Механизация и автоматизация водоснабжения и поения скота и птицы
На нашей планете насчитывается примерно 1,45 млрд. км3 воды, что составляет около 0,13% от объема земного шара.
Пригодной для непосредственного использования человеком воды всего 5…6 млн. км3, то есть 0,3…0,4% от общего объема.
Ниже приведены значения расхода воды, т, на производство 1 т продукции:
Молоко 5…10
Мясо (говядина) 50
Картофель 300
Пшеница 1000
На животноводческих фермах вода расходуется на поение, технологические, гигиенические, хозяйственные и противопожарные нужды.
Продуктивность и здоровье животных и птицы зависят не только от уровня кормления, но и от хорошей организации снабжения животных доброкачественной водой на фермах и пастбищах. Качество воды, используемой для животноводческих ферм, не всегда в полной мере отвечает санитарно-гигиеническим требованиям. Это объясняется тем, что открытые водоемы легко подвергаются загрязнению, а в глубоких подземных источниках в воде содержится большое количество минеральных солей. При употреблении загрязненной или высокоминерализованной воды у животных (птицы) снижается продуктивность, и возникают различные заболевания.
Воду, предназначенную для сельскохозяйственных животных и птицы, следует считать пригодной только в том случае, если она по своим качествам мало отличается от рекомендованной для использования человеком. Животные при голодании, но при обеспечении их водой в состоянии прожить 30…40 дней, хотя при этом теряют до 50% жиров, углеводов и белков. При полном лишении воды животные погибают через 4…8 дней.
Своевременное и в достаточных количествах потребление животными воды в сочетании с рациональным и полноценным кормлением способствует достижению их высокой продуктивности. Хорошо налаженное водоснабжение способствует повышению удоя у коров на 25…30%. У молочных коров потребность в воде увеличивается с повышением удоев. На 1 л молока коровы затрачивают от 2,31 до 3,17 л воды, а вместе с водой, содержащейся в корме, - до 4,0-5,1 л. Корова с удоем 12 кг выпивает в сутки 35…40 л. Птица при сухом кормлении получает не более 10% воды от ее общей потребности. При свободном доступе к воде она пьет воду по потребности, примерно 0,2…0,3 л воды на 100 г. комбикорма. Научными исследованиями установлено, что на 1 кг сухого вещества корма животные потребляют следующее количество воды: лошади - 2…3 л; крупный рогатый скот - 4…6 л; свиньи - 6…8 л; овцы - 2…3 л.
Механизация и автоматизация водоснабжения позволяет:
увеличить продуктивность животных;
снизить стоимость воды в 25…30 раз.
С гигиенической точки зрения целесообразно удовлетворять животных питьевой водой вволю, давать ее многократно, лучше через равные промежутки времени.
Добываемая из различных источников природная вода не бывает совершенно чистой. Поэтому не всякую воду можно употреблять не только для поения животных, но даже и для технических целей.
Санитарно-гигиенические требования к питьевой воде
Питьевая вода должна быть чистой, прозрачной, без цвета и запаха, не содержать вредных веществ, патогенных микроорганизмов (бактерий) и яиц гельминтов.
К физическим свойствам относятся температура, прозрачность и мутность, цветность, запах и привкус. Интенсивность биологических процессов самоочищения воды в водоемах во многом зависит от ее температуры. Слишком теплая вода плохо утоляет жажду, длительное поение водой с температурой выше 20 оС может привести к повышенной восприимчивости к простудным заболеваниям. Температура воды оказывает большое влияние на продуктивность животных. При поении животных холодной водой значительное количество энергии расходуется не на образование продукции, а на нагревание питьевой воды. Для компенсации затраченной теплоты требуется дополнительный корм. По результатам исследований, проведенных в производственных условиях, рекомендуются наиболее благоприятные температуры для поения: при поении молочных и стельных коров 15…16 оС; при поении других взрослых животных 12…14 оС. Температура воды для хозяйственно-питьевых целей должна быть в пределах 7…12 оС.
Питьевая вода должна быть прозрачной. Если в ней присутствуют органические или минеральные частицы, то вода становится мутной. Мутность питьевой воды должна быть не более 2 мг/л.
Цветность воды на фермах вызывается присутствием в ней растворенных гумусовых веществ. Если цветность обусловлена загрязнением сточными водами или фекальными отбросами, то такую воду без предварительной обработки употреблять для питьевых целей нельзя. Цветность определяют сравнением испытываемой пробы с эталонами подкрашенной воды и оценивают в градусах по специальной шкале. По нормам качества цветность воды должна быть не более 20°.
Запах и вкус зависят от примесей, содержащихся в воде. Хорошая питьевая вода не должна иметь постороннего запаха, а по вкусовым качествам должна быть приятной и освежающей. Интенсивность запаха и вкусовые качества воды оцениваются по пятибалльной системе: привкус отсутствует - 0; очень слабый - 1; слабый - 2; заметный - 3; отчетливый - 4; очень сильный - 5. По нормам качества на питьевую воду ее запах и вкус, определяемые при температуре 20 оС, не должны быть выше 2 баллов.
Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: жесткость, сухой остаток, активная реакция (рН) и содержание в ней вредных веществ.
Жесткость воды в основном обусловливается присутствием в ней двууглекислых солей кальция Са(НСО3)2 и магния Mg(HCO3)2. Жесткая вода для хозяйственно-питьевых и технических целей нежелательна. У животных она нередко вызывает расстройства в работе желудочно-кишечного тракта, особенно если в ней содержится много сульфата магния MgSО4. Очень мягкая вода также малопригодна для поения животных, так как не обеспечивает организм необходимым количеством минеральных солей. Кроме того, мягкую воду животные пьют неохотно. Различают общую жесткость, устранимую при кипячении, и постоянную (неустранимую). Жесткость воды измеряют в молях или в градусах жесткости. При этом 1° жесткости соответствует содержанию в 1 л воды 10 мг окиси кальция СаО или 14 мг окиси магния MgO. Жесткость в 1 мг-экв./л соответствует содержанию в воде 28 мг/л солей окиси кальция или 20,16 мг/л солей магния. Вода называется мягкой, если ее жесткость не превышает 10°; вода с жесткостью от 10 до 20° называется средней; вода с жесткостью 20-30° - жесткой; свыше 40° - очень жесткой. По ГОСТу 2874-73 общая жесткость воды должна быть до 20°. Однако в некоторых зонах допускается использование для поения животных воды с повышенной жесткостью. Остаток сухого вещества (после выпаривания) характеризует степень минерализации воды, т.е. общее содержание в ней растворенных веществ. В 1 л питьевой воды сухого остатка не должно быть более 1000 мг.
Активная реакция воды показывает степень ее кислотности, или щелочности, и характеризуется водородным показателем рН, т.е. концентрацией водородных ионов. У природной воды его значение колеблется в пределах от 6,5 до 9,5. Наиболее кислыми являются болотные воды, а щелочными - подземные. Доброкачественная вода должна иметь нейтральную или слабощелочную реакции (рН в пределах 6,5…8,5). Если в открытых водоемах рН воды ниже 6,5 или выше 8,5, то это указывает на ее загрязнение сточными водами. Значения водородного показателя определяют электрометрическим методом с помощью лабораторного рН-метра (потенциометра) или универсального индикатора (в порошке) с использованием специальной шкалы сравнения.
При гигиенических исследованиях часто определяют биологическое потребление кислорода (БПК), т.е. количество растворенного в 1 л воды кислорода, расходуемого на окисление органических веществ за 5 суток хранения при температуре 18…20 оС. Чем больше в данной пробе легкоокисляющихся органических веществ, тем значительнее уменьшение в ней концентрации растворенного кислорода.
Принята следующая классификация воды открытых водоемов по БПК за пять дней хранения (БПК5): 1) очень чистая - потеря 1 мг кислорода; 2) чистая - потеря 2 мг; 3) довольно чистая - потеря 3 мг; 4) сомнительной чистоты - потеря 5 мг; 5) очень загрязненная - потеря 10 мг кислорода на 1 л воды. В воде прифермских водоисточников (пруды) величина БПК5 колеблется в пределах от 3,5 до 8,4 мг/л, т.е. вода в прудах невысокого санитарного качества. Бактериологические свойства воды характеризуются бактериальной загрязненностью, т.е. количеством и видом вносимых в нее загрязнений. Пригодность воды к употреблению устанавливается органами санитарного надзора.
При загрязнении водоисточников отбросами животного происхождения (навоз, моча, сточные воды и яйца гельминтов) в водоемы попадают бактерии, вызывающие желудочно-кишечные заболевания (брюшной тиф, дизентерию, холеру). Такие бактерии называются патогенными. При наличии указанных микроорганизмов и яиц гельминтов вода является источником заражения животных инфекционными, а также инвазионными болезнями.
С эпизоотологической точки зрения при оценке воды имеют значение преимущественно патогенные микроорганизмы и яйца гельминтов. Но непосредственно обнаружить в воде возбудителей заболеваний весьма трудно, поэтому ее санитарно-бактериологическая оценка производится по косвенным показателям: микробному числу, титру кишечной палочки (коли-титр) и коли-индексу.
Микробное число - это общее количество микробов при посеве 1 мл неразбавленной воды после 24-часового выращивания их при температуре 37 оС. В воде хорошо оборудованных скважин микробное число колеблется в пределах 10…30; в воде шахтных колодцев - 300…400; в воде чистых открытых водоемов - 1000…1500 в 1 мл. В водопроводной воде при хорошей очистке и обеззараживании микробное число не должно превышать 100 в 1 мл воды.
Коли-титр - это наименьший объем воды (в миллилитрах), в котором содержится одна кишечная палочка. По результатам исследований установлено, что при значительном загрязнении органическими веществами коли-титр в открытых водоемах (озерах, прудах) составляет 0,1…0,004. Доброкачественная водопроводная вода должна иметь коли-титр не ниже 300. В чистой воде артезианских скважин коли-титр бывает выше 500. В воде колодцев, применяемой без обеззараживания, допустим коли-титр не менее 100. Коли-индекс - это количество кишечных палочек в 1 л воды. В водопроводной воде после очистки и обеззараживания количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л не должно быть более 3, а в воде шахтных колодцев, применяемой без обеззараживания, - не более 10 в 1 л.
Допустимые нормативы содержания в питьевой воде различных химических веществ и степени бактериального загрязнения определены ГОСТом 2874-73 «Вода питьевая».
Основными способами улучшения качества воды являются:
осветление (отстаивание, фильтрование);
опреснение;
обеззараживание (кипячение, хлорирование, УФ облучение).
2. Системы механизированного водоснабжения. Водопроводные сети
Системой водоснабжения называется совокупность объединенных в поточные линии машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для добывания, перекачки, улучшения качества, хранения и подачи воды от водоисточников к местам ее потребления.
Различают групповые и локальные системы водоснабжения. Первые предназначены для централизованного водоснабжения нескольких крупных объектов, связанных общностью территории (город, район и т.п.), а вторые - для обслуживания одного индивидуального объекта водоснабжения (хозяйство, животноводческий комплекс и т.п.). Локальная система имеет свой автономный источник воды, насосную станцию и водопроводную сеть.
Водоисточники. Водоисточники делятся на поверхностные и подземные. В свою очередь поверхностные водоисточники могут быть естественными - реки, ручьи и озера и искусственными - водохранилища, пруды и каналы. Подземные воды подразделяются на грунтовые со свободной поверхностью (безнапорные) и межпластовые, залегающие между двумя водонепроницаемыми слоями (напорные, артезианские).
Подземные воды более чистые, чем поверхностные, и имеют относительно постоянную температуру. В сельском хозяйстве до 90% используемой воды получают из подземных источников. Выбор последних - важный вопрос при организации водоснабжения рекомендуется придерживаться следующих положений:
1. Источник должен иметь воду хорошего качества и в количестве, достаточном для полного удовлетворения потребителей.
Источник должен быть расположен по возможности ближе к объекту водоснабжения и в условиях, отвечающих санитарным требованиям (по заключению Госсанинспекции).
При выборе источника водоснабжения в первую очередь следует ориентироваться на использование межпластовых (напорных) подземных вод, надежно защищенных от внешних загрязнений.
4. При отсутствии или невозможности использовать подземные воды (большая глубина залегания и т.п.) другие источники водоснабжения следует выбирать в такой последовательности: родники, грунтовые воды, реки с незарегулированным стоком, водохранилища, озера.