Исследование обеззараживания осадков бесподстилочного навоза от яиц гельминтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова, Новочеркасск, Российская Федерация

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ОСАДКОВ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ОТ ЯИЦ ГЕЛЬМИНТОВ

УДК 631.862.1

DOI: 10.31774/2222-1816-2019-4-178-187

О.А. Суржко,

К.О. Оковитая

Цель: разработка и усовершенствование способов обеззараживания объектов окружающей среды, в частности осадков бесподстилочного навоза, и изучение влияния температуры среды на яйца аскарид. Материалы и методы. Обработку осадков бесподстилочного навоза, получаемого после реагентного фракционирования 10% раствором известкового молока до pH 11 с последующим снижением pH до 7 суспензией двойного суперфосфата и гравитационным отстаиванием в течение 20 мин, проводили при температурах минус 5; 0; +5; +15 °С с экспозицией 5 сут. Результаты. Установлен эффект дегельминтизации осадков при использовании препаратов «Б» и «Т» (получены из проростков картофеля и тыквы), получаемый при температурах 20-25 °С. После воздействия препарата на осадок при плюсовых температурах развитие яиц, помещенных в благоприятные условия, происходит быстрее: при +15 °С до стадии личинки, в контроле - морулы. При температурах минус 5 и 0 °С через 20 сут экспозиции яиц в благоприятных условиях процент погибших яиц составляет 70-71 %, при температурах +5 и +15 °С - 87-97 %. Выводы: анализ экспериментальных результатов позволяет сделать вывод, что увеличение температуры, при которой проводили обработку растительными препаратами осадков бесподстилочного навоза, получаемого после реагентного его фракционирования, приводит к увеличению процента погибших яиц аскариды. Доказано, что выявленные растительные препараты оказывают овицидное действие независимо от температуры окружающей среды. Разработана технологическая схема дегельминтизации осадка (45 мі/сут), полученного после реагентного фракционирования бесподстилочного навоза, препаратами «Б» и «Т», дана оценка ее по критериям наилучших доступных технологий.

Ключевые слова: обеззараживание; бесподстилочный навоз; яйца гельминтов; препараты растительного происхождения; схема дегельминтизации.

Aim: development and improvement of disinfection methods of environmental objects, in particular liquid manure sediment and the study of environmental temperature impact on roundworm eggs. Materials and methods. The treatment of sediment of liquid manure obtained after reagent fractionation with a 10% solution of lime milk to pH 11, with further decrease of pH to 7 with a suspension of double superphosphate and gravity settling for 20 min, was carried out at temperatures minus 5; 0; +5; +15 ° С with an exposure of 5 days. Results. The effect of sludge deworming obtained at temperatures of 20-25 °С using preparations “B” and “T” (obtained from potato and pumpkin sprouts) was determined. An analysis of the experimental results allows to conclude that an increase of temperature at which the treatment of liquid manure sludge by plant preparations was performed after its reagent fractionation, leads to an increase in the percentage of dead roundworm eggs. After the preparation exposure on sludge at the above-zero-temperatures, the eggs placed into favorable conditions develop faster: at +15 °С to the larval stage, under control - morula. At temperatures minus 5 and 0 °С, after 20 days of egg exposure under favorable conditions the percentage of dead eggs is 70-71 %, at temperatures +5 and +15 °С it is 87-97 %. Conclusions: an analysis of the experimental results allows to conclude that the temperature rise at which the treatment of sediments of liquid manure obtained after its reagent fractionation with plant preparations is done leads to an increase in dead roundworm eggs percentage. It is proved that the identified plant preparations have an ovicidal effect regardless of the ambient temperature. A technological scheme for the sludge deworming (45 mі/day) obtained after reagent fractionation of liquid manure with B and T preparations was developed, its assessment by the criteria of the best available technologies was made.

Key words: disinfection; liquid manure; worm eggs; plant preparations; dehelminthisation scheme.

растительный препарат обеззараживание яйца аскарид

Введение

Биологическая очистка высококонцентрированных по патогенным микроорганизмам и яйцам гельминтов сточных вод является недостаточно эффективной даже для последующего использования очищенных вод на земледельческих полях орошения. Из таких сточных вод целесообразно выделять ценные для сельскохозяйственных угодий элементы, такие как азот, фосфор, калий, а очищенную воду использовать для удобрительных поливов.

Известные способы обеззараживания пены из электрофлотокоагуляционной установки и осадков бесподстилочного навоза - физические, механические - являются малорентабельными и недостаточно эффективными, а химические средства дезинвазии имеют негативные экологические последствия для природных ассоциаций, и некоторые из них запрещены в РФ. Внесение таких осадков в качестве удобрений в почву представляет угрозу загрязнения ее химическими соединениями, что, в свою очередь, может ухудшить качество подземных вод и биогеоценозы почв.

В связи с этим становится очевидна актуальность и своевременность изыскания новых средств и разработки способов дегельминтизации осадков бесподстилочного навоза с помощью экологически безопасных препаратов растительного происхождения [1, 2]. Известен новый препарат «Бингсти», изготовленный из сухих проростков картофеля, применяемый в микродозах, но он обеспечивает дегельминтизацию только хозяйственно-бытовых сточных вод и их осадков [3].

О влиянии температуры на сроки развития и жизнеспособность яиц гельминтов, находящихся в различных средах, имеются многочисленные литературные данные. Определена температурная ниша в интервале от 17 до 30 °С, в которой скорость развития яиц гельминтов прямо пропорциональна температуре нагрева среды. Температуры выше 30 °С яйцами гельминтов переносятся хуже, чем температуры ниже 17 °С, а при 55-60 °С яйца гибнут. К действию низких температур яйца аскарид более устойчивы, чем яйца других гельминтов. Замораживание несегментированных и зрелых яиц при температуре от минус 1 до минус 5 °С в течение 3 месяцев несколько задерживает темпы последующего превращения яиц. Яйца, находящиеся на более поздних стадиях развития, почти все погибают, а оставшиеся живыми очень медленно завершают переход к личиночной стадии. При снижении температуры до минус 25 °С яйца аскарид гибнут через 27 сут, незрелые же яйца выживают в течение 40 сут. Температурные условия отражаются на скорости потребления жира развивающимися и сформированными личинками внутри яиц. С уменьшением запасов жира снижается инвазионная способность аскарид. Именно жировые запасы в теле личинок аскарид могут служить показателем сроков пребывания их во внешней среде.

Методика

Обработку осадков бесподстилочного навоза, получаемого после реагентного фракционирования 10% раствором известкового молока до pH 11 с последующим снижением pH до 7 суспензией двойного суперфосфата и гравитационным отстаиванием в течение 20 мин, проводили при температурах минус 5; 0; +5; +15 °С с экспозицией 5 сут. Осадок с концентрацией (кг/м³) по сухому остатку 52, влажностью 95,1 % обладал удельным сопротивлением 49,5?10¹⁰ см/г. По истечении 5 сут яйца аскарид, которые вводились в осадок в количестве 600-800 экз. в каждом опыте, находились на стадии бластомера. Они подверглись действию исследуемых препаратов, для чего их помещали в благоприятные условия развития. Яйца отмывали, помещали на мембранные фильтры, в чашках Петри ставили в термостат при температуре 35-37 °С. На фильтрах яйца периодически увлажняли. Контроль за последующим развитием и жизнеспособностью яиц осуществляли каждые 10 сут в течение 40 дней. Контролем служили яйца аскариды, находившиеся в осадке 5 сут при температурах опыта (минус 5 - плюс 15 °С) и также помещенные в благоприятные условия.

Результаты исследования

Анализ экспериментальных результатов позволяет сделать вывод, что увеличение температуры, при которой проводили обработку растительными препаратами осадков бесподстилочного навоза, получаемого после реагентного его фракционирования, приводит к увеличению процента погибших яиц аскариды. После воздействия препарата на осадок при плюсовых температурах развитие яиц, помещенных в благоприятные условия, происходит быстрее: при +15 °С до стадии личинки, в контроле - морулы. При температурах минус 5 и 0 °С через 20 сут экспозиции яиц в благоприятных условиях процент погибших яиц составляет 70-71 %, при температурах +5 и +15 °С - 87-97 %. При сроках наблюдения 30-40 сут отмечаем видимую гибель яиц после воздействия препаратов на осадок при всех температурах, причем определить стадии, на которых наступила гибель яиц, затруднительно, так как основная масса яиц была деформирована. Результаты, полученные при сроках наблюдения 20-40 сут, позволяют сделать предположение о том, что гибель яиц началась на клеточном уровне в ранние сроки, в течение которых яйца гибнут на стадии морулы. При температуре +15 °С наблюдаем стимулирующий эффект действия препаратов и яйца гибнут на стадии личинки (таблица 1). Процесс дегельминтизации осадков бесподстилочного навоза мало подвержен влиянию температурного фактора, что облегчает технологическую эксплуатацию при внедрении этого способа дезинвазии в практику.

Таблица 1 - Результаты опытов по изучению влияния температуры на овицидный эффект с учетом особенностей развития и гибели яиц гельминтов

Необходимо отметить, что с января 2020 г. не допускается выдача разрешения на ввод в эксплуатацию объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду, если на нем применяются технологические процессы с технологическими показателями, превышающими технологические показатели наилучших доступных технологий [4]. Однако мероприятия по обеспечению перехода различных министерств и ведомств на принципы наилучших доступных технологий до сих пор не носят системного характера, они представляют собой компромисс между возможностями промышленности и требованиями в области природопользования.

Разработана схема обеззараживания от яиц гельминтов для свинокомплекса на 4 тыс. голов с суточным расходом бесподстилочного навоза 45 м³ (рисунок 1). Карантинные емкости рассчитаны из условия, что объем осадка равен 56 % от расхода, поступающего на реагентное фракционирование жидкого навоза. Технология дегельминтизации предусматривает время экспозиции препарата «Б» 3 сут, препарата «Т» - 2 сут. Количество карантинных емкостей первой ступени 3 для удобства эксплуатации соответствует времени экспозиции препарата «Б».

1 - промежуточная накопительная емкость; 2 - дозатор препарата «Б»; 3 - карантинные емкости V = 60 м³; 4 - дозатор препарата «Т»; 5 - карантинные емкости V = 90 м³

Рисунок 1 - Схема дегельминтизации осадков
сточных вод свинокомплексов

Объем емкостей второй ступени 5 обеспечивает необходимое время контакта с препаратом «Т». С учетом вязкости обрабатываемого осадка днища емкостей должны устраиваться с уклоном не менее 60°. Осадок, обработанный растительными препаратами «Б» и «Т», удовлетворяет требованиям к паразитологическим показателям качества (менее 1 в 1 дм³) и рекомендуется для удобрения сельхозугодий.

Биологический способ обеззараживания с высоким содержанием Ascaris suum, разработанный авторами, можно отнести к зеленой технологии. Для обеззараживания применяют растительные препараты в гомеопатических дозах, не влияющих на биоценозы окружающей среды. При пересчете на промышленные объемы первый препарат возможно применять в дозировке 1,0-0,1 г/м³ с последующим добавлением через 3 сут препарата, изготовленного из проростков тыквы, при норме его расхода 0,1 г/м³. Полученные дозы соответствуют рекомендациям СанПиН 3.2.3215-14 «Профилактика паразитарных болезней на территории РФ» по применению овицидного препарата «Пуролат Бингсти». В течение 2 сут их совместного действия происходит дегельминтизация животноводческих стоков. Препараты растительного происхождения, производство которых не влияет на окружающую среду, оказывают обеззараживающее действие на Ascaris suum в сточных водах свиноводческих комплексов. Работа авторов защищена патентами РФ [5, 6]. Выполненное экспериментальное исследование соответствуют направлению ресурсосбережения, так как обеззараженный осадок может использоваться в качестве органического удобрения [7]. Необходимо отметить, что применяемое до сих пор безреагентное обеззараживание осадков сточных вод трудно отнести к наилучшим доступным технологиям применительно к осадкам бесподстилочного навоза [8]. Для глубокой санитарно-паразитологической и экономической оценки разработанного метода обеззараживания необходимо использовать современные российские и зарубежные методики [9, 10]. В данной статье не рассматривались экономические показатели производства изученного овицидного препарата.

Выводы

Экспериментально исследована эффективность обеззараживания осадков бесподстилочного навоза от яиц гельминтов препаратами, изготовленными из проростков картофеля и тыквы. Исследование влияния температуры на эффективность действия биопрепаратов показало, что процесс дегельминтизации мало подвержен влиянию температурного фактора. Предложена технологическая схема биологического обеззараживания осадков бесподстилочного навоза свинокомплексов от Ascaris suum. Обеззараживание не требует энергетических затрат и по большинству критериев наилучших доступных технологий удовлетворяет природоохранным требованиям.

Список использованных источников

1 Оковитая, К. О. Биологический способ обеззараживания сточных вод свиноводческих комплексов / К. О. Оковитая, О. А. Суржко // Инженерный вестник Дона [Электронный ресурс]. - 2018. - № 3. - Режим доступа: http:ivdon.ru/ru/magazine/ar-chive/n3y2018/5115.

2 Суржко, О. А. Эффективность очистки сточных вод свинокомплексов от патогенных энтеробактерий и биогенных элементов на сооружениях биологической очистки / О. А. Суржко, С. В. Головина; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск, 1999. - 7 с.

3 Грибова, О. А. Овицидный препарат «БИНГСТИ» для дегельминтизации сточных вод и осадка / О. А. Грибова, М. Ю. Серегин, Н. С. Серпокрылов // Водоснабжение и санитарная техника. - 2009. - № 2. - С. 62-66.

4 О внесении изменений в Федеральный закон «Об отходах производства и потребления», отдельные законодательные акты Российской Федерации и признании утратившими силу отдельных законодательных актов (положений законодательных актов) Российской Федерации: Федеральный закон от 29 декабря 2014 г. № 458-ФЗ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:consultant.ru/document/cons_doc_LAW_
172948/, 2018.

5 Пат. 2338693 Российская Федерация, МПК C 02 F 1/48, C 02 F 103/20. Способ дегельминтизации осадков животноводческих стоков / Суржко О. А., Оковитая О. О.; патентообладатели Суржко О. А., Оковитая О. О. - № 2006141406/15; заявл. 23.11.06; опубл. 20.11.08, Бюл. № 32. - 5 с.

6 Пат. 2338694 Российская Федерация, МПК C 02 F 1/48, C 02 F 103/20. Способ дегельминтизации животноводческих стоков / Суржко О. А., Оковитая О. О.; патентообладатели Суржко О. А., Оковитая О. О. - № 2006141407/15; заявл. 23.11.06; опубл. 20.11.08, Бюл. № 32. - 5 с.

7 Домашенко, Ю. Е. Ресурсосберегающие технологии по подготовке животноводческих стоков для орошения сельскохозяйственных культур / Ю. Е. Домашенко, С. М. Васильев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета [Электронный ресурс]. - 2015. - № 106. - С. 568-579. - Режим доступа: http:ej.kubagro.ru/2015/02/pdf/35.pdf.

8 Игнатенко, А. В. Безреагентное обеззараживание и контроль биобезопасности осадков сточных вод / А. В. Игнатенко // Труды БГТУ. Серия 2. Химические технологии, биотехнология, геоэкология. - 2017. - № 1. - С. 102-105.

9 Сафиуллин, Р. Т. Санитарно-паразитологическая и экономическая оценка методов обеззараживания стоков и навоза на свинокомплексах / Р. Т. Сафиуллин, П. В. Новиков // Российский паразитологический журнал. - 2016. - № 3. - С. 385-402.

10 Игнатенко, А. В. Деконтаминация осадков сточных вод и методы ее контроля / А. В. Игнатенко // Труды БГТУ. Серия 2. Химические технологии, биотехнология, геоэкология. - 2016. - № 4. - С. 210-213.

Размещено на Allbest.ru