Met behulp van gemakkelijk beschikbare materialen, dit biocontained compostering systeem maakt het mogelijk effectieve on-site de verwijdering van grote kadavers die in het geval van besmettelijke ziekten uitbreken. Deze procedure doodt de meeste ziekteverwekkers bij karkassen en besmette mest. Zodra besmettelijke agent is bevestigd niet levensvatbaar, rijpe compost kan worden verspreid als meststof.
Intensieve veehouderij-systemen zijn bijzonder kwetsbaar voor natuurlijke of opzettelijke (bioterroristische) besmettelijke ziekte-uitbraken. Grote aantallen dieren gehuisvest in een beperkte ruimte maakt een snelle verspreiding van de meest besmettelijke agenten in een kudde. Snelle insluiting is de sleutel tot controle een besmettelijke ziekte-uitbraak, waardoor ontvolking is vaak ondernomen om de verspreiding van een ziekteverwekker aan de grotere veestapel. In die omstandigheid, een groot aantal van de veestapel karkassen en het besmette mest gegenereerd die nodig een snelle verkoop.
Compostering leent zich als een snelle-reactie ter beschikking methode voor besmette kadavers en mest en bodem die haven infectieuze agentia. We ontwierpen een bio-contained sterfte composteren procedure en getest zijn werkzaamheid voor runderen weefsel degradatie en microbiële deactivering. We materialen die beschikbaar zijn op de boerderij of aankoop gebruik van lokale farm supply winkels in zodat het systeem kan worden geïmplementeerd op de site van een ziekte-uitbraak. In deze studie, temperaturen boven 55 ° C voor meer dan een maand en infectieuze agentia ingeplant in vleesvee kadavers en mest werden geïnactiveerd binnen 14 dagen na compostering. Na 147 dagen, karkassen werden bijna volledig afgebroken. De weinige overgebleven lange botten werden verder gedegradeerd met een extra cyclus compostering in open zwaden en de uiteindelijke rijpe compost geschikt was voor in de bodem brengen.
Dubbele compost structuren (uiteindelijke afmetingen 25 mx 5 mx 2,4 m, L x B x H) werden geconstrueerd met behulp van gerst strobalen en bekleed met zware zwarte silage plastic zeilen. Elk was geladen met losse stro, kadavers en mest van in totaal ~ 95.000 kg. Een 40-cm dikke laag van los gerst stro werd geplaatst in elke bunker, waarop zijn 16 feedlot vee sterfte (gemiddeld gewicht 343 kg) dwars uitgelijnd op een afstand van ongeveer 0,5 meter geplaatst Voor passieve beluchting, waren stukken soepel, geperforeerde plastic drainage buizen (15 cm diameter) geplaatst tussen aangrenzende karkassen, de uitbreiding verticaal langs beide binnenmuren, en met de uiteinden gepasseerd maar de plastic aan de buitenkant. De karkassen werden bedekt met vochtig beluchte feedlot mest (~ 1.6 m diep) naar de top van de bunker. Plastic was gevouwen over de top en afgesloten met tape om een containment barrière en acht beluchting openingen (50 x 50 x 15 cm) werden geplaatst op de top van elke structuur van passieve beluchting te bevorderen vast te stellen. Na 147 dagen, verlies van volume en massa van gecomposteerd materiaal gemiddeld 39,8% en 23,7%, respectievelijk in elk structuur.
Na 147 dagen van statische composteren, verliezen van de totale massa, droge stof (DS), organische stof, totaal koolstof en totaal stikstof waren 23.7, 35.6, 52.9, 49.6, en 41.4%, respectievelijk 2. Binnen elke structuur, gecomposteerd het volume van de materialen af 118 tot 71 m 3. Ontleding van het weefsels van runderen gecontroleerd gerangschikt als de hersenen> hoef> bot. Na slechts 7 dagen van composteren, had> 90% van het hersenweefsel DM afgebroken, en 80% van de hoef DM had afgebroken binnen 56 d van composteren. Volledig verlies van de levensvatbaarheid van Escherichia coli O157: H7 en Newcastle Disease werd bereikt binnen 14 dagen.
Intensieve veehouderij-systemen zijn bijzonder kwetsbaar voor natuurlijke of opzettelijke besmettelijke ziekte-uitbraken. Woningen een groot aantal dieren binnen een beperkte ruimte leidt tot de meeste ziekteverwekkers verspreiden zich snel over de hele bevolking. Containment is de sleutel tot controle elke infectieziekte uitbraak is dus ontvolking vaak gebruikt als een middel om verspreiding van de besmettelijke agent om de grotere veestapel. De ontvolking scenario resulteert in grote aantallen karkassen van het vee en het besmette mest vereist een snelle verwijdering. Compostering leent zich als een snelle-reactie ter beschikking methode voor besmette kadavers en mest en bodem die haven infectieuze agentia. Schetsen we een composteren procedure die kan worden uitgevoerd op de site van de ziekte-uitbraak, met behulp van materialen die direct beschikbaar op de boerderij of van plaatselijke landbouw-aanbod winkels. In onze studie, besmettelijke stoffen geassocieerd met vleesvee kadavers en mest werden geïnactiveerd binnen 14 dagen na compostering, een compost temperaturen boven 55 ° C voor meer dan een maand. De productie van percolaat was extreem laag, waarschijnlijk vanwege de absorberende aard van de losse stro basislaag en ons met de DM-geoptimaliseerde inhoud bij aanvang van de compostering. Totale opbrengsten van percolaat minder dan 3 ppm van de eerste compost massa (dat wil zeggen, <300 g per structuur). Coliformen werden ontdekt in het percolaat met snelheden tot 5,8 log10 CFU / ml van 14 dagen, maar waren niet detecteerbaar na 101 dagen van composteren. Na 147 dagen, runderen karkassen waren bijna volledig afgebroken met slechts een paar lange botten zijn herkenbaar. Beenderen werden afgebroken verder gedurende de extra open-zwad composteren cyclus na de biocontained structuren werden geopend, waardoor de definitieve rijpe compost geschikt voor in de bodem brengen.
Tot slot, compostering schept voorwaarden dat een aanzienlijke uitdaging voor het overleven van de meest pathogene micro-organismen aanwezig zijn. Gratis bacteriën, protozoa en virussen worden snel geïnactiveerd door de hoge temperatuur, alkaliteit en een hoge protease en nuclease activiteiten binnen compost. Deze succesvolle ontleding van de volwassen dieren binnen worden gehouden karkassen geeft aan dat dit statische compostering verwijderingsprocedure geschikt zou zijn voor alle gangbare vee. Zorg moet worden genomen, echter, dat een optimale koolstof zorgen dat: stikstof-verhoudingen en vochtgehalte zijn aanwezig om voor microbiële doden voorwaarden die moeten worden bereikt. Ziekteverwekkers inherent meer hittebestendig, zoals bacteriën die sporen vormen (bijv. miltvuur), of die ongewoon recalcitrante, zoals prionen, nog kunnen besmettelijke blijven na compostering. Studies naar het lot van deze soorten van micro-organismen tijdens het composteringsproces te helderen zijn momenteel aan de gang in ons laboratorium.
Figuur 1. Schematische weergave van het biologisch veilig compost-systeem, bestaande uit strobalen muren en de vloer, plastic zeilen behuizing, losse stro basis, vee karkassen, mest, geperforeerde plastic ventilatie slangen en ventilatieroosters, maar ook experimentele wijzigingen (percolaat-poort, monster ophalen piramides en temperatuursensoren. (A) Dwars view (doorsnede). (B) Longitudinale view (zijwand verwijderd). Alle afmetingen zijn in cm. From Xu et al.. (2009) 2
The authors have nothing to disclose.
Dit project is uitgevoerd met financiële steun van de chemische, biologische, radiologische en nucleaire (CBRN) Onderzoek en technologie-initiatief (CRTI) van de Canadian Food Inspection Agency, en de Alberta Prion Research Institute. De National Natural Science Foundation of China die een studiebeurs (nr. 30620120430) naar W. Xu. De auteurs danken Brant Baker en Fred Van Herk, evenals Ruth Barbieri, Lisa Kalischuk-Tymensen, Andrew Olson, Lorna Selinger, Geoff Wallins en Homayoun Zahiroddini voor hun technische bijstand.