Санитарно-гигиеническая проблема загрязнения окружающей среды отходами животноводческих и птицеводческих комплексов

Автор: Ильясов Олег Рашитович, Неверова Ольга Петровна, Зуева Галина Васильевна, Шаравьев Павел Викторович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии @vestnik-susu-food

Рубрика: Экологические проблемы биохимии и технологии

Статья в выпуске: 3 т.5, 2017 года.

Бесплатный доступ

В статье представлен цифровой материал, иллюстрирующий санитарно-гигиеническую проблему, возникшую вследствие загрязнения окружающей среды (атмосферного воздуха, воды, почвы) отходами животноводства и птицеводства из-за несовершенной технологии содержания сельскохозяйственных животных (система вентиляции, оптимизация микроклимата и утилизации твердых и жидких отходов производства). Показано, сколько и каких продуктов жизнедеятельности выделяет сельскохозяйственное животное (птица, свиньи, крупный рогатый скот) в разные периоды онтогенеза и какие их объемы, не утилизированные, складируются, загрязняя среду обитания животных и человека веществами, вредными для их здоровья (аммиак, сероводород, мочевина, продукты разложения белков и другие). С навозом, пометом, со сточными водами в почву, в подземные и поверхностные воды попадают многочисленные патогенные организмы, длительно сохраняющие жизнеспособность и вирулентность, поддерживая циркуляцию возбудителей опасных заболеваний сельскохозяйственных животных и человека (сальмонеллез, бруцеллез, туберкулез, гельминтозы, кокцидиозы и другие). Многочисленность животных в сельскохозяйственных комплексах при неоптимальной технологии выращивания способствуют распространению и поддержанию различных опасных заболеваний, снижающих продуктивность и жизненность животных. Авторы статьи, констатируя проблему, аргументированно предлагают переходить к экологически и экономически оптимальным технологиям выращивания сельскохозяйственных животных на основании современных, научно разработанных технологий сельскохозяйственного производства. Для оптимизации микроклимата животноводческих помещений следует более интенсивно внедрять методы ионизации, озонирования и использования микроорганизмов, утилизирующих продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных и микроорганизмов - антагонистов патогенам. Инновационные технологии содержания животных на научной основе должны объединить в единый цикл животноводство, почвоведение и растениеводство, что позволит минимизировать циркуляцию патогенов в окружающей среде, обеспечить экологическую и продовольственную безопасность Российской Федерации.

Еще

Окружающая среда, патогены, отходы сельскохозяйственных животных, сохранение плодородия почвы, экологическая и продовольственная безопасность

Короткий адрес: https://sciup.org/147160858

IDR: 147160858   |   DOI: 10.14529/food170308

Текст научной статьи Санитарно-гигиеническая проблема загрязнения окружающей среды отходами животноводческих и птицеводческих комплексов

Концентрация большого поголовья скота в животноводческих хозяйствах и перевод животноводства на промышленную основу носят глобальный характер, функционируют комплексы по откорму свиней и крупного рогатого скота мощностью от 20–30 тыс. до 250 тыс. голов. Около 70 % поступающего на рынок мяса произведено на крупных промышленных животноводческих комплексах с содержанием более 1000 голов скота [1–4].

В программе развития аграрного сектора

Свердловской области на 2017–2019 годы запланировано 78 новых объектов на 38 820 скотомест и реконструирование 17 объектов. В Свердловской области количество крупного рогатого скота составляет более 84 839 тысяч голов [12, 16].

Промышленные методы ведения животноводства экономически эффективны и позволяют в короткие сроки решить проблему снабжения населения мясо-молочными продуктами. Однако эксплуатация существую- щих животноводческих комплексов поставила ряд серьезных вопросов, связанных с охраной окружающей среды. Эта проблема носит комплексный характер и требует совместного ее решения специалистами гигиенического, технологического, сельскохозяйственного и строительного профиля.

Основными источниками загрязнения окружающей среды (воздуха, почвы, воды) являются воздушные выбросы и жидкие стоки от животноводческих комплексов и ферм. От условий удаления навоза из животноводческих помещений и устройства местной вентиляции загрязненного воздуха из навозосборных каналов зависит состояние микроклимата животноводческих помещений, которое оказывает существенное влияние на здоровье и продуктивность животных [18].

Анализ заболеваний сельскохозяйственных животных показывает, что такие болезни, как кокцидиозы, колибактериозы, сальмонеллезы и другие, во многом зависят от системы удаления навоза и состояния микроклимата помещений. Загрязнение воздуха аммиаком и микроорганизмами является причиной болезней органов дыхания молодняка. Бронхоп-невмонийные и инфекционные ринотрахеиты молодняка возникают, в основном, из-за несовершенной работы вентиляционных систем. Способ уборки навоза и вентиляции помещений оказывает влияние на состояние воздушной среды в помещениях. Жидкий навоз загрязняет окружающую среду значительно больше, чем твердый, из-за его физических особенностей: большая текучесть, выживаемость в нем болезнетворных микроорганизмов. Получение твердого навоза в самих животноводческих помещениях значительно уменьшает его негативное влияние на окружающую среду. Показано, что при естественной вентиляции и гидравлических методах уборки навоза концентрация аммиака в свинарниках-откормочниках достигала 52 мг/куб. м, а при принудительном удалении загрязненного воздуха в аналогичных помещениях содержание аммиака составляло только 14 мг/куб. м. В современных системах вентиляции увеличение воздухообмена неизбежно связано с увеличением загрязнения окружающей среды. Так, в пробах воздуха на расстоянии 100 м от свинарника обнаружен аммиак в концентрации до 3 - 4 мг/куб. м, сероводород - 0,112 мг/куб. м, меркаптан - 16,7

мг/куб. м, количество микроорганизмов в кубическом метре воздуха до 8263 [5, 7].

При плотной застройке территорий животноводческими помещениями степень загрязнения окружающей атмосферы значительно возрастает по сравнению с зоной действия мелких животноводческих ферм. Степень влияния отходов животноводства зависит от многих факторов: концентрации загрязняющих веществ в воздушных выбросах, силы и направления ветра, растительности, окружающей комплекс, и т. д. Загрязняющие вещества обнаружены в открытых водоемах и почве в радиусе до 15 км от животноводческого объекта. При павильонном расположении свиноводческих зданий на комплексах с поголовьем от 10 до 40 тыс. свиней с вытяжной системой вентиляции в течение часа выделяется до 6,05 кг пыли и до 83,4 млрд микробных тел [10].

Из откормочного комплекса на 2 тыс. голов крупного рогатого скота (КРС) в зимний период за один час в атмосферу поступает 8,7 млрд микробных тел и 0,75 кг пыли, на 10 тыс. голов – 103,9 млрд микробных тел и 6,2 кг пыли [11, 13].

В воздухе птицефабрик выявлено от 1,5 х 104 до 8 х 107 микробных тел в м3, на расстоянии 100 м от корпусов - до 8,3 х 103 микробных тел в м3 [13], на расстоянии 400 м этот показатель меньше только в два раза [14, 15]. По данным других исследователей на расстоянии 250 м от производственных корпусов животноводческих комплексов в одном кубическом метре атмосферного воздуха насчитывается до 1000 и более микроорганизмов (в том числе и патогенных) [12].

Почва сельскохозяйственных угодий в районах размещения животноводческих и птицеводческих комплексов загрязнена патогенными микроорганизмами и гельминтами.

При исследовании сточных вод животноводческих комплексов сальмонеллы обнаружены в 3,3–90 % проб. В пробах стоков обнаружены бруцеллы, лептоспиры, иерсинии, микобактерии, клостридии, актиномицеты, мицелиальные грибы и дрожжи, различные вирусы (вирус ящура, вирус болезни Ауэски) [17].

В слое до 20 см летом обнаружено до 20– 25 яиц трихоцефалов на 1 кг почвы. Бактериальная обсемененность почвы составила 2х106 микробных тел/г, а коли-титр –0,001. До 9,2 % исследуемых проб почвы с этих полей содержали сальмонеллы. При норме полива 300 м3/га животноводческими стоками сальмонеллы обнаружены жизнеспособными на глубине 50 см почвенного горизонта в течение двух лет [6].

Отмечено, что необеззараженные стоки содержали в 1 л от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч жизнеспособных яиц гельминтов (аскарид, стронгилятов, эзо-фагостом, трихоцефалов, трихинелл, тениид, власоглавов) и цист патогенных простейших.

Показано, что сроки сохранения жизнеспособности патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов достаточно велики. Возбудитель листериоза в осенне-летние месяцы сохраняет жизнеспособность и вирулентность в течение трех месяцев, в осенне-зимний период – до семи месяцев. Возбудитель паратифа крупного рогатого скота летом выживает в жидком навозе до 85 суток, зимой и весной – до 158 суток.

Бруцеллы погибали в жидком навозе крупного рогатого скота и свиней летом и весной через 3-4 месяца, осенью и зимой – через 6-8 месяцев. Микобактерии туберкулеза в этом же навозе оставались жизнеспособными более 1,5 лет. Вирус ящура сохраняет способность вызывать заболевание подопытных животных летом в течение 42 суток, в замерзшем навозе - до 192 суток. Лептоспиры, попадая со стоками животноводческих комплексов в водоемы, сохраняют жизнеспособность в течение 20-30 суток, а во влажной почве остаются вирулентными более 6 месяцев [1, 2]. Наиболее устойчивые вирусы могут длительно сохраняться в сточных водах, а также в воде загрязненных ими водоемов. Энтеровирусы сохраняют инфекционные свойства при +9 …+15 °С до 200 дней. Более длительное время способны сохранять жизнеспособность яйца гельминтов. В необеззаражен-ном свином навозе яйца аскарид гибнут лишь через 12–15 месяцев от начала его хранения, а яйца гельминтов крупного рогатого скота (фасциол, стронгилят, мониезий) гибнут в жидком навозе только через 6 – 8 месяцев [17]. При хранении жидкого навоза в навозо-накопителях яйца гельминтов сохраняют жизнеспособность более года [8, 9]. Экспериментальные данные Всесоюзного института гельминтологии показывают, что поступающая на поля орошения жидкая фракция навоза содержит около 30 % яиц гельминтов, сохраняющих инвазионность более двух лет на глубине пахотного слоя почвы [3].

Следовательно, существует реальная опасность накопления патогенных возбудителей в почве, в кормовых сельскохозяйственных культурах, подпочвенных водах, атмосферном воздухе и открытых водоемов, что может обусловливать заболевания животных и людей. Для исключения эпидемиологической опасности и отрицательного воздействия на окружающую среду навоз должен быть подвергнут предварительной обработке, которая обеспечивала бы, помимо дезодорации и минерализации органических соединений, его обеззараживание. Длительное выдерживание животноводческих стоков в навозохранилищах не дает желаемого эффекта. Известно, что коли-титр и титр энтерококка в стоячей жидкости через 6 месяцев превышает на 2 - 4 порядка, количество яиц гельминтов уменьшается в 2,8 раза только через 10 месяцев.

Загрязнение поверхностных и грунтовых вод отходами крупных животноводческих комплексов и ферм промышленного типа - одна из наиболее важных проблем загрязнения окружающей среды. Массовые выбросы отходов современных животноводческих производств ухудшают общее санитарное состояние водоемов, лишают население традиционных источников водоснабжения. Потребление воды из таких водоемов вызывает у людей и животных желудочно-кишечные и другие заболевания. Гибнет рыба в реках и прудах, куда сбрасываются животноводческие стоки.

Представленная информация о загрязнении среды обитания сельскохозяйственных животных и человека патогенами из отходов животноводческих предприятий предопределяет разработку методов прерывания цикла патогена «животное – отходы – окружающая среда – корма – животное»

Современные методы лечения инфекционных заболеваний с использованием таких химических препаратов, как антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны и другие не всегда обладают специфичностью воздействия на патогенов и длительностью пролонгирования способствуют адаптации и появлению более вирулентных штаммов патогенов.

Профилактические методы недостаточно эффективно обеспечивают защиту сельскохозяйственных животных от патогенов, что обу- словлено несовершенной технологией содержания (микроклимат, кормление, утилизация отходов животноводческого производства) и адаптивностью патогенов.

Изыскание инновационных методов лечения, профилактики, содержания сельскохозяйственных животных и утилизация отходов их жизнедеятельности - основные проблемы животноводства, решение которых будет способствовать как продуктивности разводимых сельскохозяйственных животных, так и улучшению качества получаемой от них продукции.

Для оптимизации микроклимата животноводческих помещений следует интенсивнее внедрять более эффективные и экологические методы: ионизация, озонирование, использование микроорганизмов, утилизирующих продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных и микроорганизмов с широким спектром антагонистического действия на патогены

Использование природных средств растительного происхождения с антимикробными, антивирусными и иммуномодулирующими свойствами позволит минимизировать степень заболеваемости и носительства патогенов сельскохозяйственных животных, главных источников поддерживания популяций патогенов в окружающей среде.

Рациональное использования отходов сельскохозяйственного производства как вторичного ресурса для оптимизации почвенного плодородия обеспечит экологическую и производственную безопасность аграрного производства России.

Список литературы Санитарно-гигиеническая проблема загрязнения окружающей среды отходами животноводческих и птицеводческих комплексов

  • Асонов, А.М. Водные ресурсы и проблема поверхностного стока/А.М. Асонов, О.Р. Ильясов//Транспорт Урала. -2004. -№ 2. -С. 20-30.
  • Большаков, В.Н. Будущее экологии -разработка системы сохранения и управления жизнью на земле/В.Н. Большаков//Наука и жизнь. -2005. -№ 12. -С. 28-29.
  • Большаков, В.Н. Перспективные направления развития экологических исследований в России/В.Н. Большаков, Ф.В. Кряжимский, Д.С. Павлов//Экология. -1993. -№ 3. -С. 3-16.
  • Васильев, А.Г. Взгляд на эволюционную экологию вчера и сегодня/А.Г. Васильев, В.Н. Большаков//Экология. -1994. -№ 3. -С. 4-15.
  • Донник, И.М. Риски и угрозы для продовольственной безопасности Российского государства/И.М. Донник, Б.А. Воронин//Аграрный вестник Урала. -2014. -№ 9 (127). -С. 78-80.
  • Донник, И.М. Обеспечение продовольственной безопасности: научно-производственный аспект (на примере Свердловской области)/И.М. Донник, Б.А. Воронин, О.Г. Лоретц//Аграрный вестник Урала. -2015. -№ 7 (137). -С. 81-85.
  • Донник, И.М. Новый способ очистки поверхностных сточных вод с птицеводческих предприятий. Научные рекомендации/И.М. Донник, О.Р. Ильясов, И.А. Шкуратова и др. -Екатеринбург, 2011.
  • Донник, И.М. Методологические подходы оценки влияния окружающей среды на состояние здоровья животных/И.М. Донник, И.А. Шкуратова, Н.А. Верещак//Аграрная наука Евро-Северо-Востока. -2006. -№ 8. -С. 169-173.
  • Донник, И.М. Проблемы животноводства в промышленных регионах/И.М. Донник, И.А. Шкуратова, Э.И. Хасина и др.//Аграрный вестник Урала. -2012. -№ 3. С. 49-51.
  • Ильясов, О.Р. Биозащита водоисточников на сельскохозяйственных водосборах от загрязнения стоками птицеводческих предприятий: дис. … д-ра биол. наук/О.Р. Ильясов. -Екатеринбург, 2004.
  • Ильясов, О.Р. Защита водных объектов от загрязнения поверхностным стоком селитебных территорий с использованием биосорбционного метода: дис. … канд. техн. наук/О.Р. Ильясов. -Екатеринбург, 2002.
  • Копытов, М.Н. Обеспечение продовольственной безопасности региона и импортозамещение -приоритетные задачи развития агропромышленного комплекса Свердловской области/М.Н. Копытов//Специальный выпуск Нива Урала. -2016. -С. 2-5.
  • Неверова, О.П. Экосистемный подход к утилизации помета/О.П. Неверова, Г.В. Зуева, Т.В. Сарапулова//Аграрный вестник Урала. -2014. -№ 8 (126). -С. 38-41.
  • Неверова, О.П. Современные методы утилизации навозосодержащих и сточных вод/О.П. Неверова, О.Р. Ильясов, Г.В. Зуева, П.В. Шаравьев//Аграрный вестник Урала. -2015. -№ 1 (131). -С. 86-90.
  • Неверова, О.П. Гидробионты -биотест на степень загрязненности и степень самоочищения водоемов/О.П. Неверова, П.В. Шаравьев, Г.В. Зуева//Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. -2015. -№ 2. -С. 321-323.
  • Севостьянов, М.Ю. Основные итоги развития животноводства Свердловской области/М.Ю. Севостьянов//Специальный выпуск Нива Урала. -2016. -С. 6-7.
  • Судаков, В.Г. Поверхностные стоки птицеводческих предприятий/В.Г. Судаков, О.Р. Ильясов//Ветеринария. -2004. -№ 10. -С. 39-42.
  • Судаков, В.Г. Очистка пометосодержащих стоков птицеводческих комплексов/В.Г. Судаков, О.Р. Ильясов//Зоотехния. -2005. -№ 6. -С. 27-30.
Еще
Статья научная