Hayvancılık Bulaşıcı Hastalık Salgın Kontrol Biocontained Karkas Kompostlama

Video, federal hükümetin CRTI programı ve Alberta Tarım Bakanlığı tarafından desteklenen, Lethbridge Araştırma Merkezi'nde yürütülen bir çalışmanın örneğini göstermektedir. Projenin amacı, sığır popülasyonunda meydana gelen bulaşıcı bir hastalık salgını sırasında bir karkas imha yöntemi olarak pamukla kaplama (cotton posting) yöntemini incelemektir. Bu teknik, daha önce CFIA'den Dr. Lloyd Spencer tarafından, birkaç yıl önce Fraser Vadisi'nde meydana gelen kuş gribi salgınını kontrol altına almak için kullanılmıştır.

Projenin temel amacı, enfeksiyöz ajanı etkili bir şekilde kontrol altına almak ve çevredeki diğer sığır popülasyonlarına yayılmasını önlemektir. Bunu başarmak için, bir bertaraf yöntemi geliştirme konusunda çok hızlı bir yanıt vermeniz ve bu yöntemi tercihen 24 saatlik bir süre içinde hazır ve operasyonel hale getirmeniz gerekir. Bu nedenle, bu özel deneyin tasarımında, tüm kompostlama süreci için yerel çiftlik tedarikçilerinden kolaylıkla yeniden satın alınabilecek, yerel olarak mevcut malzemeler kullandık; bu da yapıları 24 saatlik bir süre içinde inşa etmemize olanak sağladı.

Yapının dış çerçevesi, yapı malzemesi olarak basitçe arpa samanı kullanılarak oluşturulmuştur. Kompostlama sürecinin genelinden kaynaklanabilecek herhangi bir sızıntı ihtimaline karşı, yapının tabanına bu sıvıları emmesi amacıyla küçük saman balyaları yerleştirdik. Ardından, yapının dış duvarları olarak büyük kare balyalar kullandık.

Böylece amacımız, benzer bir modeli kullanıp kullanamayacağımıza, ancak tam boyutlu besi sığırlarının büyük vücut boyutlarıyla başa çıkabilmek için bu modeli çok daha büyük bir ölçeğe taşıyıp taşıyamayacağımıza bakmaktı. Bu çalışmada uyguladığımız muhafaza düzeyi, tipik bir kompostlaştırma sürecindekinden çok daha yüksekti. Tüm kompost yığınını yapılandırılmış bir çerçeve içinde tutmak için büyük saman balyaları kullandık.

Lepar araştırma merkezi besleme alanından gübre topladık ve havalandırarak yeni eklenenlerin ısınmasını sağlamak amacıyla gübre serpme makinesinden geçirerek ön hazırlık yaptık. Bu, temel olarak bu işlemin ilk kez bu kadar büyük ölçekte ve bu kadar düşük düzeyde bir muhafaza altında denenmesidir. Bunu ilk kez denediğimizde sahip olduğumuz endişelerden biri, kompostlama sürecinden önemli miktarda sıvı çıkıp çıkmayacağıydı.

Bu nedenle, kompostlama sürecinde oluşabilecek herhangi bir sıvıyı toplamak amacıyla, kompost yığınının altına kasıtlı olarak bir drenaj sistemi yerleştirdik. Standart silaj plastiği kullandık. Bu, besleme alanlarında silaj çukurlarını örtmek için kullanılan plastiklerle aynıdır.

Plastiğin amacı, çok yüksek düzeyde güvenlik sağlamak için onu dahil etmektir. Temel olarak, kompost yığınındaki her şey plastik bariyer içerisinde tutulur. Emici olması ve aynı zamanda kompostlama sürecini kolaylaştırmaya yardımcı olması için kompost yapısının tabanına bir kat arpa samanı yerleştiriyoruz.

Ek olarak, kompostun içine sıcaklık vericileri yerleştirdik. Bu vericiler, tüm kompostlama süreci boyunca sıcaklığı sürekli olarak kaydeder; ardından kompostlama sürecinin sonunda bu vericileri geri alarak tüm kompostlama süresine ait sıcaklık verilerini indiririz. Plastik kullanımının dezavantajlarından biri de, oksijenin kompost yığınına akışını kısıtlama olasılığının yüksek olmasıdır.

Burada, genellikle ev inşaatlarında kullanılan basit drenaj karoları veya drenaj boruları kullandık ve bu tüpleri tüm kompostlama yapısı boyunca yaklaşık her 16 futta bir yerleştirdik. Bunun amacı, kompostlamanın oksijensiz ve sonuç olarak temel olarak silaj yapımıyla aynı olan anaerobik bir süreç yerine, havanın kompost yığınına doğru hareket etmesini sağlayarak aerobik bir süreç olmasını garanti altına almaktı. Bunun gerçekleşmesini istemiyorduk.

Kadavraların bozunmasını maksimize etmek için yapıya oksijen girişini sağlamak istedik. Bu sığırlar, öncelikle doğal nedenlerden kaynaklanan zatürre nedeniyle öldükleri yerel besleme alanlarından temin edildi. Bu hayvanları çalışmanın kendisi için biz kesmedik veya öldürmedik.

Şu an, yerleştirdiğimiz bu tüpler yalnızca pasif havalandırmaya bağımlıydı; bu da çevre atmosferden boru boyunca normal şekilde hareket eden havadır. Fanlar veya benzeri şeyler kullanmadık çünkü yine, bulaşıcı bir hastalık salgını durumunda, bulaşıcı etkeni kompostlama yapısından dışarıya ve çevre alana üflemenizi istemezsiniz. Normal bir salgın durumunda, burada uyguladığımız ayrıntı düzeyini uygulamazdınız; ancak bu bir deney olduğu için, örneklere kompostun içine yerleştirme ve daha sonraki tarihlerde bunları çıkarma yöntemi olarak baker geri kazanım piramitleri adını verdiğimiz bu yapıları kullandık.

Daha detaylı bir çalışma için, hem bakteri hem de virüslerden oluşan model mikropları küçük beyaz torbalara yerleştirdik, ardından bu torbaları üçgene ve sonrasında kompostlama yapısına yerleştirdik. Buradaki amaç, kompostlama sürecinin mikropları öldürdüğünden ve böylece enfeksiyöz ajanın kompostlama işlemi sırasında yok edildiğinden emin olmaktır. Ayrıca doku, beyin dokusu ve toynak ile boynuzları oluşturan protein olan keratin gibi ek substratlar da ekledik.

Keratin sindirime karşı oldukça dirençlidir ve kompostlama sürecinde bu oldukça dirençli proteinin parçalanıp parçalanmadığını görmek istedik; eğer belirgin bir parçalanma gözlemlersek, kadavraların da tamamen degrade olacağına dair iyi bir göstergemiz olurdu. Piramitleri gübreyle dolduruyoruz çünkü piramidin içindeki ortamın, çevredeki diğer gübrelerin ortamıyla çok benzer olduğundan emin olmak istersiniz. Kompostlama süreci boyunca, geri getirilecek sadece üç torba vardır.

Tüm materyaller piramite yerleştirilmeden önce torbalara tartıldı veya mikropların sayıları piramite yerleştirilmeden önce sayıldı. Şimdi, bu durumda, her bir piramitte, her bir bireysel piramidin bulunduğu konumdaki sıcaklığı gerçekten ölçebilmek için sıcaklık ölçümleri de gerçekleştirdik. Kompost yığınının içine, biri yığının yaklaşık yarım metre derinliğinde, diğeri ise kadavraların yerleştirildiği bölgede bir metre derinlikte olmak üzere, iki farklı derinliğe 20'den fazla piramit yerleştirdik.

Şu an, normal koşullar altında, bu model bakterilerin çoğu insanlarda ciddi hastalıklara yol açmaz; ancak normal koşulların aksine, bulaşıcı bir salgınla uğraşıyorsanız, çalışanların eldiven ve koruyucu kıyafetler giydiğini fark edersiniz, fakat bulaşıcı bir hastalık salgını sırasında ayrıca maske ve özel botlar da takarlardı. Gerçek bir hastalık salgınıyla uğraşıyor olsaydınız, koruyucu kıyafet düzeyi çok daha yüksek olurdu. Kadavraları yerleştirdikten sonra, bu kompostlama yapılarının her birine yaklaşık 16 hayvan koyduk.

Ardından gübreyi alıp onları bu ısıtılmış gübreyle örteriz; gübrenin halihazırda ısındığını gösteren buhar miktarını görebilirsiniz. Kompost yığınına yerleştirmeden önce gübreyi koyup yapıyı tamamen doldurduk, böylece kadavralar şu an gübre yüzeyinin yaklaşık bir buçuk metre altındadır. Burada görebilirsiniz.

Ardından, yine aerobik bir kompostlama sürecine sahip olduğumuzdan emin olmak amacıyla yığının üst kısmına ek havalandırma açıklıkları ekledik. Fred'deki bir sonraki boşluğa mı geçmeliyiz? Çünkü bunlar, aynı zamanda yayılan sera gazı türlerini ölçmek için de kullandığımız açıklıklardır.

Kompostlama süreci boyunca, yığın içerisinde gerçekten bulaşıcı bir ajan olması durumunda, bunun dışarı çıkma olasılığının çok düşük olmasını sağlamak için her şey sıkıca kapatılmıştır. Üste lastikler yerleştirdiğimizi görebilirsiniz; bu işlem temel olarak kuşların veya yem taşıyıcıların yığının tamamına erişimini kısıtlayarak, bulaşıcı ajanın diğer potansiyel taşıyıcılara aktarılmamasını sağlar. Gördüğünüz teller, piramit bölgesindeki sıcaklığı piramidin dışındaki kompostlama yapısının dışında bulunan bir bilgisayara iletmek için kullandıklarımızdır; kompostlama sürecinin verimliliğindeki mekansal varyasyon hakkında fikir edinmek için her bir kompost yığını içinde 48'den fazla farklı noktada sıcaklığı izliyoruz; tüpler ise kompost yığınının çeşitli derinliklerindeki oksijeni ölçmek için kullanılmıştır.

Daha önce belirtildiği üzere, oksijenin yığına nüfuz etmesi oldukça kritiktir. Şu an, piramitlerin yerleşimi konusunda kullandığımız detay düzeyi nedeniyle, bu yapıları inşa etmenin sürdüğü süre normal koşullardaki süreden çok daha uzundur. Normal şartlarda piramitleri bu şekilde yerleştirmez veya yığının farklı zamanlarda yerleştirdiğimiz deneysel cihazlarına zarar vermemek için burada gösterdiğimiz düzeyde bir dikkat göstermezdiniz.

Ardından kompostlaşma süreci sırasında yapıya girerek, gübre yüzeyinin bir metre ile yarım metre altındaki derinliklerden üçgenleri yapıdan çıkardık; daha sonra mikropların kompostlaşma sürecinde hayatta kalıp kalmadığını ve kompostlaşma sırasında bozunmuş olan doku miktarını ölçtük. Üçgenlerin zincirleri ve dayanıklılığı, bunları doğrudan kompostun içinden çekip numunelerimizi geri almamıza olanak sağladı. Şu noktada, normal durumlarda, gerçekten bulaşıcı bir salgınla uğraşıyor olsaydınız, kompost yığınının içindeki sıcaklıklar —dışarıdan izleyebildiğimiz için biliyoruz ki— halihazırda 70 °C sıcaklıklara ulaşmıştı. Yaklaşık 55 °C üzerindeki sıcaklıklarda çoğu enfeksiyöz ajan yok edilir ve yığına yerleştirdiğimiz model organizmalar olan mikroplar ve virüsler üzerinde ölçümler yaptığımızda, virüslerin bir hafta içinde, mikropların ise iki hafta içinde öldüğünü gördük.

Şimdi, kompostlama sürecinin tamamlanmasının ardından yığını açıyoruz. Bu işlem yaklaşık 150 gün boyunca devam etti. Yığının belirli bölgelerinde sıcaklık, 70 günden daha uzun süreler boyunca 70 °C'nin üzerindeydi.

Yığının üst kısmındaki sıcaklık, alt kısmındakine göre daha yüksek olma eğilimindeydi, ancak yığının tüm bölgeleri 55 °C'yi aşmıştı. Kompost yığınını boşalttığımız şu aşamada, eğer gerçekten bulaşıcı bir hastalık salgını olsaydı, bulaşıcı ajan kompostlama süreci sonucunda esasen etkisiz hale gelmiş olurdu. Malzemeyi çıkardığımız bu prosedür sırasında, tüm süre boyunca yığının içinde kalan sıcaklık transmitterlerini de geri alıyoruz; bunları çıkarıp bilgisayara yükleyerek, hayvanın bulunduğu konumdaki tüm kompostlama süreci boyunca sıcaklığın ne olduğunu da ölçeceğiz.

Hala kemik ve doku kalıntılarına dair bazı kanıtlar bulduk, ancak hayvanlar kesinlikle artık tanınamaz durumdaydı. Kompostlama işlemi sonrasında dokuların boyutları nispeten küçüktü ve tamamı 1 kg veya 500 gramdan çok daha azdı. Kompostlama yapısını söktükten sonra, materyali çevirerek dışarıdaki rüzgar sırasına (windrow) yerleştirdik; bu aşamada kalan tüm dokular ikincil kompostlama işlemi sırasında parçalanmış olacaktır.

Kritik faktör, nihai açılış noktasında, enfeksiyöz ajanın, uzun süreli kompostlama işlemi sırasında ulaşılan yüksek sıcaklıklar sonucunda zaten öldürülmüş olmasıdır ve beyin dokusunun yaklaşık %98'i kompostlama sürecinin ilk iki ayı içinde parçalanmıştır.