Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Biocontained Компостирование Carcass по контролю за инфекционными вспышки заболевания в животноводстве

doi: 10.3791/1946 Published: May 6, 2010

Summary

Использование подручных материалов, это biocontained системы компостирования позволяет эффективно на месте распоряжении большие туши животных, возникающие в случае инфекционной вспышки заболевания. Эта процедура убивает большинство возбудителей инфекции в тушах и загрязненной навозом. Как только инфекционного агента подтверждается нежизнеспособных, зрелый компост может распространяться в качестве удобрения.

Abstract

Интенсивные системы производства продукции животноводства, особенно уязвимы к физическим или преднамеренного (биотерроризма) вспышек инфекционных заболеваний. Большое количество животных размещается в ограниченном пространстве дает возможность быстрого распространения большинства инфекционных агентов по всему стаду. Быстрое сдерживание является ключом к контролю над любой инфекционной вспышки болезни, таким образом, депопуляция часто проводится для предотвращения распространения возбудителя больше поголовья скота. В то обстоятельство, большое количество скота туш и загрязненной навозом генерируются, которые требуют быстрого удаления.

Компостирование предоставляет себя в качестве быстрого реагирования метода удаления зараженных туш, а также навоза и почвы, которые могут содержать возбудителей инфекции. Мы разработали био-, содержащихся смертности компостирования процедуры и испытания его эффективности на говядину деградации тканей и микробной дезактивации. Мы использовали материалы, доступные на ферме или покупается из местных магазинов поставки фермы для того, что система может быть реализована на месте вспышки заболевания. В этом исследовании, температура превысила 55 ° С в течение более одного месяца и инфекционных агентов, имплантированных в мясного скота туш и навоза инактивированной в течение 14 дней компостирования. После 147 дней, туши были почти полностью деградировали. Несколько длинных костей остальные были дополнительно деградированных с дополнительным циклом компостирование в открытых валков и окончательного зрелого компоста был пригоден для внесения в почву.

Дубликат компоста структур (окончательные размеры 25 м х 5 м х 2,4 м; Д х Ш х В) были построены с использованием тюков соломы и ячменя подбитые тяжелые черные пластиковые пленки силоса. Каждый был загружен с рыхлой соломы, навоза и туши общим ~ 95000 кг. 40-см в основании слой рыхлой соломы ячмень был помещен в каждом бункере, на которую были помещены 16 загоне скота смертности (средний вес 343 кг) выравниваются поперек на расстоянии примерно 0,5 м. Для пассивной аэрации, длины гибкой, перфорированные трубы дренажные пластиковые (15 см в диаметре) были размещены между соседними туши, расширяя вертикально вдоль стен как внутри, так и с концами, хотя прошло пластика снаружи. Туши были наложены с влажными газированные навоза загоне (~ 1,6 м глубиной) в верхнюю часть бункера. Пластиковые сложилась на верхнюю и опечатаны лентой, чтобы установить сдерживания барьер и восемь аэрации отверстия (50 х 50 х 15 см) были размещены на верхней части каждой структуры для содействия пассивной аэрации. После 147 дней, потери объема и массы компост материалов усредненные 39,8% и 23,7% соответственно, в каждой структуре.

Protocol

Повторяющиеся структуры компоста были построены в Lethbridge научно-исследовательский центр (LRC) в Летбридж, Альберта, Канада (рис. 1). Большие прямоугольные тюки соломы ячменя (260 х 120 х 80 см; Д х Ш х В) были использованы для стен и небольшие тюки (100 х 40 х 45 см) для пола. Большие тюки были ориентированы так, стены 120 см, который максимально стене стабильности и тепла хранения. Небольшие тюки формирования пола были ориентированы с бечевкой работает горизонтально, чтобы максимизировать абсорбцию в случае утечки, уступая пола 45 см толщиной. Габаритные размеры структур 25 м х 5 м х 2,4 м; Д х Ш х В). Строительная площадка была склоне около 1, и структур, ориентированных на поощрение поток фильтрата к порту отбора пробы, что мы вставили для экспериментальной оценки. Влажный навоза загоне было смешанным и газированные путем обработки через навозоразбрасыватель и укладки в течение 24 ч до начала строительства защитной структуры.

Компоста бункеры были подбитые тяжелые черные / белые пластиковые покрытия широко используются для покрытия силоса свай. Достаточный избыток остался сверху в каждом направлении, с тем чтобы возможные откидной и герметизации компоста кровати в бункере. Для борьбы с окружающей ветерок, шины были использованы для веса пластика в бункере, пока солома была загружена, но они были удалены до туши делается. Как только порт фильтрата выборки (необходимые для экспериментальной выборки только) было установлено, рыхлой соломы ячмень был добавлен в био-конструкции защитной оболочки для формирования базового слоя около 40 см толщиной. Это было достигнуто за счет предоставления одного раунда тюков с фронтальным погрузчиком конца, и вручную распределение соломы по всей длине бункера.

Шестнадцать загоне скота смертности были размещены на соломенной постели. Это были скот, который умер в течение предыдущих 48 часов в соседнем коммерческих откормочных площадок, большинство имеющих поддался бычьего респираторного заболевания. Туши были приведены в соответствие поперечно в пределах компостирования бункера (рис. 1), пространство около 0,5 м между туш. Для обеспечения пассивной аэрации, длины шлангов перфорированные дренажные пластиковые (15 см в диаметре) были заложены между соседними туш, встроенные в свободную базу соломы. Концы трубки были направлены вертикально вдоль боковых стен, выходящие за верхнюю часть бункера, и удерживается на месте временного использования шин расширения прошлом верхней поверхности стен.

Предварительно с кондиционером загоне навоз загружается в бункеры для покрытия туши для окончательной глубины 1,6 м. Навоз был загружен на боковой стенке бункера, двигаясь от одного конца структуры к другой. Образец поиска пирамид, описанных ниже были расположены на их предписано глубин в навоз слоем на этой стадии. Как только бункер был заполнен, полиэтиленовая пленка была сложена поверх свалили навоз и концы перфорированные трубы были пропущены через его так, чтобы они были расположены на внешней оберткой. Пластиковые была предрешена с помощью ленты для создания сдерживания барьер вокруг соломой, туши и навоза. Восемь аэрации отверстия (50 х 50 х 15 см) были размещены на верхней части каждой структуры для содействия пассивной аэрации, и Т-образные разъемы были прикреплены к каждому концу длины перфорированные трубы для содействия поток воздуха вниз, в трубах.

В этом пилотном исследовании, экспериментальные поправки к компоста структур были включены в исследование включить инактивации болезнетворных микроорганизмов и тканей деградации во время статический процесс компостирования. Тканей и микробной образцы предварительно количественно по весу ткани или микробные перечисления были термосварного в нейлоновые мешки образца (5 х 9 см, 50 мкм, размер пор), и упаковывается в специализированные клетки стали пирамидальными, обозначенный как Бейкер Пирамиды поиска (BRP) 1. Эти пирамиды были разработаны для обеспечения возможности их восстановления из компоста матрица с интервалами в течение процесса компостирования без серьезного ущерба для сдерживания или изменения динамики процесса компостирования В BRP, восемь мешков (по одному из восьми типов выборки) были встроены в том же навоза , который был использован для заполнения бункера, устроены так, что каждый мешок был окружен навоза и не мешки были в непосредственном контакте друг с другом. Навоз и мешок заполненный BRPs были прикреплены к длине цепи и регистрация приостановлена ​​на глубине 80 см и 160 см в компост матрицы. Цепи были прикреплены к деревянных столбов охватывающих бункеров на 1,5-м интервалам (рис. 1). Т-тип термопары помещается в каждом BRP также проходят по цепи, чтобы регистратор данных расположена с внешней стороны компоста структуры. На заданные промежутки времени, BRPs были выведены вертикально от компоста использованием усилили поступления по кабелю съемник и полиэтиленовой пленкой был вновь запечатан. В естественно засушливый климат южной Альберты, мало осадков было получено во время тего период, но полиэтиленовой пленкой и куполообразные формы компостирования материала были эффективны для продвижения бокового стока быть поглощенным стены соломой бункере.

Discussion

После 147 дней статических компостирования, убытки от общей массы, сухого вещества (СВ), органические вещества, общего углерода и общего азота были 23,7, 35,6, 52,9, 49,6 и 41,4% соответственно 2. В каждой структуре, объем материалов компост снизилась с 118 до 71 м 3. Разложение бычьих тканей мониторинг оценивается как мозг> копыта кости>. После всего лишь 7 дней с момента компостирования,> 90% мозговой ткани DM были разложены, и 80% копыта немецких марок были разложены в течение 56 сут компостирования. Полная потеря жизнеспособности кишечной палочки O157: H7 и болезнь Ньюкасла была достигнута в течение 14 дней.

Интенсивные системы производства продукции животноводства, особенно уязвимы к физическим или преднамеренное вспышек инфекционных заболеваний. Жилищный большое количество животных в ограниченном пространстве порождает большинство инфекционных агентов распространения быстро для всего населения. Сдерживание ключ к контролю над любой инфекционной вспышки болезни, таким образом, депопуляция часто используется в качестве средства предотвращения распространения инфекционных агентов, чтобы больше поголовья скота. Депопуляции сценарий результатов в большом количестве скота туш и загрязненные навозом, требующих быстрого удаления. Компостирование предоставляет себя в качестве быстрого реагирования метода удаления зараженных туш, а также навоза и почвы, которые могут содержать возбудителей инфекции. Мы выделяем компостирования процедура, которая может быть проведена на месте вспышки заболевания, используя материалы доступны на ферме или из местных ферм складов. В нашем исследовании, инфекционных агентов, связанных с мясного скота туш и навоза инактивированной в течение 14 дней компостирования компост температура превышала 55 ° С в течение более одного месяца. Производство фильтрата была крайне низкой, вероятно, из-за абсорбирующих характер рыхлым слоем соломы и база нашего оптимизировав DM содержания при начале компостирования. Всего выход фильтрата были меньше, чем 3 промилле начальной массы компоста (т.е. <300 г на структуру). Колиформы были обнаружены в фильтрата со скоростью до 5,8 log10 КОЕ / мл в 14 дней, но не были обнаружены после 101 дней компостирования. После 147 дней, туш крупного рогатого скота были почти полностью деградировали и только несколько длинных костей быть узнаваемым. Кости были деградировали далее в течение дополнительных открытых валка компостирования цикла после biocontained структуры были открыты, что дает окончательного зрелого компоста подходит для внесения в почву.

В заключение, компостирование создает условия, которые представляют существенную проблему для выживания большинства патогенных микроорганизмов. Бесплатный бактерии, простейшие и вирусы быстро инактивируется высокой температуры, щелочности и высоком протеазы и нуклеазы деятельности в компост. Этот успешный разложения зрелых загоне скота, указывает, что это статическая процедура распоряжения компостирования будут пригодны для всех распространенных скота. Следует проявлять осторожность, однако, чтобы оптимальным углерод: азот отношения и уровень влажности присутствуют для того, чтобы убивать микробные условия должны быть достигнуты. Патогенные изначально более термостойкими, таких как бактерии, которые образуют споры (например, сибирская язва), или те, которые необычно непокорных, такие, как прионы, могут остаться инфекционной после компостирования. Исследования, направленные на выяснение судьбы этих видов микроорганизмов в течение процесса компостирования В настоящее время проводятся в нашей лаборатории.

Рисунок 1
Рисунок 1. Схематическое изображение biosecure системы компоста включающий солома тюк стены и пол, пластиковый корпус пленка, свободная база соломой, крупного рогатого скота туши, навоз, перфорированные трубы вентиляции пластика, а вентиляционные отверстия, а также экспериментальные поправки (фильтрата порт, образец поиска пирамид и датчиков температуры. () Поперечная зрения (сечение). (B) Продольные зрения (боковая стенка удалена). Все размеры в сантиметрах. С Сюй и соавт. (2009) 2

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

Acknowledgments

Этот проект был проведен при финансовой поддержке химической, биологической, радиологической и ядерной (ХБРЯ) исследований и технологий инициатива (CRTI) из Канадского агентства по инспекции пищевых продуктов, и прионных Альберта научно-исследовательского института. Национальный природный фонд науки Китай выделил стипендии (№ 30620120430), чтобы В. Сюй. Авторы выражают благодарность Брант Бейкер и Фред Ван Херк, а также Рут Барбьери, Лиза Kalischuk-Tymensen, Эндрю Олсон, Лорна Селинджер, Джефф Wallins и Homayoun Zahiroddini за их техническую помощь.

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).
Biocontained Компостирование Carcass по контролю за инфекционными вспышки заболевания в животноводстве
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter