MODELING THE INFLUENCE OF THE LIQUID MANURE MOISTURE ON THE LEVEL OF ITS SANITARY AND EPIDEMIOLOGICAL LOAD
Authors: БОРЫЧЕВ С.Н. , ЛИМАРЕНКО Н.В. , РАКУЛ Е.А. , УСПЕНСКИЙ И.А. , ЮХИН И.А. 
Published: July 2021

Проблема и цель. Одним из перспективных факторов энергетически эффективного и экологически безопасного использования ресурсов является цифровизация процессов, позволяющая прогнозировать и оценивать состояние системы в зависимости от её исходных свойств. Утилизация бесподстилочного навоза тесно связана с этим фактором. Известно, что безопасно использовать энергетический потенциал бесподстилочного навоза невозможно без подавления имеющихся в нём патогенных биомасс, а выбор оптимального подхода к обеззараживанию во многом зависит от их исходной концентрации. Соответственно, исследование влияния технологических свойств бесподстилочного навоза – температуры, рН, влажности на число колониеобразующих единиц патогенов в нём является актуальной задачей для науки и техники. Целью настоящего исследования является разработка элементов системы цифровизированной оценки уровня экологической нагрузки животноводческих предприятий в зависимости от уровня влажности образуемых отходов на примере свиного бесподстилочного навоза. Методология. Использованы методы статистической обработки экспериментальных данных с учётом модели ферментативной кинетики патогенных биомасс в свином бесподстилочном навозе, произведена оценка достоверности полученных математических зависимостей. Результаты. Получены исходные данные в виде квадратичных уравнений, позволяющие прогнозировать уровень исходной концентрации колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий группы кишечных палочек (ОКБ), аэробных спорообразующих микроорганизмов (СПМО), стафилококков (СТФ), яиц аскариды, трихоцефала, эзофагоста, фасциола, личинок стронгилята, клещей (АСК), цист простейших и ооцистэймерий (ЦИО), а также энтерококков (ЭНТ) в зависимости от влажности бесподстилочного навоза. Заключение. На основании полученных математических зависимостей разработан элемент системы цифровизации оценки уровня экологической нагрузки, создаваемой свежим бесподстилочным навозом. Развитием полученных результатов будет являться разработка базы данных закономерностей технологических свойств бесподстилочного навоза и их влияния на концентрации патогенной биомассы, как элемента программной среды цифровизации и прогнозирования санитарно-эпидемиологической нагрузки, создаваемой им.

Problem and purpose. One of the promising factors of energy efficient and environmentally safe use of resources is the digitalization of processes, which makes it possible to predict and evaluate the state of the system depending on its initial properties. Utilization of liquid manure is closely related to this factor. It is known that it is impossible to safely use the energy potential of liquid manure without suppressing the pathogenic biomasses present in it, therefore, the choice of the optimal disinfection approach largely depends on their initial concentration. Accordingly, the study and formalization of the influence of the technological properties of liquid manure of temperature, pH, humidity on the number of colony-forming units of pathogens in it is an urgent task for science and technology. The purpose of this study is to develop elements of a system for digitalized assessment of the level of environmental load of livestock enterprises depending on the level of moisture in the generated waste, using the example of liquid pig manure. Methodology. Methods of statistical processing of experimental data were used, taking into account the model of enzymatic kinetics of pathogenic biomasses in liquid pig manure, the reliability of the obtained mathematical dependencies was assessed. Results. Initial data were obtained in the form of quadratic equations that allow predicting the level of the initial concentration of colony-forming units of bacteria of the Escherichia coli group, aerobic spore-forming microorganisms, staphylococci, ascaris eggs, trichocephalus, esophagostomas, fasciolas, strongylate larvae, ticks, cysts of protozoa and oocysts of the eimer from the moisture of liquid manure. Conclusion. On the basis of the obtained mathematical relationships, an element of the digitalization system for assessing the level of the environmental load created by fresh liquid manure was developed. The development of the results obtained will be the creating of a database of other regularities of technological properties of liquid manure and their influence on the concentration of pathogenic biomass, as an element of the software environment for digitalization and forecasting of the sanitary and epidemiological load created by it.