CC BY
48
УДК 630*867.5
Н.И. Богданович1, В.П. Короткий2, В.И. Великанов3, Д.К. Носков3
1 Северный (Арктический) федеральный университет
2НТЦ «Химинвест»
^Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия
Богданович Николай Иванович родился в 1943 г., окончил в 1969 г. Ленинградскую лесотехническую академию, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой лесохимических производств Северного (Арктического) федерального университета, заслуженный работник высшей школы РФ. Имеет более 320 печатных трудов в области изучения пиролиза древесины и отходов ее химической и механической переработки с получением адсорбентов для очистки сточных вод и газовых выбросов, а также адсорбционных методов очистки сточных вод и переработки осадков. Тел.: (8182) 21-89-46
Короткий Василий Павлович родился в 1954 г., окончил в 1976 г. лесотехнический факультет, в 1981 г. инженерно-экономический факультет Ленинградской лесотехнической академии, почетный работник лесной промышленности, член-корреспондент МАНЭБ, директор НТЦ «Химинвест», научный руководитель инновационных проектов. Имеет более 50 печатных работ в области лесохимии, пиролиза древесины, получения активных древесных углей, угольных кормовых добавок, карбонизации, парогазовой активации, адсорбции. Е-mail: [email protected]
Великанов Валериан Иванович родился в 1947 г., окончил в 1975 г. Казанский ветеринарный институт, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии, фармакологии с токсикологией Нижегородской государственной сельскохозяйственной академий, академик Российской и международной академии аграрного образования. Имеет более 350 печатных работ в области радиационной биологии, фармакологии и токсикологии, иммунофармакологии, иммунотоксикологии. Тел.: (8834) 66-94-81, 60-96-38
Носков Дмитрий Константинович родился в 1984 г., окончил в 2006 г. Нижегородскую сельскохозяйственную академию, главный зоотехник племзавода им. Ленина филиала ООО «Агрофирма «Волготрансгаз», аспирант Нижегородской сельскохозяйственной академии. Имеет 1 печатную работу в области сельского хозяйства, животноводства, ветеринарии, терапии микотоксикозов сельскохозяйственных животных.
Тел.: (8834) 30-31-88, 78-67-96
ПЕРЕРАБОТКА НИЗКОСОРТНОЙ И МЕЛКОТОВАРНОЙ ДРЕВЕСИНЫ В ЭНТЕРОСОРБЕНТЫ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА МЕТОДОМ СОВМЕЩЕННОГО ПРОЦЕССА КАРБОНИЗАЦИИ-АКТИВАЦИИ
НА МОДУЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
Обоснована необходимость введения энтеросорбентов в корма для животных; экспериментально доказана высокая эффективность использования в качестве энтеросорбентов активных углей, получаемых в совмещенном процессе пиролиза активации мягколиственной и некондиционной древесины.
й^Ш
(Л
Ключевые слова: заболевание животных, микотоксины, энтеросорбенты, активные угли древесные, пиролиз-активация древесного сырья.
В настоящее время одной из важнейших проблем ветеринарной медицины являются заболевания, вызванные микроскопическими грибами: микозы, микотоксикозы, аллергии. Рост заболеваемости животных «грибными» болезнями связан с иммунодепрессивными воздействиями современной техногенной цивилизации на организм животных. Загрязнение окружающей среды, повышение радиационного фона, использование в сельском хозяйстве пестицидов, удобрений, а в ветеринарии - иммунодепрессантов, цитостатиков, кортикостероидов и антибиотиков широкого спектра ослабляют естественные защитные механизмы организма животных и способствуют развитию заболеваний. Из природных экотоксикантов - загрязнителей сельскохозяйственного сырья и продуктов питания - наибольшую опасность для здоровья человека и животных представляют яды микроскопических грибов - микотоксины. Они обладают общетоксическими, цитотоксически-ми, мутагенными, эмбрионотоксическими, терато- и канцерогенными свойствами, являются сильными иммунодепрессантами, снижают резистентность организма, эффективность вакцинации, устойчивость к незаразным болезням. Степень распространения микотоксинов очень высока, они загрязняют продукты питания и корма, продовольственное сырье на всех этапах их производства, транспортировки, хранения и реализации.
Очевидную опасность микотоксинов на практике часто недооценивают, отсюда огромные потери, экономические затраты, иногда невосполнимые для предприятий. Потери складываются из огромных убытков в результате массовых заболеваний и падежа животных, снижения продуктивности, возникновения факторных инфекций, утилизации огромных количеств некондиционных кормов и т. д.
Важной проблемой для ветеринарной микотоксикологии является терапия микотоксикозов животных. Это связано с отсутствием эффективных специфических средств профилактики и лечения отравлений животных ядами микроскопических грибов, а также сложностью разработки антидотов. Для понижения чувствительности животных к действию микотоксинов им скармливают химические вещества, действующие как антидоты, а также зеленую массу или витамин Е, стимулирующие окислительные процессы и быстро выводящие микотоксины из организма. В последние годы все более широкое применение находят такие антидоты-сорбенты, как цеолиты, которые дают хорошие результаты при Т-2 токзикозе, афлато-, пату-лино- и фузариотоксикозе - энтеросорбент В, получаемый из вермикулита.
Давно известно о применении древесного угля в качестве добавки к корму животных [3, 4]. Активный уголь - высокодисперсный пористый материал с развитой удельной поверхностью и уникальной способностью поглощать значительные количества веществ различной химической природы из газовой, парообразной и жидкой сред. Введенный в пищевой рацион жи-
вотных активированный уголь энергично поглощает газы, образующиеся в пищеварительном тракте, уничтожает нежелательные процессы брожения, содействует правильному пищеварению и создает благоприятные условия для повышения массы животных. Помимо способности поглощать большие объемы газов, активированный уголь обладает свойством адсорбировать бактерии и тем самым препятствует распространению их в организме. Он также поглощает бактериальные яды и другие ядовитые вещества, попадающие в кишечник или образующиеся в нем.
На основании вышеизложенного особый интерес представляет использование активных древесных углей для производства активной угольной кормовой добавки для профилактики и лечения отравлений сельскохозяйственных животных микотоксинами и другими вредными веществами. Решение этой проблемы видится в создании малотоннажных производств и мобильных комплексов по производству активных древесных углей, работающих на местной сырьевой базе.
В разрабатываемом нами совмещенном процессе карбонизации-активации [1, 2, 5] можно получать активные древесные угли непосредственно из древесины мягколиственных пород, мелкотоварной и низкосортной, и на их основе вырабатывать активную угольную кормовую добавку, способствующую быстрому выведению токсинов из организма сельскохозяйственных животных и повышающую устойчивость их организма к неблагоприятному воздействию ухудшающейся экологической обстановки.
В лабораторных условиях были получены опытные образцы активного древесного угля из древесины различных пород (сосна, осина, береза, граб) и проведены исследования по определению параметров пористой структуры и адсорбционных свойств на соответствие требований ГОСТ 6217-74 (табл. 1).
Таблица 1
Параметры пористой структуры и адсорбционные свойства древесных активных углей из различных пород древесины
Характеристики активных углей Значение характеристик для угля из древесины
сосны осины березы граба
Объем микропор, см3/г 0,24 0,23 0,23 0,26
Адсорбционная активность
по йоду, %, не менее 70 65 75 100
Адсорбционная активность по
метиленовому голубому, мг/г,
не менее 280 250 300 300
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что данная технология обеспечивает получение активных углей с высокими сорбцион-ными характеристиками.
В ФГУ «Федеральный центр токсикологической и радиационной безопасности животных» проведены исследования по выявлению потенциальной возможности применения активного древесного угля в животновод-
стве для защиты животных от воздействия токсических метаболитов микроскопических грибов (микотоксины и др. токсиканты) и получения экологически чистой, безопасной, конкурентоспособной продукции. В скрининго-вых исследованиях установлена безопасность активного угля для животных. Согласно ГОСТ 12.1.007.76, уголь относится к 4-му классу - вещества малоопасные, не обладает раздражающими, аллергизирующими, кумулятивными свойствами. В исследуемых образцах угля содержание тяжелых металлов не превышает предельно допустимые нормы, пестициды, перит-роиды и др. не обнаружены. Он не токсичен для инфузорий.
При длительном потреблении угля лабораторными животными (белые крысы) ежедневно в течение 30 сут в дозе до 6000 мг/кг не отмечалось ухудшения их состояния. Биохимические показатели (содержание в сыворотке крови общего белка, белковых фракций, глюкозы, триглицеридов, общего кальция, неорганического фосфора, мочевины и др., активность ферментов (аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, щелочная фосфатаза, креатинкиназа), гематологические показатели (количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, лейкограммы и др.), параметры неспецифической резистентности (активность лизоцима, фагоцитарная активность, фагоцитарное число, фагоцитарный индекс, фагоцитарная емкость и др.) изменялись незначительно и были в пределах физиологических норм. Применение угля положительно влияло на динамику прироста массы тела опытных животных. Исследования гистоструктуры органов опытных животных не выявили негативного действия угля.
Проведены исследования адсорбционной способности энтеросор-бентов [6] в отношении Т-2 микотоксина in vitro. Выбор микотоксина обусловлен его чрезвычайно высокой токсичностью, а также тем, что он является наименее адсорбируемым микотоксином. Полученные результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2
Сравнительная характеристика сорбционной способности испытываемых энтеросорбентов
Номер образца Сорбент Адсорбция Десорбция Истинная сорбция
рН 2 рН 7
%
1 Уголь + HCl; pH 4,5;
фракция < 0,1 мм 89,0 89,0 - 89,0
2 Уголь + Н2О (1 : 4); рН 7,8;
фракция < 0,1 мм 92,5 94,0 - 92,5
3 Уголь + глина + отруби
(33 %; 33 %; 33 %) 83,5 83,0 - 83,5
4 Уголь + белая глина + отруби
(50 %; 25 %; 25 %); рН 7,8 82,5 81,5 - 82,5
5 Уголь активированный,
производство ОАО «Фарм-
стандарт - Лексредства» 85,0 81,0 2,6 82,4
6 Микосорб 54,4 59,2 11,0 43,4
Установлено, что исследуемые энтеросорбенты показали отсутствие десорбции и стабильную высокую адсорбционную активность в отношении Т-2 микотоксина при температуре 37...39 °С in vitro, равную 82,5...92,5 %; колебания рН среды не влияют на степень адсорбции. Наибольшей сорбци-онной активностью обладает образец 2.
Проведено определение сорбирующей способности испытываемых энтеросорбентов на 110 белых нелинейных крысах, живой массой 150.170 г каждая, обоего пола, разделенных по принципу аналогов на контрольные и опытные группы по 10 голов в каждой. Первая группа служила биологическим контролем и получала соответствующее количество 5 %-го водно-спиртового раствора, не содержащего Т-2 микотоксин. Животным 2-. 10-й групп внутрижелудочно вводили водно-спиртовый раствор Т-2 токсина в дозе 1/10 ЛД50, после этого задавали энтеросорбенты в дозе 0,5 и 1,0 % к сухому веществу рациона: 2- и 3-й групп - образец 1; 3- и 4-й групп - образец 2; 5- и 6-й групп - образец 3; 7- и 8-й групп - образец 4; 9- и 10-й групп - уголь активированный (производство ОАО «Фармстандарт - Лек-средства»), взятый в качестве препарата сравнения. Животным 11-й группы вводили аналогичное количество водно-спиртового раствора Т-2 токсина без последующей дачи энтеросорбента. На основании клинических, гематологических и биохимических данных установлено, что наибольшей эффективностью при подостром Т-2 микотоксикозе обладает образец 2, являющийся наиболее перспективным для дальнейших исследований.
Проведенные опыты показали, что активный древесный уголь в качестве кормовой добавки не оказывает негативного воздействия на организм животных и одноклеточных организмов, обладает высокой адсорбционной способностью к микотоксинам, защищает организмы при отравлении токсическими веществами.
На основании полученных данных проведены исследования по применению активной угольной кормовой добавки в кормах растительного происхождения на опытном стаде племзавода им. Ленина (Нижегородская обл., Ковернинский р-н) и получены следующие результаты:
при введении 4 кг активного древесного угля на 1 т зерносмеси у крупного рогатого скота снизилось количество абортов и мертворожденных на 10 %, у свиноматок - отход поросят из гнезда на 3 %;
телята, получавшие по 15 г угля в сутки, меньше (на 20 %) болели диспепсией и имели на 50 г сутки больше привес, чем контрольная группа;
свиньи давали среднесуточный привес 340 г на доращивании и 420 г на откорме, контроль - соответственно 320 и 400 г.
В качестве контроля применялась кормовая добавка Токсаут производства фирмы «Biomix» (USA), представляющая собой порошок светло-коричневого цвета с нейтральным запахом и содержащая следующие ингредиенты, %: силикат натрия и алюминия - 60; силикат кальция и алюминия -25; диоксид кремния - 12; комплекс, оказывающий укрепляющее действие на иммунитет и состоящий из пребиотика, пробиотика и органических кислот - 3.
В отношении Т-2 токсина Токсаут обладает адсорбционной активностью 82,0.85,0 %, а активная угольная кормовая добавка - 92,5 .93,0 %.
Результаты исследований по применению в производственных условиях разработанной нами кормовой добавки на основе активного древесного угля показали, что она более эффективна, чем импортная кормовая добавка Токсаут.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богданович Н.И. Адсорбенты из отходов лесопромышленных предприятий для решения экологических проблем // Лесн. журн. - 1997. - № 4. - С. 92 - 96. - (Изв. высш. учеб. заведений).
2. Богданович Н.И., Цаплина С.А., Добеле Г.В. Совмещенный процесс пиролиза -активации технических лигносульфонатов в среде водяного пара // Лесн. журн. - 1996. - № 6. - С. 101 - 110. - (Изв. высш. учеб. заведений).
3. Древесный уголь: получение, свойства, применение / О.В. Бронзов [и др.]. - М., 1979. - 137 с.
4. Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России. - М.: Металлургия, 2000. - 352 с.
5. Формирование пористой и надмолекулярной структуры активных углей в совмещенном процессе пиролиза-активации технических лигнинов на Na-основании / Н.И. Богданович [и др.] // Лесн. журн. - 1998. - № 3. - С. 153-166. - (Изв. высш. учеб. заведений).
6. Энтеросорбция / Под ред. Н.А. Белякова. - Л., 1991. - 336 с.
Поступила 21.04.10
N.I. Bogdanovich1, V.P. Korotky2, V.I. Velikanov3, D.K. Noskov3 'Northern (Arctic) Federal University 2Scientific-and-technological centre "Khiminvest" 3Nizhny Novgorod State Agricultural Academy
Processing of Low-grade and Small Merchantable Wood into Enterosorbents for Agriculture by Method of Concurrent Process of Carbonation-activation on Modular Installations in Field Conditions
The necessity of introducing enterosorbents into fodder for animals is justified; efficiency of active coal use as enterosorbents produced in the concurrent process of pyrolysis-activation of soft-leaved and off-grade wood is proved experimentally.
Keywords: disease of animals, mycotoxins, enterosorbents, active charcoals, pyrolysis-activation of charcoal.
9*
