Highlights•Biogas systems in Vietna

Highlights

•
Biogas systems in Vietnam receive both pig manure and human excreta.
•
E. coli is reduced by only 1 to 2 log units in biogas systems.
•
Biogas effluent is used to fertilize vegetables and contaminate the environment.
•
Reduced problems with bad smell and flies are main reasons for having biogas units.
•
Human health hazards associated with use of biogas effluent should be assessed.




Abstract

Biogas digesters are widely promoted and increasingly used to treat and generate gas from pig slurry worldwide. The objective of this study was to describe manure management practices with focus on biogas digestion among small scale pig farmers in Hue (50 farmers) and Hanoi (96 farmers) and to assess fecal contamination levels in biogas effluent. Results showed that 84% of the farmers in Hanoi and 42% in Hue used both pig slurry and human excreta for biogas production. Biogas digestion only reduced E. coli concentrations by 1 to 2 log units to 3.70 ± 0.84 Escherichia coli (log10) cfu/ml on average in effluent as compared with raw slurry. Biogas effluent was commonly used to fertilize vegetables or discharged directly into the garden or aquatic recipients. Reduced problems with bad smells and flies were reported as main reasons for establishing a biogas digester. Further studies are needed to assess human and animal health hazards associated with the discharge and use of biogas effluent from small-scale biogas systems.







Keywords
Pig slurry;
Biogas effluent;
E. coli;
Health hazards;
Vietnam


1. Introduction

Pig production is rapidly increasing in Vietnam and other Asian countries because of increased consumer demands for pork. As a result large volumes of animal manure has to be managed in a sustainable manner by optimizing usage of the nutrients and energy in the manure while at the same time minimizing the negative impact on the external environment, food safety and human health. It is common among family households in Asian countries to keep pigs and about 80% of the total pig production in Vietnam is still in the hands of such smallholders which often raise pigs in farm systems integrated with fish and horticulture.

Insufficiently treated manure is often released into the environment polluting the air and water, including drinking water sources, as well as contaminating food crops with mainly bacterial and parasitic helminth pathogens where the latter includes Ascaris spp. and Fasciolopsis buski, a large intestinal trematode prevalent in Vietnam and transmitted through consumption of contaminated freshwater plants ( Chai et al., 2009 and Jean-Yves et al., 2008). In Vietnam, farmers typically mix pig manure with straw and lime which is then stored in heaps covered by a mud layer for 3–4 months or until the manure is needed as a crop fertilizer. Anaerobic digestion of animal manure has been practiced in Vietnam since the 1960s, but the popularity of biogas technology has grown; in particular since the promotion by government and non-governmental organizations began in 2003 with more than 100,000 biogas units now being built. Different biogas systems have been designed to meet the requirements of different livestock farming systems ( BP, 2011). At the household level, the digesters are often fed pig slurry and occasionally also toilet waste. Little is known about the hygienic quality and possible presence of pathogens in the biogas effluent and this is a health concern as the effluent is typically used to fertilize garden crops or simply discharged into the environment. The aim of this study was therefore to describe hygienic aspects of livestock manure management and use practices among Vietnamese farmers and to assess the concentration of Escherichia coli, an indicator of fecal pathogens, in biogas effluent.

2. Materials and methods

2.1. Animal manure management practices and biogas systems of pig farmers

A questionnaire interview survey was conducted from March to May 2010 in two communes located near the capital of Hanoi and two communes near Hue city, Vietnam. A total of 181 and 100 pig farms were randomly selected in Hanoi and Hue, respectively. Questionnaire interviews of the farmer households were conducted to collect information with particular attention to hygienic aspects of manure management. The biogas system used by most of the pig farmers was the so-called KT1 biogas model (Fig. 1) (BP, 2011 and Khai and Luong, 2010).


Illustration of a biogas digester type (KT1) used by many small-scale pig ...
Fig. 1.
Illustration of a biogas digester type (KT1) used by many small-scale pig farmers in northern Vietnam.

Figure options







2.2. Microbiological analyses of manure and biogas effluent

2.2.1. Sampling

Among the interviewed households in the two communes near Hanoi, 20 farms were selected for quantitative analysis of E. coli and helminth parasite eggs in different manure types. Five farms with a biogas digester and five farms without a biogas digester were randomly selected from lists of farms provided by the Local Department of Agriculture. Samples of solid manure, slurry and biogas effluent were collected from each farm. Solid manure subsamples of approximately 1000 g were collected from 3 to 5 locations in the pig pen in the morning before the pen was cleaned. The collected manure was placed in a clean bucket and mixed well after which an approximately 200-g sample was transferred to a labeled sterile plastic box. At farms without a biogas digester, slurry was typically collected and stored in a tank. At farms with a biogas digester, an approximately 1000 g slurry sample was collected from the inlet tank ( Fig. 1). During cleaning of pig pens at farms without an inlet tank, a total of approximately 1000 g of slurry was collected at 15–30 min time intervals just before the slurry entered the biogas digester tank. The slurry samples were mixed well in a clean bucket and a 200-g sample was transferred to a labeled sterile plastic box. Some biogas farms had an effluent tank that continuously received digestate from the compensation tank whereas other farms discharged effluent directly from the compensation tank to the surrounding areas, e.g. the household garden, a fish pond or another aquatic recipient. Samples of approximately 1000 ml were collected from the effluent storage tank or from where effluent was discharged ( Fig. 1). Following homogenization by stirring with a sterile spoon a sub-sample of 200 ml was collected in a sterile bottle. All types of manure samples were transported in an insulated ice-box to the laboratory and analyses initiated on the day of sampling.

2.2.2. Enumeration of E. coli and helminth eggs

Analysis for E. coli was done on Brilliance E. coli/coliform Selective Agar (CM1046, Oxoid, Basingstoke, UK). Briefly, 10-g sub-samples of solid manure, slurry or effluent were weighed into a sterile stomacher bag containing 90 ml (1:10) Maximum Recovery Diluent (MRD) (CM0733, Oxoid). The sample was homogenized in a stomacher at 3000 rpm for 1 min and appropriate ten-fold serial dilutions were prepared in MRD. Volumes of 100 μl of each dilution were surface spread onto the Brilliance E. coli/coliform Selective Agar and incubated at 37 °C for 24 h. The total number of E. coli (cfu/ml) was calculated based on the number of colonies enumerated on agar plates representing two subsequent ten-fold dilutions.



Ascaris suum was enumerated using a flotation method ( Raynaud, 1970). Briefly, samples of 3 g were placed in a plastic cup and a saturated-salt–sugar solution added to a total volume of 60 ml which was mixed thoroughly with a stirring device. After sedimentation, the suspension was filtered through a 400 μm sieve into a Falcon tube. After thoroughly stirring, a 2-ml sample was transferred to a McMaster counting chamber using a Pasteur pipette. Helminth eggs were counted under a microscope at 100 × magnification and presented as eggs per gram (epg) of sample.

F. buski is a large zoonotic intestinal fluke that infect humans and pigs through ingestion of water or raw vegetables contaminated with parasite cysts, e.g. aquatic vegetables fertilized with manure ( CDC, 2010). As F. buski has been reported in Vietnam ( Yoshihara et al., 1999), it was detected in the present study by a sedimentation method ( Young and Trajstman, 1980). Briefly, a 5-g sample was placed in a plastic cup, and then 100 ml of tap water was added. The mixture was homogenized by stirring vigorously. The fecal suspension was filtered through a 200 μm sieve into a sedimentation glass which was then filled up with tap water and after 10 min of sedimentation the supernatant was decanted. This process was repeated three times and then the final sediment was processed and eggs enumerated as described for A. suum with the use of 40 × magnification.

2.3. Statistical analyses

Differences in the manure management practices of farmers in Hanoi and Hue as shown in responses from the questionnaire interviews were determined based on Chi-square tests on cross tabulations. Bacterial counts were logarithmically transformed (base 10) after adding 1. Comparisons of E. coli enumerations between different manure types were done using either independent or paired t-tests. Reduction of E. coli in the digester was calculated as the difference between slurry and effluent counts (log10) and then correlated with the hydraulic retention time (HRT) using linear regression. HRT was calculated based on estimated volumes of water and manure inputs and the volume of the digester. P-values < 0.05 were taken to indicate significant differences.

3. Results and discussion

E. coli counts in solid manure, slurry and biogas effluent from pig farms with and without biogas digesters are shown in Table 1. The E. coli concentrations in slurry before biogas treatment were only reduced by 1 to 2 log10 units as documented by mean E. coli (log10) cfu/ml values from the ten farms with biogas digesters, i.e. 4.88

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Highlights•Biogas systems in Vietnam receive both pig manure and human excreta.•E. coli is reduced by only 1 to 2 log units in biogas systems.•Biogas effluent is used to fertilize vegetables and contaminate the environment.•Reduced problems with bad smell and flies are main reasons for having biogas units.•Human health hazards associated with use of biogas effluent should be assessed.AbstractBiogas digesters are widely promoted and increasingly used to treat and generate gas from pig slurry worldwide. The objective of this study was to describe manure management practices with focus on biogas digestion among small scale pig farmers in Hue (50 farmers) and Hanoi (96 farmers) and to assess fecal contamination levels in biogas effluent. Results showed that 84% of the farmers in Hanoi and 42% in Hue used both pig slurry and human excreta for biogas production. Biogas digestion only reduced E. coli concentrations by 1 to 2 log units to 3.70 ± 0.84 Escherichia coli (log10) cfu/ml on average in effluent as compared with raw slurry. Biogas effluent was commonly used to fertilize vegetables or discharged directly into the garden or aquatic recipients. Reduced problems with bad smells and flies were reported as main reasons for establishing a biogas digester. Further studies are needed to assess human and animal health hazards associated with the discharge and use of biogas effluent from small-scale biogas systems.คำสำคัญสารละลายหมู ก๊าซชีวภาพน้ำ E. coli สุขภาพอันตราย เวียดนาม1. บทนำอย่างรวดเร็วเพิ่มการผลิตสุกรในประเทศเวียดนามและประเทศอื่น ๆ ในเอเชียเนื่องจากความต้องการของผู้บริโภคที่เพิ่มขึ้นสำหรับหมู ดังนั้น มูลสัตว์จำนวนมากมีการจัดการอย่างยั่งยืน โดยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของสารอาหารและพลังงานในมูลในขณะเวลาเดียวกันลดผลกระทบเชิงลบในสภาพแวดล้อมภายนอก ความปลอดภัยของอาหาร และสุขภาพของมนุษย์ ร่วมกันระหว่างครอบครัวครัวเรือนในประเทศเอเชียเพื่อให้สุกร และประมาณ 80% ของการผลิตสุกรทั้งหมดในเวียดนามจะยังอยู่ในมือของ smallholders ดังกล่าวซึ่งมักจะเลี้ยงสุกรในฟาร์มรวมกับปลาและพืชสวนInsufficiently treated manure is often released into the environment polluting the air and water, including drinking water sources, as well as contaminating food crops with mainly bacterial and parasitic helminth pathogens where the latter includes Ascaris spp. and Fasciolopsis buski, a large intestinal trematode prevalent in Vietnam and transmitted through consumption of contaminated freshwater plants ( Chai et al., 2009 and Jean-Yves et al., 2008). In Vietnam, farmers typically mix pig manure with straw and lime which is then stored in heaps covered by a mud layer for 3–4 months or until the manure is needed as a crop fertilizer. Anaerobic digestion of animal manure has been practiced in Vietnam since the 1960s, but the popularity of biogas technology has grown; in particular since the promotion by government and non-governmental organizations began in 2003 with more than 100,000 biogas units now being built. Different biogas systems have been designed to meet the requirements of different livestock farming systems ( BP, 2011). At the household level, the digesters are often fed pig slurry and occasionally also toilet waste. Little is known about the hygienic quality and possible presence of pathogens in the biogas effluent and this is a health concern as the effluent is typically used to fertilize garden crops or simply discharged into the environment. The aim of this study was therefore to describe hygienic aspects of livestock manure management and use practices among Vietnamese farmers and to assess the concentration of Escherichia coli, an indicator of fecal pathogens, in biogas effluent.2. Materials and methods2.1. Animal manure management practices and biogas systems of pig farmersA questionnaire interview survey was conducted from March to May 2010 in two communes located near the capital of Hanoi and two communes near Hue city, Vietnam. A total of 181 and 100 pig farms were randomly selected in Hanoi and Hue, respectively. Questionnaire interviews of the farmer households were conducted to collect information with particular attention to hygienic aspects of manure management. The biogas system used by most of the pig farmers was the so-called KT1 biogas model (Fig. 1) (BP, 2011 and Khai and Luong, 2010).Illustration of a biogas digester type (KT1) used by many small-scale pig ...Fig. 1. Illustration of a biogas digester type (KT1) used by many small-scale pig farmers in northern Vietnam.Figure options2.2. Microbiological analyses of manure and biogas effluent2.2.1. SamplingAmong the interviewed households in the two communes near Hanoi, 20 farms were selected for quantitative analysis of E. coli and helminth parasite eggs in different manure types. Five farms with a biogas digester and five farms without a biogas digester were randomly selected from lists of farms provided by the Local Department of Agriculture. Samples of solid manure, slurry and biogas effluent were collected from each farm. Solid manure subsamples of approximately 1000 g were collected from 3 to 5 locations in the pig pen in the morning before the pen was cleaned. The collected manure was placed in a clean bucket and mixed well after which an approximately 200-g sample was transferred to a labeled sterile plastic box. At farms without a biogas digester, slurry was typically collected and stored in a tank. At farms with a biogas digester, an approximately 1000 g slurry sample was collected from the inlet tank ( Fig. 1). During cleaning of pig pens at farms without an inlet tank, a total of approximately 1000 g of slurry was collected at 15–30 min time intervals just before the slurry entered the biogas digester tank. The slurry samples were mixed well in a clean bucket and a 200-g sample was transferred to a labeled sterile plastic box. Some biogas farms had an effluent tank that continuously received digestate from the compensation tank whereas other farms discharged effluent directly from the compensation tank to the surrounding areas, e.g. the household garden, a fish pond or another aquatic recipient. Samples of approximately 1000 ml were collected from the effluent storage tank or from where effluent was discharged ( Fig. 1). Following homogenization by stirring with a sterile spoon a sub-sample of 200 ml was collected in a sterile bottle. All types of manure samples were transported in an insulated ice-box to the laboratory and analyses initiated on the day of sampling.2.2.2. Enumeration of E. coli and helminth eggsAnalysis for E. coli was done on Brilliance E. coli/coliform Selective Agar (CM1046, Oxoid, Basingstoke, UK). Briefly, 10-g sub-samples of solid manure, slurry or effluent were weighed into a sterile stomacher bag containing 90 ml (1:10) Maximum Recovery Diluent (MRD) (CM0733, Oxoid). The sample was homogenized in a stomacher at 3000 rpm for 1 min and appropriate ten-fold serial dilutions were prepared in MRD. Volumes of 100 μl of each dilution were surface spread onto the Brilliance E. coli/coliform Selective Agar and incubated at 37 °C for 24 h. The total number of E. coli (cfu/ml) was calculated based on the number of colonies enumerated on agar plates representing two subsequent ten-fold dilutions.Ascaris suum was enumerated using a flotation method ( Raynaud, 1970). Briefly, samples of 3 g were placed in a plastic cup and a saturated-salt–sugar solution added to a total volume of 60 ml which was mixed thoroughly with a stirring device. After sedimentation, the suspension was filtered through a 400 μm sieve into a Falcon tube. After thoroughly stirring, a 2-ml sample was transferred to a McMaster counting chamber using a Pasteur pipette. Helminth eggs were counted under a microscope at 100 × magnification and presented as eggs per gram (epg) of sample.F. buski is a large zoonotic intestinal fluke that infect humans and pigs through ingestion of water or raw vegetables contaminated with parasite cysts, e.g. aquatic vegetables fertilized with manure ( CDC, 2010). As F. buski has been reported in Vietnam ( Yoshihara et al., 1999), it was detected in the present study by a sedimentation method ( Young and Trajstman, 1980). Briefly, a 5-g sample was placed in a plastic cup, and then 100 ml of tap water was added. The mixture was homogenized by stirring vigorously. The fecal suspension was filtered through a 200 μm sieve into a sedimentation glass which was then filled up with tap water and after 10 min of sedimentation the supernatant was decanted. This process was repeated three times and then the final sediment was processed and eggs enumerated as described for A. suum with the use of 40 × magnification.2.3. Statistical analysesDifferences in the manure management practices of farmers in Hanoi and Hue as shown in responses from the questionnaire interviews were determined based on Chi-square tests on cross tabulations. Bacterial counts were logarithmically transformed (base 10) after adding 1. Comparisons of E. coli enumerations between different manure types were done using either independent or paired t-tests. Reduction of E. coli in the digester was calculated as the difference between slurry and effluent counts (log10) and then correlated with the hydraulic retention time (HRT) using linear regression. HRT was calculated based on estimated volumes of water and manure inputs and the volume of the digester. P-values < 0.05 were taken to indicate significant differences.3. Results and discussionE. coli counts in solid manure, slurry and biogas effluent from pig farms with and without biogas digesters are shown in Table 1. The E. coli concentrations in slurry before biogas treatment were only reduced by 1 to 2 log10 units as documented by mean E. coli (log10) cfu/ml values from the ten farms with biogas digesters, i.e. 4.88

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ไฮไลท์•ระบบก๊าซชีวภาพในเวียดนามได้รับปุ๋ยทั้งหมูและอุจจาระของมนุษย์. •อี coli จะลดลงเพียง 1-2 หน่วยบันทึกที่อยู่ในระบบก๊าซชีวภาพ. •น้ำทิ้งก๊าซชีวภาพที่ใช้ในการปุ๋ยผักและปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม. •ปัญหาที่ลดลงมีกลิ่นเหม็นและแมลงวันเป็นเหตุผลหลักสำหรับการมีหน่วยผลิตก๊าซชีวภาพ. •อันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานน้ำทิ้งจากก๊าซชีวภาพควรมีการประเมิน. บทคัดย่อหมักก๊าซชีวภาพมีการส่งเสริมอย่างกว้างขวางและใช้มากขึ้นในการรักษาและสร้างก๊าซจากสารละลายหมูทั่วโลก วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการอธิบายการจัดการปุ๋ยที่มีความสำคัญในการย่อยอาหารการผลิตก๊าซชีวภาพในหมู่เกษตรกรหมูขนาดเล็กในฮิว (50 เกษตรกร) และฮานอย (96 เกษตรกร) และเพื่อประเมินระดับการปนเปื้อนอุจจาระในน้ำทิ้งก๊าซชีวภาพ ผลการศึกษาพบว่า 84% ของเกษตรกรในฮานอยและ 42% ในฮิวใช้ทั้งสารละลายสุกรและอุจจาระของมนุษย์ในการผลิตก๊าซชีวภาพ ก๊าซชีวภาพย่อยอาหารลดลงเพียงอีโคไลจากความเข้มข้น 1-2 หน่วยที่จะเข้าสู่ระบบ 3.70 ± 0.84 เชื้อ Escherichia coli (log10) cfu / ml โดยเฉลี่ยในน้ำทิ้งเมื่อเทียบกับสารละลายดิบ น้ำทิ้งจากการผลิตก๊าซชีวภาพที่ใช้กันทั่วไปให้ปุ๋ยผักหรือออกจากโรงพยาบาลโดยตรงในสวนหรือผู้รับน้ำ ปัญหาลดลงด้วยกลิ่นที่ไม่ดีและแมลงวันได้รับรายงานว่าเหตุผลหลักสำหรับการสร้างบ่อหมักก๊าซชีวภาพ การศึกษาต่อที่มีความจำเป็นในการประเมินของมนุษย์และสัตว์อันตรายต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยและการใช้น้ำทิ้งจากการผลิตก๊าซชีวภาพจากระบบก๊าซชีวภาพขนาดเล็ก. คำสารละลายหมู; น้ำทิ้งก๊าซชีวภาพ; อี coli; อันตรายสุขภาพเวียดนาม1 การแนะนำการผลิตหมูเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในประเทศเวียดนามและประเทศอื่น ๆ ในเอเชียเนื่องจากความต้องการของผู้บริโภคที่เพิ่มขึ้นสำหรับเนื้อหมู เป็นผลให้ปริมาณมากของมูลสัตว์จะต้องมีการจัดการในลักษณะที่ยั่งยืนโดยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของสารอาหารและพลังงานในปุ๋ยในขณะที่ในเวลาเดียวกันการลดผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมภายนอกที่ปลอดภัยของอาหารและสุขภาพของมนุษย์ มันเป็นเรื่องธรรมดาในหมู่ผู้ประกอบการในครอบครัวในประเทศแถบเอเชียเพื่อให้สุกรและประมาณ 80% ของการผลิตสุกรรวมในเวียดนามยังคงอยู่ในมือของเกษตรกรรายย่อยดังกล่าวซึ่งมักจะเลี้ยงหมูในระบบฟาร์มแบบบูรณาการที่มีปลาและพืชสวน. ปุ๋ยได้รับการรักษาไม่เพียงพอจะถูกปล่อยออกมักจะ ก่อให้เกิดมลพิษในสภาพแวดล้อมที่มีอากาศและน้ำรวมถึงแหล่งน้ำดื่มเช่นเดียวกับพืชอาหารปนเปื้อนด้วยเชื้อแบคทีเรียส่วนใหญ่และปรสิตเชื้อโรคพยาธิที่หลังรวมถึงเอสพีพีพยาธิ และ Fasciolopsis buski เป็นพยาธิใบไม้ลำไส้ขนาดใหญ่ที่แพร่หลายในประเทศเวียดนามและส่งผ่านการบริโภคของพืชน้ำจืดที่ปนเปื้อน (ชัย et al., 2009 และ Jean-Yves et al., 2008) ในเวียดนามเกษตรกรมักจะผสมมูลสุกรด้วยฟางและมะนาวซึ่งเป็นที่เก็บไว้ในกองปกคลุมด้วยชั้นโคลนสำหรับ 3-4 เดือนหรือจนกว่าปุ๋ยเป็นสิ่งจำเป็นเช่นปุ๋ยพืช การเติมออกซิเจนของมูลสัตว์ได้รับการฝึกในเวียดนามตั้งแต่ปี 1960 แต่ความนิยมของเทคโนโลยีก๊าซชีวภาพที่มีการเติบโต; โดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่โปรโมชั่นจากภาครัฐและองค์กรที่ไม่ใช่ภาครัฐเริ่มต้นขึ้นในปี 2003 ที่มีมากกว่า 100,000 หน่วยผลิตก๊าซชีวภาพในขณะนี้ถูกสร้างขึ้น ระบบผลิตก๊าซชีวภาพที่แตกต่างกันได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของระบบการทำฟาร์มปศุสัตว์ที่แตกต่างกัน (BP 2011) ในระดับครัวเรือนหมักเป็นอาหารมักจะสารละลายหมูและบางครั้งยังเสียห้องน้ำ ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับคุณภาพถูกสุขอนามัยและการปรากฏตัวที่เป็นไปได้ของเชื้อโรคในน้ำทิ้งก๊าซชีวภาพและนี่คือความกังวลต่อสุขภาพเช่นน้ำทิ้งโดยปกติจะใช้ปุ๋ยพืชสวนหรือปล่อยออกมาเพียงแค่ออกสู่สิ่งแวดล้อม จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้จึงจะอธิบายด้านสุขอนามัยของการจัดการมูลสัตว์และการใช้การปฏิบัติในหมู่เกษตรกรเวียดนามและเพื่อประเมินความเข้มข้นของเชื้อ Escherichia coli ตัวบ่งชี้ของเชื้อโรคอุจจาระเป็นน้ำทิ้งในการผลิตก๊าซชีวภาพ. 2 วัสดุและวิธีการ2.1 สัตว์การจัดการปุ๋ยและระบบก๊าซชีวภาพของเกษตรกรหมูสำรวจแบบสอบถามการสัมภาษณ์ได้ดำเนินการตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงพฤษภาคม 2010 ในสอง communes ตั้งอยู่ใกล้กับเมืองหลวงของกรุงฮานอยและสอง communes ใกล้เมืองเว้ประเทศเวียดนาม รวมของ 181 และ 100 ฟาร์มหมูถูกสุ่มเลือกในฮานอยและเมืองเว้ตามลำดับ แบบสอบถามการสัมภาษณ์ของครัวเรือนเกษตรกรได้ดำเนินการเก็บรวบรวมข้อมูลที่มีความสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านสุขอนามัยของการจัดการปุ๋ย ระบบผลิตก๊าซชีวภาพที่ใช้โดยส่วนใหญ่ของเกษตรกรหมูเป็นสิ่งที่เรียกว่ารูปแบบการผลิตก๊าซชีวภาพ KT1 (รูปที่ 1). (BP 2011 และหนองคายและ Luong 2010). ภาพประกอบของชนิดบ่อหมักก๊าซชีวภาพ (KT1) ใช้โดยมากขนาดเล็ก หมู ... รูป 1. ภาพประกอบของชนิดบ่อหมักก๊าซชีวภาพ (KT1) ใช้โดยเกษตรกรหมูขนาดเล็กจำนวนมากในภาคเหนือของเวียดนาม. รูปที่ตัวเลือก2.2 วิเคราะห์ทางจุลชีววิทยาของปุ๋ยและก๊าซชีวภาพน้ำทิ้ง2.2.1 การสุ่มตัวอย่างในหมู่ผู้ประกอบการให้สัมภาษณ์ในสอง communes ใกล้ฮานอย 20 ฟาร์มได้รับการคัดเลือกในการวิเคราะห์เชิงปริมาณของเชื้อ E. coli และไข่พยาธิพยาธิในรูปแบบที่แตกต่างกันปุ๋ย ห้าฟาร์มมีบ่อหมักก๊าซชีวภาพและห้าฟาร์มโดยไม่ต้องหมักก๊าซชีวภาพได้รับการคัดเลือกโดยการสุ่มจากรายชื่อของฟาร์มจัดไว้ให้โดยกรมวิชาการเกษตรท้องถิ่น ตัวอย่างปุ๋ยที่เป็นของแข็งสารละลายและก๊าซชีวภาพที่ถูกเก็บรวบรวมน้ำเสียจากฟาร์มในแต่ละ subsamples ปุ๋ยแข็งประมาณ 1,000 กรัมที่ถูกเก็บรวบรวม 3-5 สถานที่ในคอกหมูในตอนเช้าก่อนปากกาถูกทำความสะอาด ปุ๋ยที่เก็บรวบรวมได้ถูกวางไว้ในถังที่สะอาดและเข้ากันดีหลังจากที่ตัวอย่างประมาณ 200 กรัมถูกย้ายไปที่กล่องพลาสติกปลอดเชื้อที่มีข้อความ ในฟาร์มโดยไม่ต้องหมักก๊าซชีวภาพสารละลายมักจะถูกเก็บรวบรวมและจัดเก็บไว้ในถัง ในฟาร์มที่มีบ่อหมักก๊าซชีวภาพที่ประมาณ 1,000 กรัมสารละลายตัวอย่างที่เก็บจากถังเข้า (รูปที่ 1). ในระหว่างการทำความสะอาดของปากกาหมูที่ฟาร์มโดยไม่ต้องเข้าถังรวมประมาณ 1,000 กรัมของสารละลายที่ถูกเก็บรวบรวม 15-30 นาทีช่วงเวลาก่อนสารละลายเข้าถังหมักก๊าซชีวภาพ กลุ่มตัวอย่างสารละลายผสมกันในถังที่สะอาดและตัวอย่าง 200 กรัมถูกย้ายไปที่กล่องพลาสติกปลอดเชื้อที่มีข้อความ ก๊าซชีวภาพบางฟาร์มมีถังน้ำทิ้งอย่างต่อเนื่องได้รับการย่อยสลายจากถังชดเชยในขณะที่ฟาร์มอื่นออกจากโรงพยาบาลได้โดยตรงจากน้ำทิ้งถังชดเชยไปยังพื้นที่โดยรอบเช่นสวนบ้านบ่อเลี้ยงปลาหรือสัตว์น้ำอื่นผู้รับ ตัวอย่างประมาณ 1,000 มล. ถูกเก็บรวบรวมจากถังจัดเก็บน้ำเสียหรือน้ำทิ้งจากที่ถูกปลดออก (รูปที่ 1). ต่อไปนี้เป็นเนื้อเดียวกันโดยกวนด้วยช้อนหมันย่อยตัวอย่าง 200 มล. เก็บในขวดผ่านการฆ่าเชื้อ ทุกประเภทของตัวอย่างปุ๋ยถูกส่งในฉนวนน้ำแข็งกล่องไปยังห้องปฏิบัติการและการวิเคราะห์เริ่มต้นในวันที่สุ่มตัวอย่าง. 2.2.2 การแจงนับของเชื้อ E. coli และไข่พยาธิการวิเคราะห์เชื้อE. coli ทำในความหมายของเชื้อ E. coli / โคลิฟอร์มเลือกวุ้น (CM1046, Oxoid เบซิงสหราชอาณาจักร) สั้น ๆ , 10 กรัมย่อยตัวอย่างของสารละลายปุ๋ยที่เป็นของแข็งหรือน้ำทิ้งชั่งลงในถุง Stomacher ผ่านการฆ่าเชื้อที่มี 90 มล. (01:10) ค่าสูงสุดของการกู้คืนเจือจาง (MRD) (CM0733, Oxoid) กลุ่มตัวอย่างที่ได้รับการปั่นใน Stomacher ที่ 3000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 1 นาทีและเหมาะสมเจือจางอนุกรมสิบเท่าได้จัดทำขึ้น MRD ปริมาณ 100 ไมโครลิตรของแต่ละเจือจางเป็นพื้นผิวการแพร่กระจายไปยังสดใสเชื้อ E. coli / โคลิฟอร์มเลือกวุ้นและบ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 24 ชั่วโมง จำนวนรวมของเชื้อ E. coli (cfu / ml) ที่คำนวณได้ขึ้นอยู่กับจำนวนของอาณานิคมที่ระบุบนจานอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นตัวแทนของสองเจือจางสิบเท่าที่ตามมา. พยาธิพยาธิถูกระบุโดยใช้วิธีการลอย (Raynaud, 1970) สั้น ๆ ตัวอย่าง 3 กรัมถูกวางไว้ในถ้วยพลาสติกและเป็นทางออกที่อิ่มตัวเกลือน้ำตาลเพิ่มปริมาณรวม 60 มล. ซึ่งได้รับการผสมกับอุปกรณ์กวน หลังจากตกตะกอนระงับถูกกรองผ่านตะแกรง 400 ไมโครเมตรลงในหลอดฟอลคอน หลังจากที่กวนอย่างทั่วถึงตัวอย่าง 2 มล. ถูกย้ายไปห้องนับ McMaster ใช้ปิเปตปาสเตอร์ ไข่พยาธินับภายใต้กล้องจุลทรรศน์ที่ 100 ×ขยายและนำเสนอเป็นไข่ต่อกรัม (EPG) ของกลุ่มตัวอย่าง. เอฟ buski เป็นพยาธิใบไม้ลำไส้ขนาดใหญ่ที่ติดเชื้อ zoonotic มนุษย์และสุกรที่ผ่านการบริโภคของน้ำหรือผักดิบที่ปนเปื้อนที่มีซีสต์ปรสิตผักน้ำเช่นการปฏิสนธิกับปุ๋ยคอก (CDC, 2010) ขณะที่เอฟ buski ได้รับการรายงานในเวียดนาม (Yoshihara et al., 1999) ก็ถูกตรวจพบในการศึกษานี้โดยวิธีการตกตะกอน (หนุ่ม Trajstman, 1980) สั้น ๆ , ตัวอย่าง 5 กรัมถูกวางไว้ในถ้วยพลาสติกแล้ว 100 มล. น้ำประปาถูกเพิ่มเข้ามา ส่วนผสมที่ถูกปั่นโดยกวนอย่างจริงจัง ระงับอุจจาระถูกกรองผ่านตะแกรง 200 ไมโครเมตรลงในแก้วตกตะกอนซึ่งเต็มไปด้วยน้ำประปาและหลัง 10 นาทีของการตกตะกอนใสถูก decanted กระบวนการนี้ซ้ำสามครั้งแล้วตะกอนสุดท้ายคือการประมวลผลและไข่แจกแจงตามที่อธิบายไว้สำหรับเอพยาธิที่มีการใช้ 40 ×ขยาย. 2.3 สถิติการวิเคราะห์ความแตกต่างในการจัดการปุ๋ยของเกษตรกรในกรุงฮานอยและฮิวตามที่ปรากฏในการตอบสนองจากการสัมภาษณ์แบบสอบถามคํานวณขึ้นในการทดสอบ Chi-square ใน tabulations ข้าม นับแบคทีเรียถูกเปลี่ยนลอการิทึม (ฐาน 10) หลังจากที่เพิ่ม 1. การเปรียบเทียบ E. coli enumerations ระหว่างชนิดปุ๋ยที่แตกต่างกันได้ทำโดยใช้อิสระหรือที่จับคู่เสื้อทดสอบ การลดลงของเชื้อ E. coli ในบ่อหมักที่คำนวณได้เป็นความแตกต่างระหว่างสารละลายและจำนวนน้ำทิ้ง (log10) และมีลักษณะร่วมกันแล้วกับเวลาเก็บกัก (HRT) โดยใช้การถดถอยเชิงเส้น ตัวประกันที่คำนวณได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของปัจจัยการผลิตที่คาดกันน้ำและปุ๋ยและปริมาณของบ่อหมักที่ P-ค่า <0.05 ถูกนำไปแสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ. 3 ผลการทดลองและการอภิปรายอี นับ coli ในสารละลายปุ๋ยที่เป็นของแข็งและก๊าซชีวภาพจากน้ำเสียฟาร์มสุกรที่มีและไม่มีหมักก๊าซชีวภาพที่แสดงในตารางที่ 1 อีโคไลในความเข้มข้นของสารละลายก่อนการรักษาก๊าซชีวภาพลดลงโดยเฉพาะ 1-2 log10 หน่วยเป็นเอกสารโดยเฉลี่ยเชื้อ E. coli (log10) cfu / ml ค่าจากสิบฟาร์มกับก๊าซชีวภาพหมักคือ 4.88

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ระบบก๊าซชีวภาพ - ไฮไลท์ในเวียดนามได้รับมูลสุกรและมนุษย์ไก่ .
-
E . coli ลดลงเพียง 1 หน่วยบันทึกในระบบก๊าซชีวภาพ .
-
ก๊าซชีวภาพและใช้ปุ๋ยและผักปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม
-
ลดปัญหากลิ่นเหม็น และแมลงวันคือเหตุผล หลักของการมีหน่วยบริการก๊าซชีวภาพ .

สุขภาพของมนุษย์อันตรายที่เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำทิ้งก๊าซชีวภาพควรประเมิน




นามธรรม

ก๊าซชีวภาพมูลอย่างกว้างขวางมากขึ้นและมากขึ้นที่ใช้ในการรักษาและสร้างก๊าซจากหมู น้ำทั่วโลกการวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายแนวทางการจัดการปุ๋ยคอก โดยมุ่งเน้นในการย่อยอาหารของก๊าซชีวภาพขนาดเล็กในเว้ ( หมูเกษตรกร 50 ราย ) และเวียดนาม ( 96 เกษตรกร ) และเพื่อประเมินระดับปนเปื้อนอุจจาระในก๊าซชีวภาพน้ำทิ้ง ผลการศึกษาพบว่า ร้อยละ 84 ของเกษตรกรในฮานอยและ 42% ใน เว้ ใช้ทั้ง หมู ไก่ น้ำ และมนุษย์เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ ระบบก๊าซชีวภาพลดลงเพียง Eเชื้อที่ความเข้มข้น 1 หน่วยบันทึกถึง 3.70 ± 0.84 Escherichia coli ( LN ) cfu / ml ค่าเฉลี่ยในน้ำทิ้งเมื่อเทียบกับวัตถุดิบการผลิต . บ่อก๊าซชีวภาพยังนิยมใช้ปุ๋ยผัก หรือปล่อยตรงเข้าสวนหรือผู้รับน้ำ ลดปัญหากลิ่นและแมลงวันมีรายงานเป็น เหตุผลหลักสำหรับการสร้าง โดยก๊าซชีวภาพการศึกษาเพิ่มเติมจะต้องศึกษามนุษย์และสัตว์อันตราย สุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำทิ้งจากระบบก๊าซชีวภาพก๊าซชีวภาพขนาดเล็ก







คำสำคัญ
หมู ? ;
: E . coli น้ำทิ้ง ;
;
เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ;
เวียดนาม


1 บทนำ

หมูการผลิตจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในเวียดนาม และประเทศในเอเชียอื่น ๆ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความต้องการของผู้บริโภคสำหรับหมูผลของปุ๋ยมูลสัตว์ที่มีปริมาณมากได้รับการจัดการในลักษณะที่ยั่งยืน โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้สารอาหารและพลังงานในปุ๋ยคอกในขณะที่ในเวลาเดียวกันการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก ความปลอดภัยด้านอาหารและสุขภาพของมนุษย์มันเป็นเรื่องธรรมดาในหมู่บ้าน ครอบครัว ใน ประเทศในเอเชีย เพื่อให้สุกรและประมาณ 80% ของการผลิตสุกรทั้งหมดในเวียดนามยังอยู่ในมือของเกษตรกรชาวสวน ซึ่งมักจะเลี้ยงหมูในฟาร์มระบบบูรณาการกับปลาและพืชสวน .

ไม่ถือว่ามูลมักจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมมลพิษอากาศ และน้ำ รวมทั้งแหล่งน้ำ ดื่มรวมทั้งการปนเปื้อนพืชอาหารกับเชื้อแบคทีเรียและปรสิตพยาธิก่อโรคส่วนใหญ่ที่หลังรวมถึงพยาธิพยาธิตัวแบนเป็น buski spp . และ fasciolopsis , ลำไส้ขนาดใหญ่ที่แพร่หลายในเวียดนาม และถ่ายทอดผ่านการบริโภคพืชปนเปื้อนน้ำจืด ( ชัย et al . , 2009 และ Jean Yves et al . , 2008 ) ในเวียดนามเกษตรกรโดยทั่วไปจะผสมมูลสุกรด้วยฟางและมะนาวซึ่งเป็นแล้วเก็บไว้ในกองปกคลุมด้วยโคลนชั้น 3 - 4 เดือน หรือจนถึงมูลใช้เป็นปุ๋ยพืช . การหมักมูลสัตว์ได้รับการฝึกในเวียดนามตั้งแต่ปี 1960 , แต่ความนิยมของเทคโนโลยีก๊าซชีวภาพโต ;โดยเฉพาะอย่างยิ่งนับตั้งแต่การส่งเสริมองค์กรรัฐบาลและเอกชนเริ่มในปี 2003 ที่มีมากกว่า 100000 ก๊าซชีวภาพหน่วยการสร้าง ระบบก๊าซชีวภาพที่แตกต่างกันได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันของระบบฟาร์มปศุสัตว์ ( BP , 2011 ) ในระดับครัวเรือน มักเลี้ยงน้ำมูลหมูและบางครั้งยังห้องน้ำเสียเป็นที่รู้จักกันเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสุขอนามัยและคุณภาพ และเป็นไปได้ที่มีเชื้อโรคในบ่อก๊าซชีวภาพและเป็นกังวลสุขภาพ เช่น น้ำมักจะใช้กับปุ๋ยพืชสวน หรือเพียงแค่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้จึงเพื่ออธิบายด้านสุขลักษณะของการจัดการปุ๋ยคอกปศุสัตว์และใช้ปฏิบัติ ของเกษตรกรเวียดนาม และวัดความเข้มข้นของเชื้อ Escherichia coli , ตัวบ่งชี้ของอุจจาระเชื้อโรคในก๊าซชีวภาพน้ำ

2 วัสดุและวิธีการ

2.1 . การใช้ปุ๋ยคอกและก๊าซชีวภาพ ระบบการจัดการการปฏิบัติของเกษตรกร

หมูแบบสอบถาม สัมภาษณ์ สำรวจตั้งแต่ เดือนมีนาคม ถึง พฤษภาคม 2553 ใน 2 ชุมชนตั้งอยู่ใกล้เมืองหลวงฮานอย และสองรัฐใกล้ เมืองเว้ เวียดนาม รวมแล้ว 100 ฟาร์มสุกรสุ่มในฮานอย เว้ และ ตามลำดับแบบสอบถาม การสัมภาษณ์เกษตรกรครัวเรือน มีวัตถุประสงค์เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลที่มีความสนใจเฉพาะด้านสุขอนามัยของการจัดการปุ๋ยคอก ก๊าซชีวภาพที่ใช้โดยส่วนใหญ่ของหมูเกษตรกรที่เรียกว่า ก๊าซชีวภาพ kt1 โมเดล ( รูปที่ 1 ) ( BP ) และไข่เลือง , 2010 ) .

ภาพประกอบของก๊าซชีวภาพ ( kt1 ) ประเภทใช้หลายกระบวนการ หมู . . . . . . .
รูปที่ 1
ภาพประกอบของชนิดหมักก๊าซชีวภาพ ( kt1 ) ที่ใช้โดยเกษตรกรที่เลี้ยงสุกรขนาดเล็กมากในภาคเหนือของเวียดนาม .

รูปที่เลือก







2.2 . จุลชีววิทยาวิเคราะห์ปุ๋ย และก๊าซชีวภาพ /

2.2.1 .
ระหว่างสัมภาษณ์ครัวเรือนในชุมชนใกล้ฮานอย ( 2
20 ไร่มีวัตถุประสงค์เพื่อการวิเคราะห์เชิงปริมาณของเชื้ออีโคไลและพยาธิตัวเบียนไข่ในมูลสัตว์ชนิดต่าง ๆ5 ไร่ กับก๊าซชีวภาพและห้าฟาร์มหมักก๊าซชีวภาพ โดยสุ่มจากรายชื่อฟาร์มโดยหน่วยงานท้องถิ่นของเกษตร ตัวอย่างของของแข็ง ปุ๋ยคอก น้ำจากน้ำทิ้งโดยใช้ข้อมูลจากแต่ละฟาร์ม แข็งมูล subsamples ประมาณ 1000 กรัม โดยใช้ข้อมูลจาก 3 ถึง 5 แห่งในหมูปากกาในตอนเช้าก่อนที่ปากกาคือการทำความสะอาด