病害生猪及其产品无害化处理的研究
2015-11-14曾中华
曾中华
(漳州市动物疫病预防控制中心,福建 漳州 363000)
上海黄浦江死猪漂浮事件后,病害生猪及其产品无害化处理引起社会广泛关注,影响畜牧业健康稳 定发展、动物疫病防控、环境污染整治、动物产品安全和公共卫生安全。本研究用掩埋、无害化处理池、畜禽养殖场有机废弃物处理机 3种模式,对病害生猪及其产品进行无害化处理,检测处理前后猪繁殖与 呼吸综合症、猪瘟、伪狂犬、圆环等 4 种病毒和大肠杆菌、蛔虫卵及磺胺二甲基嘧啶、盐酸土霉素的变 化情况,为科学处理提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 仪器病害生猪及其产品,由龙海市益民农牧有限公司病死猪集中无害化处理点提供;T Y-FCW-26 型畜禽养殖场有机废弃物处理机购自漳州市天洋机械有限公司;天洋生物酵素购自漳州市天洋机械有限 公司;Spx-150 生化培养箱购自上海跃进医疗器械有限公司;Ac2-4s1 生物安全柜购自新加坡艺思高科技有限公司;光学显微镜购自奥林巴斯(中国)有限公司。Agilent 1100 高效液相色谱仪:美国Agilent 公 司;AllegraTM 21R 台式高速冷冻离心机:美国Beckman公司;N-EVAP 111 氮吹仪:美国Organomation 公司。
1.1.2 主要试剂月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤(LST):北京陆桥技术有限责任公司,批号 120201;煌 绿乳糖胆盐肉汤(BGLB):北京陆桥技术有限责任公司,批号 111029;大肠杆菌标准菌株:中国兽医药 品监察所;盐酸土霉素可溶性粉:山东德信生物科技有限公司,批号:2013101103,含量:盐酸土霉素 50%;酒石酸泰乐磺胺二甲嘧啶可溶性粉:北京中农华威制药有限公司,批号:20130105,含量:磺胺 二甲基嘧啶 10%。
1.1.3 检测试剂盒猪繁殖与呼吸综合征病毒 RT-PCR 检测试剂盒(生产批号:PRRS20140217P)、猪瘟 病毒通用型 RT-PCR 检测试剂盒(生产批号:CSF20140114P)、猪伪狂犬病毒 PCR 检测试剂盒(生产批号:PR20140218P)、猪圆环病毒检测试剂盒(生产批号:PC20140121P),均由北京世纪元亨动物防疫 技术有限公司提供。
1.1.4 病害生猪及其产品由龙海市益民农牧有限公司病死猪集中无害化处理点提供。
1.2 试验方法
1.2.1 病害生猪及其产品前处理试验分成4个批次,每批次选择 10头体重 20kg以上的病死生猪,采 集颌下淋巴结、腹股沟淋巴结、脾脏等组织送实验室检测(处理前样品)。同时,将剖检采样的10 头病 死生猪和100kg谷糠及 500kg病害生猪及其产品加入畜禽养殖场有机废弃物处理机料槽内,启 动处理机 运转 20min,停机将剩下物料加入处理机料槽内,各批次再加入物料品种及数量(具体见表1),再启动 处理机运转 3h后停机,根据 GBT6679-2003[1]采 样标准采 3 份样品(前处理样品),1 份 0.5kg送实验室 检测,另外2 份各 50kg分别用掩埋和无害化处理池处理,剩余物料在处理机处理。
表1 4批次物料加入情况kg
1.2.2 无害化处理试验掩埋处理:挖 1个长、宽、高各 1 m的掩埋坑,在坑底铺撒 5cm厚的漂白粉,放入1份50kg前处理样品,再用40cm的土层覆盖,再铺撒 5cm厚漂白粉,然后覆土掩埋,平整地面; 经过 30d处理,按GB/T6679-2003 采样标准,采集1 份 0.5kg样品(掩埋处理后样品)送实验室检测。
无害化处理池处理:挖1个长、宽、高各1 m的正方体无害化处理池,放入1份50kg前处理物料;经 过30d处理,按GB/T6679-2003采样标准,采集1份0.5kg样品(处理池处理后样品)送实验室检测。
处理机处理:剩余物料均匀加入天洋酵素 2kg,启动处理机自动处理按钮,设备自动运行 24h后,调出温度记录,检查处理机温度是否在设定范围内,停机检查处理物的干湿度、细度,检查合格出料,按 GB/T6679-2003 采样标准,采集 1 份0.5kg样品(处理机处理后样品)送实验室检测。
1.2.3 四种病毒的检测按照四种病毒的检测试剂盒说明书进行检测。
1.2.4 大肠杆菌 MPN 计数按照国家标准GB/T 19524.1-2004《肥料中粪大肠菌群的测定》[2]进 行检测。
1.2.5 蛔虫卵死亡率的测定按照国家标准GB/T 19524.2-2004《肥料中蛔虫卵死亡率的测定》[3]进 行检测。
1.2.6 磺胺二甲基嘧啶的检测色谱柱:ODS C18(5 μm)250mm×4.6 mm;柱温 40℃;流动相:乙腈﹕ 水﹕冰乙酸=20﹕80﹕0.5;流速 1.0mL/min;紫外检测器波长为 272 nm;进样量 20μL;其它具体参考 GB 29694-2013《动物性食品中 13 种磺胺类药物多残留的测定(高效液相色谱法)》[4]方法测定。
1.2.7 盐酸土霉素的检测色谱柱:O DS C18(5 μm)250mm×4.6 mm;柱 温 40℃;流动相:乙 腈:0.01 mol/L NaH2PO4溶液(pH=2.5)=30﹕70;流速1.0mL/min;检测波长为355 nm;进样量20μL。其它具体参考 GB/T 5009.116-2003《畜、禽肉中土霉素、四环素、金霉素残留量的测定(高效液相色谱法)》[5]方法测定。
2 分析与结果
2.1 四种病毒的检测结果
4 批次样品检测结果分别见表2、表3 及图1 至图 6。
表2 4批次4种病毒核酸阳性统计
表3 4个批次备检样品PCR 检测明细
图1 猪瘟 PCR 特异性试验结果
图2 猪瘟 PCR 特异性试验结果
图 3 蓝耳、圆环、伪狂犬 PCR 特异性试验结果
图 4 蓝耳 PCR 特异性试验结果
图5 圆环 PCR 特异性试验结果
图 6 伪狂犬 PCR 特异性试验结果
图1 中样品编号为 1A、2A、1B、2B的样品检出猪瘟核酸阳性;图2 中样品编号为3A、4A、3B、4B、1C、2C、2D的样品检出猪瘟核酸阳性;图 3 中样品编号为 1A、2A、1B、2B的样品检出蓝耳核酸 阳性;图 4 中样品编号为 4A、1D、1C、2C的样品检出蓝耳核酸阳性;图5 中样品编号为 4A的样品检 出圆环病毒核酸阳性;图 6 中样品编号为 4A的样品检出伪狂犬核酸阳性。
2.2 大肠杆菌MPN数与蛔虫卵死亡率检测结果
无害化处理池处理后,大肠杆菌 MPN 数为前处理的1.6%~5.7%,蛔虫卵死亡率为 84%~89%;掩埋 处理后,大肠杆菌 MPN 数为前处理的6.3%~18.7%,蛔虫卵死亡率为 83%~85%;处理机处理后,大肠 杆菌几乎全部被灭杀,蛔虫卵死亡率为96%~99%。
对试验结果进行单因素方差分析,因变量大肠杆菌 MPN 数:无害化处理池、掩埋、处理机与前处 理之间均存在显著性差异(0.01<P<0.05),无害化处理池、掩埋、处理机之间差异不显著(P>0.05); 因变量蛔虫卵死亡率:无害化处理池、掩埋、处理机与前处理之间差异极显著(P<0.01),无害化处理 池与掩埋组之间差异显著,无害化处理池、掩埋与处理机之间差异极显著(P<0.01)。
表4 处理前后大肠杆菌MPN数与蛔虫卵死亡率
2.3 磺胺二甲基嘧啶和盐酸土霉素检测结果
2.3.1 最低检测限磺胺二甲基嘧啶为0.05mg/kg,盐酸土霉素为 0.15mg/kg。
2.3.2 磺胺二甲基嘧啶和盐酸土霉素HPLC 检测条件通过 HPLC 检测,检测条件适合检测磺胺二甲基 嘧啶和盐酸土霉素,峰型良好且无重叠,证明该条件下检测磺胺二甲基嘧啶和盐酸土霉素含量准确、可信,具有科学性,见图 7,图 8。
图7 磺胺二甲基嘧啶色谱图
图8 盐酸土霉素色谱图
表5 处理前后磺胺二甲基嘧啶和盐酸土霉素检测情况
对试验结果进行单因素方差分析,因变量磺胺二甲基嘧啶(SM2)含量:前处理与处理池、掩埋、处理机处理后差异极显著(P<0.01);处理池、掩埋、处理机无显著性差异(P>0.05)。因变量盐酸土 霉素:前处理与处理池、掩埋差异极显著(P<0.01),前处理与处理机无显著性差异(P>0.05),处理 机与处理池、掩埋差异极显著(P<0.01),处理池与掩埋差异不显著(P>0.05)。
3 结论与讨论
(1)无害化处理池、掩埋和处理机作为病害生猪及其产品无害化处理模式,各有其优缺点;无害化处理池是利用动物组织中微生物的自然分解能力对组织进行分解的处理方式,操 作简单,适 用范围较广,但是建设地点难找,前期成本较高,处理周期长,容易满载,存在隐患;掩埋作为一种常用的无害化 处理模式,它的运行成本较低,操作方便,但是地点难找,处理不彻底,处理不当时容易造成二次污 染;处理机是物理与生物降解相结合的方法,是利用微生物强大地分解转化有机物的能力,将组织变 成有机肥料的过程,实现变废为宝和资源的再利用[6-14]。其中畜禽养殖场有机废弃物处理机添加耐热 微生物,可将尸体作为氮源和碳源,加速微生物繁殖,加快尸体有机物分解,处理速度快、环保无污 染、收益高[8-9]。
(2)处理机处理后的样品大肠杆菌 MPN 数和蛔虫卵死亡率均符合生物有机肥中粪大肠杆菌≤100个/g,蛔虫卵死亡率≥95%的标准,可用作有机肥使用,增加收益,在彻底处理病害生猪及其产品的同时,生产出优质有机肥料,实现变废为宝和资源的再利用。
(3)从处理结果看,3 种处理模式对大肠杆菌的灭杀作用与前处理后比较均有显著性差异,但是,处理机只用了一天,掩埋和无害化处理池需要 1个月,且从数据上看处理机的处理效果也是优于无害化 处理池和掩埋;对蛔虫卵的灭杀作用,无害化处理机的效果更是明显,与掩埋组和无害化处理池均有极 显著性差异;处 理机利用耐热微生物最大化的分解动物组织并利用85℃高温对大肠杆菌和蛔虫卵进行灭 杀,故效果比无害化处理池和掩埋好。
(4)不同处理模式对磺胺二甲基嘧啶和盐酸土霉素的降解效果,根据抗生素不同有明显差异。三种 处理模式对磺胺二甲基嘧啶降解效果明显,但是差异不显著。而三种处理方法降解盐酸土霉素的效果有明显差异,处理机与处理池、掩埋差异极显著。无害化处理池和掩埋降解效果非常好,处理机降解效果 不明显。范菲菲等[15]研 究表明土霉素类在土壤中存在降解(生物降解、非生物降解)、吸附、迁移等行 为,可见土霉素类在土壤中能快速降解或被吸附。病害生猪及其产品经过畜禽养殖场有机废弃物处理机 处理后的产品,药物残留仍然存在,不能作为肉骨粉出售,作为有机肥返田是安全可行的。
(5)本 试验通过掩埋、无 害化处理池和畜禽养殖场有机废弃物处理机等 3种无害化处理模式对病害 生猪及其产品进行处理比较,研究处理前后4 种生猪常见病毒的变化,发现病害生猪及其产品经 30d掩 埋和处理池处理后,还能检出繁殖与呼吸综合征病毒和猪瘟病毒核酸阳性,说明掩埋和无害化处理池处 理方式仍然存在生物安全隐患,可造成严重的二次污染。而 经畜禽养殖场有机废弃物处理机 24h处理后,4 种生猪常见病毒病检测都为核酸阴性。
(6)综合比较掩埋、无害化处理池和畜禽养殖场有机废弃物处理机等三种无害化处理模式,掩埋虽 然操作方便,但掩埋点难找、处理周期长、人工费用大、生物安全水平低,不仅造成资源浪费还会带来 污染隐患;无害化处理池一度成为病害动物及其产品无害化处理的主要模式,但建设点难找、费用比较 高、需专人管理、容易满载,同时存在污染地下水隐患;畜禽养殖场有机废弃物处理机,操作方便,周 期较短,处理彻底,同时生产出高档有机肥,实现废弃物的安全资源化利用,符合环境保护与资源再生的理念,是病死畜禽无害化处理的主要发展方向[16-22]。
总之,病害生猪及其产品三种无害化处理模式,对大肠杆菌、蛔虫卵和病毒均有灭杀作用,对抗生 素有降解效果,但是处理机对病毒、细菌、蛔虫卵的灭杀效果最好,对环境的污染也最小,实现废弃物的无害化处理与资源化利用。
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