CC BY
5
Из практики
УДК вН.777:в28.112.15.03:579
В. Д. Баранников
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ГРУНТОВОМ ПОТОКЕ ПРИ БАКТЕРИАЛЬНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ ВОДОНОСНОГО ГОРИЗОНТА
ВНИИ ветеринарной санитарии, Москва
Подземные воды лучше защищены от загрязнения, чем поверхностные. Однако естественная защищенность их, особенно верхних горизонтов, не является абсолютной. В связи с этим при использовании животноводческих стоков на орошаемых массивах весьма актуальной оказалась проблема изучения санитарно-бактериологического состояния грунтовых вод в зоне удобрнтелыю-увлажнителыюго полива и за ее пределами.
Отрицательное влияние жидкого навоза на бактериологическое состояние подземных вод может быть обусловлено неравномерным распределением его по площади и потерей поглотительной способности почвы (Barker и Sewell).
»Особенно быстро такое загрязнение распространяется по разломам пород (MacDonald и соавт.).
Бактериальное загрязнение грунтовых вод происходит при орошении кормовых культур жидкой фракцией свиного навоза, внесенной нз расчета 500—800 м3/га (О. П. Половцев и соавт.). В этом случае из грунтовых вод выделены патогенные серотнпы кишечной палочки: 0,25, 0,26, 0,27, 0,44, 0,128, 408. При оросительной норме свиноводческих стоков 1500 м3/га и высоте фильтрующего среднезер-нистого песка 0,8—2 м отмечено загрязнение грунтовых вод патогенными серотнпами кишечной палочки 026 и 075 (М. А. Мнроненко и соавт.).
Нами изучено санитарно-бактернологнческое состояние грунтовых вод в условиях Московской области при орошении многолетних трав стоками молочного и свиноводческого комплексов.
С учетом направления грунтового потока разбурено по 2—4 наблюдательные скважины в центре зоны удобритель-но-увлажнительного полива (опытных делянок площадью 50 м2), выше ее на расстоянии 20 м (контроль) и ниже на расстоянии до 20 м. Каждая скважина обсажена полиэтиленовой трубой диаметром 89 мм и оборудована фильтром из такой же перфорированной трубы, обмотанной стеклотканью. Затрубное пространство изолировано от поверхностного стока бентонитовой глиной и бетоном на глубину до I м.
На двух экспериментальных участках мелиоративной части комплекса по производству молока устроены 22 наблюдательные скважины. На одном участке разбурено 15 скважин. По створу № 1 фильтры установлены в интервалах 1—2 и 2—3 м, по створу № 2—1,2—2,2, 1,5— 2,5 и 1,7—2,7 м. В геологическое строение этой площадки входят современные озерно-болотные отложения, залегающие с поверхности, и подстилающие их флювиогляцналь-ные отложения московско-валдайского времени. Современные озерно-болотные отложения представлены легкими и пылеватымн супесями мощностью 0,4 м и легкими, средними и тяжелыми суглинками с включением мелкого гравия общей мощностью 1,2—1,9 м. Ниже залегают флю-виогляцнальные отложения, представленные кварцевыми песками с включением до 10 % гравия и гальки мощностью 2—4,4 м. Водовмещаюшими породами являются флювногляцнальные пески и озерно-болотные суглинки с коэффициентом фильтрации 1—0,15 м/сут. Скорость движения грунтовых вод по пескам 14 см/сут, по суглинкам 4 см/сут. На другом участке разбурен гидрогеологический
створ № 3 из 7 наблюдательных скважин. В этих опытах фильтры установлены в интервалах 4,5—5,5 и 5,5—6,5 м. В геологическом строении площадки участвуют верхнечетвертичные покровные суглинки, флювногляциальные пески московско-валдайского времени и суглинки московской морены. Верхнечетвертичные покровные суглинки залегают непосредственно под почвенным слоем и представлены легкими и средними разностями с примесью гравия и гальки до 5 %. Мощность их не превышает 0,6 м. Ниже по разрезу залегают флювногляциальные пески с включением гравня до 15—20 °/о, мощность их 3,3—4,8 м. Пески подстилаются средними и тяжелыми суглинками московской морены с включением до 20 % гравня и гальки мощностью 4,5 м. Водовмещающнми породами являются флюнногля-цнальные пески и моренные суглинки. Коэффициент фильтрации песков 2,5 м/сут, моренных суглинков 0,1 м/сут, покровных суглинков 0,35 м/сут.
В том и другом варианте наблюдений грунтовые воды отнесены к гидрокарбонатно-кальциевым с минирализацией 250 м г/л.
На массивах, орошаемых сточными водами, рекомендуется проводить исследования не менее 2—3 лет1. По створу № 2 проводились наблюдения в течение 2 лет. Кормовые культуры орошали в вегетационный период трижды. Среднегодовая оросительная норма стоков 250 м3/га (в отдельные годы 200 и 300 м3/га) при нагрузке общего азота 300 кг/га. Саннтарно-бактернологнческая характеристика исходных стоков: микробное число 0,25—5,2 млн/мл, коли-тнтр Ю-4—Ю-', титр энтерококков Ю-4—Ю-7. Из исходных стоков выделены патогенные сероварианты кишечной палочки: 02. 08, 09, 015, 020, 055, 086, 0101, 0103, ОП5, 0137 и 0147.
По створам № 1 я 3 исследования проводили » течение 6 лет. Многолетние травы орошали навозными стоками в вегетационный период 1—3 раза. Среднегодовая оросительная норма стоков 160 м3/га (40—300 м3/га в отдельные годы) прн средней нагрузке общего азота 390 кг/га. Саннтарно-бактернологнческая характеристика стоков: микробное число 0,25—10,5 млн/мл, коли-тнтр Ю-4—Ю-7, тнтр энтерококков 10-4—Ю-7. Исходные стоки были контамини-рованы патогенными сероварнантамн кишечной палочки: 01. 02, 08. 09. 015, 020. 025, 055, 086, 0101, 0103, 0111, 0115, 0137 и 0147.
Наиболее интенсивным бактериальное загрязнение грунтовых вод оказалось после удобрительно-увлажннтельного полива кормовых культур по створу № 1 при высоте фильтрующего слоя почвы 1 м и зоне аэрации 0,30— 1,78 м. Микробное число исследованных вод в процессе наблюдения достигало 4500 в 1 мл прн колн-индексе 960 и титре энтерококков не ниже 0,1. Из грунтовых вод выделены патогенные сероварианты кншечной палочки: 01, 02. 09, 020, 055, 086, 0101, 0103, 0111, 0115, 0137. В то же время в контроле общее бактериальное обсеменение грунтовых вод не превышало 105 клеток в 1 мл, а колн-индекс их не превышал 27. Энтерококки
1 Методика изучения режима грунтовых вод на массивах, орошаемых сточными водами. М., 1966.
а патогенные сероварнанты кишечной палочки из нсследо-панных вод не были выделены. При высоте фильтрующего слоя почвы 2 м н зоне аэрации 0,41—1,79 м микробное число грунтовых вод достигало 400 в 1 мл при колн-индексе 92. Из воды не выделена патогенные сероварнанты кишечной палочкн, хотя титр энтерококков равнялся 0,1.
По течению грунтового потока распределилась только санитарно-показательная микрофлора на расстоянии до 10 м от опытной делянки. Общее бактериальное обсеменение грунтовых вод ка указанном расстоянии достигало 190 клеток в 1 мл при коли-индексе не более 52. Энтерококки выделены из воды, отобранной на расстоянии 5 м от зоны удобрнтелыю-увлажнителыюго полива.
По створу № 2 наиболее интенсивное бактериальное загрязнение грунтовых вод отмечено в варианте с высотой фильтрующего слоя почвы 1,2 м и зоне аэрации 0,21— 1,97 м. Микробное число исследованных вод не превышало 180 клеток/мл при коли-индексе 230 и титре энтерококков 0,1. Из грунтовых вод выделены патогенные сероварнанты кишечной палочки: 02, 08, 020, 0101, 0103, Olli, 0137, 0147. В то же время в контроле общее бактериальное обсеменение грунтовых вод оказалось не более 20 клеток/мл при колн-индексе<3. Энтерококки и патогенные сероварнанты кишечной палочкн из исследованных вод не выделены. В вариантах с мощностью фильтрующего слоя почвы 1,5—1,7 м грунтовые воды были контамнниро-ваны только санитарно-показательной микрофлорой. Микробное число исследованных вод при высоте фильтрующего слоя почвогрунта 1,7 м достигало 210 в I мл, а колн-нндекс их не превышал 13. Титр энтерококков в этом случае был не ниже 1,0. По течению грунтового потока распределялась только санитарно-показательная микрофлора (в том числе энтерококки) на расстоянии 2,5 м от опытной делянки. Общее бактериальное обсеменение грунтовых вод на этом расстоянии не превышало 100 клеток в. 1 мл, а коли-инлекс их был не выше 11. При этом титр энтерококков оказался не ниже 1,0.
По створу № 3 установлена миграция только санитар-но-показательной микрофлоры вниз по геолого-литологнче-скому профилю мощностью 4,5 м при зоне аэрации 4,20— 5,15 м. Микробное число исследованных вод в пределах опытной делянки достигало 300 клеток в 1 мл, а коли-нндекс нх не превышал 43. Энтерококки из грунтовых вод выделить не удалось.
В контроле общее бактериальное обсеменение грунтовых вод было в пределах 200 клеток в I мл, а максимальный колн-нндекс равнялся 24. По течению грунтового потока отмечено незначительное увеличение бактериального обсеменения исследованных вод на расстоянии 4 м ниже зоны удобрнтелыю-увлажнителыюго полива. Микробное число грунтовых вод на указанном расстоянии от опытной делянки достигало 260 в 1- мл при коли-индексе 18. Энтерококки л патогенные сероварнанты кишечной палочки нз грунтовых вод, отобранных на расстоянии 4 м ниже зоны орошения, не выделены.
На мелиоративной части свиноводческого комплекса разбурено и оборудовано 10 наблюдательных скважин. Фильтры установлены в интервалах 1—2, 1,5—2,5, 1,7—2,7, 2—3, 2,5—3,5 и 3—4 м. В геологическом строении площадки участвуют с поверхности верхнечетвертичные покровные суглинки, средние, тугопластнчной конструкции мощностью 0,7—2,2 м. Покровные отложения подстилаются тяжелыми, тугопластнчными моренными суглинками, в кровле мягко-пластичными. с 15 % гравия. Вскрытая мощность суглинков 4,3 м. Воловмещающими породами являются моренные суглинки. Коэффициент фильтрации покровных суглинков 0,35 м/сут, моренных 0,1 м/сут.
Кормовые культуры орошали стоками комплекса не менее 3 раз в течение вегетационного периода. Саннтарно-бактернологнческая характеристика стоков: микробное число—1,0—3,5 млн/мл, коли-тнтр Ю-4—10-®, титр энтерококков Ю-4—Ю-6. Из стоков выделены патогенные сероварнанты кишечной палочкн: Ol, 02, 08, 09, 015, 020, О101. 0103, Olli, 0115, 0127, 0137, 0142, 0147 и 0149. Среднегодовая оросительная норма стоков 320 м3/га (или
230—430 м'/га в отдельные годы) при средней нагрузке общего азота 195 кг/га.
После удобрительно-увлажнительных поливов кормовых культур установлены миграция патогенных серовари-антов кишечной палочкн (02, 08, 020, OlOl, Olli, Ol 15, 0137, 0147 и 0149) и загрязнение нмн грунтовых вод в опытах с мощностью фильтрующего слоя почвы 1,5 м и I зоне аэрации 0,18—2,20 м. Санитарно-показательная мнк- i рофлора (в том числе энтерококки) распределилась вниз по геолого-лнтологкческому профилю на глубину до 3 м, , а по течению потока — на расстоянии 5 м.
Следовательно, как и в опытах на мелиоративной части молочного комплекса, бактериальное загрязнение грунтовых вод при орошении многолетних трав стоками свиноводческого комплекса оказалось локализованным. Бактериальное загрязнение вод Е. Л. Минкин объясняет переливом загрязненных грунтовых вод через корродированные стенки и нарушенные соединения труб или поступлением загрязняющих растворов с поверхности по стволу скважин и затрубному пространству.
В опытах на мелиоративной части молочного и свиноводческого комплексов зона распространения патогенных серонариантов кишечной палочки в водонасыщенных грунтах оказалась более ограниченной по сравнению с вертикальным и горизонтальным распределением санитарно-показательной микрофлоры. Это можно объяснить тем. что вирулентные штаммы микроорганизмов имеют более высокий электрический потенциал и поэтому особенно активно адсорбируются почвогрунтамн (Я. Караджов и соавт.).
За вневегетацнонный период грунтовые воды самоочищались от патогенных серовариантов кишечной палочки, а в некоторых случаях — и от энтерококков. Однако прн последующих вегетационных орошениях кормовых культур навозными стоками грунтовые воды вновь контамнннрова-лись указанной микрофлорой. ,
Жизнеспособность и дальность миграции патогенных серовариантов кишечной палочки в проведенных опытах оказались меньше, чем энтерококков. Обосновывается это тем, что в водонасыщенных грунтах энтерококки адсорбируются в меньшей степени и выживают более длительно, чем кишечная палочка, что определяет наибольшую дальность его распространения (Е. И. Моложавая и Л. Л. Ветрнлэ). Установлено, что срок выживаемости энтерококков в 1,5 раза больше, чем кишечной палочки, а жизнеспособность нх выше зимой и летом (П. Ю. Кулаев и Е. М. Дашкова). Можно предположить, что указанные факторы обусловили саннтарно-бактериологическое состояние грунтовых вод и в наших опытах.
В предыдущие годы были разработаны нормативные документы и рекомендации по проектированию и устройству технологических систем с использованием навоза и стоков. Согласно ветеринарио-саннтарным и гигиеническим требованиям, изложенным в этих документах, разрешается утилизация животноводческих стоков на сельскохозяйственных угодьях с залеганием грунтовых вод на глубине не менее 1,7—2 м.
В настоящее время начали вводиться в эксплуатацию оросительные системы с использованием животноводческих стоков. В связи с этим создается возможность (с учетом результатов предварительных исследований на экспериментальных участках) изучить бактериологическое состояние грунтовых вод на орошаемых массивах комплексов в различных почвенно-клнматнческих зонах страны. Результаты таких наблюдений необходимы для разработки научно обоснованных рекомендаций по охране водных источников от загрязнения животноводческими стоками.
Выводы. 1. Отмечено загрязнение грунтовых вод патогенными серовариантами кишечной палочки в зоне орошения многолетних трав животноводческими стоками прн мощности фильтрующего слоя почвы до 1,5 м. В то же время санитарно-показательная микрофлора мигрирует по геологолнтологнческому профилю высотой до 4,5 м и распределяется по течению грунтового потока на расстоянии до 10 м от зоны удобрнтелыю-увлажнителыюго полива кормовых культур.
2. За вневегетацнонный период грунтовые воды самоочищаются от патогенных серовариантов кишечной палочки и части санитарно-показательной микрофлоры. Однако в большинстве случаев они остаются контамиинрованными энтерококками до конца указанного периода. При последующих вегетационных орошениях многолетних трав животноводческими стоками грунтовые воды вновь загрязняются патогенной и санитарно-показательной микрофлорой.
3. Для разработки рекомендаций по охране поверхностных и подземных вод от загрязнения животноводческими стоками должны быть проведены ветеринарно-санитарные, гигиенические, мелиоративные и другие исследования на орошаемых массивах и гидрологически связанных с ними водных источниках.
Литература. Кулаев П. Ю., Дашкова Е. М. — Здра-воохр. Туркмении, 1978, № 4, с. 24—30.
Минкин Е. JI. — В кн.: Воздействие хозяйственных мероприятий на подземный сток. М., 1972, с. 19—42.
Мироненко М. Л„ Никитин Д. П., Федорова Л. М. и др. — В кн.: Крупные животноводческие комплексы и окружающая среда. (Гигиенические аспекты). М., 1980, с. 101.
Моложавая Е. И., Ветрилэ Л. А. — В кн.: Гигиена воды и санитарная охрана водоемов. М., 1973, с. 13—19.
Половцев О. П., Ярмолик И. Ф.. Зубов А. А. и др. — Сборник науч. трудов Моск. НИИ гигиены, 1977, вып. 23, с. 107—108.
Караджов Я. и др. — В кн.: Ветеринарно-хигиенни аспекти на замърсяването на околнато среда. София, 1979, с. 150—229.
Barker J. С.. Sewell /. /. Effects of spreading manure on groundwater and surface runoff. St. Joseph, Mich., 1972,
p. a.
Поступила 19.01.83
УДК 614.7:636.32/.Э8
А. А. Шахбанов
САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОВЦЕВОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Дагестанский научно-исследовательский ветеринарный институт, Махачкала
При интенсивном велении животноводства и в связи с концентрацией овец на небольших площадях ухудшаются условия их содержания и труда овцеводов. Большую роль в этом играют микроорганизмы, находящиеся на поверхности и в воздухе помещений.
В последние годы были изучены микроклимат и бактериальная обсемененность помещений птицефабрик, свиноводческих и животноводческих комплексов (И. М. Голосов и соавт.; Г. К. Волков и В. Н. Гущин; Р. А. Камалов; Л. Г. Проскурякова), однако вопросы гигиенической характеристики овцеводческих комплексов не рассматриваются.
Задачей наших исследований являлось изучение бактериальной обсемененности поверхностей и воздуха помещений промышленного типа по откорму и доращиванию овец с обращением особого внимания на наличие патогенных штаммов Е. coli стафилококка и Cl. perfringens.
Исследование проводили на овцеводческих комплексах промышленного типа на 20 000—25 000 овец различного возраста. В /овчарне содержится 1500—2000 овец. Стены помещений из кирпича, высота 1,5 м, кровля — асбестоце-ментные волнистые листы, под которыми теплоизоляционный материал и толь. Вентиляция отсутствует. Вода — в общих корытах.
Температуру и относительную влажность воздуха определяли по общепринятой методике, а количество аммиака— с помощью переносного газоанализатора УТ-2.
Для изучения общей бактериальной обсемененности поверхностей помещения для овец брали смывы с пола, стен, кормушек, корыт для воды и дверей с помощью стерильных ватных тампонов. Пробы воздуха отбирали аппаратом Кротова со скоростью 25 л/мин с последующим перерасчетом на 1 м3. Для определения наличия бактерий группы кишечных палочек в воздухе в исследуемом смыве использовали среду Эндо, для сальмонелл — 5 % селенитовый бульон и висмут-сульфит агар, для стафилококка — мясо-пеитонный агар с 8,5 % NaCl, для клострндий — среды Китта — Тароццн, Вильсона — Блера и кровяной агар по Цейслеру. Вначале наличие Cl. perfringens в исследуемой пробе устанавливали путем люмннесцентно-микроскопнче-ского исследования 6—8-часовых культур из среды Китта — Тароццн. У выделенных культур изучали морфологические, тинкторальные, культуральные, биохимические, серологические и вирулентные свойства по общепринятой методике. Типовую принадлежность Cl. perfringens устанавливали путем постановки реакции нейтрализации токсина на белых мышах с типоспецнфическими сыворотками.
Прн обнаружении сальмонелл идентификацию их проводили прн помощи реакции агглютинации с сальмонеллез-ной сывороткой.
Исследования были проведены в различные сезоны года. Установлено, что осенью температура воздуха в овчарне 22±1,5°С, относительная влажность воздуха 74±2 %, концентрация аммиака 24 мг/м3. Через 7 дней после посадки овец на откорм число бактерий на I см2 пола было 90 000, в 1 м3 воздуха— 12 530, а через месяц после посадки — соответственно 8 425 000 и 106 760.
Зимой температура была 16±1,5°С, относительная влажность воздуха 96±2 %, концентрация аммиака 32 мг/м3, общая бактериальная загрязненность 125 400 микробных клеток в 1 м3 воздуха и 8 437 000 микробных клеток на 1 см2 пола. Микрофлора резко изменялась в зависимости от суточного ритма. В дневное время (10 л) количество аммиака в 1 м3 воздуха составляло 22±1 мг/м3, а бактерий — 77 200. К концу рабочего дня количество аммиака в 1 м3 воздуха снижалось до 10±1,2 мг, а бактерий— до 60 900. Во время раздачи концентрированных кормов общая бактериальная загрязненность воздуха увеличивалась.
Весной и летом температура была соответственно 20±1°С (от 17 до 23 °С) и 26±1,5°С, относительная влажность 86 и 62 %, концентрация аммиака 27 и 20 мг/м3, общая бактериальная загрязненность на I см2 пола 10 800 000 и 11200 000 микробных клеток, в 1 м3 воздуха 106 800 и 109 000 бактерий.
Поверхности пола оказались значительно более обсеменены микрофлорой, чем стены, кормушки и корыта для воды (см. таблицу).
Осенью от общего количества микрофлоры, обнаруженной на 1 см2 поверхности корыт для воды, кормушек и
Общая бактериальная обсемененность I см3 поверхностей
Сезон Стена Корыто для воды Кормушки
Весна 1 478 000 1 724 220 1 815 000
Лето 1 024 000 2 113 000 2 034 000
Осень 617 100 532 500 462 200
Зима 715 060 558 230 454 230
