Гигиена воды, водоснабжения и поения животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СПБГАУ)

ИНСТИТУТ БИОТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра кормления и гигиены животных

РЕФЕРАТ

ГИГИЕНА ВОДЫ, ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

Балашов Иван Александрович

Санкт-Петербург - 2015 год

Оглавление

Введение

1. Значение воды для животного организма

2. Источники водоснабжения и санитарные требования к ним

2.1 Поверхностные воды

2.2 Подземные воды

2.3 Атмосферные воды

3. Физические свойства воды

3.1 Температура воды

3.2 Прозрачность воды

3.3 Цветность воды

3.4 Вкус и запах воды

4. Химический состав питьевой воды

4.1 Хлориды

4.2 Сульфиты

4.3 Аммиак

4.4 Нитриты и нитраты

4.5 Микроэлементы

4.6 Жесткость воды

4.7 Окисляемость воды

4.8 Активная реакция воды (pH)

5. Биологические свойства воды

5.1 Бактериологические показатели воды

5.1.1 Микробное число воды

5.1.2 Коли-титр воды

5.1.3 Коли-индекс воды

6. Очистка, улучшения и обеззараживание воды

6.1 Методы обеззараживания воды: отстаивание, каогулирование, фильтрация

6.2 Методы улучшения воды: кипячение, опреснение, умягчение, известкование, фторирование, абсорбция, озонирование

6.3 Методы обеззараживания воды: реагентный (хлорирование), безреагентный (ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвуком)

7. Организация водоснабжения и поения животных

7.1 Централизованное водоснабжение

7.2 Децентрализованное водоснабжение

7.3 Режимы поения животных разных видов

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Большая часть поверхности нашей планеты (около 71%) покрыта Мировым океаном, составляющим 97 % всех поверхностных вод Земли и около половины литосферы (земная кора). Если срезать сушу и заполнить ею дно океанической чаши, то вся планета покроется слоем воды равным приблизительно 3 км.

Все живое на нашей планете состоит на 2/3 из воды. Без воды невозможно существование живых организмов. На организм животных вода как важнейший компонент среды обитания оказывает значительное влияние, начиная с периода эмбрионального развития. Вода содержится в кормах, в воздухе, в строительных материалах, почве и т.д. Она может поменять их свойства, качества, что оказывает положительное или отрицательное влияние на организм животных.

Например, корова выпивает за сутки до 100-110 л воды, следовательно, за год ей необходимо до 36500 л воды. Это превышает ее массу тела в 50-60 раз. Итак, можно четко констатировать, что животный организм, как и растительный, не может жить при отсутствии воды.

Содержание воды в организме в значительной степени зависит от вида, возраста, пола и типа тканей животных. Так, в организме собак вода составляет 65 %, лошадей - 55 %, крупного рогатого скота - около 60 %, морских свинок и кроликов - 72 %, рыб - 80 % от массы тела. В наземных растениях содержание воды составляет 50-75 %, в водорослях - 95-99 %. В организме молодого животного, особенно новорожденного, содержание воды значительно выше, чем у взрослого. В теле новорожденного теленка вода составляет 72 %, полуторагодовалого - 61 %, взрослого быка - 52 %. В организме жирных животных воды содержится относительно меньше, чем у тощих, т.к. жировая ткань бедна водой. Организм истощенной овцы содержит 60 %, а жирной - 46 % воды. Содержание воды в эмбрионах животных может достигать 97% их массы. Доля воды в отдельных тканях организма неодинакова. Любопытно, что, несмотря на высокое содержание воды, ткани представляют собой плотную массу. Объясняется это способностью воды вызывать набухание коллоидов в отличие от крови, которая, как известно, сама является тканью, только жидкой. Содержание воды в крови (80 %) лишь незначительно больше, чем, например, в сердечной мышце (78 %). Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она содержится в виде внутриклеточной воды, находящейся в клетках, и внеклеточной, находящейся внутри сосудистого русла (плазма) и в тканях (тканевая жидкость). В зрелом организме отношение объемов внутриклеточной воды и внеклеточной составляет 2:1. Внутриклеточная вода составляет 45 % от массы тела. Внеклеточная вода, входящая в состав плазмы крови, лимфы, жидкости - тканевой, спинномозговой и серозных полостей, составляет около 20 % (в т.ч. вода плазмы крови и лимфы - 4 %) от массы тела. Вода, содержащаяся в крови, служит источником, из которого организм черпает воду, необходимую для построения клеток.

Содержание воды в тканях тесно связано с активностью обмена веществ в ней. Так, например, серое вещество мозга содержит 86 %, почки - 80 %, печень - 70 %, костная ткань - 20 % воды.

Вот почему в организме животных с мощным отложением жировой ткани содержание воды обычно на 10-20 % ниже по сравнению с истощенными животными. Часть воды связана абсорбционно с молекулами белка, 1 грамм которого связывает 0,5 грамм воды, что при содержании 18 % белка в мышечной ткани дает 9 % связанной воды. Поэтому, у ожиревшего организма животного уменьшение массы тела более опасно для здоровья, т.к. потеря 1/5 части внутриклеточной воды отмечается при снижении массы тела на 1/10 у животного, содержащего 5 % жира, и только на 1/15 животного, организм которого содержит 35 % жира.

вода биологический химический животное

1. Значение воды для животного организма

Без воды пища не может перевариваться и усваиваться организмом. Кроме того, все остальные процессы жизнедеятельности организма также не могут обходиться без воды. С ее помощью из организма выводятся продукты обмена веществ; у млекопитающих с помощью воды посредством потоотделения регулируется температура тела. В организм плотоядных животных вода попадает вместе с животной пищей, а растительноядные животные обеспечивают себя водой за счет растительных соков поедаемых ими растений. Однако ни тем ни другим этого количества воды было бы недостаточно. Особенно необходима вода новорожденным животным. Детеныши млекопитающих получают воду вместе с молоком матери, а большинство птенцов обеспечиваются водой благодаря насекомым, которыми их кормят родители. Живущие в пустынях рябки пролетают многие километры, чтобы в своих губчатых перьях принести воду для птенцов. Лишь очень немногие животные могут обходиться без воды в течение нескольких дней. Есть даже жуки и скорпионы, которые никогда не пьют. Их организм приспособился к такой экономии воды, что им хватает той, которую они получают с пищей.

Вода является растворителем питательных веществ и средой, в которой протекают все процессы обмена веществ (ассимиляция и диссимиляция, резорбция, диффузия, осмос, фильтрация и т.д.)

Только в водной среде могу совершаться процессы пищеварения и всасывания питательных веществ из кишечника, транспортировка их к различным тканям и синтеза в клетках. Вода необходима для выведения различных вредных веществ, образующихся в результате обмена.

Наконец вода, испаряясь с поверхности кожи и дыхательных органов, участвует в теплорегуляции организма.

Организм пополняется водой с питьем и кормом, и только часть ее (10--20%) образуется внутри организма за счет окисления жиров, углеводов и белков. Всасывание потребленной воды происходит в тонком и частично толстом кишечнике, а также в преджелудках жвачных. Вода непрерывно выделяется из организма почками, кожей, органами дыхания и с испражнениями.

При недостатке воды:

· затрудняется теплорегуляция;

· нарушается пищеварение и всасывание питательных веществ в кишечнике;

· задерживается выведение из организма продуктов обмена;

· наблюдается сгущение крови;

· наступает интоксикация (обусловливает резкое изменение в составе крови, дегенеративные явления в сердце, печени, почках и других органах, нарушения обмена веществ, характеризующиеся усиленным распадом белков и выключением антитоксической функции печен.

Потеря животным 10% воды вызывает:

· ослабление и учащение сердечной деятельности;

· повышение температуры тела;

· понижение аппетита и секреции желудочного сока;

· мышечную дрожь;

· возбуждение нервной системы;

· сухость и желтушносгь слизистых оболочек;

Потеря более 20% воды приводит к смерти животного через 4--8 дней после прекращения приема воды.

При недостаточном поступлении в организм воды замедляется рост молодняка, снижается молочная продуктивность коров и способность к откорму животных, понижается работоспособность лошадей и т. д.

В животноводстве воду применяют для очистки и дезинфекции помещений, инвентаря, а также для ухода за животными и подготовки кормов.

Вода, вследствие загрязнения выделениями животных, больных инфекционными болезнями или бациллоносителей, может быть источником распространения заразных заболеваний. Через воду могут распространяться ящур, рожа и чума свиней, холера птиц, паратиф, лептоспироз, бруцеллез, сибирская язва и др. С загрязненной водой в организм животных могут попадать также зародыши гельминтов.

Вода может служить также причиной некоторых незаразных заболеваний людей и животных вследствие повышенного или пониженного содержания минеральных солей, особенно микроэлементов, вызывающих биогеохимические энзоотии. Установлено наличие известной корреляции между содержанием в воде йода, фтора и частотой заболеваний зобом, флюорозом, а также случаи отравлений свинцом, мышьяком и др.

Наконец многие неорганические ядовитые вещества могут поступать в водоисточники со сточными водами промышленных предприятий (химических заводов) или образовываться в самом водоеме при сильном его загрязнении органическими веществами -- продуктами их распада, иногда содержащимися в токсических концентрациях.

От хозяйственно-питьевой воды требуется полная санитарно-гигиеническая безупречность. К системе санитарных мероприятий, направленных на предупреждение и борьбу с загрязнениями водоисточников патогенными микроорганизмами, яйцами гельминтов и ядовитыми веществами, относятся обеззараживание сточных вод, организация санитарной охраны источников водоснабжения, очистка и обеззараживание питьевой воды и т. д. [2]

2. Источники водоснабжения и санитарные требования к ним

2.1 Поверхностные воды

Поверхностные воды (открытые водоемы). К надземным, или открытым, водоемам относят: реки, речки, речушки, ручьи, озера, пруды, водохранилища и болота.

Речная вода получает свое начало от атмосферной, болотной, озерной и родниковой воды, а также от таяния снегов и льдов (горные реки). Располагаясь в более низкой части местности, реки собирают поверхностные стоки с площади водосборного бассейна и подвергаются иногда сильному загрязнению. Качество речной воды непостоянно и в течение года резко меняется из-за весенних половодий, ливневых и дождевых паводков (содержит много мути и органических веществ)

Речная вода больше загрязняется весной и осенью.

Также на её состав и качество влияет состояние берегов и характер местности прилегающей к реке. Если река протекает через крупные населенные пункты и промышленные районы или в нее поступают сточные воды и другие нечистоты, то она нередко бывает опасна в санитарном отношении. И чем дальше река будет находится от людей, тем менее она будет загрязнена, и вода её поэтому будет лучшего качества.

Температура воды рек подвержена значительным колебаниям. Минеральных солей в этих водах содержится немного, они обычно мягкие. Количество органических веществ и микроорганизмов зависит от степени загрязненности воды.

Озера -- водоемы обычно со стоячей водой. В зависимости от населенности местности, характера берегов, величины и глубины водоема, времени года состав и качество озерной воды резко колеблются. Химический и бактериологический состав озерных вод напоминает состав речных. Однако благодаря медленному течению или отсутствию его озерная вода лучше отстаивается и освобождается от взвешенных веществ и микроорганизмов.

Глубокие озера, питающиеся родниковой водой, а также озера, расположенные вдали от густо населенных мест и промышленных предприятий, имеют воду обычно хорошего качества. Озера же мелкие с низкими берегами и со стоячей водой, наоборот, сильно загрязняются, и качество воды в них бывает плохое.

Пруды представляют собой искусственные водоемы со стоячей воды или с очень слабым течением. Пруды бывают ручьевые, ключевые и дождевые. Как источники водоснабжения пруды наименее пригодны для этой цели вследствие малых размеров, загрязнения, зацветания, зарастания водной растительностью, заиления и т. д. Вода прудов, особенно непроточных, расположенных в зонах населенных пунктов, часто бывает загрязнена и является небезопасной в санитарном отношении.

Водохранилища, или запруды, представляют собой искусственные водоемы больших размеров, образуемые путем заграждения плотинами долин рек, выходов из озер, горных протоков и ущелий. Водой они пополняются преимущественно в период весенних половодий. Вода из специальных запруд в отличие от копаных прудов при отсутствии загрязнений больше отвечает зоогигиеническим требованиям.

Вода болот и луж совершенно непригодна ни для поения животных, ни для других целей животноводства вследствие значительной загрязненности ее веществами органического характера, а также микроорганизмами и зародышами гельминтов. Такая вода загнивает, зацветает и, как показывает ветеринарная практика, служит причиной возникновения заболеваний животных.

Подземные воды - это воды, залегающие на различных глубинах земной коры. Образуются они путём фильтрации атмосферных и поверхностных вод в глубь земли.

Просачиваясь через почву и водопроницаемые породы грунта, атмосферная вода освобождается от взвешенных веществ и микроорганизмов и обогащается минеральными солями, микроэлементами и углекислотой.

Подземные воды в зависимости от природных условий распределены неравномерно, находятся на различной глубине, обладают разной мощностью и бывают не одинаковы по своим качествам.

Воды, залегающие на глубине до 8 м, называются «верховодкой», или почвенной водой. Запасы такой воды обычно невелики и зависят от количества выпадающих в данной местности осадков. Верховодка может легко загрязняться нечистотами, например, вследствие просачивания сточных вод, навозной жижи и т.п. При использовании таких вод необходима тщательная охрана почвы в зоне водоисточника от загрязнения нечистотами. Подземные воды, залегающие на первом от поверхности земли водонепроницаемом слое, называется грунтовыми водами. Эти воды имеют в течение года более постоянную температуру, свободны от посторонних примесей и мало содержат микробов; они более минерализованы, чем поверхностные воды. [3]

2.2 Подземные воды

Грунтовые воды отличаются хорошими санитарными качествами. Подземные воды, залегающие между двумя водонепроницаемыми слоями пород, называются межпластовыми или артезианскими (безнапорными и напорными) водами. Эти воды обильны по запасу, имеют постоянную температуру, богаты минеральными солями, свободны от микроорганизмов и каких-либо загрязнений. Они исключительно хорошего качества, удовлетворяют даже самым строгим санитарно-гигиеническим требованиям. Оно и понятно, ведь людям трудновато туда добраться.

Грунтовые и артезианские воды иногда выходят на поверхность земли и образуют родники или ключи. Они бывают:

· нисходящие (на склонах) - вода из водоносного горизонта поступает сверху.

· восходящие - вода из водоносного горизонта поступает снизу.

В большинстве случаев родниковые воды отличаются высокими санитарными качествами, равноценными артезианской воде, и являются хорошими источниками водоснабжения. [3]

2.3 Атмосферные воды

Атмосферные воды - это дождевая и талая снеговая вода. Атмосферная вода, образующаяся в результате конденсации паров, близка к дистиллированной, так как содержит очень мало солей и растворенных газов, она очень мягкая, безвкусна и легко загнивает.

В атмосферной воде содержатся органические вещества, минеральная пыль и микроорганизмы, попадающие из воздуха во время прохождения ее через толщу атмосферы. Дождевая вода, собранная над лесными массивами и полями, имеет меньше пыли и микроорганизмов и различных химических примесей.

Снеговая вода нередко бывает плохого качества, так как при длительном лежании снег сильно загрязняется.

Атмосферную воду обычно используют для поения животных в засушливых районах. [3]

3. Физические свойства воды

Физические свойства воды (температура, прозрачность, цвет, запах, вкус и привкус) - не прямые, но важные показатели качества воды. В ряде случаев (в полевых условиях) приходится судить о качестве воды по физическим ее свойствам. [4]

3.1 Температура воды

Температура воды - важный физиологический фактор, который не является санитарным ее показателем. Температура воды зависит от ряда условий и прежде всего от происхождения и глубины водоисточника. В открытых и мелких водоемах температура воды в течение года меняется, тогда как температура воды глубоких подземных источников в основном постоянна.

3.2 Прозрачность воды

Прозрачность воды зависит от количества взвешенных и растворенных в ней минеральных и органических веществ, а в летний период -- от развития водорослей. С прозрачностью тесно связан и цвет воды, который чаще отражает содержание в ней растворенных веществ. Прозрачность и цвет воды являются важными показателями состояния кислородного режима водоема и используются для прогнозирования заморов рыб в прудах. От наличия большого количества минеральных или органических веществ вода мутнеет. Однако мутная вода может быть и от других причин -- в частности от значительного количества растворенных в ней двууглекислых солей закиси железа, которые при стоянии воды выпадают в виде гидрата окиси железа Fe(OH)3, вследствие чего в воде появляется опалесценция, муть. Очень мутная вода без предварительной обработки малопригодна, так как она может вызвать желудочно-кишечные заболевания (песочные камни, колики, атонию преджелудков).

Степень прозрачности воды должна быть не менее 30 см -- высота столба жидкости в цилиндре, через которую можно читать печатный шрифт Снеллена № 1. [4]

3.3 Цветность воды

Цвет, или Окраска, воды зависит от наличия в ней органических и неорганических примесей. Например, водная окись железа окрашивает воду в желто-бурый и бурый цвет, а частицы глины придают воде желтоватый цвет. Бурый цвет болотной воды зависит от значительных количеств гуминовых кислот (продуктов растительного перегноя).

Развитие в водоеме водорослей придает воде зеленоватый цвет.

Весьма отрицательным санитарным показателем считается окраска воды, если она появляется от загрязнения сточными водами или органическими веществами животного происхождения (навоз, моча). Цвет воды определяют по хромово-кобальтовой шкале и выражают в градусах. Для хорошей воды цветность допускается не более 20--30. [2]

3.4 Вкус и запах воды

Запах воды по своему происхождению может быть связан с живущими и отмирающими в ней организмами, влиянием берегов и дна или с поступлением в воду посторонних веществ (сточные воды, навоз, моча и т. д.). Например, в воде открытых водоемов отмечают рыбный, травянистый или болотный запах. Затхлый запах воды в резервуарах и цистернах появляется при недостаточной аэрации, а в колодезной воде -- вследствие гниения деревянного сруба. При разложении органических веществ вода приобретает гнилостный запах, при гниении белковых веществ -- сероводородный, а при загрязнении воды навозом или мочой она имеет запах аммиака. Такая вода подозрительна в санитарном отношении. Однако запах сероводорода может появиться и в хорошей артезианской воде вследствие восстановления сульфатов.

Степень запахов устанавливают по 5-балльной шкале; 0 -- запах отсутствует, 5 -- запах весьма сильный. Согласно ГОСТ, для питьевой поды допускается запах не выше 2 баллов при температуре 20. [4]

4. Химический состав питьевой воды

В чистых водоисточниках наблюдается известное постоянство химического состава воды. При загрязнении источников в воде увеличивается количество взвешенных и растворенных веществ и появляются продукты гнилостного распада органических веществ. Поэтому в воде прежде всего необходимо определять наличие таких химических веществ, которые являются показателями ее загрязнения нечистотами, отбросами, сточными водами, опасными в санитарном отношении.

Реакция. Вода, загрязненная органическими веществами животного происхождения и продуктами гниения, часто имеет щелочную реакцию, а вода, загрязненная сточными водами промышленных предприятий -- кислую. Причем кислую реакцию имеют также воды болотного происхождения, кислотность которых обусловливается наличием безвредных органических гуминовых кислот. Хорошая вода должна иметь нейтральную или слабощелочную реакцию (рН в пределах 6,5--8,0).

Кислая или щелочная реакция выше указанной нормы свидетельствует о загрязнении водоисточника. [4]

4.1 Хлориды

Хлор в воде присутствует в форме хлоридов. Много хлоридов в воде бывает из-за загрязнения её мочой, навозной жижей и сточными водами, или если вода протекает по солончаковому грунту, богатому хлористыми соединениями. Допустимое количество хлоридов в питьевой воде устанавливают в зависимости от их происхождения - животного или минерального. [4]

4.2 Сульфиты

Сульфаты (соли серной к-ты) появляются в воде в результате окисления разложившихся белковых веществ, содержащих серу. Вода с большим количеством сульфатов натрия и магния обладает слабительным действием.[4]

4.3 Аммиак

Азотистая кислота представляет начальную стадию окисления аммиака. Однако некоторое количество ее может образовываться в дождевой воде под влиянием электрических разрядов во время грозы. В этом случае обнаружение в воде азотистой кислоты не является показателем ее загрязнения. [4]

4.4 Нитриты и нитраты

Азотистая кислота представляет начальную стадию окисления аммиака. Однако некоторое количество ее может образовываться в дождевой воде под влиянием электрических разрядов во время грозы. В этом случае обнаружение в воде азотистой кислоты не является показателем ее загрязнения.

Содержание в воде альбуминоидного аммиака, а также солей аммиака и азотистой кислоты указывает на загрязнение ее органическими веществами животного происхождения (навоз, испражнения, моча и др.) и делает такую воду весьма опасной в санитарном отношении. Значительное количество аммиака и азотной кислоты в питьевой воде может быть причиной отравления животных, особенно молодняка. Описано много случаев водно-нитритной метгемоглобинемии у детей, особенно там, где концентрация нитритов в питьевой воде превышает 30 мг/л.

В доброкачественной питьевой воде аммиака и азотистой кислоты не должно быть или же могут быть лишь следы их. Наличие же только солей азотной кислоты (при отсутствии аммиака и солей азотистой кислоты) свидетельствует о том, что процесс окисления (минерализации) закончился и такая вода не представляет опасности. Если же одновременно с солями азотной кислоты в воде находят аммиак и соли азотистой кислоты, то это указывает на загрязнение источника не только в прошлом, но и в настоящем.

4.5 Микроэлементы

Микроэлементами в минеральных водах называются химические элементы, которые содержатся в очень незначительных количествах. К микроэлементам минеральных вод относятся железо, фтор, марганец, медь, цинк, йод, кобальт, молибден, мышьяк, бор, бром, литий и другие.

Например, минеральные воды с содержащием железа играют важную роль в кроветворении, улучшают защитные функции организма, стимулируют функцию пищеварения. Этот элемент важен для поддержания хорошего состояния кожи и волос. Он влияет на содержание эритроцитов и гемоглобина в крови. [4]

4.6 Жесткость воды

Жесткость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и магния (Са и Mg), преимущественно углекислых и сернокислых. Жесткая вода нежелательна для хозяйственных и технических целей, в ней плохо стирается белье и увеличивается расход мыла, плохо развариваются овощи. Жесткая вода образует на стенках котлов прочную накипь, уменьшающую их теплопроводность до 15% и выше.

Переход от мягкой воды к жесткой, особенно содержащей много сульфатов магния (MgSO4), при поении животных часто вызывает расстройство желудочно-кишечного тракта (поносы), Мягкая вода также нежелательна для поения животных, так как она не обеспечивает их необходимыми солями, и животные пьют ее неохотно.

Жесткость воды выражается в условных единицах -- градусах жесткости. В последнее время жесткость выражают в миллиграмм- эквивалентах на литр воды (ГОСТ 6055--51). Один миллиграмм-эквивалент жесткости отвечает содержанию 20,04 мг Са или 12,16 мг Mg на литр воды (где 20,04 и 12,16 -- эквивалентные веса Са и Mg, равные половине их атомных весов). Жесткость хорошей воды должна соответствовать 7 мг/экв/л, а в отдельных случаях допускается, до 14-- 18 мг/экв/л.

В СССР за 1° жесткости принимается содержание солей кальция и магния в количестве, соответствующем 10 мг окиси кальция (СаО) в 1 л воды. Советский 1° жесткости соответствует 1,25° английского и 1,75° французского.

Вода жесткостью до 10 -- мягкая, от 10 до 20° -- умеренно жесткая, выше 20° -- жесткая. Жесткость питьевой воды желательно иметь не выше 30--40°. Однако в отдельных случаях для животных можно использовать и более жесткую воду. Например, в полупустынных районах Средней Азии животные без вреда используют колодезную воду жесткостью 60° (Г. В. Бурксер). [4]

4.7 Окисляемость воды

В воде разных источников могут находиться различные органические вещества растительного и животного происхождения, а также микроорганизмы. Наличие в воде большого количества органических веществ часто свидетельствует о загрязненности воды и опасности ее в санитарном отношении.

Количество органических веществ в воде принято определять косвенным методом -- по потребному для окисления кислороду. Отсюда, чем больше в воде органических веществ, тем больше кислорода идет на окисление, тем выше окисляемость воды. Однако следует отметить, что при анализе не полностью окисляются органические вещества и в то же время могут частично окисляться некоторые минеральные соединения (нитриты, сульфаты и закись железа). Поэтому окисляемость воды дает только представление о количестве находящихся в воде легкоокисляющихся веществ, не указывая их природы и фактического содержания.

Окисляемость воды колеблется и больших пределах. Так, в глубоких подземных водах (артезианских скважинах, родников и глубоких шахтных колодцев) окисляемость составляет 1--2 мг/л. В воде неглубоких шахтных колодцев и открытых проточных водоемов окисляемость может достигать 4 мг/л, а в воде непроточных водоемов (озера, пруды) -- 6--8 мг/л. В болотных водах окисляемость обычно находится в пределах 8--20 мг/л.

Окисляемость хорошей питьевой воды не должна быть выше 2--6 мг/л кислорода. [2]

4.8 Активная реакция воды (pH)

pH -- мера активности ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность. В очень разбавленных растворах активность ионов эквивалентна их концентрации).

Реакцию воды можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования. [2]

5. Биологические свойства воды

Как растительные, так и животные микро- и макроорганизмы, населяющие водоемы, называются биоценозом. Кроме рыб, речных и морских животных, относящихся к так называемому нектону, все водные организмы разделяются на планктон и бентос. Организмы, которые, находясь во взвешенном состоянии, самостоятельно или пассивно перемещаются в воде, называются планктоном, а организмы, связанные с дном водоема и с поверхностью различных подводных предметов (камней, свай и пр.), называются бентосом. По населяющим воду видам организмов можно судить о санитарных свойствах воды. В зависимости от качества водной среды в ней живут определенные, более или менее типичные (индикаторные) представители зоопланктона и фитопланктона. [2]

5.1 Бактериологические показатели загрязнённости воды

Водные патогенные бактерии

Фекальное загрязнение питьевой воды обуславливается поступлением в воду различных кишечных патогенных организмов (бактериальных, вирусных и др.). Их присутствие связано с микробными болезнями и носителями, имеющимися в данный момент среди населения изучаемого района.

Эти организмы могут вызывать заболевания, варирующие по степени тяжести от легкой формы гастроэнтеритов до тяжелых, а иногда летальных форм дизентерии, холеры и брюшного тифа.

Другие организмы, присутствующие в воде, могут вызывать иногда оппортунистические заболевания - инфекции условно патогенными организмами). Такие микроорганизмы - причины инфекционных болезней, в основном у животных с плохим иммунитетом.

Значимость водного пути распространения кишечных бактериальных инфекций значительно варьируется в зависимости от заболевания и местных условий.

Обоснование использования индикаторных микроорганизмов

В воде не выявляют каждого патогенного микроба, потому что логичнее выявить микроорганизмы, присутствующие в фекалиях человека и других теплокровных животных, в качестве индикаторов фекального загрязнения, а также показателей эффективности процессов очистки и обеззараживания воды. Выявление таких микроорганизмов указывает на присутствие фекалий, а, следовательно, на возможное присутствие кишечных патогенных агентов. Таким образом, поиск таких микроорганизмов-индикаторов фекального загрязнения позволяет получить средства контроля качества воды.

Микроорганизмы - индикаторы фекального загрязнения

Использование типичных кишечных микроорганизмов в качестве индикаторов фекального загрязнения является общепризнанным. В идеале обнаружение таких индикаторных бактерий должно означать присутствие всех сопутствующих такому загрязнению патогенных агентов. Индикаторные микроорганизмы всегда присутствуют в экскрементах, но отсутствуют в других источниках. Они легко выделяются, идентифицируются и количественно определяются и не размножаются в воде. Они дольше выживают в водной среде, чем патогенные и более устойчивы к действию обеззараживающих агентов. Практически какой-либо один микроорганизм не может отвечать всем этим критериям.

Фекальные колиформы - Микроорганизмы, фекальные стрептококки и сульфитредуцирующие клостридии, используемые в качестве бактериальных индикаторов фекального загрязнения, включает группу колиформных организмов в целом, E. Coli и колиформные организмы.

Колиформные организмы легко поддаются обнаружению и количественному определению в водной среде. Они характеризуются способностью ферментировать лактозу при культивировании при 35 или 37 С

Другие индикаторы фекального загрязнения

Для подтверждения фекального загрязнения при отсутствии фекальных колиформ и E. coli в воде могут быть использованы другие индикаторные организмы. Эти вторичные индикаторные организмы включают фекальные стрептококки и сульфитредуцирующие клостридии, особенно C. Perfringens.

Фекальные стрептококи

Присутствие фекальных стрептококков в воде обычно указывает на фекальное загрязнение. Эти микроорганизмы редко размножаются в загрязненной воде, и они могут быть несколько более устойчивыми к обеззараживанию, чем колиформные организмы.

Сульфитредуцирующие клостридии

Это анаэробы спорообразующие организмы. Выживают в водной среде дольше, чем организмы колиформной группы, они устойчивы к обеззараживанию.

Простейшие.

Из всех кишечных простейших патогенными для человека являются три. Эти простейшие могут быть переданы через воду: Entamoeba Hyistolytica, Giardia spp. и Balantidium coli. Эти организмы являются этиологическими агентами соответственно амебиаза( амебная дизентерия), лямблиоза и балантидиаза и все они связаны с вспышками заболеваний, связанных с питьевой водой. Различные, обычно свободноживущие, амебы могут играть роль водных агентов, нередко вызывающих заболевания со смертельным исходом. Однако, инфекции водного происхождения, вызваные этими организмами, почти всегда больше связаны с рекреационным контактом с водой, чем с передачей через питьевую воду.

E. histolytica широко распространена во всем мире и существует в стадии трофозоидов и цист. Инфекция возникает при заглатывании цист. Человек выступает в роли резервуара инфекции. Больные дизентерией выделяют только трофозоиды, которые чувствительны к подсушиванию, колебаниям температуры и соленности и они погибают под действием желудочного сока. Поэтому более важным источником инфекции являются хронические больные и носители инфекции, которые выделяют цисты.

Giardia spp. так же широко распространена в мире и находится в стадии трофозоидов и цист. Найдена у многих видов млекопитающих и птиц. Инфекция возникает при заглатывании цист и чаще возникает у детей.

Balantidium coli представляют широко распространенные микроорганизмы. Могут быть опасны для человека.

Несмотря на то, что большинство инфекций E. Histolytica протекают бессимптомно или вызывают лишь незначительные симптомы, смертельные исходы не исключены. Клинические проявления это гастроэнтериты с симптомами легкой диареи до скоротечной дизентерии.

Балантидиаз может проявляться в виде острой дизентерии с кровавым поносом, либо протекает бессимптомно в виде носительства. [2]

5.1.1 Микробное число воды

Микробное число воды - общее количество микробов, содержащихся в 1 мл воды. [4]

5.1.2 Коли-титр воды

Коли-титр - наименьший объем исследуемой воды в миллилитрах, в котором обнаруживается кишечная палочка. Хорошая питьевая вода по стандарту должна иметь коли-титр не ниже 200--300 мл. [4]

6.1.3 Коли-индекс воды

Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л исследуемой воды. [4]

6. Очистка, улучшения и обеззараживание воды

Если вода питьевая не соответствует нормам, то она подвергается очистке и обеззараживанию. Очистка направлена на улучшение органолептических, физических, меньше химических и еще меньше биологических свойств воды. Обеззараживание - убивание микрофлоры. Улучшение - кипячение, опреснение, умягчение и т.д. [1]

6.1 Методы обеззараживания воды: отстаивание, каогулирование, фильтрация

Отстаивание - осветление воды путем осаждения взвешенных примесей. Для этого пропускают воду с малой скоростью через специальные отстойники искусственные (горизонтальные; вертикальные и радиальные) или естественные (озеро). В горизонтальных вода движется по траншее, в вертикальных снизу-вверх, радиальных - от центра к периферии круглого отстойника с замедляющейся скоростью, осадок удаляется донным скребком и удаляется снизу по трубе.

Коагулирование - процесс укрупнения мельчайших коллоидальных и взвешенных частиц, образования крупных хлопьев. Коагулирование осуществляют для ускорения процессов осаждения и фильтрации. В коагулянта применяют сернокислый алюминий в дозе 30-300 мг на л воды Для ускорения коагуляции мягкую воду подщелачивают гашеной известью или содой. Для этого также применяют высокомолекулярные вещества (флокулянты).

После коагуляции и отстаивания в воде могут оставаться мелкие частицы, которые задерживаются на фильтрах в специальных установках. Чаще применяют медленные фильтры: сверху песок (0,8-1,2 м) слоем, затем подстилающий слой (булыжник и гравий слоем 0,6-0,9 м) и снизу отводящие каналы или трубы гончарные, каналы из кирпича. В процессе фильтрации на поверхности образуется биологическая пленка (планктон и бактерии), которая со временем увеличивает сопротивление, поэтому ее периодически снимают скребками 2-3 см вручную 1 раз в 1,5-2 месяца. После очистки вода осветляется и освобождается на 20-25% от микробов. Поэтому ее обеззараживают. [1]

6.2 Методы улучшения воды: кипячение, опреснение, умягчение, известкование, фторирование, абсорбция, озонирование

Кипячение - процесс доведения воды до кипения 90С, также процесс обеззараживания (в такой воде) пищевых продуктов и очистки (стирки)от жировых загрязнений сильно загрязнённой одежды и предметов.

Кипячение не уничтожает всех микробов, не говоря уже о тяжёлых металлах, пестицидах, гербицидах, нитратах, феноле и нефтепродуктах. Некоторые микробы и вирусы выживают в кипящей воде минуты и даже часы. Кипячение воды, или термический способ обеззараживания воды, хорошо известен своей простотой и эффективностью. Но его можно применять только при обеззараживании малых объемов воды, например суточную потребность питьевой воды для новорожденного молодняка. Кипячение большого количества воды экономически невыгодно.

Опреснение - удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач.

Для питьевого водоснабжения пригодна вода с содержанием растворимых солей не более 1 г/л. Поэтому практической задачей при опреснении воды (главным образом, морской) является уменьшение её избыточной солёности.

Опресняется вода различными способами:

· испарение (дистилляция), в том числе:

· обычная дистилляция,

· многостадийная флеш-дистилляция,

· дистилляция под низким давлением (вакуумная дистилляция),

· термокомпрессионная дистилляция,

· замораживание (вымораживание),

· в том числе посредством газовых гидратов,

· ионный обмен,

· электродиализ,

· обратный осмос,

· прямой осмос,

· гидродинамическое разделение (сепарация).

Умягчение - процесс удаления из воды солей жесткости: ионов кальция Сa2+ и магния Mg2+.

Жесткость воды изменяется в миллиграмм-эквивалентах. По общепринятой классификации очень жесткой считается вода, в которой соли жесткости составляют более 7 мг-экв/л; жесткой - 5-7 мг-экв/л; умеренно жесткой - 2-5 мг-экв/л; мягкой - 1-2 мг-экв/л.

В настоящий момент для умягчения воды используют ионообменный способ.

Основное назначение известкования воды - это снижение щелочности (декарбонизация) исходной воды, при этом происходит соответствующее снижение жесткости и уменьшение количеств; сухого остатка. Одновременно из воды удаляются естественные механические примеси, органические загрязнения и соединения железа.

Фторирование воды - это контролируемое добавление в водопроводную воду фтора для предотвращения кариеса. При повышенном содержании фтора в воде выше (1,5-2 мг/л), вызывается заболевание флюороз (поражение эмали из-за большого кол-ва фтора). При слишком низком (меньше 0,4 мг/л) развивается кариес.

Абсорбция воды - поглощение сорбата всем объёмом сорбента. Является частным случаем сорбции.

Озонирование воды - технология очистки, основанная на использовании газа озона - сильного окислителя. [4]

6.3 Методы обеззараживания воды: реагентный (хлорирование), безреагентный (ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвуком)

Наиболее распространенным химическим методом обеззараживания воды является хлорирование. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента и относительной простотой обслуживания.

При хлорировании используют хлорную известь, хлор и его производные, под действием которых бактерии и вирусы, находящиеся в воде, погибают в результате окисления веществ.

Кроме главной функции - дезинфекции, благодаря окислительным свойствам и консервирующему эффекту последействия, хлор служит и другим целям - контролю за вкусовыми качествами и запахом, предотвращению роста водорослей, поддержанию в чистоте фильтров, удалению железа и марганца, разрушению сероводорода, обесцвечиванию и т.п.

По мнению экспертов, применение газообразного хлора приводит к потенциальному риску здоровью человека. Это связанно прежде всего с возможностью образования тригалометанов: хлороформа, дихлорбромметана, дибромхлорметана и бромоформа. Образование тригалометанов обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения. Эти производные метана обладают выраженным канцерогенным эффектом, что способствуют образованию раковых клеток. При кипячении хлорированной воды в ней образуется сильнейший яд - диоксин.

Исследования подтверждают взаимосвязь хлора и его побочных продуктов с возникновением таких болезней, как рак органов пищеварительного тракта, печени, сердечные расстройства, атеросклероз, гипертония, различные виды аллергии. Хлор воздействует на кожу и волосы, а также разрушает белок в организме.

Одним из наиболее перспективных способов обеззараживания природной воды является использование гипохлорита натрия (NaClO), получаемого на месте потребления путем электролиза 2-4%-ных растворов хлорида натрия (поваренной соли) или природных минерализованных вод, содержащих не менее 50 мг/л хлорид-ионов.

Окислительное и бактерицидное действие гипохлорита натрия идентично растворенному хлору, кроме того, он обладает пролонгированным бактерицидным действием.

Основными достоинствами технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия является безопасность ее применения и значительное уменьшение воздействия на окружающую среду по сравнению с жидким хлором.

Наряду с достоинствами у обеззараживания воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления, имеется и ряд недостатков, прежде всего - повышенный расход поваренной соли, обусловленный низкой степенью ее конверсии (до 10-20%). При этом остальные 80-90% соли в виде балласта вводятся с раствором гипохлорита в обрабатываемую воду, повышая ее солесодержание. Снижение же концентрации соли в растворе, предпринимаемое ради экономии, увеличивает затраты электроэнергии и расход анодных материалов.

Некоторые эксперты считают, что замена газообразного хлора гипохлоритом натрия или кальция для дезинфекции воды вместо молекулярного хлора не снижает, а значительно увеличивает вероятность образования тригалометанов. Ухудшение качества воды при применении гипохлорита, по их мнению, связано с тем, что процесс образования тригалометанов растянут во времени до нескольких часов, а их количество при прочих равных условиях тем больше, чем больше pH (величина, характеризующая концентрацию ионов водорода). Поэтому наиболее рациональным методом уменьшения побочных продуктов хлорирования является снижение концентрации органических веществ на стадиях очистки воды до хлорирования.

Из физических способов обеззараживания питьевой воды наибольшее распространение получило обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, бактерицидные свойства которых обусловлены действием на клеточный обмен и, особенно, на ферментные системы бактериальной клетки. Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды. Основным недостатком метода является полное отсутствие последействия. Кроме того, этот метод требует больших капитальных вложений, чем хлорирование.

Установлено, что под воздействием больших доз Уф-лучей наблюдается ослабление, а затем прекращение жизнедеятельности микроорганизмов. Такое влияние уф-лучей на микроорганизмы воды носит биохимический характер. Уф-лучи действуют на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, что и обусловливает их гибель. Максимальным бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 254 миллимикрона.

В ультразвуковом поле происходит механическое разрушение бактерий в результате ультразвуковой кавитации. В ходе исследований было показано, что 80% всех разрушений клетки механические, а 20% -- электроакустические. [5]

7. Организация водоснабжения и поения животных

Выбор той или другой системы водоснабжения обосновывается технико- экономическими расчетами. При организации водоснабжения в колхозах и совхозах необходимо учитывать расход воды для хозяйственно питьевых нужд людей, животноводства, растениеводства, предприятий, перерабатывающих сельскохозяйственные продукты и сырье, заправки тракторов, автомашин и. сельскохозяйственных машин и противопожарных целей. [1]

7.1 Централизованное водоснабжение

Централизованная система, когда все точки потребления воды, расположенные на объекте водоснабжения, обслуживаются единым водопроводом.

При такой системе водопровода чаще используются открытые водоемы (реки, озера, водохранилища), а для сельских населенных пунктов, промышленных предприятий, колхозов и совхозов широко используются буровые скважины (артезианские колодцы). Внедрение централизованного (механизированного) водоснабжения является не только хозяйственной, но и санитарной задачей.

Плюсы централизованного водоснабжения:

· снижает стоимость воды

· обеспечивает бесперебойность подачи воды в необходимом количестве

· позволяет лучше организовать санитарный надзор за водоисточниками и качеством воды, а также осуществлять в нужных случаях очистку и обеззараживание воды.

Водопроводы различают самотечные и напорные.

Самотёчные водопроводы. Для их устройства используют ключевые или другие водоисточники, расположенные по рельефу выше территории фермы.

В напорных водопроводах вода из водоисточников, расположенных ниже места ее потребления, движется при помощи насосных установок, действующих от двигателей. [1]

7.2 Децентрализованное водоснабжение

Децентрализованная система, когда каждая точка потребления воды обслуживается своим комплексом водоснабжающих устройств;

Децентрализованное водоснабжение нередко используют в сельской местности. По сравнению с централизованным децентрализованное водоснабжение (особенно немеханизированное) имеет ряд крупных недостатков, заключающихся в увеличении затрат труда на получение и доставку воды, а также в трудностях санитарного контроля за качеством воды и охраной источников от загрязнения. Наиболее часто для получения подземной (грунтовой) воды используют шахтные и трубчатые колодцы, а также ключевые источники.

Шахтные колодцы устраивают для добывания грунтовой воды с глубины не более 30 м. Место для колодца желательно выбирать на расстоянии не ближе 20 м от жилых и животноводческих построек и выше их по уклону, а также возможно дальше от навозохранилищ, жижесборников, уборных и других источников загрязнения, от которых возможен сток загрязненных вод. Колодцы должны устраиваться вне водотоков, где стекают весенние талые и ливневые воды.

По устройству колодцы бывают открытые и закрытые в земле; последние имеют большие санитарные преимущества.

Для подъема воды и подачи ее в места потребления шахтные колодцы оборудуют водоподъемниками и насосами. Лучшим приспособлением для подъема воды из шахтного колодца является насос, который позволяет также и подавать воду к месту потребления. [1]

7.3 Режимы поения животных разных видов

Правильное поение животных - такое же необходимое условие для их жизни, как и правильное кормление. Несвоевременное поение, недопои, перебой в поении и недоброкачественность воды значительно снижают удои коров, привесы откармливаемого скота и настриг шерсти у овец, увеличивают заболеваемость животных и вызывают непроизводительные затраты кормов. Прием воды вызывает в нервной системе животного цепь процессов, которые определяют потребность организма в воде (утоление жажды). В возникновении и устранении жажды огромная роль принадлежит рефлекторным и гуморальным факторам.

При этом под рефлекторным фактором понимается раздражение нервных окончаний начальной части пищеварительного тракта, а под гуморальным - химический состав и физико-химическое состояние крови (И. Н. Журавлев).

Потребность животных в питьевой воде значительно колеблется в зависимости от вида, возраста, продуктивности, условий эксплуатации, метеорологических условий, характера кормления, индивидуальных особенностей животного и от свойств самой потребляемой воды. Так, молодой организм вследствие более интенсивного обмена веществ потребляет воды значительно больше, чем взрослый (в среднем в 2 раза на 1 кг веса). Поэтому, естественно, недостаток в воде губительно отражается не только на росте, но и всем развитии молодняка. Недостаток воды, несмотря на достаточное кормление, задерживает рост. Высокомолочным коровам нужно воды значительно больше, чем маломолочным. Наблюдения показывают, что корова с удоем 12 кг выпивает за сутки 35--40 л воды, а с удоем до 40 кг -- 110 л воды.

Потребность в питьевой воде у лошадей сильно возрастает вовремя эксплуатации, когда повышаются газообмен, обмен веществ и выделение влаги с потом. Например, на сельскохозяйственных работах лошадь весом 450 кг выпивала в сутки до 50 л воды, в дни отдыха -- лишь 25--30 л.

Значительно больше животные потребляют воды при повышении температуры внешней среды. Так, лошадь при 8-часовой работе и температуре воздуха 14 выпивала в сутки в среднем 30--35 л воды, при той же работе и одинаковом кормлении, но при температуре воздуха 21 градус - до 50 л.

Отмечено, что лошади некоторых пород, например арабской, ахалтекинской, карабаирской и киргизской, нуждаются в меньшем количестве воды, чем другие породы, так как они меньше испаряют воду и способны удерживать ее в организме за счет повышенной гидрофильности мышц.

В стенных и полупустынных районах СССР местные породы крупного рогатого скота и овец потребляют воды также несколько меньше установленных норм без снижения продуктивности.

На количество выпиваемой воды существенно влияет и характер кормления животных. Сухой корм, концентраты и минеральные вещества требуют больше воды, а сочные и водянистые -- меньше. Плохое качество питьевой воды также ограничивает потребление ее животными. Например, плохие органолептические свойства воды (мутная, необычного запаха и вкуса) лишают ее способности возбуждать деятельность секреторных аппаратов желудочно-кишечного тракта и при сильной жажде вызывают негативную физиологическую реакцию.

Большое значение при поении имеет температура воды. Одинаково животных нежелательно поить водой холодной (ниже 8--10 ) и теплой (выше 15). Такой воды животные выпивают меньше, чем и необходимо. От очень холодной воды животное охлаждается, у него расстраивается пищеварение, появляются колики, а у беременных животных возможны аборты. От слишком теплой воды животные становятся изнеженными, у них отмечают вялость перистальтики кишечника и запоры. На основании опытных данных и практических наблюдений установлена ориентировочная потребность животных в воде на 1 кг сухого вещества корма (в среднем): лошадей 2--3 л, крупного рогатого скота 4--6, свиней 6--8, овец около 2, молодняка 7--9 л.

...