Лекция 5. Оценка и контроль биобезопасности воды и поения животных.

Лекция 5.

Оценка и контроль биобез­опасности воды и поения животных.

Значение воды для организма животных. Вода - важнейший компонент всех живых организмов. Буду­чи универсальным биологическим растворителем, она является незаменимой средой, обеспечивающей реак­ции клеточного обмена.

Общее содержание воды в организме взрослых жи­вотных составляет 65%, в организме молодняка - 72% . У жирных животных содержание воды на единицу веса меньше, чем у тощих. В организме животных вода мо­жет находиться в гидратационной форме (связанной с белками), иммобильной (содержаться между молекула­ми волокнистой структуры) и свободной (в плазме кро­ви, лимфе, моче и др.). Вода принимает участие во всех физико-химических процессах, происходящих в орга­низме, в том числе в процессах ассимиляции и дисси­миляции, удалении продуктов распада из организма, регуляции температуры тела, поддержании водно-со­левого баланса и т. д.

Животные очень чувствительны к недостатку воды. При потере организмом воды в количестве 20% и более наступает смерть. При отсутствии пищи, но при наличии воды животные могут прожить 30-40 суток, при лишении воды погибают через 4-8 суток.

В хозяйствах, где ощущается недостаток воды или она является недоброкачественной, нельзя поддержи­вать высокий санитарный уровень в животноводстве. Недоброкачественная вода может быть источником и распространителем возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, причиной отравлений при по­падании в нее минеральных удобрений, пестицидов, промышленных и животноводческих стоков, радиоак­тивных веществ. Поэтому ветспециалисты обязаны знать санитарно-гигиенические требования, предъяв­ляемые к питьевой воде, и методы ее улучшения.

Оценка питьевой воды производится на основании изучения физических, химических и биологических свойств.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Физические свойства. К показателям, характеризу­ющим физические свойства воды, относятся темпера­тура, прозрачность, цвет, запах, вкус.

Температура воды зависит от источника, условий ее использования, а также глубины залегания почвенных вод. Вода, предназначенная для поения животных, должна иметь определенную температуру: для взрос­лых, животных - 10-12 ⁰С, для беременных - 12-15, для молодняка - 15-20, для новорожденных на подсо­се – 25-30 ⁰С.

Прозрачность воды зависит от наличия в ней взве­шенных частиц. Вода хорошего качества должна иметь прозрачность столба высотой не менее 30 см, через кото­рый свободно читается специальный шрифт Снеллена.

Цвет воды не должен превышать нормативов по платиново-кобальтовой шкале. Окраска воды зависит от приме­сей минеральных солей или других соединений.

Вода хорошего качества не должна иметь запаха. Допускается наличие запаха, соответствующего двум баллам по шестибалльной шкале.

Вкус воды завис от наличия и количества в ней растворенных солей. Так, при наличии в ней хлористо­го натрия или хлористого калия будет ощущаться со­леный вкус, солей магния - горький вкус, солей мар­ганца, меди, железа - вяжущий вкус, при наличии про­цессов гниения органических веществ - затхлый, гнилостный вкус и т. д. Вода хорошего качества имеет приятный вкус.

Химический состав. Обладая свойством универсаль­ного растворителя, вода содержит большое количество различных элементов и соединений. Минеральный со­став воды во многом зависит от природных источни­ков формирования водоснабжения и техногенных фак­торов.

Согласно ГОСТу 2874-82 "Вода питьевая" к питьевой воде предъявляются следующие требования (табл. 1).

Требования, предъявляемые к питьевой воде

Показатели Нормативы

Запах и привкус при 20 ⁰С, баллы Не более 2

Цветность, градусы 20

Прозрачность, см (по шрифту Снеллена) 30

Мутность, мг/л Не более 1,5

Активная реакция, рН 6,0-9,0

Общая жесткость, мг-экв/л Не более 7

Нормативы бактериальной чистоты питьевой воды (ГОСТ 2874-82)

Вода - неорганический, земной, незаменимый природный ресурс. Человек может обходиться без воды, в среднем, около 5 дней. На одного человека в сутки требуется 2.75 л воды для питья и приготовления пищи. Без водопровода и канализации, по нормам, на одного человека требуется 30-50 л воды в сутки для хозяйственно-питьевого назначения. При наличии водопровода, канализации и центрального горячего водоснабжения норма водопотребления составляет 275-400 л.

Помимо изменения вкуса вода с большим количе­ством растворенных в ней солей воздействует на сек­реторную и моторную функции желудочно-кишечного тракта, нарушает водно-солевое равновесие в организ­ме животных, что приводит к нарушению обмена веществ и как следствие - к различным заболеваниям, чаще всего - мочекаменной болезни. При наличии в воде большого количества солей кальция и магния она становится жесткой, что вызывает как нарушение фун­кционирования различных систем организма, так и определенные трудности в водоснабжении и обогреве животноводческих помещений (образование накипи). Различают жесткость временную (устранимую), кото­рая обусловлена наличием бикарбонатов кальция и магния, легко выпадающих в осадок в процессе часово­го кипячения, и жесткость постоянную, связанную с содержанием в воде сульфатов, для снижения которой применяют известкование.

Важным показателем загрязнения воды является наличие в ней таких соединений, как нитриты и нит­раты, особенно органического происхождения, что сви­детельствует о распаде попавших в воду органических соединений.

Суммарное количество органических соединений определяется по количеству расходуемого на их окис­ление кислорода, что определяет собой такой показа­тель, как окисляемость. Чем меньше окисляемость, тем меньше органических веществ находится в воде. Окис­ляемость родниковых вод и вод глубоких колодцев со­ставляет 1-2 мг/л, проточных водоемов - 4, болотных вод - 8-20.

Кроме упомянутых существует еще такой показа­тель, как биохимическое потребление кислорода, характеризующий количество кислорода, растворенного в воде. В 1 л воды открытых водоемов при температуре 10-20⁰С содержится от 5 до 20 мг кислорода.

Хорошим показателем чистоты воды является ви­довой состав рыбной фауны. Так, форель может нахо­диться только в чистой воде, с содержанием кислорода 8-12 мг/л, караси, карпы живут в более загрязненной воде (4,8 мг/л). При содержании кислорода 1 мг/л происходит замор рыбы.

Глубокие подземные воды кислорода не содержат, но очень скоро обогащаются им на воздухе при заборе воды.

При характеристике воды необходимо учитывать также ее радиоактивность. Естественная радиоактив­ность воды зависит от наличия в ней солей урана (допу­стимая концентрация - не более 1,7 мг/л), радия-226 (1,2*10¹⁰ мг/л), стронция-90 (4,0*10¹⁰ мг/л) и др. В подземных водах радиоактивность может быть не­сколько завышена, такая вода применяется только с лечебной целью (например, родоновые источники). Ра­диоактивное загрязнение водоемов может произойти в результате поступления радиоактивных солей из атмосферы, отходов предприятий, применяющих радио­активные вещества.

Биологические свойства воды. На основании опре­деления обитателей воды животного и растительного происхождения можно судить о ее качестве. Напри­мер, сапробы - организмы, обитающие в воде, незначи­тельно загрязненной органическими веществами, полисапробы - в сильно загрязненной, а олигосапробы - только в чистой воде, обогащенной кислородом.

Биологические показатели определяют наличие водных организмов, находящихся на поверхности (планктон) и в толще (нейстон) воды или располагающихся у дна водоема, берегов и на поверхности подводных предметов (бентос).

Коли-индекс - число особей кишечной палочки, обнаруживаемое в 1 л (для твердых тел в 1 кг) исследуемого объекта; определяется путем подсчета колоний кишечной палочки, выросших на плотной питательной среде при посеве определенного количества исследуемого материала, с последующим пересчетом на 1 л (кг).  Коли-титр - это наименьшее количество исследуемого материала, в котором обнаружена одна кишечная палочка. Общее микробное число. В качестве критерия бактериологической загрязненности используют подсчет общего числа образующих колонии бактерий (Colony Forming Units - CFU) в 1 мл воды. Полученное значение называют общим микробным числом. Высокое микробное число свидетельствует об общей бактериологической загрязненности воды и о высокой вероятности наличия патогенных организмов.

Государственный стандарт при оценке биологичес­ких свойств воды и ее безопасности в эпидемиологическом и эпизоотическом отношении учитывает как общее количество находящихся в ней бактерий, так и количество кишечных палочек. По показателям количества бактерий и титра кишечной палочки можно су­дить о бактериологическом загрязнении воды. В 1 л воды хорошего качества допускается наличие не более 100 бактерий и 3 кишечных палочек, в воде из колодцев и речной воде - соответственно 400-1000 и не более 10.

Вода играет значительную роль в возникновении таких болезней, как сибирская язва, бруцеллез, пастереллез, сальмонеллез, ящур, многих паразитарных бо­лезней и т. д.

Жизнеспособность микроорганизмов в воде зависит от наличия в ней органических и неорганических ве­ществ, а также от температуры воды. Вода может быть носителем инвазионного начала или средой обитания промежуточных хозяев возбуди­телей паразитарных болезней. Яйца и личинки гель­минтов длительно жизнеспособны в воде. Так, через 15 месяцев после заражения воды в ней обнаружено 12% жизнеспособных яиц, аскарид, в донных отложениях -17%. Длительно сохраняются в воде возбудители таких болезней, как фасциолез, малярия, диктиокаулез и др.

Следовательно, природная вода далеко не всегда мо­жет удовлетворить физиологические и гигиенические потребности животных, необходимы постоянный конт­роль за ее качеством и своевременные меры по ее улучшению и обеззараживанию.

Характеристика водоисточников и их оценка. В зависимости от происхождения различают атмосфер­ные, поверхностные и подземные воды.

Атмосфеные воды выпадают на землю в виде дождя, снега, тумана, града. Эта вода поглощает из атмос­феры как различные газы, в том числе выбросы хими­ческих предприятий, так и микробов и другие механи­ческие примеси, для питья эта вода непригодна.

Поверхностные воды - это реки, ручьи, озера, болотаа и др. Для питья в сыром виде такая вода непригод­на, ее можно использовать лишь после предваритель­ной обработки.

Подземные воды - воды, находящиеся в нижележа­щих слоях почвы. Их делят на верховодку (на глубине до 3 м), грунтовые (глубина залегания более 7 м) и артезианские (до 100 м и более). Верховодка непри­годна для питья ввиду ее возможного загрязнения, а вот грунтовые и особенно артезианские воды рекомен­дуются для поения практически без очистки и обеззараживания.

Классификация воды по величине минерализации (п.П.Клементов)

< 200 мг/л - вода сверхпресная;

200-1000 мг/л - вода пресная;

1000-3000 мг/л - вода слабосолоноватая;

3000-10000 мг/л - вода сильносолоноватая;

10000-35000 мг/л - вода соленая;

> 35000 мг/л - рассол.

САНИТАРНАЯ ОЦЕНКА ВОДЫ

Оценка источника водоснабжения основывается на результатах санитарно-топографического обследования местности и лабораторных исследований. Санитарно-топографическое обследование определяет происхож­дение или тип водоисточника, его глубину, характер почвы и глубоких слоев грунта, топографию местности, ее заселенность, наличие на ней промышленных пред­приятий и т. д.

Вода доброкачественная должна соответствовать ГОСТу 2874-82, т. е. должна пройти полное химичес­кое и бактериологическое обследование.

Водоснабжение. По характеру использования вод­ных ресурсов различают следующие системы водоснаб­жения: централизованную и децентрализованную. При централизованной системе вода для потребления ис­пользуется из одного водоисточника. Забор воды бе­рется выше населенных пунктов, вдали от устьев при­тока. Лучшим является водоснабжение с использова­нием артезианских колодцев. Централизованное водоснабжение позволяет полнее осуществлять сани­тарный надзор за качеством воды и своевременно про­водить ее очистку и обеззараживание. Децентрализо­ванная система водоснабжения характеризуется тем, что каждая ферма имеет свой водозабор. При этом все­гда увеличиваются затраты труда на получение воды и наблюдаются трудности в осуществлении контроля за качеством воды.

Зона санитарной охраны. Каждый водоисточник, используемый для водопотребления, должен иметь зону санитарной охраны (ЗСО), т. е. обеспечение охраны во­доисточника от загрязнения. ЗСО состоит из зоны строго режима, зоны ограничений и зоны наблюдений.

Первый пояс ЗСО - зона строгого режима - прости­рается от 50 до 100 м. В этой зоне запрещено нахожде­ние лиц, не работающих на водопроводных сооружениях, запрещено любое строительство, не связанное с техни­ческими нуждами водопровода. Второй пояс ЗСО - зона ограничений - занимает площадь в радиусе 500-1000 м. Использовать эту территорию для хозяйственных нужд (пасти скот и т. д.) запрещается. Третий пояс ЗСО -зона наблюдений - охватывает площадь в радиусе до 10 км. В этой зоне постоянно ведут учет возможного распространения загрязнения воды как химического, так и бактериологического происхождения.

ЗСО следует создавать в первую очередь около по­верхностных источников, которые легко доступны заг­рязнению. Для открытых водоисточников, например, акваторий рек и проводящих каналов, зона строгого режима распространяется не менее, чем на 200 м от водозабора вверх по течению и на 100 м вниз по тече­нию. Если ширина реки или канала менее 100 м, в зону первого пояса входит часть противоположного берега. Для озер и водохранилищ эта зона занимает пло­щадь в радиусе 100 м. Зона ограничений для водоис­точника из реки составляет 500-1000 м вверх по течению реки, а зону наблюдений определяют исходя из возможности загрязнения источника химическими ве­ществами.

ВОДОСНАБЖЕНИЕ, ПОЕНИЕ И НОРМАТИВЫ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

Количество потребляемой воды зависит от вида, воз­раста, продуктивности животных, условий эксплуата­ции, характера кормления, способов поения, температу­ры и свойств воды.

Потребность в воде лошадей на 1 кг сухого веще­ства корма составляет в среднем 2-3 л; коров - 4-6; молодняка на откорме - 3-4; свиней - 6-8; овец - 2-3 л.

Расход воды на животноводческих предприятиях во многом определяется еще и культурой производства. Чем выше санитарная культура, тем больше потреб­ность в воде.

В районах с жарким и сухим климатом норму водо­потребления можно увеличивать, но не более чем на 25% .

Для пожаротушения в животноводческих комплексах или на ферме предусмотрено делать запас воды в коли­честве 5% от потребляемой на нужды животноводства.

При использовании местных водоисточников необ­ходимо тщательно следить за качеством воды, органи­зовать свободный доступ животных к воде, учитывая при этом, что поение животных не должно вызывать загрязнения воды (подход к воде должен быть не топ­ким, подсыпан щебенкой, водоем огорожен, чтобы жи­вотные не заходили в воду). Предельная удаленность мест выпойки от пастбища для коров не должна пре­вышать 2-4 км, для овец и коз - 3 км, для лошадей - 5 км, для свиноматок - 0,5 км.

ОЧИСТКА И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ

Основная цель очистки и обеззараживания воды - возможно более полное приближение ее свойств и со­става к существующим санитарно-гигиеническим и хозяйственно-техническим требованиям.

К мероприятиям но очистке воды и улучшению ее качества относятся отстаивание, коагуляция, фильтра­ция и специальные методы обработки воды.

Отстаивание заключается в том, что вода собирает­ся в резервуары и в течение 4-8 ч на дно оседают гру­бые взвешенные частицы и часть (60-70%) осевших на них микроорганизмов.

Коагуляция - реагентный способ улучшения каче­ства воды. В воду вносят специальные химические ве­щества (коагулянты), к которым относятся сернокис­лый алюминий, железный купорос, полиакриламид и др. Эти соединения способствуют образованию в воде хлопьев гидроокиси железа и алюмината натрия и бы­строму осаждению их на дно вместе со взвешенными частицами воды. Доза коагулянта зависит от мутности воды и обычно составляет от 30 до 200 мг/л. Для уско­рения коагуляции можно добавлять в воду гашеную известь.

Фильтрация - очистка воды с помощью фильтров. Фильтры бывают скорыми и медленными, в зависимости от размеров фильтрующих материалов и толщины подстилающего слоя. Чаще всего в качестве фильтрующего слоя используется кварцевый песок.

В результате фильтрации вода становится чистой, прозрачной, освобожденной от микробов и вирусов, т. к. при осаждении и фильтрации вместе с хлопьями удаля­ются почти все находящиеся в ней микроорганизмы.

Специальные методы обработки воды используют­ся с целью коррекции ее солевого состава и включают обезжелезивание, фторирование и дефторирование, умяг­чение и ионированив (пропускание воды через ионитовые фильтры - ионообменные смолы).

Обеззараживание воды. После очистки воды в ней все же могут оставаться различного рода возбудители заболеваний. С целью обеспечения эпидемиологической и эпизоотической безопасности воды применяют безреагентный и реагентный способы ее обеззараживания.

Безреагентный способ обеззараживания воды зак­лючается в использовании ультразвука, ультрафиолето­вых лучей, гамма-излучения, электроразрядов, кипяче­ния и др.

Из методов реагентного способа обеззараживания воды наиболее распространенным считается хлорирование питьевой воды с помощью газообразного хлора, гипохлоритов и хлорной извести. Бактерицидное действие указанным веществам придает гипохлоритный ион (ОС1 ) хлорноватистой кислоты (НОС1), образующей­ся при взаимодействии хлора с водой.

Используемая для обеззараживания воды хлорная известь должна содержать не менее 25% активного хлора. Применяется хлорная известь в виде 1-2%-ного раствора, время контакта его с водой должно составлять не менее 45-60 минут.

В питьевой воде концентрация остаточного свобод­ного хлора должна составлять от 0,3 до 0,5 мг/л. При избытке хлора в воде ощущается его явный запах, и воду необходимо дехлорировать 0,5%-ным раствором тиосульфата или гипосульфата натрия или сернокис­лым натрием. Кроме хлорирования из реагентных способов применяют обеззараживание воды с помощью озо­на и серебра.

Самоочищение воды. Открытые водоемы почти не­прерывно подвергаются процессам загрязнения. Однако ухудшения качества воды, особенно в крупных водоемах, почти не происходит, т. к. вода рек и озер способна самоочищаться. Этому способствуют следую­щие факторы: гидрологические - разбавление и сме­шивание загрязнений; механические - осаждение взве­шенных частиц; физические - влияние солнечной ра­диации и температуры; биологические - взаимодействие водных растительных организмов с загрязняющими частицами; химические - превращение органических веществ в минеральные (минерализация).

Речная вода обычно очищается быстрее, чем озерная. Этому способствует большое разбавление и сме­шивание загрязнений проточной водой, солнечная ра­диация, которая более активно проявляет свое действие благодаря постоянной смене движущейся в реке воды и хорошей аэрации. Считается, что вода очищается на протяжении 10-15 км ниже по течению от места за­грязнения.

Самоочищение воды происходит также благодаря фильтрации через почву и за счет процессов минера­лизации.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем заключается санитарно-гигиеническое зна­чение воды?

2. Дать оценку водоисточников и питьевой воды.

3. Какие предъявляются требования к водопою и режиму поения животных?

4. Какие вы знаете основные методы очистки и обеззараживания воды?