Evaluation of survival of pathogenic microorganisms on animal Manure under ambient conditions. A one health approach
Data
2020-05-26
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Resumo
Manure and slurry originated in cattle production are a reservoir of high concentrations of microorganisms, some of which are pathogenic, which is currently a serious concern in terms of public health, veterinary medicine and environmental protection. Greenhouse gas emissions and environmental contamination are one of the main topics on the agenda and are indirectly associated with animal production. In recent years, there has been the development of techniques to create new strategies for the management of animal effluents, however, not all of these methodologies are promising. The amount of microorganisms present in animal effluents varies, depending on the type of effluent, storage conditions and environmental factors. Some of these microorganisms are pathogenic to humans and animals, which requires attention to the possible adverse health effects in “One Health” approach. In recent years, with climate change underway, new types of diseases are emerging and others re-emerging. For this reason, One Health approaches to environmental problems have seen unprecedented growth. There are currently methods for reducing microorganisms in manure and slurry, but there is a lack of knowledge about their real effect on the survival of these agents. The main objective of this work is to contribute to understanding the survival of pathogenic microorganisms in animal effluents under environmental conditions, taking into account the One Health approach. This thesis is structured in seven chapters: Chapter I presents a general review of microorganisms control in animal effluents and its importance in a One Health approach. Chapter II presents the major objectives of this thesis. Chapter III is a study to test the impact of different treatments on the survival of Escherichia coli during the storage of manure from dairy cattle. Its results showed that the treatments that include the acidification of slurry have the highest averages of CFU/ml. These results can contribute to the improvement of the quality of slurry applied on soils, beneficiating agriculture but also public health and animal health. Chapter IV is a study to assess the survival of Enterococcus spp. in slurry of dairy cows during storage. The different treatments applied to slurry according to the different sampling dates (30, 60 and 90 days) showed statistically significant differences for the CFU/ml (P <0.001). In the literature, the treatment of slurry with acid has the propose to maintain low the GHG emissions, however, in this study the treatments containing added acid have the highest bacterial growth during the three months of storage. Chapter V also focuses on bacterial survival, in this case the presence or absence of Salmonella in previously treated dairy manure. The aim of this study was to evaluate the presence/absence of Salmonella enterica in treated cow slurry during storage at 4 °C and 20 °C. Its results suggest that the highest temperature (20 °C) was more effective on the elimination of Salmonella enterica. The treatment containing Sulphuric acid was the less efficient to eliminate the pathogen when stored at 20 °C. Chapter VI describes an epidemiological study of the occurrence of poor water quality in dairy farms in Portugal. The occurrence of bad water quality was recorded at 19 (59.4%) cattle farms. Bacteria isolated included Escherichia coli (20.0%), Enterococcus faecalis (25.0%), total coliforms (65.6%) and faecal coliforms (43.8%). In farms that did not routinely performed disinfection had worst water quality (70.8%) when compared with herds that performed disinfection (25.0%) (P = 0.022). This research revealed the importance of screening the quality of drinking water in cattle, which could contribute to improve animal, human and environmental health in a One Heath approach. The final chapter (chapter VII - Concluding remarks) is a general conclusion of our research, summarizing the most relevant and significant data. The studies presented in this chapter provide more information on the importance of animal waste management in terms of its ability to influence public health and animal health. Providing new insights into the survivability of pathogens, contributing to the control of these agents and improving animal, human and environmental health conditions, which is practice in a One Health approach.
Os estrumes e chorumes originários na produção bovina são reservatório de elevadas concentrações de microrganismos alguns dos quais com capacidade patogénica, o que constitui, atualmente, uma séria preocupação em termos de saúde pública, medicina veterinária e proteção ambiental. A emissão de gases de efeito estufa e a contaminação ambiental são um dos principais tópicos da ordem do dia encontram-se indiretamente associados à produção animal. Recentemente, assistiu-se ao desenvolvimento de técnicas para criar novas estratégias de maneio de efluentes animais, contudo, nem todas estas metodologias se apresentam promissoras. A quantidade de microrganismos presentes nos efluentes animais é variável, dependendo do tipo de efluente, das condições de armazenamento e de fatores ambientais. Alguns destes microrganismos tem capacidade patogénica para o homem e animais, o que requer atenção aos possíveis efeitos nocivos na área da saúde numa abordagem do tipo “Uma Só Saúde” ou “One Health”. Nos últimos anos, com as alterações climáticas em curso, novos tipos de doenças emergem e outras reemergem. Por esse motivo, as abordagens do tipo One Health aos problemas ambientais tiveram um crescimento sem precedentes. Atualmente, existem métodos para reduzir microrganismos no chorume e estrumes, mas existe falta de conhecimento sobre o seu real efeito sobre a sobrevivência destes agentes. O principal objetivo deste trabalho consistiu na contribuição para a compreensão da sobrevivência de microrganismos patogénicos nos efluentes animais em condições ambientais, tendo em consideração a perspetiva One Health. O presente trabalho está estruturado em sete capítulos: O capítulo I apresenta uma revisão geral do controle de microrganismos em efluentes animais e sua importância em uma abordagem de uma só saúde. O capítulo II identifica os principais objetivos desta tese. O capítulo III apresenta um estudo para avaliar o impacto de diferentes tratamentos na sobrevivência de Escherichia coli durante o armazenamento de estrume de bovinos leiteiros. Os resultados obtidos mostraram que os diferentes tratamentos aplicados que incluíam acidificação do chorume, apresentaram as médias mais elevadas de UFC/mL. Estes resultados podem contribuir para a melhoria da qualidade do chorume aplicado nos solos, beneficiando a agricultura, mas também a saúde pública No capítulo IV é apresentado um estudo que consistiu na avaliação da sobrevivência de Enterococcus spp. em chorume vacas leiteiras durante o armazenamento. Os diferentes tratamentos aplicados ao chorume de acordo com as diferentes datas de amostragem (30, 60 e 90 dias) apresentaram diferenças estatisticamente significativas para a UFC/mL (P <0,001). Segundo a literatura, o tratamento do chorume com ácido tem o objetivo de manter baixas as emissões de gases com efeito de estufa, no entanto, neste estudo, os tratamentos contendo adição de ácido apresentaram o maior crescimento bacteriano durante os três meses de armazenamento. No capítulo V é abordada a sobrevivência bacteriana, em termos de presença ou ausência de Salmonella enterica no chorume de vaca tratado, durante o seu armazenamento a 4 ° C e 20 ° C. Os resultados sugerem que a temperatura mais elevada (20 ° C) foi mais eficaz na eliminação de Salmonella enterica. O tratamento contendo ácido sulfúrico foi o menos eficiente para eliminar o microrganismo patogénico quando armazenado a 20 ° C. O capítulo VI descreve um estudo epidemiológico da ocorrência de má qualidade da água em explorações leiteiras em Portugal. A ocorrência de má qualidade da água foi registrada em 19 (59,4%) explorações. As bactérias isoladas foram Escherichia coli (20,0%), Enterococcus faecalis (25,0%), coliformes totais (65,6%) e coliformes fecais (43,8%). As explorações que não realizavam rotineiramente desinfeção apresentaram pior qualidade da água (70,8%) quando comparadas a explorações que realizavam desinfeção (25,0%) (P = 0,022). Esta pesquisa revelou a importância da analise da qualidade da água de abeberamento de vacas, o que poderia contribuir para melhorar a saúde animal, humana e ambiental segundo uma abordagem One Heath. O capítulo final (capítulo VII - Considerações finais) é uma conclusão geral da nossa investigação, resumindo os dados mais relevantes e significativos. Os estudos apresentados neste capítulo fornecem novas perspetivas sobre a importância da gestão de resíduos de animais em termos do seu impacto em saúde pública e sanidade animal, originando conhecimento sobre a capacidade de sobrevivência de microrganismos patogénicos, contribuindo para o controle desses agentes e melhorando as condições de saúde animal, humana e ambiental, o que na prática é uma abordagem One Health.
Os estrumes e chorumes originários na produção bovina são reservatório de elevadas concentrações de microrganismos alguns dos quais com capacidade patogénica, o que constitui, atualmente, uma séria preocupação em termos de saúde pública, medicina veterinária e proteção ambiental. A emissão de gases de efeito estufa e a contaminação ambiental são um dos principais tópicos da ordem do dia encontram-se indiretamente associados à produção animal. Recentemente, assistiu-se ao desenvolvimento de técnicas para criar novas estratégias de maneio de efluentes animais, contudo, nem todas estas metodologias se apresentam promissoras. A quantidade de microrganismos presentes nos efluentes animais é variável, dependendo do tipo de efluente, das condições de armazenamento e de fatores ambientais. Alguns destes microrganismos tem capacidade patogénica para o homem e animais, o que requer atenção aos possíveis efeitos nocivos na área da saúde numa abordagem do tipo “Uma Só Saúde” ou “One Health”. Nos últimos anos, com as alterações climáticas em curso, novos tipos de doenças emergem e outras reemergem. Por esse motivo, as abordagens do tipo One Health aos problemas ambientais tiveram um crescimento sem precedentes. Atualmente, existem métodos para reduzir microrganismos no chorume e estrumes, mas existe falta de conhecimento sobre o seu real efeito sobre a sobrevivência destes agentes. O principal objetivo deste trabalho consistiu na contribuição para a compreensão da sobrevivência de microrganismos patogénicos nos efluentes animais em condições ambientais, tendo em consideração a perspetiva One Health. O presente trabalho está estruturado em sete capítulos: O capítulo I apresenta uma revisão geral do controle de microrganismos em efluentes animais e sua importância em uma abordagem de uma só saúde. O capítulo II identifica os principais objetivos desta tese. O capítulo III apresenta um estudo para avaliar o impacto de diferentes tratamentos na sobrevivência de Escherichia coli durante o armazenamento de estrume de bovinos leiteiros. Os resultados obtidos mostraram que os diferentes tratamentos aplicados que incluíam acidificação do chorume, apresentaram as médias mais elevadas de UFC/mL. Estes resultados podem contribuir para a melhoria da qualidade do chorume aplicado nos solos, beneficiando a agricultura, mas também a saúde pública No capítulo IV é apresentado um estudo que consistiu na avaliação da sobrevivência de Enterococcus spp. em chorume vacas leiteiras durante o armazenamento. Os diferentes tratamentos aplicados ao chorume de acordo com as diferentes datas de amostragem (30, 60 e 90 dias) apresentaram diferenças estatisticamente significativas para a UFC/mL (P <0,001). Segundo a literatura, o tratamento do chorume com ácido tem o objetivo de manter baixas as emissões de gases com efeito de estufa, no entanto, neste estudo, os tratamentos contendo adição de ácido apresentaram o maior crescimento bacteriano durante os três meses de armazenamento. No capítulo V é abordada a sobrevivência bacteriana, em termos de presença ou ausência de Salmonella enterica no chorume de vaca tratado, durante o seu armazenamento a 4 ° C e 20 ° C. Os resultados sugerem que a temperatura mais elevada (20 ° C) foi mais eficaz na eliminação de Salmonella enterica. O tratamento contendo ácido sulfúrico foi o menos eficiente para eliminar o microrganismo patogénico quando armazenado a 20 ° C. O capítulo VI descreve um estudo epidemiológico da ocorrência de má qualidade da água em explorações leiteiras em Portugal. A ocorrência de má qualidade da água foi registrada em 19 (59,4%) explorações. As bactérias isoladas foram Escherichia coli (20,0%), Enterococcus faecalis (25,0%), coliformes totais (65,6%) e coliformes fecais (43,8%). As explorações que não realizavam rotineiramente desinfeção apresentaram pior qualidade da água (70,8%) quando comparadas a explorações que realizavam desinfeção (25,0%) (P = 0,022). Esta pesquisa revelou a importância da analise da qualidade da água de abeberamento de vacas, o que poderia contribuir para melhorar a saúde animal, humana e ambiental segundo uma abordagem One Heath. O capítulo final (capítulo VII - Considerações finais) é uma conclusão geral da nossa investigação, resumindo os dados mais relevantes e significativos. Os estudos apresentados neste capítulo fornecem novas perspetivas sobre a importância da gestão de resíduos de animais em termos do seu impacto em saúde pública e sanidade animal, originando conhecimento sobre a capacidade de sobrevivência de microrganismos patogénicos, contribuindo para o controle desses agentes e melhorando as condições de saúde animal, humana e ambiental, o que na prática é uma abordagem One Health.
Descrição
PhD Thesis in Veterinary Sciences