CC BY
84
УДК 619+636
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ
Ю.В. Мазаев, кандидат технических наук В.Н. Кравченко, кандидат технических наук А.В. Челышев, лаборант ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева E-mail: [email protected]
Аннотация. Отсутствие разницы в окислительно-восстановительном потенциале (ОВП) питьевой воды и воды в живом организме стимулирует биохимические процессы, происходящие в нем, активирует привес животных, снижает риск заболеваний, что позволит разрабатывать и применять новые технологии в животноводстве. Нами установлена высокая (100%) эффективность обеззараживания в отношении E.coli в присутствии аналита при полном отсутствии признаков реактивации бактерий. По действующим нормативным документам может быть сделан вывод, что произошла полная инактивация тест-бактерий E.coli и, следовательно, вода по микробиологическим показателям безопасна в эпидемическом отношении. Известен и другой способ санитарной обработки наружных поверхностей - серебрение воды. Серебрение воды проводится в тех же активаторах по установленной заводом-изготовителем методике и давно используется как бактериостатический агент при длительном хранении питьевой воды на морских судах, во время космических полетов, в авиакомпаниях и т.д.
Ключевые слова: электроактивированная вода, животноводство, дезинфекция, серебрение.
Вода для животных, птиц и человека является определяющей в жизни, она - основа всех биохимических процессов, протекающих в организме. Проблема обеззараживания воды остается одной из актуальнейших в системе охраны окружающей среды от биологического загрязнения. Сегодня, по данным ООН, более 800 млн человек не имеет доступа к чистой питьевой воде, 2,5 млрд человек живет в антисанитарных условиях и около 68 млн человек ежегодно погибает от болезней, связанных с грязной водой.
Примеси в природной воде, в основном, представлены солями жесткости и железистыми соединениями. Для средней полосы России содержание солей жесткости может достигать до 1000 мг/л, а железа - до 0,5-0,8 мг/л. Кроме этого, в воде могут содержаться различные вредные примеси, образующиеся на современном производстве: свинец, ртуть, медь, цинк, мышьяк и т.д., плюс высокая бактериальная обсемененность.
В настоящее время в животноводстве существует много проблем, касающихся санитарной обработки используемого оборудования, дезинфекции животных и птиц, качества
воды для поения. Например, молочная промышленность имеет огромные потери в результате маститов, доходящие до $ 2 млрд в год только в Соединенных Штатах Америки.
Частота заболевания маститом, по данным исследованиям, составляет от 10 до 50%, а убытки - до 40% всех убытков от болезней крупного рогатого скота.
Известен способ (патент РФ № 2440769) регулирования численности микроорганизмов в молоке с помощью электромагнитных импульсов, который позволяет повысить качество молока за счет подавления нежелательных микроорганизмов, но этот способ не позволяет дезинфицировать оборудование, такое, как доильные установки, аппараты, молокопроводы.
Известен способ санитарной обработки доильного оборудования при помощи ополаскивания остатков молока водой с последующей очисткой и дезинфекцией загрязненных поверхностей моющим синтетическим средством (МСЖ) с последующим ополаскиванием водой при рабочей температуре в 70°С [1]. Однако этот способ имеет высокую себестоимость дезинфекции оборудова-
Journal of VNIIMZH №2(26)-2017
215
ния из-за высокой стоимости синтетического моющего средства и большого расхода очищенной воды с подогревом.
Также известны способы дезинфекции вымени КРС: моющими средствами (содержат активный хлор и молочную кислоту); средствами с активным биологическим и противовирусным эффектом (содержат четвертичное аммониевое основание); шоковыми средствами ДЭЗ ОХУ15 и ДЭЗ ОХУ5 (содержат надуксусную кислоту и перекись водорода); Clearan PRO с пенными стаканами или распылителем (содержит хлорбексидон). Недостатком всех способов является недешевое использование нестандартного оборудования, точная дозировка компонентов и наличие химически активных элементов.
При поении животных, птиц и человека чаще всего используют хлорирование воды, что защищает организм от холеры, дизентерии и т.д., но вызывает болезни печени, почек и т.д., содержит диоксид. Накапливаясь в организме, этот яд разрушает иммунитет, эндокринную систему, вызывает генетические изменения.
Известно, что процесс жизнедеятельности любого живого организма - это совокупность окислительно-восстановительного потенциала (ОВП). Все имеющие биологическое значение системы, отвечающие за накопление и потребление энергии в организме, содержат определенные молекулярные структуры с раздельными зарядами, между которыми образуется напряженность электрического поля, что и обуславливает осуществление биологических превращений. Концентрация свободных электронов, которую выражает ОВП и концентрация ионов водорода (рН), оказывает большое влияние на функциональные свойства электроактивных компонентов биологических систем.
С давних времен и по настоящее время разрабатывалось два направления активации воды - ионизация ее на живую и мертвую, а также серебрение. Последнее время появилось большое количество электролизеров, активаторов, ионизаторов воды, с помощью которых можно искусственно получить «живую» воду (католит) и мертвую (анолит), а
также воду, прошедшую серебрение. Нашему организму все труднее самостоятельно поддерживать щелочную среду, которая является необходимым условием работы многих ферментов организма. Например, отклонение рН крови на 0,1 в обе стороны опасно для организма и грозит тяжелыми заболеваниями. Поэтому важно, чтобы используемая для поения животных вода была близка по свойствам к внутренним водам организма, а именно - отрицательно заряженная и щелочная. Ниже в таблице 1 приведены некоторые данные водородного показателя человеческого организма в рН.
Таблица 1. Водородный показатель человеческого __организма, рН_ _
Нейтральная рН Артериальная кровь Венозная кровь Лимфа Межклеточная жидкость Суставная жидкость Родниковая вода
7 7,35-7,45 7,26-7,36 7,35-7,4 7,26-7,38 7,3 7,2-7,6
Очень важным параметром воды, с точки зрения современной биологии и медицины, является ее заряд - ОВП, который должен быть отрицательным, т.к. клетки животных и человека имеют отрицательный ОВП (от -70 до -200 шУ), эта вода легко усваивается организмом, снижая потери энергии организма на ее переработку и восстанавливает потерянные клетками отрицательные заряды и энергию.
Применяя активаторы фирмы «А^аНАе» и проточные ионизаторы воды, можно насытить ее молекулярным водородом, используя стандартную заводскую методику, и повысить ее отрицательное значение ОВП до -900 шУ с учетом изменения водородного показателя (рН). Проведенные нами исследования показали, что исходный водородный показатель различных водных растворов находится в пределах рН от 6,3 до 8,1, а ОВП - от +160 до +280 шУ, солевой состав - от 73 до 408 мг/л, а проводимость - от 160 до 903 м/см. Ниже приведены основные показатели водных растворов до и после активации (рис. 1).
При применении электроактивированной воды нужно помнить, что католит (щелочная среда) - живая вода, является стимулятором иммунной системы, а анолит (кислая среда) - мертвая вода, антисептик и антибиотик. Из рисунка следует, что по щелочной воде с рН от 8 до 12 ОВП находился в пределах от -609 до -850 mV, а в кислой среде при рН от 2,86 до 6,98 ОВП находился от +290 до +1000 mV (рис. 1: а, б, в).
Зная положительные и отрицательные стороны активированной воды, можно целенаправленно применять ее в животноводстве и птицеводстве. Например, можно применять активированную воду для дезинфекции помещений свинарников, скотников, птичников.
ОВП
-609
■ Исходная ■ Живая ■ Мертвая
■ Исходная ■ Живая ■ Мертвая
в)
Рис. 1. Основные показатели водных растворов до и после активации: а) вода из скважины; б) вода из пруда; в) колодезная вода
Полезно обмывать вымя коров анолитом, чтобы не было заболевания, не трескались соски. Есть опыт ликвидации поносов у свиней и коров поением анолитом.
Поение цыплят католитом от рождения до месячного возраста привело к снижению падежа более чем на треть. Промывка моло-копроводов доильных установок анолитом резко снижает ее себестоимость. Приготовление кукурузного силоса с анолитом из 1% раствора соли в воде повышает его до I класса, силос дольше хранится, животные охотнее его едят.
V. Г
рН водородный показатель -11,8
Исходная ■ Живая ■ Мертвая
а)
8,01 8,1
3,27
Исходная ■ Живая ■ Мертвая
Лоигпа! оГ VNIIMZH №2(26)-2017
217
Однако результаты наших исследований при активации различных водных растворов показали нестабильность полученного водой заряда во времени (рис. 2). ОВП, шУ 1200
1000
800
600
400
200
\
\ \ \ \
\ — ч ч _
у N — — . _
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Тсут
-----Вода из пруда
-Бутылированная вода "Минерале
---Вода из скважины (80м)
— ■ - Центральное водоснабжение
— ■ ■ Водопроводная из общежития
а)
ОВП, шУ 400
200 0
-200 -400 -600 -800 -1000 -1200
г — / / у, ✓
// / /
/ 1 / / У
У , / f /
//
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Тсут
---Вода из скважины (80м) -----Прудовая вода
— • - Централизованное водоснабжение-Бутылированная вода
--Очищенная вода "Источник БИО" — • • Водопроводная из общежития
б)
Рис. 2. Изменение окислительно-восстановительного потенциала растворов (ОВП) в зависимости от времени: а) живая вода; б) мертвая вода
Из рисунка видно, что водородный показатель (рН) католита (живая вода) и аналита (мертвая) для различных водных растворов меняется во времени (до 25 суток) незначительно. ОВП различных растворов резко снижает свой заряд в течение 3-8 суток с -1100 mV до 0 mV, а в течение 18-20 суток
набирает исходный потенциал. Поэтому при внедрении в животноводство технологий с использованием активированной воды этот фактор необходимо учитывать.
Микробиологические исследования неактивированной воды показали наличие в колодезной воде колиформных бактерий - 2,3х103 КОЕ/мл (не более по МУК 4.2.1018.01). В активированной воде при рН=2,0 общее количество колиформных бактерий снизилось до 0.
Нами установлена высокая (100%) эффективность обеззараживания в отношении Е.еоМ в присутствии аналита при полном отсутствии признаков реактивации бактерий. Иная ситуация имела место в электроактивированной щелочной воде. В данных условиях наблюдалась типичная картина реактивации бактерий. Сразу после освечивания в пробах воды были обнаружены единичные клетки бактерий Е.еоМ, что свидетельствует о том, что в результате обеззараживания часть бактерий погибла, однако несколько клеток смогли сохранить способность роста на дифференциальной питательной среде.
По действующим нормативным документам может быть сделан вывод, что произошла полная инактивация тест-
бактерий Е.еоН и, следовательно, вода по микробиологическим показателям безопасна в эпидемическом отношении. Известен также другой способ санитарной обработки наружных поверхностей - серебрение воды. Серебрение воды проводится в тех же активаторах (в нашем случае фирмы «Акуа^е») по установленной заводом-изготовителем методике и давно используется как бактериостатический агент при длительном хранении питьевой воды на морских судах, во время космических полетов, в авиакомпаниях и т.д. Однако при этом необходимо соблюдать некоторые условия: вода должна быть хорошего микробиологическо-
0
го качества, исключено поступление в воду новых бактерий, должна храниться в темноте (соединения серебра чувствительны к свету).
Серебро способно в малых концентрациях (начиная с 210-11 моль/л) оказывать бактерицидное действие. Однако бактерицидный эффект наблюдается при концентрации ионов серебра свыше 150 мкг/л. При концентрации 50-100 мкг/л ионы серебра только сдерживают рост и размножение бактерий. Кроме того, ионы серебра убивают не все бактерии. Например, спорообразующие бактерии устойчивы к их воздействию.
Неясен вопрос воздействия ионов серебра на простейшие вирусы. Серебро - тяжелый металл и не безобидный. По данным Сан-ПиН 2.1.4.1074-01 серебру присвоен 2 класс опасности «высокоопасное вещество». Как и большинство тяжелых металлов, по мере накопления достаточно медленно выводится из организма.
Серебро успешно применяется в качестве обеззараживающего средства в комбинации с другими дезинфектантами - ионами меди и серебра в соотношении 10:1, дает хорошие
результаты обеззараживания воды, позволяет на 80% снизить степень хлорирования.
Литература:
1. Дегтерев Г.П., Рекин А.М. Качество молока в зависимости от санитарного состояния доильного оборудования // Молочная промышленность. 2000. №5.
2. Мазаев Ю.В., Кравченко В.Н. Применение электроактивированной воды в животноводстве // Наука и хозяйство. 2015. №4(9).
3. Мазаев Ю.В., Кравченко В.Н. Основные направления применения активированной воды в животноводстве // Evolutio. Технические и прикладные науки. 2016. №1.
4. Мазаев Ю.В., Кравченко В.Н. Исследование активированной воды для применения в животноводстве // SCIENTIA. Химия. Биология. Медицина. 2016. №1.
Literatura:
1. Degterev G.P., Rekin A.M. Kachestvo moloka v zavisi-mosti ot sanitarnogo sostoyaniya doil'nogo oborudova-niya // Molochnaya promyshlennost'. 2000. №5.
2. Mazaev YU.V., Kravchenko V.N. Primenenie ehlektro-aktivirovannoj vody v zhivotnovodstve // Nauka i hozyaj-stvo. 2015. №4(9).
3. Mazaev YU.V., Kravchenko V.N. Osnovnye napravle-niya primeneniya aktivirovannoj vody v zhivotnovodstve // Evolutio. Tekhnicheskie i prikladnye nauki. 2016. №1.
4. Mazaev YU.V., Kravchenko V.N. Issledovanie aktivirovannoj vody dlya primeneniya v zhivotnovodstve // SCI-ENTIA. Himiya. Biologiya. Medicina. 2016. №1.
THE INCREASING WAYS OF ACTIVATED WATER EFFICIECY USING IN LIVESTOCK Y.V. Mazaev, candidate of technical sciences V.N. Kravchenko, candidate of technical sciences A.V. Chelyshev, laboratorian
FGBOU VO RGAU-MSHA named after K.A. Timiryazev
Abstract. The lack of oxidation-reduction potential's difference (OBP) of drinking water and living body one stimulates its biochemical processes, activates animals' gain, reduces the risk of diseases that will new technologies in farming to develop and apply. We have established the very high (100%) effectiveness of disinfection against E.coli in the analyte presence at the bacteria reactivation's signs absence. As to the applicable normative documents it can be concluded that there was a test-bacteria E. coli complete inactivation and, therefore, water according to microbiological indicators is safe in the epidemic attitude. It is known an another method of external surfaces sanitary treatment-water silvering. Water silvering is held in the same activators in accordance with its plant's made method and has long been used as a bacteriostatic agent during drinking water prolonged storage on ships, during space flights, in airlines etc.
Keywords: electroactivated water, livestock, disinfection, silvering.
Journal of VNIIMZH №2(26)-2017
219
