Einleitung: Biosicherheit spielt in der Schweinehaltung eine entscheidende Rolle. Die Luft als mögliche Eintragsquelle für Infektionskrankheiten wird in diesem Zusammenhang jedoch kaum beachtet, obwohl viele Bakterien und Viren über Aerosol verbreitet werden können. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Zuluftfiltration in Schweineställen den Eintritt von luftgetragenen Krankheitserregern wie dem Porcines reproduktives und respiratorisches Syndrom-Virus (PRRSV) und Mycoplasma hyopneumoniae verhindern kann, von denen bekannt ist, dass sie über große Entfernungen verbreitet werden können. Andererseits beeinflussen auch in der Luft befindliche Partikel und Mikroorganismen, die oft an Staub gebunden sind, die Gesundheit der Schweine. Daher kann die Innenraumluftqualität durch die Filtration von Staub und den damit verbundenen Gefahren verbessert werden.
Ziel der Untersuchung: Ziel der Untersuchung war es zunächst unter Laborbedingungen verschiedene Luftfilter hinsichtlich ihrer Abscheiderate für ausgewählte Pathogene zu evaluieren und anschließend in einer Fall-/Kontrollstudie im Praxisversuch zu testen. Hierfür wurde in einem Schweinemastbetrieb der Einfluss von Zuluft- und Umluftfiltration auf die Luftqualität, Tiergesundheit und -leistung beurteilt.
Tiere, Material und Methoden: In einem Filterprüfstand wurden vier Filterprototypen hinsichtlich ihres Abscheidevermögens für Staphylococcus (S) aureus, Actinobacillus pleuropneumoniae (APP), Equines Arteritis-Virus (EAV), PRRSV und das Bovine Enterovirus (BEV, Surrogat für das Maul- und Klauenseuche-Virus) evaluiert. Mit jedem Pathogen wurden fünf Messreihen pro Filter durchgeführt. Der Luftvolumenstrom betrug in Abhängigkeit vom Prototyp 1800 m3/h oder 80 m3/h. Vor und hinter dem Filter wurde mittels einer Pumpe die Luft auf Gelatinefilter abgeschieden und anschließend die Quantität der Mikroorganismen über Zellkultur, real-time RT-PCR (Viren) bzw. das Oberflächen-Spatelverfahren (Bakterien) bestimmt. Zudem wurde die Überlebensfähigkeit der Pathogene im Filter über einen definierten Zeitraum nach Versuchsende untersucht. Anschließend wurden zwei Zuluftfiltersysteme und ein Umluftfiltersystem in einer Schweinemastanlage in Sachsen mit vier baugleichen Ställen eingebaut. Je Mastperiode und Stall wurden 960 Tiere eingestallt. Ein Stall besaß keine Luftfiltration und diente als Referenzstall. Über 13 Monate (drei Mastperioden) wurden die Tiergesundheit (Inzidenz von Niesen und Husten) und -leistung (Mortalitätsrate, Masttagzunahme, Behandlungsintensität) dokumentiert. Darüber hinaus wurden die Stalltemperatur, die relative Luftfeuchte, der Staubgehalt sowie die Kohlendioxid- und Ammoniakkonzentration aufgezeichnet. Luftkeimsammelproben wurden alle zwei Wochen hinsichtlich der Gesamtkeimzahl und der Menge an Methicillin-resistenten S. aureus, Escherichia coli und coliformen Bakterien untersucht. Darüber hinaus wurden Blutproben von 15 Schweinen pro Stall am Anfang und Ende der Mastperiode entnommen und auf Antikörper gegen PRRSV, Influenza-A-Virus und APP serologisch untersucht. Am Schlachthof wurden die Schlachtkörper mit besonderem Augenmerk auf Atemwegserkrankungen beurteilt.
Ergebnisse: Unter Verwendung eines Vor- und Hauptfilters (Prototyp 1) konnte im Labormaßstab eine Abscheiderate von 96 %, 97,5 % und 98 % für BEV, EAV und PRRSV erzielt werden. Für S. aureus und APP wurden Werte von 98,6 % und 95,2 % erreicht. Prototyp 4 bestehend aus einer Doppellage Glasfaservlies erreichte eine Pathogen-Reduktion von 99,9 % (APP, S. aureus), 98,7 % (BEV, EAV) und 92,1 % (PRRSV). BEV erwies sich als äußerst empfindlich gegenüber Austrocknung und konnte nur mittels real-time RT-PCR nachgewiesen werden. Aus dem Filtermaterial wurden APP und PRRSV vier Stunden bzw. 24 Stunden nach dem Versuch in Kultur isoliert, wohingegen S. aureus über vier Wochen infektiös blieb. Vermehrungsfähiges BEV war zu keiner Zeit nachweisbar. Im Praxisversuch konnten keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Gesamtkeimzahl, relative Luftfeuchte, Ammoniak- und Kohlendioxidkonzentration in den Ställen mit Luftfiltration und dem Referenzstall festgestellt werden. Auch bei der Beurteilung der Leistung der Tiere wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Jedoch wurden im Stall mit der Umluftfiltration die geringsten Staubwerte (0,12 mg/m3) und die beste Lungengesundheit erzielt. Antikörper gegen alle genannten Pathogene wurden im Laufe der Studie nachgewiesen. Die Prävalenz variierte von Stall zu Stall und zwischen den Mastperioden. Ein Großteil der untersuchten Tiere war bereits bei der Einstallung in den Mastbetrieb Antikörper-positiv.
Schlussfolgerung: Die Wirksamkeit der ausgewählten Filtertechnik im Laborversuch konnte eindeutig nachgewiesen werden. Die Integration in bereits bestehende Lüftungssysteme kann einfach umgesetzt werden. Der Einsatz von Zuluftfiltern kann das Risiko des Eintrages von aerogen übertragbaren Infektionserregern minimieren, jedoch nur, wenn alle weiteren Biosecurity-Maßnahmen lückenlos greifen. Des Weiteren kann die Verwendung von gezielt platzierten Umluftfiltermodulen die Lungengesundheit verbessern.:1 Einleitung
2 Literatur
2.1 Aerogen übertragbare Pathogene in der Schweinehaltung
2.1.1 Viren
2.1.1.1 Porcines Reproduktives und Respiratorisches Syndrom-Virus (PRRSV)
2.1.1.2 Influenza-A-Virus
2.1.1.3 Maul- und Klauenseuche-Virus
2.1.2 Bakterien
2.1.2.1 Mycoplasma hyopneumoniae
2.1.2.2 Actinobacillus pleuropneumoniae
2.1.2.3 Staphylococcus aureus
2.2 Qualitative Zusammensetzung der Stallluft
2.2.1 Chemische und physikalische Stallluftkomponenten
2.2.1.1 Kohlendioxid
2.2.1.2 Ammoniak
2.2.1.3 Temperatur, relative Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit
2.2.2 Biologische Stallluftkomponenten
2.2.2.1 Staub
2.2.2.2 Mikroorganismen
2.3 Luftfiltration
2.3.1 Grundlagen der Filtration
2.3.2 Filterklassen (Grob- und Feinstaubfilter)
2.3.3 Filtertypen
2.3.4 Anwendung von Luftfiltersystemen in der Tierhaltung
3 Veröffentlichungen
3.1 Eigenanteil zur Veröffentlichung 1
3.1.1 Veröffentlichung 1
3.2 Eigenanteil zur Veröffentlichung 2
3.2.1 Veröffentlichung 2
4 Diskussion
5 Zusammenfassung
6 Summary
7 Literaturverzeichnis
Danksagung
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:33842 |
| Date | 29 April 2019 |
| Creators | Wenke, Cindy |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
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| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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