王嬌嬌　高　云，2*　雷明剛　黎　煊，2*　郁厚安

1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，武漢430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢430070；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，武漢430070

豬舍有害氣體分析及控制措施研究進(jìn)展

王嬌嬌1高云1，2*雷明剛3黎煊1，2*郁厚安1

1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，武漢430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢430070；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，武漢430070

摘要隨著國(guó)內(nèi)規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖的發(fā)展，豬舍環(huán)境因素對(duì)豬只的影響也日益顯著，豬舍的有害氣體是豬舍環(huán)境控制的第一要素，豬舍中環(huán)境參數(shù)，如溫濕度、硫化氫、氨氣、二氧化碳等，對(duì)豬只的正常生長(zhǎng)及生產(chǎn)性能表現(xiàn)等具有重要的影響，同時(shí)也會(huì)影響豬只的料肉比，從而影響生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。本文綜述了有害氣體對(duì)豬的影響以及控制措施研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞豬舍；有害氣體；控制

王嬌嬌，女，1988年生，在讀碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化。

豬舍環(huán)境是影響生豬養(yǎng)殖生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，豬舍環(huán)境因子主要有溫濕度、光照、風(fēng)速、氨氣和硫化氫等有害氣體以及二氧化碳和氧化氮等溫室氣體。環(huán)境中的溫度影響豬的生產(chǎn)性能、幼仔成活率等，有害氣體不僅影響人類身體健康，而且影響豬的健康生長(zhǎng)、誘發(fā)疾病以及提高料肉比等，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失[1]。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》GB/T17824.3-2008規(guī)定保育豬舍的適宜溫度是20～25℃。低溫對(duì)豬生產(chǎn)性能影響的一切后果都與濕度有關(guān)。保育豬舍、哺乳豬舍要求氨氣含量不超過(guò)20 mg/m3，硫化氫的含量不超過(guò)8 mg/m3，二氧化碳含量不超過(guò)1 300 mg/m3，其他階段要求豬舍氨氣含量不超過(guò)25 mg/m3；硫化氫含量不超過(guò)10 mg/m3，二氧化碳的含量應(yīng)該不超過(guò)1 500 mg/m3[2]。

隨著信息化的快遞發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)豬舍的環(huán)境監(jiān)控信息系統(tǒng)發(fā)展迅速，能夠?qū)ωi舍中的有害氣體、溫濕度、光照、微塵顆粒等因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文就豬舍有害氣體對(duì)豬只的影響以及控制措施進(jìn)行綜述。

1　有害氣體對(duì)豬只的主要影響

隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，有害氣體對(duì)豬只的影響也受到了人們的關(guān)注，關(guān)于有害氣體對(duì)豬只的影響以及不同濃度對(duì)豬只造成什么樣的影響等研究很多。

1.1硫化氫的影響

豬舍內(nèi)的硫化氫主要來(lái)自含硫有機(jī)物的分解，如糞尿、飼料、墊草等，此外，糞中微生物厭氧還原硫酸鹽也會(huì)產(chǎn)生大量硫化氫。硫化氫是一種無(wú)色、易揮發(fā)、有臭雞蛋氣味的有害氣體[3]。它的氣味難聞，即使少量的硫化氫也會(huì)產(chǎn)生惡臭。當(dāng)豬舍內(nèi)硫化氫濃度在70～150 mg/m3時(shí)，會(huì)造成人類輕度中毒；在300～600 mg/m3時(shí)，會(huì)造成人類中度中毒；而當(dāng)硫化氫濃度在700 mg/m3以上時(shí)，則會(huì)引起重度中毒而造成死亡[4]。保育舍中硫化氫含量最高，對(duì)保育豬的危害較大[5]。

1.2氨氣的影響

氨氣是一種有毒、無(wú)色、易揮發(fā)、易溶于水、有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，主要來(lái)源于豬的糞便、尿液和地面上浪費(fèi)飼料有機(jī)氮發(fā)酵分解，氨氣進(jìn)入呼吸道可引起咳嗽、氣管炎等疾病。氨氣對(duì)豬只的機(jī)能影響較大，據(jù)研究，豬舍中的氨氣濃度一般應(yīng)該不超過(guò)8～10 mg/m3[6]。當(dāng)豬舍內(nèi)的氨氣含量為38 mg/m3時(shí)，對(duì)豬只的增重產(chǎn)生明顯的不良影響；當(dāng)達(dá)到70～110 mg/m3時(shí)，容易引起豬只打噴嚏、中毒性肝病和心肌損傷等疾病[7]。

1.3其他氣體的影響

有害氣體還有二氧化碳、氧化氮以及一氧化碳等，它們?yōu)闊o(wú)色無(wú)味的氣體。二氧化碳主要來(lái)源于豬的呼吸，二氧化碳過(guò)高，氧氣則相對(duì)不足，影響豬只正常生長(zhǎng)。一氧化碳過(guò)多會(huì)影響呼吸、循環(huán)以及神經(jīng)系統(tǒng)[8]。豬舍中的一氧化碳濃度一般應(yīng)該不超過(guò)15 mg/m3[7]。

豬的不同生長(zhǎng)階段有害氣體的排放量是不同的。母豬與肥育豬的氨氣排放量有巨大差異[9]。幼豬和育肥豬在生長(zhǎng)期間氨氣排放顯著增加，夏季氨氣排放量最大[10]。國(guó)內(nèi)外對(duì)豬舍中有害氣體的研究有很多，朱志平[11]等通過(guò)對(duì)豬舍內(nèi)外氨氣濃度監(jiān)測(cè)，對(duì)育肥豬的氨氣排放量進(jìn)行了估算，結(jié)果表明，育肥豬飼養(yǎng)期間的氨氣排放通量為每頭107.18～424.42 mg/h。余守華[12]等人通過(guò)對(duì)有害氣體的測(cè)定以及算法分析，為有害氣體測(cè)定的精確性提供了算法依據(jù)。

2　有害氣體的控制措施

有害氣體的控制措施，通常會(huì)從豬舍選址、日常管理、飼養(yǎng)密度、通風(fēng)、糞便處理、飼料優(yōu)化等方面進(jìn)行控制，隨著社會(huì)的發(fā)展，一些豬舍設(shè)備以及自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)也可以有效地控制有害氣體的含量。應(yīng)盡量將豬舍的選址定在周圍有一定綠化措施、周圍無(wú)居民、無(wú)化工廠的地方。同時(shí)注意日常管理規(guī)范化，飼養(yǎng)密度不宜過(guò)大，縮短排糞周期，建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)等都是畜牧養(yǎng)殖所要考慮的問(wèn)題。

2.1常規(guī)控制措施

1）通風(fēng)控制。

隨著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，豬舍飼養(yǎng)密度較大，舍內(nèi)的有害氣體濃度控制是一項(xiàng)重要的任務(wù)，通風(fēng)能借助換氣來(lái)稀釋舍內(nèi)有害氣體的含量，是減少空氣中有害氣體含量最直接的方法，所以通風(fēng)系統(tǒng)是保證豬舍內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。

豬舍通風(fēng)換氣不僅會(huì)使豬體感到舒適，而且會(huì)改善舍內(nèi)的空氣質(zhì)量。豬舍通風(fēng)方式有屋頂通風(fēng)、橫向通風(fēng)以及縱向通風(fēng)3種方式[13]。根據(jù)豬舍選址、布局以及方向等因素選擇通風(fēng)方式。通風(fēng)雖然可以排除有害氣體，但也使得舍內(nèi)溫度降低，溫度過(guò)低易引發(fā)豬只感冒、咳嗽等疾病，所以選擇合適大小的通風(fēng)強(qiáng)度，合理使用通風(fēng)系統(tǒng)，會(huì)增加動(dòng)物福利。豬舍內(nèi)環(huán)境適宜不僅有利于豬只健康成長(zhǎng)，也有利于工作人員更好地工作。

2）飼養(yǎng)管理。

控制有害氣體可以從豬只的飼料著手。在相同營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下，減少糞便中氨的含量，從而減少空氣中氨氣的值。保健養(yǎng)豬技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)優(yōu)化飼料配方，進(jìn)而減少舍內(nèi)有害氣體的排放[14]。降低豬舍環(huán)境污染的方法有提高飼料的轉(zhuǎn)化率、階段飼養(yǎng)、配置氨基酸平衡日糧、公母分飼、減少銅鋅的排泄等[15-16]。

添加合成的氨基酸，降低粗蛋白質(zhì)的水平；日糧中添加除臭劑（沸石、海泡石等）；添加酶制劑或酸制劑，提高氮的利用率等[19]，都是有效降低有害氣體排放的方法。例如博力素，是一種生物料劑，可供豬只食用（將博力素按照一定比例加入水中）[17]，它是一種復(fù)合液體益生菌，其不僅可以改善畜禽腸道健康，而且還可以改善環(huán)境，競(jìng)爭(zhēng)性地抑制殺滅環(huán)境中的致病菌；在日糧中加入“梅賽味”環(huán)保除臭劑，可以減少用水量，有利于改善空氣質(zhì)量，從而減少豬只的呼吸道發(fā)病率。降低料肉比，有利于規(guī)?；i場(chǎng)的生產(chǎn)效益[18]。

3）糞便處理。

糞便是大部分有害氣體的主要來(lái)源，所以糞便的清除可以有效地減少舍內(nèi)有害氣體的含量。豬舍糞便清除的方式有水沖糞、水泡糞、人工清糞等。不同的排便方式也會(huì)影響豬舍中有害氣體的含量。劉秀婷[22]等人通過(guò)不同對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，水泡糞不利于豬舍的保溫，增加了豬舍的濕度，提高了有害氣體氨氣的濃度，保育豬腹瀉率升高，如果人力物力允許的話，盡量選擇人工清糞。

糞便的pH值也影響糞便釋放有害氣體的量，所以在糞便中加入化學(xué)及生物除臭劑、酸化劑以及其他方法（用化學(xué)物質(zhì)處理糞便和墊料）。如EM菌液是利用80多種微生物復(fù)合培養(yǎng)而成的高效活性菌劑，無(wú)污染，無(wú)公害[20]。它具有造就良性生態(tài)的基本功能，在豬舍噴灑EM菌液，能極顯著地降低有害氣體氨和硫化氫的濃度，使豬舍內(nèi)部空氣環(huán)境狀況得到顯著改善，為生豬創(chuàng)造了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，對(duì)促進(jìn)當(dāng)前的養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展具有較為積極的意義。

荷蘭人設(shè)計(jì)了一種豬舍惡臭氣體收集治理新技術(shù)，豬舍采取封閉式負(fù)壓設(shè)計(jì)，所有豬只均在網(wǎng)床上飼養(yǎng)，網(wǎng)床下設(shè)集糞尿池，池內(nèi)盛有水，水面附有一層生物膜，可有效控制糞尿異味擴(kuò)散。集糞尿池每7 d清1次，各集糞尿池交替清理，集糞尿池設(shè)計(jì)一定坡度，清理時(shí)打開(kāi)閘門(mén)，糞污主要靠重力排出，僅需少量沖洗水。糞污水排入動(dòng)物糞污厭氧生物接觸氧化處理裝置，動(dòng)物糞污處理產(chǎn)生的沼渣、沼液用于周邊農(nóng)田、果園灌溉，得到資源化利用[21]。

2.2自動(dòng)化監(jiān)控

由于豬舍中的環(huán)境因素對(duì)豬只正常生長(zhǎng)有著重要作用，環(huán)境中某一因素超標(biāo)都會(huì)引起豬只的不適，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測(cè)豬舍內(nèi)的環(huán)境因素也不是一件難事，所以國(guó)內(nèi)外很多專家都做了大量的實(shí)驗(yàn)，研究有害氣體在哪個(gè)濃度范圍內(nèi)會(huì)引起豬只什么樣的不適，豬舍的結(jié)構(gòu)以及清糞方式對(duì)有害氣體的產(chǎn)生有什么樣的影響，以及這些有害氣體是怎么產(chǎn)生和相應(yīng)的控制措施。并且測(cè)量位置是一個(gè)很重要的信息，因?yàn)槿撕拓i只呼吸的位置不同，而不同高度有害氣體的含量也是不同的，在監(jiān)測(cè)的時(shí)候應(yīng)該選擇合適的位置。尤其是冬天，外界溫度較低，開(kāi)窗通風(fēng)會(huì)使舍內(nèi)的溫度驟然下降，容易使豬只患上感冒及其他疾病，所以一般不開(kāi)窗，在冬季監(jiān)測(cè)豬舍環(huán)境中的有害氣體的量是至關(guān)重要的。

程凱[23]等人利用豬舍氨氣自動(dòng)排氣裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)豬舍內(nèi)的氨氣監(jiān)測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)當(dāng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，啟動(dòng)排風(fēng)扇。規(guī)?；i舍，利用屋頂進(jìn)風(fēng)，地下航道抽風(fēng)的立體空氣綜合控制技術(shù)，空氣質(zhì)量較好，能夠明顯降低舍內(nèi)有害氣體的濃度，同時(shí)還保證了舍內(nèi)溫度，為豬只生長(zhǎng)發(fā)育提供了適宜的環(huán)境條件。利用規(guī)?；i場(chǎng)立體空氣綜合技術(shù)與普通豬舍普通排風(fēng)扇通風(fēng)作比較，用復(fù)合氣體檢測(cè)儀檢測(cè)通風(fēng)前后的有害氣體的濃度。前門(mén)、舍中、后門(mén)3個(gè)位置的有害氣體的量進(jìn)行對(duì)比得出該技術(shù)有效減少了豬舍內(nèi)有害氣體的量。美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)Randy[24-25]等采用基于Zigbee協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測(cè)豬糞攪拌前后硫化氫氣體的濃度變化，對(duì)比分析各個(gè)測(cè)量點(diǎn)濃度變化的范圍和趨勢(shì)。滕翠鳳[26]等人利用傳感器采集豬舍中的有害氣體含量，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析融合。

2.3豬舍設(shè)備結(jié)構(gòu)

目前，在我國(guó)畜禽舍設(shè)計(jì)中采取舍內(nèi)惡臭氣體收集治理措施的養(yǎng)殖場(chǎng)并不多見(jiàn)。

不同的地面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的氨氣的量也是不相同的。汪開(kāi)英[27]等人通過(guò)在模擬實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)物人工氣候室對(duì)3種不同地面結(jié)構(gòu)的育肥豬舍氨氣排放相關(guān)數(shù)據(jù)的連續(xù)在線檢測(cè)，研究了不同地面類型豬舍內(nèi)氨氣排放與主要影響因子的相關(guān)性及其排放系數(shù)。研究得出半縫隙地面豬舍、實(shí)心地面豬舍、生物發(fā)酵床豬舍內(nèi)氨氣排放系數(shù)。豬舍的地面結(jié)構(gòu)與氨氣的排放系數(shù)是正相關(guān)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較，生物發(fā)酵床的氨氣排放量最低。

測(cè)量位置與管理因素也會(huì)對(duì)空氣中氨氣的值有影響，洪奇華[28]等通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)得出，畜舍中的氨氣的值隨著高度的增加而減少，距離地面0.2 m處的氨氣最高，溫度升高，氨氣的濃度也會(huì)增高，在糞尿混合物中由于微生物脲酶的存在，尿素分解速度要快很多，但是其活性與溫度呈現(xiàn)正相關(guān)，最適溫度60～70℃，在此之前，隨著溫度的升高而升高，由于豬舍溫度不會(huì)達(dá)到那么高，所以溫度越高其活性越大。溫度升高也使得溶于水中的氨氣分解出來(lái)。綜上所述，降低溫度有利于降低氨氣的含量。

氨氣易溶于水，所以沖洗會(huì)增加空氣中的濕度，所以氨氣的含量也會(huì)更多。通風(fēng)換氣是減少氨氣含量的重要方法，但在北方寒冷季節(jié)加大通風(fēng)換氣則會(huì)降低豬舍溫度，對(duì)豬生長(zhǎng)發(fā)育有極大的影響?？梢酝ㄟ^(guò)降低尿中尿素的濃度和糞漿中氨的濃度、減少糞漿的揮發(fā)面積、降低糞漿pH、降低糞漿溫度和及時(shí)將糞漿清除出豬舍等方法減少NH3排放。具體可操作的減排方式主要包括豬舍內(nèi)采用合理的地板類型、增加清糞頻率和調(diào)整飼喂方案等[2]。

3　分析與結(jié)論

以上是一些典型的畜禽舍內(nèi)有害氣體的控制方法分析，不管是在豬只的飼料中添加菌劑還是在豬舍內(nèi)噴灑藥劑，都旨在降低豬舍中的有害氣體的含量，現(xiàn)代化的豬舍一般是有漏縫的地板，采用排風(fēng)扇以及開(kāi)窗進(jìn)行空氣流通，自動(dòng)化喂食飲水，所以對(duì)于設(shè)備上的要求基本上符合，對(duì)于生物發(fā)酵床還需要墊料與生物菌劑，同時(shí)墊料也會(huì)產(chǎn)生有害氣體，所以一般不會(huì)采用。雖然國(guó)內(nèi)外研究豬舍中有害氣體的產(chǎn)生以及帶來(lái)的危害和控制方法的報(bào)道有很多，但是較長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)豬舍中的有害氣體以及其他環(huán)境因素量變化的研究不是很多。

豬舍中的有害氣體對(duì)豬只以及工作人員的危害性較大，所以要格外重視。加強(qiáng)對(duì)有害氣體的控制措施對(duì)動(dòng)物福利以及生產(chǎn)效益都具有重要意義?，F(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展使得自動(dòng)化監(jiān)控豬舍環(huán)境因素更加可行，這也將是今后的發(fā)展趨勢(shì)。

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項(xiàng)目基金：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（2013PY052）；湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2014CFB317）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-36）*通訊作者

收稿日期：2015-06-02