Дезінвазія грунту наночастками магнію

7. Дезінвазія грунту наночастками магнію

За ступенем екологічної небезпеки для ґрунту магній відносять до класу мало небезпечних елементів, а його гранично допустима концентрація (ГДК) знаходиться в межах від 1000 до 1600 мг/кг. Тому було вирішено дослідження із встановлення дезінвазійних властивостей наночасток проводити із наномагнієм.

Вивчення овоцидного ефекту проводили з використанням водної суспензії гідратованих і карботованих наночасток магнію із вмістом металу 200 мг/дм³.

Із п’яти зразків ґрунту було сформовано 5 дослідних і 5 контрольних груп по 3 тест-об’єкта у кожній.

Експерименти проводили із ґрунтами наступних типів:

·          зразок №1: біогумус, виготовлений шляхом переробки гною великої рогатої худоби та інших органічних відходів за допомогою промислової популяції червоних каліфорнійських червів із додаванням природних структуруючих компонентів; рН 6,0;

·          зразок №2: торф – 20%, пісок – 5, перегній – 50, чорнозем – 20, січка з прілої соломи – 5%; рН 7,5;

·          зразок №3: ґрунт на основі суміші торфів різного ступеня розкладу з додаванням макро- і мікроелементів; рН 5,5;

·          зразок №4: чорнозем звичайний; рН 5,8;

·          зразок №5: лісовий ґрунт (сосновий ліс, с. Конча-Заспа); рН 6,0.

До тест-об’єктів вносили культуру яєць із розрахунку не менше 1000 на 1 г ґрунту. Потім їх переносили у мішечки з бавовняної тканини та вміщували у товщу ґрунту того ж типу, із якого сформовано тест-об’єкт.

У процесі експерименту ящики з контейнерами, що містили життєздатні інвазійні яйця аскариди свиней, зрошували нанорозчином магнію (у концентрації 200 мг/л) із розрахунку 1 л на 1 м². Контрольні варіанти зрошували водою.

Визначення дезінвазійної ефективності колоїду наноаквахелату магнію проводили через 5 діб від початку експерименту.

Після відмивання яйця нематод вивчали під мікроскопом і культивували у термостаті протягом 20 діб для визначення їхньої життєздатності.

Рис. 4. Ефективність наночасток магнію при дезінвазії ґрунтів різних типів, % 1.

Ряд 1 – біогумус, виготовлений шляхом переробки гною великої рогатої худоби та інших органічних відходів за допомогою промислової популяції червоних каліфорнійських червів із додаванням природних структуруючих компонентів; рН 6,0; Ряд 2 – зразок №2: торф – 20%, пісок – 5, перегній – 50, чорнозем – 20, січка з прілої соломи – 5 %; Ряд 3 – ґрунт на основі суміші торфів різного ступеня розкладу з додаванням макро- і мікроелементів; рН 5,5; Ряд 4 – чорнозем звичайний; Ряд 5 – лісовий ґрунт.

Для ґрунтів різних типів відсоток смертності зародків нематоди варіював у межах 90,4–99,2 %. Яйця аскарид, вилучені із ґрунту контрольних груп, виявилися життєздатними в середньому на 97,2 % (рис.4).

Важливу роль у ступені прояву овоцидної дії наночасток магнію, на нашу думку, відіграють структура та властивості ґрунту, який знезаражується. При цьому, першочерговим фактором, який впливає на процес дезінвазії є ступінь поглинання та утримання вологи у ґрунті різних типів. Виходячи з цього в подальшому слід звертати увагу на такі характеристики ґрунту, як вологоємність, капілярність і водопроникність.

Найбільший овоцидний ефект (99,2 %) встановлено при знезараженні зразка із високим вмістом гумусу. Такий ґрунт найкраще поглинає вологу та утримує її в своїх порах, що створює сприятливі умови для взаємодії наночасток магнію із яйцем нематоди у його товщі.

Зразки ґрунту, що містили суміш торфів (№3) та ґрунтосуміш (№2), також показали доволі високі результати ефективності – відповідно 98,4 % і 97,6 %. Це, очевидно, зумовлено високою вологоємністю торфу, що входить до складу ґрунтосумішей і його здатністю підіймати воду порами. Із літературних джерел відомо, що у торф’яному ґрунті вода піднімається порами на 4–6 м за 35 днів, що значно більше ніж у ґрунті із значним вмістом піску – до 0,6 м та лісовому – до 2 м.

Найкраще вологу поглинають піщані ґрунти, оскільки у них простір між частками ґрунту найбільший, але ця ж особливість структури не дозволяє їм утримувати вологу. Отже, результат ефективності у 90,4%, отриманий при дослідженні зразка №5, зрозумілий. Колоїд, який містить наночастки, суспендовані у воді, настільки швидко проходить через піщаний ґрунт, що для закріплення наночасток на поверхні яєць нематоди лишається надто мало часу.

У зразках ґрунтів усіх типів кислотність була у межах 5,5–7,5, а рН колоїду наноаквахелатів, що застосовували, – 6,7–6,9, тобто у межах, що суттєво не впливали на активність наночасток.

Отже, результати експериментальних досліджень підтвердили припущення про можливість застосування наночасток магнію для дезінвазії ґрунтів різних типів. Перевагами запропонованої методики є її екологічна чистота, здатність наночасток проникати вглиб ґрунту та специфічність дії (лише на живі зародки нематоди). Обробка колоїдом наночасток магнію із вмістом металів 200 мг/л може бути застосована як профілактичний захід для знезараження ґрунту та як один із способів дезінфекції в зонах інтенсивного накопичення яєць паразитів (місця утримання тварин, вигульні дворики, вольєри тощо).

Виробничі досліди дезінвазії ґрунту були проведені у притулку для бездомних тварин. У досліді було задіяно 30 безпородних собак, яких утримували у вольєрах розміром 50 х 50 м по 15 тварин у кожному.

Перед проведенням досліду зробили клінічний огляд тварин. При цьому звертали увагу на їхній зовнішній вигляд, угодованість, апетит. У тварин спостерігали виснаження, анемічність слизових оболонок, тьмяну та скуйовджену шерсть.

З’ясовано, що двічі на рік тварин дегельмінтизують. Знезараження збудників паразитарних хвороб у довкіллі зводиться лише до механічного очищення вольєрів від залишків їжі та екскрементів собак. Дезінвазія у притулку не проводилася взагалі.

За результатами гельмінтокопроскопічного дослідження встановлено, що паразитофауна собак представлена чотирма видами збудників паразитарних хвороб (табл. 9).

Таблиця 9

Результати копроскопічного дослідження екскрементів собак, М±m, n=30

Як свідчить табл. 9, в організмі собак паразитують збудники декількох видів. Переважна більшість тварин інвазовані нематодою Toxocara canis.

Оскільки тварини постійно знаходяться у одному вольєрі, харчуються із спільного посуду, існує можливість активної циркуляції збудників паразитарних хвороб.

Об’єктами санітарно-паразитологічного дослідження у місці утримання собак були визначені: ґрунт, зіскріби із металевих сіток, решіток та інвентарю для прибирання вольєрів, мисок для годівлі та напування.

Проби відбирали з усієї площі вольєру за методом конверту. Шпателем з поверхні ґрунту відбирали 5 – 10 наважок по 10 – 20 г кожна. Глибина забору становила 1 – 3 см. Після ретельного перемішування цих наважок формували середню пробу ґрунту масою 100–200 гр. Із кожного вольєра було відібрано по 5 проб ґрунту.

У лабораторні стакани ємністю 250 см³ вміщували 25 г ґрунту, який заливали 3 %-вим розчином NaOH у співвідношенні 1:2. Вміст лабораторних стаканів ретельно перемішували і відстоювали протягом 20 – 30 хв. Надосадову рідину зливали, а осад промивали до отримання прозорої надосадової рідини. До осаду в лабораторний стакан додавали 150 см³ флотаційного розчину (натрію нітрату), ретельно перемішували та залишали на 20-30 хв. Утворену поверхневу плівку переносили на предметне скло за допомогою бактеріологічної петлі та розглядали під малим збільшенням мікроскопа.

Дослідження ґрунту на наявність личинок гельмінтів проводили за методом М.П. Гнєдіної. Вільноживучих нематод диференціювали за методом Корта.

За результатами ово- та ларвоскопії встановлено обсіменіння зародками паразитів об’єктів довкілля. У ґрунті виявлено життєздатні інвазійні елементи у 83,3% випадків, у зіскріби із сіток, ґрат і вольєрів та інвентарю, який використовують при догляді за тваринами, – 16,6, зародки паразитів виявлено у 50 % досліджених проб.

У пробах ґрунту було виявлено яйця токсокар в середньому 2,4 екз./г, токсаскарисів – 0,6, яйця та личинки анкілостом – 0,3, ехінококів – 0,2 екз./г.

У змивах із мисок для годування та напування собак були виявлені яйця токсокар у кількості в середньому 3 яйця, токсокарисів – 1,5 яєць, 1 личинка анкілостом. Яєць ехінококів виявлено не було.

Перед проведенням дезінвазії вольєри були звільнені від тварин. Проведено механічне очищення території; посуд, совки та віники відмочували у мильній воді та очищали.

Один вольєр (дослідний) обробляли колоїдом аніоноподібних наноаквахелатів магнію. Вміст металу становив 200 мг в 1 дм³. Обробку проводили у безвітряну, суху погоду, методом розпилювання із розрахунку 1 л на 1 м². Експозиція становила 5 діб. По закінченню терміну експозиції тварин перевели у вольєри.

Другий вольєр (контроль) був зрошений водою.

Для контролю дезінвазії відбір проб проводили двічі. Перший раз після закінчення терміну експозиції – через 5 діб; другий – через 10 діб від початку експерименту, тобто після п’ятиденного перебування собак у вольєрі, після дезінвазії.

Результати досліджень наведено у табл. 10.

Таблиця 10

Паразитарне забруднення об’єктів довкілля у вольєрах до та після дезінвазії

Як видно із табл. 10 протягом 5 діб після проведення дезінвазії у дослідних групах не було виявлено жодного життєздатного зародка паразита.

Після п’ятиденної експозиції у пробах ґрунту дослідного вольєру були виявлені нежиттєздатні яйця токсокар і токсаскарисів у середньому 0,3 та 0,1 екз./г.

У пробах ґрунту контрольного вольєру виявлено життєздатні яйця токсокар в середньому 1,7 екз./г, токсаскарисів – 0,4, личинки анкілостом – 0,1, ехінококів – 0,1 екз./г.

У зіскрібках із сіток і ґрат вольєра і на поверхні посуду та інвентарю обох вольєрів зародків нематод не виявлено.

Після п’ятиденного перебування тварин у вольєрах, у пробах ґрунту контрольної групи виявлено яйця токсокар, токсаскарисів, анкілостом та ехінококів в середньому 1,9; 0,6; 0,2; 0,2 екз./г, відповідно.

У дослідних групах виявлено 0,03 екз./г життєздатних яєць токсокар та 0,04 екз./г яєць токсаскарисів.

У змивах із посуду зафіксовано інтенсивність контамінації збудників паразитів у таких же кількостях, як і до обробки.

У зіскрібках із сіток і ґрат у контрольному та дослідному вольєрі яєць чи личинок паразитів виявлено не було.

Наші спостереження показали, що посуд, який використовують для годівлі тварин є одним із важливих факторів передачі інвазії. Його дезінвазія не представляє труднощів. Єдиною умовою є його регулярне миття.

Отже, наночастки магнію здатні ефективно знезаражувати інвазійні елементи, які постійно надходять у довкілля разом із випорожненнями тварин.

Переважна більшість збудників паразитарних хвороб виділяється у довкілля із екскрементами тварин і людини. Тому, місцем накопичення найбільшої кількості інвазійних елементів у тваринницьких господарствах вважають гній і стічні води.

Видалення, знезараження, зберігання, транспортування та використання гною і стоків повинні здійснюватись із урахуванням вимог охорони довкілля від забруднень і виключення поширення збудників інфекційних та інвазійних хвороб.