豬場(chǎng)生物安全中清潔和消毒的理論與實(shí)踐

付亞楠

摘? 要：生物安全是確保豬場(chǎng)的豬遠(yuǎn)離疾病的最重要且最有效的措施，而對(duì)豬場(chǎng)及與養(yǎng)豬生產(chǎn)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)且高效的清洗和消毒是豬群獲得高質(zhì)量生物安全的前提條件之一。影響清洗和消毒效率的因素有許多種，本文從清洗和消毒的流程著手，闡述了該流程的七個(gè)重要步驟的重要性和執(zhí)行要求，最后結(jié)合北美豬場(chǎng)和生豬運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，就如何選擇和使用洗滌劑和消毒劑以及驗(yàn)證清洗和消毒的效果提出了實(shí)用方法。

關(guān)鍵詞：豬;生物安全;清潔;消毒

中圖分類(lèi)號(hào)：S815 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2021）05-0014-05

眾多文獻(xiàn)報(bào)道，在養(yǎng)豬生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中，場(chǎng)所的化學(xué)消毒是生物安全的關(guān)鍵組成部分。許多關(guān)于化學(xué)消毒的研究側(cè)重于實(shí)際使用條件對(duì)消毒劑功效的影響，如泥土負(fù)荷（泥土的數(shù)量和類(lèi)型）、溫度、濃度和接觸時(shí)間。關(guān)于清潔和消毒的其他關(guān)鍵條件對(duì)消毒效果影響的文章很少，而這些條件最終會(huì)對(duì)衛(wèi)生效果（以及豬的生產(chǎn)力指標(biāo)）的整體質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。這些條件包括消毒前的適當(dāng)清潔，以及使操作人員消毒的能力和效率最大化的適當(dāng)設(shè)備和技術(shù)。在本文中，我們通過(guò)一種新穎的豬場(chǎng)清潔和消毒方法，介紹了過(guò)去18個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。利用最新的消毒技術(shù)，我們挑戰(zhàn)關(guān)于豬場(chǎng)清潔和消毒的現(xiàn)有公約，這些公約非必要地妨礙了消毒的能力和效率。

1? 清潔和消毒的常規(guī)流程

養(yǎng)豬生產(chǎn)中的清潔和消毒流程可以概括為七個(gè)獨(dú)立的步驟：

1.1 干洗

干洗是指確保去除泥土和其中的污物（糞便、墊料、飼料和硬殼等），以減少需要濕洗清潔或消毒步驟的泥土負(fù)荷。干洗通常在使用水清洗之前，用鏟子和刷子鏟去或刮除大顆粒物質(zhì)。設(shè)備和其他組件的拆卸應(yīng)在此步驟進(jìn)行，以便為后續(xù)步驟作準(zhǔn)備。

1.2 用稀釋的清潔劑浸泡

用稀釋的清潔劑浸泡所有需要清潔的表面，這一步引入具有表面活性的化學(xué)試劑有助于通過(guò)清潔去除表面污垢。這些試劑還有助于泥土溶解并保持懸浮狀態(tài)，因此用水沖洗即可輕易將其清除。泡沫洗滌階段是最有效的時(shí)期，因?yàn)樗梢匝娱L(zhǎng)垂直面的接觸時(shí)間，并易于從視覺(jué)上辨別。

1.3 高壓清洗

洗滌劑浸泡后用高壓水槍清洗，壓力為5.17 MPa～12.41 MPa。這可增加洗滌劑預(yù)浸泡化學(xué)作用的機(jī)械作用（和溫度，如果使用熱水），從而進(jìn)一步疏松泥土，使其更有效地去除。

1.4 干燥

建議清潔后再干燥，以免殘留的沖洗水稀釋消毒劑。

1.5 消毒

應(yīng)使用濃度適宜的消毒劑減輕重要傳染源的傳播風(fēng)險(xiǎn)，且最好使用比高壓沖洗低一個(gè)數(shù)量級(jí)的壓力（0.41 MPa～1.38 MPa）。關(guān)鍵是確保所有表面都經(jīng)過(guò)了濃度適宜的消毒劑的處理。

1.6 干燥

消毒劑通常對(duì)動(dòng)物的皮膚和眼睛有刺激性或腐蝕性，并且在意外攝入殘留物的情況下會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生毒性，因此干燥是關(guān)鍵。

1.7 檢驗(yàn)

通過(guò)結(jié)構(gòu)化的視覺(jué)檢查和微生物采樣檢查定期檢驗(yàn)清潔和消毒過(guò)程，有助于確定需改進(jìn)的領(lǐng)域和培訓(xùn)不足之處。

2? 清潔和消毒的實(shí)際操作

我們想知道，操作人員在清潔和消毒過(guò)程中是否會(huì)出現(xiàn)偷工減料情況。由于人們已充分了解并記錄了畜群因感染致病菌而引起疫病暴發(fā)或亞臨床感染的影響，因此人們形成了很高的消毒意識(shí)。然而，如van Heugten等證明的那樣，豬感染非傳染性抗原（如存在于帶有糞便和灰塵的不清潔環(huán)境中的抗原）的影響在經(jīng)濟(jì)上也很重要。這本身不僅暗示了消毒的重要性，也表明清潔是減少來(lái)自泥土、灰塵和糞便中非傳染性抗原的有效手段。Cargil和Benhazi的研究表明，與單獨(dú)消毒相比，對(duì)場(chǎng)所進(jìn)行清潔和消毒，斷奶仔豬和育肥豬的平均日增重分別提高了14.4%和8.1%。

根據(jù)我們與美國(guó)40強(qiáng)大型集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)者合作的經(jīng)驗(yàn)，很少有豬場(chǎng)能完全遵循上述推薦的清潔和消毒流程。大多數(shù)安裝漏縫地板的豬場(chǎng)沒(méi)有執(zhí)行最初的清潔和干洗步驟，他們的理由是地面的漏縫可防止塵土積聚。對(duì)于運(yùn)豬車(chē)，干洗步驟應(yīng)遵循清潔和消毒流程，因?yàn)槊看芜\(yùn)輸都會(huì)堆積過(guò)多的墊料和糞便。用洗滌劑浸泡的情況更少，估計(jì)合規(guī)率只有40%。許多養(yǎng)豬生產(chǎn)者和運(yùn)輸商都以高壓水或大量水沖洗的方法作為清潔和消毒流程的第一步。許多人認(rèn)為用洗滌劑預(yù)浸泡是一個(gè)多余的步驟，如果正確執(zhí)行了強(qiáng)力清洗步驟，則沒(méi)有必要。

在強(qiáng)力清洗步驟之后，使用消毒劑之前，他們對(duì)干燥步驟的遵守率實(shí)際上為零。干燥是一個(gè)耗時(shí)的步驟，此時(shí)豬舍、設(shè)備和工人都處于閑置狀態(tài)，因此被普遍認(rèn)為是效率低下的步驟，且可輕松避免。其結(jié)果是消毒劑被噴灑在仍然濕潤(rùn)的表面，在許多情況下，大量的沖洗水會(huì)稀釋消毒劑，進(jìn)而影響其功效。自從Chick和Watson發(fā)表開(kāi)創(chuàng)性論文以來(lái)，人們普遍接受的是，要想減少指定水平的活性傳染源數(shù)量，接觸時(shí)間與消毒劑濃度之間的相關(guān)性需由以下類(lèi)型的指數(shù)表達(dá)式表示：

式中：η是濃度指數(shù)或稀釋系數(shù)，隨消毒劑的類(lèi)型而變化。

從這個(gè)表達(dá)式可以清楚地看出，對(duì)于特定的消毒劑，濃度指數(shù)η越高，稀釋效果越好。對(duì)于季銨類(lèi)化合物（一種常用的消毒劑，稱為季銨鹽），報(bào)道的濃度指數(shù)在0.8～2.5。另一種常用的消毒劑戊二醛，濃度指數(shù)為1.0。這意味著，在最壞的情況下，對(duì)于季銨鹽消毒劑，用一池靜水稀釋至目標(biāo)濃度的50%，需要近1 h （標(biāo)簽規(guī)定為10 min）的接觸時(shí)間才能確保消毒效果。就戊二醛而言，雖然稀釋效果不那么明顯，但稀釋至目標(biāo)濃度的50%時(shí)仍需要20 min的接觸時(shí)間，即標(biāo)簽上指定值的2倍。

消毒劑的應(yīng)用幾乎完全是按照消毒劑規(guī)定的劑量進(jìn)行的，通常約為4 m2/L。這一濃度是可以接受的，從其功效來(lái)說(shuō)，只需要確保正在使用的濃度是正確的。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，幾乎沒(méi)有豬場(chǎng)經(jīng)理或操作人員正確理解串聯(lián)化學(xué)注入系統(tǒng)的工作方式，因此，豬場(chǎng)使用的消毒劑濃度是不正確的。手動(dòng)可調(diào)式串聯(lián)進(jìn)樣器的普及以及在固定進(jìn)樣器上錯(cuò)誤選擇稀釋針頭也促成了上述問(wèn)題?？紤]到上面提到的關(guān)于稀釋效果的討論，這種情況的嚴(yán)重性進(jìn)一步加劇。第2個(gè)明顯但尚未解決的問(wèn)題是，在有限時(shí)間的壓力以及處在豬舍中不舒適工作環(huán)境下，很難目測(cè)4 m2/L的應(yīng)用劑量。

在分娩環(huán)境的時(shí)間壓力下，母豬在環(huán)境完全干燥之前需要移動(dòng)許多次。對(duì)時(shí)間不那么敏感的操作區(qū)域，如分娩舍和育成舍，通?？梢曰ㄙM(fèi)數(shù)小時(shí)讓環(huán)境干燥。在此過(guò)程中，那些正在被“烘干”的運(yùn)豬車(chē)會(huì)自然干燥，甚至那些還沒(méi)有被“烘干”的運(yùn)豬車(chē)，會(huì)由于行駛過(guò)程產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流，在運(yùn)輸途中變干。然而，由于分娩過(guò)程的特殊性，殘留消毒劑對(duì)動(dòng)物造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)很大。母豬不得不在限位欄中側(cè)臥很長(zhǎng)時(shí)間。新生仔豬的皮膚非常敏感，同時(shí)由于其體重較輕，它們更容易受到口服殘留化學(xué)物質(zhì)的侵害。因此，給產(chǎn)房預(yù)留適當(dāng)?shù)南緯r(shí)間很關(guān)鍵。

根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，一些豬場(chǎng)和大多數(shù)運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)商會(huì)在執(zhí)行清潔和消毒后進(jìn)行某種視覺(jué)檢查，許多以ATP生物發(fā)光作為清潔驗(yàn)證技術(shù)的嘗試都未成功，還有一些選擇性地使用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)檢測(cè)地板或設(shè)備表面存在的豬流行性腹瀉病毒或豬繁殖與呼吸綜合征病毒等關(guān)鍵病毒。

3? 改進(jìn)建議和實(shí)際操作——現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)

鑒于上述清潔和消毒實(shí)踐在該領(lǐng)域中的不足，筆者提出了以下措施，在北美已被越來(lái)越多的豬場(chǎng) 和運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)商采用：

3.1 采用洗滌劑浸泡步驟

洗滌劑的使用提高了操作人員在整個(gè)洗滌過(guò)程中的工作效率。Hurnick的研究顯示，如果使用冷水洗滌，對(duì)育肥欄而言，洗滌劑預(yù)浸會(huì)將整體清洗時(shí)間減少46.5%。與單獨(dú)使用熱水壓力沖洗相比，即使使用冷水預(yù)浸泡和冷水沖洗，清潔豬舍所花費(fèi)的時(shí)間仍可減少30%。這是因?yàn)閮H通過(guò)機(jī)械作用（壓力）去除污垢比較困難，洗滌劑的去污和乳化作用允許用戶能夠以連續(xù)模式對(duì)所選區(qū)域進(jìn)行動(dòng)力洗滌，而不必經(jīng)常停下來(lái)清除頑固污垢。

此外，正如研究人員在文獻(xiàn)中廣泛報(bào)道的那樣，使用洗滌劑可以減少傳染源的載量，降幅達(dá)99%，并有助于防止生物膜的形成。使用洗滌劑以及在強(qiáng)力清洗中使用熱水可以改善清潔效果，也可以減少或消除消毒劑的潛在干擾。泥土對(duì)消毒劑活性的抑制作用已被廣泛記錄和研究。

重要的是在使用洗滌劑預(yù)浸和沖洗的過(guò)程中采用正確的操作技術(shù)，如應(yīng)遵循起泡再?zèng)_洗的技術(shù)步驟。從底部向上起泡有助于避免洗滌劑過(guò)度使用或浪費(fèi)，并可確保所有污漬均得到處理，因?yàn)槿绻麖捻敳科鹋菽礈靹┩铝魈蕰?huì)使已處理區(qū)域與未處理區(qū)域的界限變得模糊。清洗時(shí)則從頂部向下，利用水從高處向下流的優(yōu)勢(shì)減少水的消耗。

如果在洗滌劑預(yù)浸泡步驟中使用具有殺菌特性的洗滌劑產(chǎn)品（清潔劑或消毒劑），則可獲得洗滌劑預(yù)浸泡的另一個(gè)好處。在這種情況下，通過(guò)清潔劑-消毒劑產(chǎn)品本身的作用進(jìn)行額外的消殺可進(jìn)一步減少傳染源。帶有標(biāo)簽說(shuō)明可用作清潔劑或消毒劑的產(chǎn)品，通常適合用作有效的殺菌劑預(yù)浸劑。

3.2 在濕表面上使用消毒劑可減輕稀釋作用

消毒劑的濃度指數(shù)可用來(lái)解釋稀釋對(duì)消毒劑的影響。為了盡量減少稀釋效果，低濃度指數(shù)的消毒劑是首選。表1列出了不同殺菌活性物質(zhì)的濃度指數(shù)。如果沖洗后沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行干燥，最好使用對(duì)稀釋效果更耐受的消毒劑（例如低濃度指數(shù)）。濃度指數(shù)小于1.0的過(guò)氧化氫消毒劑是首選。

3.3 消毒劑的應(yīng)用——克服關(guān)鍵失效模式

如上所述，消毒劑的使用方法可能是整個(gè)清潔和消毒過(guò)程最薄弱的環(huán)節(jié)。人為判斷（和失誤）的空間太大，而清潔工人普遍缺乏培訓(xùn)和人員流動(dòng)率高又加劇了這種情況。但是，在過(guò)去18個(gè)月中，許多有遠(yuǎn)見(jiàn)的養(yǎng)豬生產(chǎn)者和運(yùn)輸公司已成功采用以下措施：

（1）采用足夠的串聯(lián)稀釋設(shè)備。應(yīng)使用文丘里化學(xué)注射器，其配有適當(dāng)?shù)膬?nèi)部稀釋孔針頭（這會(huì)導(dǎo)致操作人員無(wú)法使用）。注射器應(yīng)由經(jīng)理或經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的指定人員進(jìn)行校準(zhǔn)，從而保證其內(nèi)部稀釋孔針頭的安裝正確?；瘜W(xué)消毒劑的使用濃度應(yīng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方法測(cè)量，首選彩色反應(yīng)紙條。

（2）使用發(fā)泡槍或噴嘴以及可以產(chǎn)生高黏稠泡沫的化學(xué)消毒劑。有多種原因可使泡沫消毒劑的使用滿足需要。首先，泡沫的比容較液體高，可以用較少的液體分配量獲得更有效的覆蓋面。其次，泡沫相的密度較低，垂直和倒置于表面時(shí)的拖曳力較小，消毒接觸時(shí)間也就越長(zhǎng)。第三，泡沫相本身具有較高的表面活性劑界面濃度，通過(guò)膠體科學(xué)中描述的單層抗性效應(yīng)，可降低消毒劑的蒸發(fā)速率。這又延長(zhǎng)了消毒接觸時(shí)間。

（3）更直接和直觀的好處是泡沫解決方案有明顯的視覺(jué)提示。從表面覆蓋率直觀判斷，而不是對(duì)透明且無(wú)泡沫的液體消毒劑（例如當(dāng)今豬場(chǎng)和拖車(chē)消毒中普遍使用的液體消毒劑）的覆蓋率的估計(jì)，這一轉(zhuǎn)變的好處相當(dāng)顯著。泡沫相提供的更高的覆蓋率和更好的覆蓋率視覺(jué)指示，可使分娩舍和育肥舍的消毒時(shí)間分別減少76%和70%，產(chǎn)品浪費(fèi)減少可使消毒劑使用整體成本分別降低45%和38%，而使用中的稀釋度比當(dāng)今使用的流行消毒劑低。

3.4 選擇消毒劑來(lái)提高效率

增強(qiáng)消毒劑殺菌效果的一個(gè)有力工具是在較高的溫度下使用。正如Chick早就證明的那樣，殺菌過(guò)程遵循目標(biāo)微生物濃度的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，即：

式中：n是每單位體積的活細(xì)胞數(shù)，K是動(dòng)力學(xué)常數(shù)，t是時(shí)間。

鑒于動(dòng)力學(xué)常數(shù)K可以用與化學(xué)反應(yīng)相同的Arrhenius型表達(dá)式來(lái)描述，則不難得出以下用來(lái)描述殺菌作用隨溫度變化的關(guān)系式：

式中：t1和t2是消毒至給定水平的時(shí)間，T1和T2是對(duì)應(yīng)的溫度，Θ是化學(xué)殺菌劑依賴常數(shù)。

習(xí)慣上將Θ表示為Θ10，其值為溫度相差10 ℃時(shí)，滅菌活性的差異。在這種情況下，醛的變化范圍為1.5，脂肪醇的變化范圍最大，為50.0?；谶^(guò)氧化氫和陰離子表面活性劑（如Intervention?）配制的消毒劑的Θ10約為2，也就是說(shuō)，溫度每升高10 ℃，其生物殺滅活性會(huì)增加一倍。因此，用30 ℃的水稀釋可以將消毒劑的接觸時(shí)間從5.0 min縮短到2.5 min，而在40 ℃情況下，接觸時(shí)間可能只需1.0 min。

這也適用于其他消毒劑。例如，季銨鹽（Θ10=3.5）和戊二醛（Θ10=1.5）混合可能會(huì)得到Θ10≈2的混合物。由此引發(fā)的問(wèn)題在于這些化學(xué)物質(zhì)固有的呼吸毒性以及對(duì)動(dòng)物的皮膚和眼睛的腐蝕性，會(huì)因溫度急劇升高而加重，這與消毒劑加速生物殺滅活性的基本原理相同。因此，在實(shí)際操作時(shí)，在高溫下使用這些化學(xué)物質(zhì)不僅困難，而且非常危險(xiǎn)。

提高清潔和消毒過(guò)程效率的另一個(gè)方面是消毒后的干燥期。上文提到，干燥是為了避免動(dòng)物接觸殺菌性化學(xué)制劑，在大多數(shù)情況下，這些物質(zhì)對(duì)動(dòng)物的皮膚、眼睛以及呼吸道有刺激性或腐蝕性和口服毒性。避免因消毒劑干燥而停工的一種方法是使用無(wú)毒的消毒劑，特別是被正式分類(lèi)為對(duì)動(dòng)物的皮膚、眼睛或呼吸道無(wú)刺激性或腐蝕性的，且不被認(rèn)為具有口服毒性的物質(zhì)。

4? 總結(jié)

我們?cè)诒泵涝S多大型規(guī)?；i場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，豬場(chǎng)在執(zhí)行清潔和消毒過(guò)程中雖然存在許多缺陷，但可以通過(guò)注意設(shè)備選擇和改進(jìn)培訓(xùn)來(lái)輕松糾正。了解和更新與清潔和消毒相關(guān)的一些基本概念，有助于負(fù)責(zé)動(dòng)物健康或生物安全的人員對(duì)清潔和消毒計(jì)劃進(jìn)行細(xì)微的改進(jìn)。這些知識(shí)與最近可用的新化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，可以極大改善工藝流程，降低成本，改善衛(wèi)生和生產(chǎn)力成果與指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)（14篇，略）

原題名：Theory and practice of cleaning and disinfection in swine biosecurity （英文）

原作者：Ramirez J A