Serviciul de informații - agricultură, nutriție, zone rurale - investigații suplimentare cu ajutor

Esti aici:
pagina principala
serviciu
Cercetări agricole Baden-Württemberg
Protecția solului, a naturii și a mediului
Investigații suplimentare cu ajutorul metodelor de detecție biologică moleculară asupra comportamentului germenilor de gunoi de grajd lichid fecal în zona de protecție a apei Langenauer Donauried

Cercetări agricole
Investigații suplimentare cu ajutorul metodelor de detecție biologică moleculară asupra comportamentului germenilor de gunoi de grajd lichid fecal în zona de protecție a apei Langenauer Donauried

Centrul Federal de Cercetare pentru Agricultură FAL, Institutul pentru Biologia Solului, Braunschweig
Universitatea din Hohenheim, Institutul de igienă animală și de mediu, Stuttgart
Universitatea din Tübingen, Departamentul General și igiena mediului, Tübingen

Prof. Dr. J. C. Munch (coordonator) și Dr. C. Tebbe
Prof. Dr. R. Böhm și Dr. W. Philipp
Prof. Dr. K. Botzenhart
Aprilie 1994 - martie 1995

Problemă

O zonă de protecție a apei II a fost amenajată în Langenauer Donauried. Nu trebuie împrăștiat gunoi de grajd acolo, de ex. deoarece există suspiciunea că germenii patogeni ar putea fi transferați din gunoiul de grajd lichid în apele subterane. Datorită utilizării agricole a zonei și a structurii fermelor, trebuie clarificat dacă aplicarea gunoiului de grajd lichid prezintă de fapt un risc igienic pentru apele subterane, mai ales că, în ciuda umplerii intensive din trecut, acești germeni nu au fost găsiți niciodată în apa pompată. Investigațiile anterioare au arătat că mutarea germenilor de suspensie în zone adânci ale solului (sub 90 cm) poate fi exclusă atâta timp cât solul nu prezintă tulburări precum fisurile uscate și este intact. Detectarea unor astfel de germeni în apa punctelor de măsurare a apei subterane (nivel) a ridicat îndoieli cu privire la această afirmație.

Scopul lucrării a fost de a clarifica sursele din care provin bacteriile indicatoare de contaminare fecală găsite în apele subterane din nivel. Sursele posibile de infecție sunt atât gunoiul de grajd împrăștiat în cursul managementului agricol, cât și ieșirile stației de epurare care se varsă în șanțurile de drenaj din zona de protecție a apei. Șanțurile pot, totuși, transporta și organisme lichide de gunoi de grajd prin scurgerea suprafeței din zonele agricole.

Metode de investigare

Au fost utilizate metode de detectare și investigare din domeniul biologiei moleculare. În plus față de detectarea organismelor indicatoare, a fost detectat doar materialul genetic al acestora pentru a detecta în acest mod orice germeni existenți, dar necultivabili. Mai mult, gradul de relație dintre populații a fost examinat prin tipizarea izolatelor obținute din diferite zone (gunoi de grajd lichid, sol, nămol de la șanțurile de drenaj, ieșirea stației de epurare) pentru a deduce sursa infecției. Originea (oameni și animale) a fost, de asemenea, urmărită prin detectarea factorilor de patogenitate în tulpinile individuale.

Rezultate

Apa punctelor de măsurare a apelor subterane nu este în contact direct cu apa subterană, ci este separată de aceasta printr-un pat de nisip (cu efect de filtrare). Unele puncte de măsurare a apei subterane sunt defecte (conducta spartă), care a fost determinată doar printr-o inspecție atentă. Această circumstanță se aplică aici pentru două dintre ecartamentele eșantionate, astfel încât materialul solului sau suspensia solului să poată pătrunde în nivelul de sus după precipitații. Apa punctelor de măsurare a apelor subterane formează astfel un habitat independent de apele subterane. Punctele de măsurare a apelor subterane oferă doar o afirmație utilizabilă condiționat în contextul acestei întrebări.

Organismele de origine fecală sunt prezente în solul vegetal al terenurilor agricole (dovezi atât ale germenilor, cât și ale materialului genetic al acestora, ADN). Numărul de germeni scade brusc odată cu adâncimea. E. coli nu mai poate fi detectată sub o adâncime de 80 cm, chiar și pe zone cu gunoi de grajd îmbogățit cu germeni.

Numărul de colonii, care se determină în timpul examinării bacteriologice a probelor de apă de nivelul grupei 3, sunt în mod evident supuse unei fluctuații sezoniere și ating valorile cele mai ridicate în lunile de vară (august 1994) și primăvara (martie 1995). Un număr crescut de colonii a fost, de asemenea, găsit în puțurile de colectare a apei potabile în august 1994, parțial de asemenea, în decembrie 1994 și februarie 1995. E. coli, pe de altă parte, nu a fost detectat în probele de apă din grupa 3 și în bazinele de apă potabilă conform TVO pe toată perioada anchetei. În investigațiile la un nou nivel de proiect, la care nu s-a stabilit nicio floră germinativă autohtonă din cauza perioadei scurte de timp de la înființarea din decembrie 1994, apele subterane cu calitatea apei potabile sunt pompate în primăvara anului 1995, în ciuda gunoiului de grajd lichid din zonele înconjurătoare.

Coliformii, E. coli și reptococii fecali în cantități de 101-102 UFC/ml sunt izolați în mod regulat din probele de apă din apele receptoare. Numărul de colonii (numărul total de germeni) este peste 106 UFC/ml în toate probele examinate. E. coli este, de asemenea, izolat într-o cantitate de 102 CFU/ml direct din canalele de canalizare Asselfingen, Ramingen și Niederstotzingen. Prin urmare, nu există o diluare semnificativă a concentrației de germeni fecali în apele receptoare, astfel încât apa primitoare cu o încărcare bacteriană fecală mare este transportată în zona de protecție a apei II. Dacă etanșarea albiei râului este defectă (fisuri, crăpături în cochiliile de beton), primirea apei foarte contaminate cu germeni fecali se poate infiltra lateral în solul înconjurător și poate duce astfel la contaminarea acviferelor.

Datorită duratei scurte a proiectului, a dezvoltării avansate a metodei și a numărului redus de izolate din punctele de măsurare a apelor subterane în zonele agricole, precum și din fântâni și prize, tipizarea izolatelor a condus la indicații și nu la rezultate verificabile statistic în ceea ce privește sursele de intrare. Se poate vedea aici doar că tipurile de coli din punctele de apă subterană care scurgeau sau aveau zone de captare, altele decât cele agricole (grupurile 1 și 2), dar cel mai adesea identice cu tipurile din stațiile de epurare (6x) și șanțurile (6x) Tipurile de nămol au fost, de asemenea, reprezentate (3x). Factorii de patogenitate sau germenii patogeni nu au fost niciodată detectați.

Pe fondul cunoștințelor dobândite în cursul investigațiilor, trebuie pus sub semnul întrebării dacă gabaritele care au fost expuse cu mult timp în urmă în Donauried și rareori pompate sunt adecvate pentru a obține informații fiabile despre natura microbiană a apelor subterane. Conform rezultatelor disponibile, trebuie mai degrabă să presupunem că nivelul apei creează practic leziuni precum o plagă deschisă în acvifer și, dacă există o cantitate suficientă de substanțe nutritive dizolvate în apă, acestea sunt colonizate cu germeni, formându-se biofilme pe pereții nivelului apei și în zonele de jos din jurul nivelului apei. iar din punct de vedere microbiologic aceasta duce o viață proprie.

În ansamblu, rezultatele indică faptul că nu a avut loc o mutare naturală a germenilor din gunoiul de grajd lichid prin sol în apele subterane, chiar și cu cantități atât de mari de precipitații ca anul trecut și anul acesta. Chiar și o mutare accidentală la o adâncime de 50-80 cm nu joacă un rol în contaminarea apei subterane, având în vedere numărul scăzut de germeni și grosimea straturilor de suprafață.

Consecința pentru practică

Din investigații, se poate trage concluzia că răspândirea corespunzătoare a gunoiului de grajd lichid în agricultură în condițiile examinate aici (și anume cu un strat de suprafață suficient, inclusiv tipuri de sol, locații, condiții meteorologice) nu are ca rezultat E. coli și, eventual, conținută în gunoiul de grajd lichid Conduce agenții patogeni în apele subterane. Practicile ecologice de astăzi la aplicarea gunoiului de grajd lichid pe baza necesităților de nutrienți și a riscului de levigare a azotului nu permit deplasarea germenilor conținuți în gunoiul de grajd lichid în adâncuri, cu condiția ca solul ca corp de filtrare să fie intact (de exemplu, fără crăpături uscate). Dacă se produce contaminare, trebuie luate în considerare alte surse de intrare, precum ieșirile de nămol de canalizare și apele de recepție. În ciuda răspândirii intensive a gunoiului de grajd lichid în trecut, în zona straturilor de sol netulburate și a straturilor de acoperire suficiente ca în zona eșantionată, nu au existat dovezi clare ale transferului de germeni din gunoiul de grajd lichid în apele subterane într-o perioadă de timp definită (de exemplu, 50 de zile).

Prin urmare, împrăștierea gunoiului de grajd lichid nu ar trebui interzisă din punct de vedere igienic, dar trebuie să fie legată de orientări (de exemplu, straturi de acoperire suficiente, reglementări legale privind fertilizarea sau practicile de fertilizare, restricții sezoniere datorate potențialei descărcări de nitrați și formării de fisuri uscate) Cu toate acestea, dacă există o detectare inițială a germenilor îndoielnici din punct de vedere igienic în apele subterane pompate în viitor, alimentarea cu apă de stat ar trebui sfătuită să definească originea acestor germeni folosind noile metode biologice moleculare testate aici.

Notă din MLR: Implementarea rezultatelor cercetării în practică este încă privită diferit de UVM și MLR. Se solicită votul.