Name: biocontained carcass composting for control of infectious disease outbreak in livestock
Uploaded: 2010-05-06T13:00:00
Duration: 14 min 34 s
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इस परियोजना को रासायनिक, जैविक, रेडियोलॉजिकल और कनाडाई खाद्य निरीक्षण एजेंसी के परमाणु (CBRN) अनुसंधान और प्रौद्योगिकी पहल (CRTI), और अलबर्टा prion अनुसंधान संस्थान से धन के साथ आयोजित किया गया. चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन डब्ल्यू Xu के लिए एक छात्रवृत्ति (30620120430 सं) प्रदान की है. लेखकों उनके तकनीकी सहायता के लिए Brant बेकर और फ्रेड वान Herk, के रूप में अच्छी तरह रुथ Barbieri, लिसा Kalischuk Tymensen, एंड्रयू Olson, Lorna Selinger, ज्योफ Wallins और Homayoun Zahiroddini धन्यवाद.

डुप्लिकेट खाद संरचनाओं Lethbridge, Alberta, कनाडा में Lethbridge अनुसंधान केन्द्र (LRC) (छवि 1) का निर्माण किया गया. बड़े आयताकार जौ पुआल गांठें (260 x 120 x 80 सेमी, एल एक्स डब्ल्यू एक्स एच), दीवारों और फर्श के लिए छोटे गांठें (100 x 40 x 45 सेमी) के लिए इस्तेमाल किया गया. बड़े गांठें ताकि दीवारों 120 सेमी मोटी, जो अधिकतम दीवार स्थिरता और गर्मी प्रतिधारण थे उन्मुख थे. छोटे मंजिल बनाने गांठें सुतली क्षैतिज चलाने के लिए एक रिसाव की घटना में absorbance के अधिकतम करने के लिए, एक 45 सेमी मोटी मंजिल उपज के साथ उन्मुख थे. एल एक्स डब्ल्यू एक्स एच), संरचनाओं की समग्र आयामों 25 एमएक्स 5 एमएक्स 2.4 मी थे. निर्माण स्थल लगभग 1 के एक ढलान था, और संरचनाओं leachate की है कि हम प्रायोगिक मूल्यांकन के लिए सम्मिलित नमूने बंदरगाह की ओर प्रवाह को प्रोत्साहित करने के लिए उन्मुख थे. नम feedlot मिश्रित खाद और खाद स्प्रेडर के माध्यम से प्रसंस्करण और 24 घंटे के लिए रोकथाम संरचनाओं के निर्माण से पहले जमा करके वातित. खाद बंकरों को भारी काला / सफेद प्लास्टिक चादर का कपड़ा सामान्यतः silage बवासीर को कवर किया साथ पंक्तिवाला थे. पर्याप्त अधिशेष प्रत्येक दिशा में शीर्ष पर छोड़ दिया गया था करने के लिए सक्षम अंततः गुना नीचे और बंकर के भीतर बिस्तर खाद की सील है. एक परिवेश हवा का मुकाबला करने के लिए, टायर बंकर में प्लास्टिक वजन जब तक पुआल भरी हुई थी इस्तेमाल किया गया है, लेकिन इन रखा शवों जा रहा से पहले हटा दिया गया. एक बार leachate नमूने बंदरगाह (केवल प्रयोगात्मक नमूने के लिए आवश्यक) स्थापित किया गया था, ढीले जौ पुआल जैव नियंत्रण संरचना में जोड़ा गया है के लिए एक आधार के लगभग 40 सेमी मोटी परत फार्म. यह एक सामने अंत लोडर के साथ एक एकल दौर गठरी देने, और मैन्युअल रूप से बंकर की लंबाई के साथ पुआल वितरण के द्वारा पूरा किया गया. सोलह feedlot मवेशियों की मौत भूसे बिस्तर पर रखा गया. ये है कि पास वाणिज्यिक feedlots में पिछले 48 घंटे के भीतर मृत्यु हो गई थी मवेशी थे, बहुमत गोजातीय सांस की बीमारी के आगे घुटने टेक दिए होने. शवों transversely खाद बंकर (छवि 1) के भीतर गठबंधन शवों के बीच लगभग 0.5 मीटर की एक अंतरिक्ष के साथ. निष्क्रिय वातन प्रदान करने के लिए, छिद्रित प्लास्टिक लचीला जल निकासी टयूबिंग (15 सेमी व्यास) की लंबाई आसन्न शवों के बीच रखी गई, ढीला पुआल आधार के भीतर एम्बेडेड. टयूबिंग की छोर खड़ी ओर बंकर के ऊपर से परे का विस्तार दीवारों के साथ निर्देशित किया गया है, और जगह में आयोजित अस्थायी रूप से दीवारों के ऊपरी सतह पिछले टायरों का विस्तार का उपयोग. पूर्व वातानुकूलित feedlot खाद बंकरों में लोड किया गया था करने के लिए 1.6 मीटर की एक अंतिम गहराई के लिए शवों को कवर खाद बंकर की ओर दीवार पर लोड किया गया था, दूसरे की ओर संरचना के एक छोर से चलती. इस चरण के दौरान अपने निर्धारित गहराई में खाद परत के भीतर नमूना पुनर्प्राप्ति नीचे वर्णित पिरामिड तैनात थे. एक बार बंकर भरा हुआ था, प्लास्टिक की चादर का कपड़ा नुकीला खाद के शीर्ष पर मुड़ा हुआ था और छेदा टयूबिंग की छोर के माध्यम से पारित कर दिया गया ताकि वे बाहरी लपेटो करने के लिए स्थित थे. प्लास्टिक टेप के साथ बंद पुआल शवों, और खाद के चारों ओर एक नियंत्रण बाधा स्थापित किया गया था. आठ वातन vents (50 x 50 x 15 सेमी) प्रत्येक संरचना के शीर्ष पर रखा गया निष्क्रिय वातन को बढ़ावा देने के के लिए, और टी के आकार का connectors छेदा टयूबिंग की लंबाई के प्रत्येक के अंत से जुड़े थे ट्यूब में हवा का प्रवाह नीचे बढ़ावा देने. इस पायलट अध्ययन में, खाद संरचनाओं के लिए प्रयोगात्मक संशोधनों स्थिर खाद की प्रक्रिया के दौरान रोगज़नक़ निष्क्रियता और ऊतक गिरावट की जांच सक्षम शामिल थे. ऊतक और माइक्रोबियल पूर्व ऊतक वजन या माइक्रोबियल गणन द्वारा मात्रा निर्धारित नमूनों नायलॉन नमूना बैग (5 एक्स 9 सेमी, 50-सुक्ष्ममापी ताकना आकार) में गर्मी सील थे, और विशेष पिरामिड स्टील पिंजरों में पैक, बेकर रिट्रीवल पिरामिड (BRP) के रूप में नामित 1. ये पिरामिड अंतराल पर खाद मैट्रिक्स से खाद की प्रक्रिया के दौरान गंभीरता से समझौता रोकथाम या BRP, आठ बैग (एक आठ नमूना प्रकार के प्रत्येक) के भीतर खाद प्रक्रिया की गतिशीलता को बदलने के बिना उनकी पुनर्प्राप्ति सक्षम करने के लिए डिजाइन किए गए थे एक ही खाद में एम्बेडेड थे कि बंकर को भरने के लिए इस्तेमाल किया गया था, तो व्यवस्था है कि प्रत्येक बैग खाद से घिरा हुआ था और कोई बैग एक दूसरे के साथ सीधे संपर्क में थे. खाद - और बैग भरा BRPs लॉगिंग श्रृंखला की लंबाई से जुड़े थे और खाद मैट्रिक्स के भीतर 80 सेमी और 160 सेमी की गहराई में निलंबित कर दिया है. चेन लकड़ी के डंडे के लिए 1.5 मीटर (छवि 1) अंतराल पर बंकरों फैले लंगर थे. टी प्रकार thermocouples के प्रत्येक BRP में रखा भी एक डेटा लकड़हारा बाहर खाद संरचना के लिए तैनात करने के लिए चेन के साथ चला गया. निर्दिष्ट अंतराल पर, BRPs खड़ी एक ratcheted खाद का उपयोग कर से वापस ले लिया गया केबल डांड़ी साथ आते हैं, और प्लास्टिक की चादर फिर से सील किया गया. दक्षिणी अल्बर्टा के स्वाभाविक रूप से शुष्क जलवायु, छोटे वर्षा टी के दौरान प्राप्त किया गया थाउसकी अवधि, लेकिन प्लास्टिक लपेटो और खाद सामग्री के गुंबददार आकार पुआल बंकर की दीवारों द्वारा अवशोषित हो पार्श्व अपवाह को बढ़ावा देने के लिए प्रभावी रहे थे.

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	<li>Reuter, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+temporal+collection+of+tissue+and+microbial+samples+from+static+composting+systems.">A simple method for temporal collection of tissue and microbial samples from static composting systems.</a> Canadian Biosystems Engineering. 50, 6.17-6.20 (2008).</li><li>Xu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+biosecure+composting+system+for+disposal+of+cattle+carcasses+and+manure+following+infectious+disease+outbreak.">A biosecure composting system for disposal of cattle carcasses and manure following infectious disease outbreak.</a> J. Environ. Qual. 38, 437-450 (2009).</li></ol>

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

स्थिर खाद के 147 दिनों के बाद, कुल द्रव्यमान, शुष्क बात (डीएम), कार्बनिक पदार्थ, कुल कार्बन और कुल नाइट्रोजन का घाटा 23.7 थे, 35.6, 52.9, 49.6, और 41.4% क्रमशः 2. प्रत्येक संरचना के भीतर, सामग्री की मात्रा 118 से 71 मीटर 3 में कमी आई है composted. गोजातीय ऊतकों के अपघटन मस्तिष्क खुर&gt; हड्डी के रूप में स्थान पर नजर रखी. खाद के केवल 7 दिनों के बाद, मस्तिष्क के ऊतकों डीएम के&gt; 90%, विघटित था और खुर का 80% डीएम खाद के 56 घ के भीतर decomposed था. Escherichia कोलाई O157 की व्यवहार्यता की पूरी नुकसान: H7 और न्यूकैसल रोग के 14 दिनों के भीतर हासिल की थी . गहन पशुधन उत्पादन प्रणालियों विशेष रूप से प्राकृतिक या जानबूझकर संक्रामक रोग फैलने की चपेट में हैं. एक सीमित क्षेत्र के भीतर पशुओं की एक बड़ी संख्या में हाउसिंग सबसे संक्रामक एजेंटों जनसंख्या भर में तेजी से प्रसार को जन्म देता है. रोकथाम के लिए किसी भी संक्रामक रोग फैलने को नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण है, इस प्रकार depopulation अक्सर बड़े पशुओं आबादी संक्रामक एजेंट के प्रसार को रोकने का एक साधन के के रूप में प्रयोग किया जाता है. पशुओं के शवों और दूषित खाद की आवश्यकता तेजी से निपटान के बड़ी संख्या में depopulation परिदृश्य परिणाम है. खाद ही संक्रमित शवों के लिए एक तेजी से प्रतिक्रिया निपटान विधि के रूप में के रूप में अच्छी तरह से खाद और मिट्टी है कि संक्रामक एजेंटों बंदरगाह सकता है के रूप में उधार देता है. हम एक प्रक्रिया है कि रोग फैलने की साइट पर आयोजित किया जा सकता खाद रूपरेखा, खेत पर या स्थानीय कृषि आपूर्ति दुकानों से आसानी से उपलब्ध सामग्री का उपयोग. हमारे अध्ययन में, बीफ़ पशु शवों और खाद के साथ जुड़े संक्रामक एजेंटों खाद के 14 दिनों के के भीतर निष्क्रिय थे, एक खाद तापमान 55 पार हो गई सी ° एक से अधिक महीने के लिए. Leachate का उत्पादन ढीला भूसे आधार परत के कारण शोषक प्रकृति और हमारे होने खाद की दीक्षा पर डीएम सामग्री अनुकूलित. बहुत कम संभावना थी Leachate की कुल पैदावार प्रारंभिक खाद द्रव्यमान (यानी, &lt;संरचना प्रति 300 ग्राम) के कम से कम 3 पीपीएम थे. Coliforms leachate में 14 दिनों में 5.8 CFU / एमएल log10 पाया गया है, लेकिन खाद के 101 दिनों के बाद detectable नहीं थे. 147 दिनों के बाद, गोजातीय शवों को लगभग पूरी तरह केवल कुछ लंबी हड्डियों को पहचानने के साथ किया जा रहा अपमानित थे. हड्डी अपमानित आगे अतिरिक्त खाद खुले windrow चक्र biocontained संरचनाओं के बाद खोले गए थे के दौरान, अंतिम परिपक्व भूमि आवेदन के लिए उपयुक्त खाद उपज थे. अंत में, खाद की स्थिति है कि सबसे रोगजनक सूक्ष्मजीवों के अस्तित्व के लिए पर्याप्त चुनौती उपस्थित बनाता है. मुफ्त जीवाणु, प्रोटोजोआ और वायरस तेजी से उच्च तापमान, क्षारीयता, और उच्च protease खाद के भीतर और nuclease गतिविधियों से निष्क्रिय हैं. परिपक्व feedlot मवेशी शवों की इस सफल अपघटन इंगित करता है कि इस स्थिर खाद निपटान प्रक्रिया सभी आम पशुओं के लिए उपयुक्त होगा. देखभाल, ले लिया होगा, तथापि, कि इष्टतम कार्बन सुनिश्चित नाइट्रोजन अनुपात और नमी का स्तर माइक्रोबियल को मारने के लिए प्राप्त किया जा स्थितियों के लिए आदेश में मौजूद हैं. स्वाभाविक अधिक गर्मी प्रतिरोधी जीवाणु है कि फार्म (जैसे, एंथ्रेक्स spores), या उन है कि असामान्य रूप से अड़ियल हैं, जैसे prions, अभी भी खाद के बाद संक्रामक रहना हो सकता है जैसे रोगज़नक़ों,. खाद की प्रक्रिया के दौरान सूक्ष्मजीवों के इन प्रकार के भाग्य को स्पष्ट करने के लिए अध्ययन वर्तमान में हमारी प्रयोगशाला में चल रहे हैं. <img src="/files/ftp_upload/1946/1946fig1.jpg" alt="चित्रा 1" /> चित्रा 1 biosecure खाद पुआल गठरी दीवारों और फर्श, प्लास्टिक की चादर का कपड़ा बाड़े, ढीले पुआल आधार, पशु लोथ, खाद, छिद्रित प्लास्टिक वेंटिलेशन टयूबिंग, और हवा vents शामिल प्रणाली के ढांचे के रूप में प्रतिनिधित्व के रूप में के रूप में अच्छी तरह से प्रयोगात्मक संशोधनों (leachate बंदरगाह, नमूना पुनर्प्राप्ति. पिरामिड और तापमान सेंसरों (ए) ट्रांसवर्स दृश्य (क्रॉस सेक्शन) (बी) अनुदैर्ध्य दृश्य ओर दीवार हटा दिया... सभी आयामों सेमी में Xu एट अल. (2009) 2 .

biocontained carcass composting for control of infectious disease outbreak in livestock

Intensive livestock production systems are particularly vulnerable to natural or intentional (bioterrorist) infectious disease outbreaks. Large numbers of animals housed within a confined area enables rapid dissemination of most infectious agents throughout a herd. Rapid containment is key to controlling any infectious disease outbreak, thus depopulation is often undertaken to prevent spread of a pathogen to the larger livestock population. In that circumstance, a large number of livestock carcasses and contaminated manure are generated that require rapid disposal.
Composting lends itself as a rapid-response disposal method for infected carcasses as well as manure and soil that may harbor infectious agents. We designed a bio-contained mortality composting procedure and tested its efficacy for bovine tissue degradation and microbial deactivation. We used materials available on-farm or purchasable from local farm supply stores in order that the system can be implemented at the site of a disease outbreak. In this study, temperatures exceeded 55&deg;C for more than one month and infectious agents implanted in beef cattle carcasses and manure were inactivated within 14 days of composting. After 147 days, carcasses were almost completely degraded. The few long bones remaining were further degraded with an additional composting cycle in open windrows and the final mature compost was suitable for land application. 
Duplicate compost structures (final dimensions 25 m x 5 m x 2.4 m; L x W x H) were constructed using barley straw bales and lined with heavy black silage plastic sheeting. Each was loaded with loose straw, carcasses and manure totaling ~95,000 kg. A 40-cm base layer of loose barley straw was placed in each bunker, onto which were placed 16 feedlot cattle mortalities (average weight 343 kg) aligned transversely at a spacing of approximately 0.5 m. For passive aeration, lengths of flexible, perforated plastic drainage tubing (15 cm diameter) were placed between adjacent carcasses, extending vertically along both inside walls, and with the ends passed though the plastic to the exterior. The carcasses were overlaid with moist aerated feedlot manure (~1.6 m deep) to the top of the bunker. Plastic was folded over the top and sealed with tape to establish a containment barrier and eight aeration vents (50 x 50 x 15 cm) were placed on the top of each structure to promote passive aeration. After 147 days, losses of volume and mass of composted materials averaged 39.8% and 23.7%, respectively, in each structure.

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Biocontained Carcass Composting for Control of Infectious Disease Outbreak in Livestock

आसानी से उपलब्ध सामग्री का उपयोग, इस biocontained खाद प्रणाली प्रभावी बड़े जानवर संक्रामक रोग फैलने की घटना में उत्पन्न होने वाले शवों की साइट पर निपटान के लिए सक्षम बनाता है. इस प्रक्रिया में शवों और दूषित खाद सबसे संक्रामक एजेंटों को मारता है. एक बार संक्रामक एजेंट की पुष्टि की है अलाभकारी, परिपक्व खाद उर्वरक के रूप में फैल सकता है.

पशुधन में संक्रामक रोग के प्रकोप के नियंत्रण के लिए Biocontained लोथ खाद

Intensive livestock production systems are particularly vulnerable to natural or intentional (bioterrorist) infectious disease outbreaks. Large numbers of ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

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