Влияние гипохлорита натрия на микробиоту и запах навозных стоков

Навозные стоки (НС) животноводческих предприятий представляют собой богатую питательную среду для развития различных аэробных микроорганизмов (МО). В результате биодеструкции органических компонентов НС в воздух поступает широкий спектр запахообразующих веществ (ЗОВ) и парниковых газов. Интенсивность и основные направления деструкции НС зависят от состава и численности микробиоты. Для подавления процессов разложения биогенных составляющих НС может найти применение раствор гипохлорита натрия. В процессе исследований установлено, что внесение 0.005% активного хлора в жидкую фракцию НС (рН ‒ 6.8; влажность ‒ 99.1%) приводит к снижению численности таких представителей гнилостной микробиоты, как Bacteroides spp., Clostridium spp., Escherichia coli, Pseudomonas spp., Sarcina ventriculi, Peptostreptococcus anaerobius. Соответствующие аммонификаторы принимают активное участие в процессах биодеструкции органических веществ, в результате которых образуются уксусная, изовалериановая, масляная кислоты, индолы, скатолы, аммиак, сероводород, меркаптаны и другие ЗОВ. Численность микробиоты, не вносящей заметного вклада в продукцию ЗОВ (Saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula glutinis, Lactobacillus spp. и др.), наоборот, увеличилась. Возросло количество некоторых продуцентов летучих жирных кислот (ЛЖК): Anaerococcus prevotii, Acidaminococcus spp., Prevotella spp. и др., однако это не оказало заметного влияния на интенсивность и характер запаха НС, что может быть обусловлено образованием нелетучих солей ЛЖК при рН выше 7.0. Численность Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Klebsiella sp., Proteus spp., Alistipes putredinis, Bifidobacterium spp., Candida tropicalis, Candida albicans при добавке в НС NaOCl практически не изменилась. В результате трансформации микробиоты общая эмиссия газообразных веществ, основными компонентами которых являются парниковые газы СО2 и СН4, уменьшилась более чем на 17%. Интенсивность неприятного запаха существенно снизилась. Раствор NaOCl может найти применение для обработки НС в навозосборных ваннах. Внедрению практики обработки НС этим биоцидом способствует его доступность, низкая стоимость и безопасность для окружающей среды. 

1. Вайсман Я. И., Рудакова Л. В., Жилинская Я. Т. Процессы, протекающие на полигонах ТБО // Твердые бытовые отходы. 2008. № 1. С. 14 – 19.

2. Журавлёв П. В., Алешня В. В., Марченко Б. И. Определение дезинфицирующего действия негашёной извести на микрофлору иловых осадков сточных вод очистных сооружений канализации и животноводческих комплексов // Гигиена и санитария. 2019. Т. 98, № 5. С. 483 – 488. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-5-483-488

3. Пилип Л. В., Сырчина Н. В. Новые подходы к дезодорации свиного навоза // Иппология и ветеринария. 2018. № 4 (30). С. 99 – 106.

4. Пилип Л. В., Козвонин В. А., Сырчина Н. В., Колеватых Е. П., Ашихмина Т. Я. Влияние подкисления навозных стоков на их микробиологические характеристики // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 3. С. 161 – 167. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3- 161-167

5. Седунов С. Г., Козырева А. В., Швецов А. Б., Тараскин К. А. Хлорные дезинфектанты и их применение в современной водоподготовке // Молекулярные технологии. 2009. № 3. С. 98 – 121.

6. Соколов М. С., Соколов Д. М. Санитарно-бактериологическая оценка почвы и органических удобрений // Агрохимия. 2014. № 5. С. 3 – 19.

7. Способ устранения запаха вентиляционных выбросов из производственных помещений для содержания свиней : пат. 2708599 Рос. Федерация : МПК, B01D 53/34, F24F 7/00, A01K 1/00, C05F 3/00 / Ашихмина Т. Я., Сырчина Н. В., Терентьев Ю. Н., Пилип Л. В. ; заявитель и патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный университет». № 2019106585 ; заявл. 07.03.2019 ; опубл. 09.12.2019, Бюл. № 34. 9 с.

8. Терентьев Ю. Н., Сырчина Н. В., Ашихмина Т. Я., Пилип Л. В. Снижение эмиссии запахообразующих веществ в условиях промышленных свиноводческих предприятий // Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 2. С. 113 – 120. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-2-113-120

9. Allocati N., Masulli M., Alexeyev M. F., Di Ilio C. Escherichia coli in Europe: An overview // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2013. Vol. 10, № 12. P. 6235 – 6254. https://doi.org/10.3390/ijerph10126235

10. Cabral J. P. S. Water microbiology. Bacterial pathogens and water // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2010. Vol. 7, № 10. P. 3657 – 3703. https://doi.org/10.3390/ijerph7103657

11. Hao X., Chang C., Larney F. J., Travis G. R. Greenhouse gas emissions during cattle feedlot manure composting // Journal of Environmental Quality. 2001. Vol. 30, iss. 2. Р. 376 – 386. https://doi.org/10.2134/jeq2001.302376x

12. Kim J. A., Bayo J., Cha J., Choi Y. J., Jung M. Y., Kim D. H., Kim Y. Investigating the probiotic characteristics of four microbial strains with potential application in feed industry // PLoS ONE. 2019. Vol. 14, № 6. P. e0218922. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218922

13. Møller H. B., Sommer S. G., Ahring B. K. Biological degradation and greenhouse gas emissions during pre‐storage of liquid animal manure // Journal of Environmental Quality. 2004. Vol. 33, iss. 1. P. 27 – 36. https://doi.org/10.2134/jeq2004.2700

14. Shah D., Dang M. D., Hasbun R., Koo H. L., Jiang Z. D., DuPont H. L., Garey K. W. Clostridium difficile infection: update on emerging antibiotic treatment options and antibiotic resistance // Expert Review of Anti-infective Therapy. 2010. Vol. 8, iss. 5. P. 555 – 564. https://doi.org/10.1586/eri.10.28

15. St-Pierre B., Wright A.-D. G. Implications from distinct sulfate-reducing bacteria populations between cattle manure and digestate in the elucidation of H2S production during anaerobic digestion of animal slurry // Applied Microbiology and Biotechnology. 2017. Vol. 101, iss. 13. P. 5543 – 5556. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8261-1

16. Sui Q., Meng X., Wang R., Zhang J., Yu D., Chen M., Wang Y., Wei Y. Effects of endogenous inhibitors on the evolution of antibiotic resistance genes during high solid anaerobic digestion of swine manure // Bioresource Technology. 2018. Vol. 270. P. 328 – 336. https://doi.org/10.1016/ j.biortech.2018.09.043

17. Van Fan Y., Lee C. T., Klemeš J. J., Chua L. S., Sarmidi M. R., Leow C. W. Evaluation of effective microorganisms on home scale organic waste composting // Journal of Environmental Management. 2018. Vol. 216. P. 41 – 48. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.04.019

18. Ward В. К., Dufault R. J., Hassell R., Cutulle M. A. Affinity of hyperammonia-producing bacteria to produce bioammonium/ammonia utilizing five organic nitrogen substrates for potential use as an organic liquid fertilizer // ACS Omega. 2018. Vol. 3, iss. 9. P. 11817 – 11822. https://doi.org/10.1021/acsomega.7b02083

19. Whitehead T. R., Spence C., Cotta M. A. Inhibition of hydrogen sulfide, methane, and total gas production and sulfate-reducing bacteria in vitro swine manure by tannins, with focus on condensed quebracho tannins // Applied Microbiology and Biotechnology. 2013. Vol. 97, iss. 18. P. 8403 – 8409. https://doi.org/10.1007/s00253-012-4562-6

20. Zhu Y., Zheng G., Gao D., Chen T., Wu F., Niu M., Zou K. Odor composition analysis and odor indicator selection during sewage sludge composting // Journal of the Air & Waste Management Association. 2016. Vol. 66, iss. 9. P. 930 – 940. https://doi.org/10.1080/ 10962247.2016.1188865