Material particulado y bioaerosoles en el aire de granjas de aves y conejos: cuantificación, caracterización y medidas de reducción

Abstract

Los alojamientos ganaderos son una fuente importante de material particulado (“particulate matter”, PM) y bioaerosoles. Estas sustancias tienen un efecto perjudicial tanto para la salud humana y animal como para el medio ambiente. Para reducir los niveles de PM y bioaerosoles en alojamientos ganaderos es necesario conocer el origen de los mismos y los factores que afectan a su generación y suspensión en el aire. Esta Tesis Doctoral aborda aspectos relacionados con la concentración, origen y propiedades físicas, químicas y biológicas del PM en el aire de granjas de conejos y aves, su relación con los bioaerosoles patógenos y técnicas para reducirlos. Este trabajo pretende contribuir a paliar los efectos negativos de estas sustancias tanto en el interior de los alojamientos ganaderos como en el exterior. Los objetivos específicos planteados en la presente Tesis Doctoral fueron: i). caracterizar la morfología y la composición química del PM de distintos tamaños así como la concentración de bacterias en el aire de granjas de conejos, ii). cuantificar la concentración y emisión del PM de distintos tamaños en el aire e identificar las principales actividades que contribuyen a la generación del PM en granjas de conejos, iii). evaluar la distribución espacial de bacterias aerobias mesófilas en el aire durante un ciclo de producción de broilers y examinar su relación con la concentración y evolución del PM, iv). evaluar y comparar diferentes técnicas para muestrear y detectar el patógeno Salmonella spp. en el aire de granjas de broilers y v). evaluar la aplicación de desinfectantes en el aire como medida de reducción de los bioaerosoles en granjas de gallinas ponedoras con especial atención al patógeno Mycoplasma gallisepticum. Los resultados de esta Tesis indican que en los alojamientos avícolas y cunícolas se generan y emiten cantidades importantes de PM y bioaerosoles, por encima de los valores límite de exposición que marca la Directiva 2008/50/CE relativa a la calidad del aire ambiente y a una atmósfera más limpia en Europa, sobre todo en granjas de aves. Estas sustancias deben ser controladas y reducidas para proteger el medio ambiente, la salud y bienestar de las personas y animales. En alojamientos cunícolas, el PM mostró una morfología y composición química compleja, siendo las partículas irregulares y angulosas, ricas en S, Ca, Mg, Na y Cl, las más abundantes. La concentración de bacterias aerobias mesófilas en el aire por metro cúbico varió entre 3,1x103 y 1,6x106 unidades formadoras de colonia (UFC). Las principales fuentes generadoras de PM fueron la piel, el pienso y las heces provenientes de las actividades de limpieza de la nave, sobre todo de barrer y de los propios animales. La concentración media de PM10 (partículas de 10 μm de diámetro o inferior) fue 0,08±0,06 mg/m3 para conejos de cebo y 0,05±0,06 mg/m3 para conejas y la concentración media de PM2,5 (partículas de 2,5 μm de diámetro o inferior) fue 0,01±0,02 mg/m3 para conejos de cebo y 0,01±0,04 mg/m3 para conejas. Las emisiones variaron entre 6 y 15 mg/plaza/día para PM10 y entre 0,2 y 3,0 mg/plaza/día para PM2,5. En alojamientos de broilers, la concentración de bacterias varió entre 3,0 y 6,5 log UFC/m3. La mayoría de bacterias se asociaron con partículas entre 3,3 y más de 7,0 μm de diámetro obteniéndose una correlación positiva entre las concentraciones de PM10 y PM2,5 y las de bacterias. Respecto a la detección de patógenos en el aire, no se detectó Salmonella spp. cultivable en una explotación de broilers infectados experimentalmente mediante el uso de borboteadores de aire y técnicas de cultivo tradicional. No obstante, se detectó este patógeno en el aire mediante impactación y técnicas moleculares. Por lo tanto, no se recomienda el uso de borboteadores y técnicas de cultivo para la detección y/o cuantificación de Salmonella spp. cultivable en el aire. En alojamientos de gallinas, la concentración media de PM10 fue 0,55±0,38 mg/m3 y 0,02±0,03 mg/m3 para PM2,5. La concentración de bacterias varió entre 4,1 y 5,7 log UFC/m3. La aplicación de un desinfectante químico de amplio espectro en el aire no fue efectiva ni para reducir los niveles de bacterias aerobias mesófilas en el aire ni de Mycoplasma spp. Es necesario estudiar diferentes productos, dosis o técnicas de aplicación. En su conjunto, los resultados presentados en esta Tesis Doctoral proporcionan una información útil sobre el PM y los bioaerosoles en el aire de alojamientos ganaderos, que permitirá diseñar e implementar medidas de reducción prácticas y eficaces que mejoren la calidad del aire en los alojamientos ganaderos y reduzcan su emisión al exterior.