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Immunology and Infection

为控制牲畜传染病爆发Biocontained胴体堆肥

doi: 10.3791/1946 Published: May 6, 2010

Summary

使用现成的材料,这个biocontained堆肥系统可以有效的现场处置,在传染病爆发时所产生的大型动物尸体。此过程杀害尸体和被污染的粪便中传染性最强的代理商。一旦证实病原体的非可行的,成熟的堆肥可作为肥料传播。

Abstract

集约化畜禽养殖生产系统特别容易受到自然或故意(生物恐怖)传染病暴发。安置一个封闭区域内的动物数量大,使整个牛群最传染性病原体的迅速传播。迅速遏制控制任何传染病爆发的关键,因此,销毁往往是承诺,以防止一个较大的牲畜存栏数的病原体的传播。在这种情况下,大量的牲畜尸体和被污染的粪便产生的要求迅速处置。

堆肥适合自己感染尸体的快速反应处置方法以及粪便和土壤可能含有传染性病原体的。我们设计了一个包含生物的死亡率堆肥过程和牛组织退化和失活的微生物测试其疗效。我们使用由本地农​​场供应商店的农场提供的材料或购买的,以便该系统可以在疾病暴发的网站实施。在这项研究中,温度超过55℃超​​过一个月,并在植入肉牛尸体和粪便,在14天的堆肥灭活传染性病原体的彗星。经过147天,尸体几乎完全降解。剩下的几个长骨的进一步开放windrows额外堆肥周期退化,最终成熟堆肥适用于土地申请。

重复堆肥结构(最终尺寸25米× 5米× 2.4米,长x宽x高)利用大麦秸秆捆,用沉重的黑色青贮塑料布内衬。每一个被加载的松散的秸秆,壳和粪便共计〜95,000公斤。一个松散的大麦秸秆40厘米的基础层被放置在每一个沙坑,将被放置16个育肥牛的死亡率(平均体重343公斤),间距约0.5米的横向对齐对于被动的曝气,灵活的,穿孔的塑料排水管材(直径15厘米)的长度放在相邻的尸体,扩大垂直两侧墙壁内,虽然塑料传递给外部的两端。湿润曝气饲养场粪便(约1.6米深)掩体的顶部覆盖的尸体。塑料折叠过的顶部和密封用胶带建立遏制障碍和8个通气口(50 × 50 × 15厘米),分别置于顶部上的每个结构,促进被动曝气。经过147天,堆肥材料的数量和质量的损失平均为39.8%和23.7%,分别在每个结构。

Protocol

重复的堆肥结构构造莱斯布里奇研究中心,加拿大阿尔伯塔省莱斯布里奇(法改会)(图1)。大长方形大麦秸秆捆(260 × 120 × 80厘米,长x宽x高)的墙壁,地板(100 × 40 × 45厘米)的小捆。大包面向墙壁,使120厘米厚,其中最大壁稳定和保温。形成地上的小捆麻线运行水平,最大限度地泄漏事件的吸收,产生了45厘米厚的地板为导向。结构的外形尺寸为25米× 5米× 2.4米;长x宽x高)。施工现场有一个约1斜坡和结构导向,以鼓励渗滤液的流向,我们的实验评估中插入的取样口。潮湿的饲养场粪便处理通过粪便吊具和遏制结构施工前24小时打桩的混合和曝气。

堆肥碉堡林立的沉重的黑色/白色塑料农膜常用青贮桩。遗留在每个方向的顶部有足够的盈余,使最终的折叠式和沙坑内的堆肥床的密封。要打击环境微风,轮胎被用于重量在沙坑中的塑料,稻草,直到被加载,但这些被拆除前的尸体被放在。一旦安装渗滤液采样端口(仅用于实验采样),宽松的大麦秸秆加入到遏制生物结构,形成一个约40厘米厚的基础层。这是通过提供与前端装载机单轮罢了,和手动分发秸秆沿沙坑的长度。

16个育肥牛的死亡率分别放置到稻草床。这些人在附近的商业饲养场以前的48小时内死亡的牛,大多数屈服于牛呼吸系统疾病。尸堆肥仓(图1),与壳之间约0.5米的空间内横向对齐。提供被动曝气,穿孔灵活的塑料排水管材(直径15厘米)的长度下岗相邻壳,嵌入内的松散稻草基地。油管的两端分别延伸超出了掩体的顶部沿侧面墙壁垂直定向,并在地方举行临时使用的轮胎,过去的墙壁上表面延伸。

预空调饲养场粪便掩体到1.6米的最终深度覆盖的尸体被装入粪便是装在侧墙的沙坑,从对其他结构的一端移动。下面描述的示例检索金字塔内的粪便层定位在这个阶段,在其规定的深度。一旦充满了沙坑,塑料布被折叠过的堆粪的顶部和穿孔管的两端分别通过它,使他们位于外部的包装。塑料是用胶带密封,建立一个遏制各地的秸秆,动物尸体和粪便屏障。八通气口(50 × 50 × 15厘米),放置在每个结构的顶部促进被动曝气,T形连接器连接到每个穿孔管的长度,促进空气流通管。

在这项试验研究,堆肥结构的实验修订被纳入,使在静态堆肥过程中的病原体灭活的调查和组织退化。组织和组织重量或微生物枚举预量化的微生物样本,热密封尼龙样品袋(5 × 9厘米; 50微米孔径),并打包成专门的金字塔形的钢笼,被指定为贝克检索金字塔(BRP)的1。这些金字塔是不严重损害遏制或在一个BRP,八袋(各8个样品类型),改变堆肥过程中的动态的情况下,使他们在堆肥过程中的检索,从堆肥的时间间隔矩阵嵌入在相同的粪便被用来填补了沙坑,安排,使每个袋子被包围在另一个直接接触粪便和无袋。农家肥袋充满BRPs日志链的长度和深度在80厘米和160厘米堆肥矩阵内暂停。链固定木棍每隔1.5米(图1)跨越沙坑。摆在每一个BRP的T型热电偶沿链外部堆肥结构定位数据记录仪还可以运行。在指定的时间间隔,BRPs被撤销垂直从一步步地使用堆肥来沿电缆拉拔,保鲜膜重新密封。在艾伯塔南部的自然气候干旱,降雨量少收到,在T他的时期,但保鲜膜和堆肥材料的圆顶形状,有效地促进秸秆沙坑壁吸收侧向径流。

Discussion

静态堆肥后147天,总质量,干物质(DM),有机物,总碳和总氮的损失分别为23.7,35.6,52.9,49.6,和41.4%, 分别为2。在每一个结构,材料的体积堆肥从118下降到71 立方米 。牛组织分解监测列为脑>蹄>骨。只有7天的堆肥后,90%的脑组织的DM进行了分解,分解堆肥内56 ð和80%的蹄DM。 14天之内实现完全丧失生存能力大肠杆菌 O157:H7和新城疫。

集约化畜禽养殖生产系统特别容易受到自然或故意传染病疫情。房屋密闭区域内大量的动物,引起整个人口的迅速传播的传染性最强的代理商。遏制是控制任何传染病爆发的关键,从而销毁经常被使用作为防止传染性病原体的传播,以较大的牲畜存栏数的一种手段。销毁大量牲畜尸体和被污染的粪便需要快速处置方案结果。堆肥适合自己感染尸体的快速反应处置方法以及粪便和土壤可能含有传染性病原体的。我们可以在疾病暴发的网站进行概述了堆肥过程,使用的材料很容易在农场或从本地农场供应商店。在我们的研究中,肉牛的尸体和粪便的传染性病原体灭活在14天的堆肥,堆肥的温度超过55 ° C超过一个月。渗滤液的产量极低,容易因吸水性质的松散稻草基础层,我们开始在堆肥优化的DM内容。共有渗滤液产量均小于3 PPM(即<300克每结构)的初始堆肥质量。大肠菌群检出的渗滤液高达5.8 LOG10 CFU / ml为14天,但没有经过101天的堆肥检测。经过147天,牛的尸体几乎完全被辨认,只有少数的长骨退化。骨头退化的进一步期间的额外开料堆堆肥周期biocontained结构被打开后,产生最终的成熟堆肥适用于土地申请。

总之,堆肥创造条件,目前大多数病原微生物生存的重大挑战。细菌,原生动物和病毒迅速灭活高的温度,碱度,高蛋白酶和核酸内堆肥的活动。成功的这种成熟的育肥牛的尸体分解表明,这种静态堆肥处理程序将适用于所有常见的牲畜。但是,必须小心,以确保最佳的碳:氮比率和水分含量是为了要达到的微生物杀死条件。病原体本质上更耐热,如细菌,形成孢子(如炭疽),或那些不寻常的顽抗,如朊病毒,可能仍然堆肥后感染。在我们的实验室目前正在进行研究,以澄清在堆肥过程中微生物的这些类型的命运。

图1
图1。图解堆肥的生物安全系统,包括稻草墙壁和地板,塑料布的外壳,松散的秸秆基地,牛的尸体,粪便,穿孔的塑料通风管,通风口,以及实验修正案(渗滤液端口,样本检索金字塔和温度传感器。(一)横向视图(横截面),(二)纵向视图(删除侧墙)。所有尺寸都是从徐等人(2009)2厘米。

Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgments

这个项目是与化学,生物,放射性和核(CBRN)研究与技术倡议(CRTI)加拿大食品检验局,以及艾伯塔省朊病毒研究所的资助下进行的。中国国家自然科学基金会提供一个W.徐奖学金(第30620120430号)。布兰特贝克​​和弗雷德范海尔克,以及露丝巴比,丽莎Kalischuk Tymensen,安德鲁奥尔森,洛娜Selinger,杰夫Wallins Homayoun Zahiroddini作者感谢他们的技术援助。

References

  1. Reuter, T. A simple method for temporal collection of tissue and microbial samples from static composting systems. Canadian Biosystems Engineering. 50, 6.17-6.20 (2008).
  2. Xu, W. A biosecure composting system for disposal of cattle carcasses and manure following infectious disease outbreak. J. Environ. Qual. 38, 437-450 (2009).
为控制牲畜传染病爆发Biocontained胴体堆肥
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Reuter, T., Xu, W., Alexander, T. W., Gilroyed, B. H., Inglis, G. D., Larney, F. J., Stanford, K., McAllister, T. A. Biocontained Carcass Composting for Control of Infectious Disease Outbreak in Livestock. J. Vis. Exp. (39), e1946, doi:10.3791/1946 (2010).More

Reuter, T., Xu, W., Alexander, T. W., Gilroyed, B. H., Inglis, G. D., Larney, F. J., Stanford, K., McAllister, T. A. Biocontained Carcass Composting for Control of Infectious Disease Outbreak in Livestock. J. Vis. Exp. (39), e1946, doi:10.3791/1946 (2010).

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