 2008. - № 4. - С. 64-69.
4. Клачкова, Ю.Ф. Ветеринарно-санитарная оценка новых технологий подготовки жидкого навоза и стоков, получаемых на крупных животноводческих фермах и комплексах / Ю.Ф. Клачкова, И.А. Абрамов, Г.А. Мысова // Проблемы очистки животноводческих стоков на фермах и комплексах и пути их решения: тез. докл. науч.-практ. конф., Жодино, 27-28 июня 1990 г. - Минск, 1990. - С. 31-33.
5. Клачкова, Ю.Ф. Обеззараживание жидкого навоза свиноферм при анаэробной ферментации в мезофильном режиме / Ю.Ф. Клачкова, Г.А. Мысова // Проблемы очистки животноводческих стоков на фермах и комплексах и пути их решения: тез. докл. науч.-практ. конф., Жодино, 27-28 июня 1990 г. - Минск, 1990. - С. 33-35.
6. Линник, Н.К. Пути решения проблемы переработки бесподстилочного навоза на животноводческих фермах промышленного типа / Н.К. Линник // Проблемы очистки животноводческих стоков на фермах и комплексах и пути их решения: тез. докл. науч.-практ. конф., Жодино, 27-28 июня 1990 г. - Минск, 1990. - С. 22-26.
7. Овцов, Л. Метод почвенной утилизации стоков свиноводческих комплексов / Л. Овцов, Э. Локшин, В. Никитин // Свиноводство. - 2002. - № 4. - С. 37-39.
8. Павлович, С.А. Микробиология с вирусологией и иммунологией / С.А. Павлович. - Минск: Вышэйш. шк., 2005. - 799 с.
9. Соловьев, А.В. Хранение и подготовка к утилизации животноводческих стоков: инновационные решения / А.В. Соловьев, А.Н. Ламотько // Свиноводство. - 2009. -№ 4. - С. 30-32.
УДК 619:614.94:631.227
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЫМОВЫХ ШАШЕК ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ СВИНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ
А.А. КАРТАШОВА УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины» г. Витебск, Республика Беларусь, 210026
(Поступила в редакцию 22.01.2013)
Введение. Современная технология содержания свиней на промышленной основе, несмотря на ряд преимуществ, имеет также существенные недостатки, связанные с высокой концентрацией больших поголовий животных на ограниченных площадях. В таких условиях часто регистрируются заболевания инфекционной этиологии, что обусловлено накоплением значительных количеств условно-патогенной и патогенной микрофлоры в воздухе и на производственных поверхностях животноводческих объектов, обусловливающих так называемую биологическую усталость производственных помещений при многолетней их эксплуатации [5, 7]. При этом проводимые ветеринарно-санитарные мероприятия в период профилактического перерыва, направленные на санацию, не всегда эффективны в связи с накоплением микроорганизмов в толще строительных конструкций.
Поэтому одним из эффективных мероприятий, направленных на снижение микробного загрязнения помещений и воздушного бассейна на свинокомплексах, является дезинфекция в процессе выращивания и содержания животных [2, 8, 10]. При этом качество проведения дезинфекции во многом зависит от применения эффективных средств, подавляющих патогенную микрофлору, которая находится во внешней среде [9].
В мировой дезинфекционной практике в последние годы наметилась тенденция сокращения применения традиционных дезинфицирующих средств на основе формалина, глютарового альдегида, хлора, фенолов и некоторых других химических соединений. Вместо них все
