豬場(chǎng)環(huán)境問題已成為制約我國養(yǎng)豬業(yè)高效安全生產(chǎn)的關(guān)鍵,是引發(fā)重大疫病的主要原因,也是制約養(yǎng)豬業(yè)總體水平提升的瓶頸。從生物安全和健康養(yǎng)殖出發(fā),對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行定期消毒,為豬創(chuàng)造良好的健康生長(zhǎng)環(huán)境,是預(yù)防疫病發(fā)生和傳播的一項(xiàng)重要措施。目前,我國多采用化學(xué)消毒劑對(duì)豬場(chǎng)環(huán)境微生物進(jìn)行控制。養(yǎng)豬場(chǎng)的現(xiàn)用消毒劑或多或少存在抗菌譜、消毒效力、毒性、腐蝕性、價(jià)格等方面的問題,給養(yǎng)豬業(yè)帶來很大困擾。如何高效、廉價(jià)、對(duì)人畜和設(shè)備無害化、無污染地消除致病微生物成為現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)的難點(diǎn)和關(guān)鍵。
近年來,利用電化學(xué)技術(shù)制備消毒劑的方法日益受到關(guān)注。酸性電解水(Acidicelectrolyzed water, AEW),亦稱酸性離子水或酸性氧化還原電位水,具有瞬時(shí)、廣譜、無殘留、高效的殺菌特性,殺菌后可完全還原成無毒、無殘留的普通水,排放后對(duì)環(huán)境無污染,但現(xiàn)行強(qiáng)酸性電解水存在以下主要問題:(1)現(xiàn)有強(qiáng)酸性電解水設(shè)備生產(chǎn)效率低,設(shè)備制造和生產(chǎn)運(yùn)行成本高;(2)強(qiáng)酸性(pH<2.7),對(duì)金屬設(shè)備有一定腐蝕性,限制了其在畜禽養(yǎng)殖中的推廣應(yīng)用;(3)強(qiáng)酸性電解水物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,還原速度快,不利于存儲(chǔ)。
針對(duì)上述問題,研究開發(fā)了具有接近中性pH 值的微酸性電解水(Slightly acidic electrolyzedwater, SAEW, pH 5.0-6.5),經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),具有腐蝕性小、物理化學(xué)特性穩(wěn)定,可減少由氯氣釋放造成的健康和安全問題,且此pH 值條件下氯混合物主要以殺菌作用最強(qiáng)的次氯酸(HClO)形式存在,應(yīng)用范圍廣,適合于醫(yī)療、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品加工和畜禽養(yǎng)殖等領(lǐng)域。據(jù)研究,微酸性電解水對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、腸炎沙門氏菌、弧菌等均有很好的殺滅效果。本文主要介紹微酸性電解水的制備方法;研究微酸性電解水豬場(chǎng)帶體消毒對(duì)豬舍內(nèi)空氣、地面、墻面和圈欄的消毒效果,并比較其與強(qiáng)力消毒靈粉和聚維酮碘溶液的殺菌效果。
1.1 微酸性電解水制備
微酸性電解水制備采用無隔膜電解發(fā)生裝置,該裝置主要由電解槽、鍍鉑鈦合金電極板、電源及控制系統(tǒng)等組成??刂葡到y(tǒng)可以調(diào)節(jié)電壓、電流、電極極性等參數(shù)。用自來水配制一定量0.01%、0.02%、0.025% mM的HCl 和0.05%、0.1%、0.15%、0.20%的NaCl溶液,20 V 電壓下電解,測(cè)定不同電解時(shí)間微酸性電解水的pH 值和有效氯濃度。
1.2 養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)消毒試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)
試驗(yàn)時(shí)間是 2009 年10 月28 日-12 月28 日,重慶市某良種繁育場(chǎng)。試驗(yàn)選在豬場(chǎng)哺乳舍內(nèi)進(jìn)行,舍內(nèi)共30 頭母豬,約120 頭仔豬,為二列三走道,人工清糞。日常消毒采用聚維酮碘2次/周。
1.3 主要試驗(yàn)儀器和試劑
電解水生成機(jī),pH 計(jì),氧化還原電位計(jì),有效氯測(cè)定儀,電熱恒溫培養(yǎng)箱,移液槍;氯化鈉、鹽酸、瓊脂培養(yǎng)基等。
1.4 微酸性電解水與化學(xué)消毒劑帶體消毒效果對(duì)比試驗(yàn)
試驗(yàn)前先清糞,用自來水沖洗豬舍的地面、圈欄,待舍內(nèi)干燥后開始消毒。采用微酸性電解水(pH 6.25-6.53,氧化還原電位ORP 887.5-924.8 mV,有效氯濃度為270 mg/l)、強(qiáng)力消毒靈粉溶液(1:4000 稀釋,即0.25 g/l)和聚維酮碘溶液(1:250)3 種不同的消毒劑分別對(duì)同一棟豬舍進(jìn)行噴霧消毒,每種消毒劑試驗(yàn)間隔一周,噴霧量為400 ml/m2,消毒時(shí)間為下午3:00,每4 天消毒1次,每次噴霧時(shí)間約20 min,分別于消毒前和消毒后0.5 h 進(jìn)行采樣,考察三種不同的消毒劑帶體噴霧消毒對(duì)空氣的殺菌效果。
1.5 微酸性電解水與化學(xué)消毒劑對(duì)豬舍局部消毒效果對(duì)比試驗(yàn)
用微酸性電解水(pH 6.23、ORP 892.5 mV 和ACC 300 mg/l),1:250 的聚維酮碘溶液,1:4000 的強(qiáng)力消毒靈粉溶液,分別對(duì)地面、墻面和欄桿進(jìn)行局部消毒。消毒方法為噴灑,保持表面濕潤(rùn)無積水為宜,消毒前、后5 min 進(jìn)行采樣。
1.6 采樣方法
空氣采用自然沉降法進(jìn)行采樣,采樣時(shí)間為 3 min,采樣點(diǎn)分別布置在豬舍四角(距離墻壁1 m)和中央位置,每個(gè)位置放置3 個(gè)培養(yǎng)皿。地面、圈欄和墻面用擦拭法進(jìn)行采樣,采樣面積為1 × 2 cm2,用棉簽來回擦拭20 下,邊擦拭邊轉(zhuǎn)動(dòng)棉簽,然后將棉簽頭折斷放入裝有5 ml 緩沖液的離心管中保存,每次試驗(yàn)重復(fù)3 次。采樣后,培養(yǎng)皿放置37oC 恒溫培養(yǎng)箱,培養(yǎng)18~24 h 后記錄培養(yǎng)皿細(xì)菌菌落數(shù)。空氣中的細(xì)菌總數(shù)計(jì)算方法如下:
細(xì)菌總數(shù)(cfu/m3)=50 000N/ (A × T)其中:A 為培養(yǎng)皿面積(cm2);T 為采樣時(shí)間(min);N 為每個(gè)培養(yǎng)皿菌落數(shù)(cfu)。
2 結(jié)果與討論
2.1 電解質(zhì)濃度和電壓對(duì)微酸性電解水物理化學(xué)特性的影響
電解液初始pH 值隨濃度的增加而減小,分別為6.3、5.48、4.52。在電解過程中pH 值緩慢上升,在相同的電解時(shí)間,溶液的pH 值隨著HCl 濃度的增加而減小,電解30 min,微酸性電解水的pH 值約6.0-6.59。
各種濃度下的HCl 或NaCl 溶液的初始有效氯濃度均為0,在電解過程中有效氯濃度迅速增加,且隨著電解液濃度的升高,增加的幅度增大。當(dāng)NaCl 濃度為0. 15%和0.20%時(shí),電解10 min時(shí)分別到達(dá)192 和248 mg/l。
2.2 微酸性電解水與化學(xué)消毒劑對(duì)豬舍內(nèi)空氣的殺菌效果比較
三種消毒劑帶體噴霧消毒對(duì)空氣中的細(xì)菌均具有一定的殺菌效果。微酸性電解水對(duì)空氣的殺菌效果最好,消毒前后細(xì)菌總數(shù)減少2.09×105 CFU/m3,殺菌率為59.2%;強(qiáng)力消毒靈粉溶液次之,細(xì)菌總數(shù)減少1.54×105 CFU/m3,殺菌率為48.7%,而聚維酮碘溶液的殺菌效果最差,消毒前后細(xì)菌總數(shù)僅減少0.75×105CFU/m3,殺菌率為25.9%。
2.3 微酸性電解水與化學(xué)消毒劑對(duì)豬舍內(nèi)墻面、圈欄和地面的消毒效果
給出了微酸性電解水、強(qiáng)力消毒靈粉溶液與聚維酮碘溶液三種消毒劑對(duì)豬舍墻面、圈欄和地面的局部噴灑殺菌效果。微酸性電解水和強(qiáng)力消毒靈粉對(duì)墻面、圈欄和地面均具有很好的殺菌效果,殺菌率89.3-100%。三種消毒劑對(duì)地面、圈欄和墻面的殺菌效果均依次增強(qiáng),其中,微酸性電解水的殺菌效果最強(qiáng),強(qiáng)力消毒靈粉次之,而聚維酮碘溶液的殺菌效果最弱,殺菌率只有14.3-83.3%。
3 結(jié)論
微酸性電解水的原料是自來水和微量食鹽或稀鹽酸,生產(chǎn)和運(yùn)行費(fèi)用較低、消毒效果好,使用成本遠(yuǎn)低于化學(xué)消毒劑。微酸性電解水具有接近中性的pH 值對(duì)養(yǎng)殖設(shè)施無腐蝕、穩(wěn)定性好,成本低、且避免了低pH 值下氯氣揮發(fā)帶來的環(huán)境污染和對(duì)人員的傷害問題。與化學(xué)消毒劑(強(qiáng)力消毒靈粉和聚維酮碘)相比,微酸性電解水(pH 6.25-6.63、ORP 887-924 mV和ACC 300 mg/l)對(duì)豬舍帶體噴霧消毒或局部噴灑消毒均具有更好的殺菌效果,對(duì)墻面、地面和圈欄的殺菌率達(dá)到91.4-100%。也可用于進(jìn)出豬場(chǎng)的人員、車輛等的無害化消毒,確保生豬生產(chǎn)的健康環(huán)境要求。因此,微酸性電解水作為一種綠色安全的消毒劑用于豬場(chǎng)的無害化消毒具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。