蒲施樺，李廳廳，王 浩，簡 悅，劉作華*，龍定彪*，阮蓉丹

（1.重慶市畜牧科學(xué)院，重慶402460；2.西南大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，重慶402460；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南設(shè)施養(yǎng)殖工程科學(xué)觀測實驗站，重慶402460）

隨著人們生活質(zhì)量的提高，對肉蛋奶制品數(shù)量和質(zhì)量的需求也在不斷增加，這也促使我國畜牧養(yǎng)殖向規(guī)?；?、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。原農(nóng)業(yè)部2018 年工作要點指出，我國生豬飼養(yǎng)量和豬肉產(chǎn)量占世界總量的50%，截至2017 年底，我國大中規(guī)模生豬養(yǎng)殖出欄率為全國生豬總出欄率的78.4%；大中規(guī)模家禽養(yǎng)殖出欄數(shù)為全國總家禽出欄量的63%[1]，畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖率在58%左右，規(guī)模化養(yǎng)殖已成為畜牧生產(chǎn)的中堅力量。在規(guī)模畜禽養(yǎng)殖為農(nóng)業(yè)增收、農(nóng)村經(jīng)濟壯大開辟新途徑的同時，也伴隨產(chǎn)生了大量環(huán)境污染物。其中，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖排放的空氣污染物成為了現(xiàn)今不容忽視的環(huán)境問題之一[2-4]，受到了越來越多的關(guān)注。2016 年《中國空氣質(zhì)量管理評估報告》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國畜牧業(yè)的氨排放量占全國氨排放總量的80%以上[5]，而美國和歐洲的畜牧業(yè)氨排放量分別占人類氨排放總量的55%和75%[6-7]。養(yǎng)殖業(yè)的空氣污染物被認為是生態(tài)系統(tǒng)的破壞者之一[8]。因此，開展畜禽養(yǎng)殖場空氣污染物監(jiān)測，為畜禽養(yǎng)殖污染防控技術(shù)及決策提供準(zhǔn)確有效的檢測數(shù)據(jù)，對促進我國現(xiàn)代畜牧業(yè)升級轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)環(huán)境友好型的畜禽養(yǎng)殖業(yè)至關(guān)重要。

美國、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)的畜禽養(yǎng)殖場空氣污染物監(jiān)測研究起步較早，20 世紀(jì)50 年代初美國首次開展了針對畜禽養(yǎng)殖場氨氣濃度的監(jiān)測工作[9]，隨后加拿大、丹麥等國家陸續(xù)開展了大量畜禽養(yǎng)殖場空氣質(zhì)量檢測工作，并形成了相對成熟的監(jiān)測方法和操作規(guī)范[10-11]。近年來，我國加大了對畜禽養(yǎng)殖場的環(huán)境污染防治力度，并相繼出臺了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等系列的畜禽養(yǎng)殖污染監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)[12-13]。但由于我國的相關(guān)研究起步較晚，現(xiàn)有的畜禽養(yǎng)殖污染檢測技術(shù)尚處于跟跑階段[14]。作為畜禽養(yǎng)殖場污染物防控的技術(shù)手段和基礎(chǔ)，研發(fā)智能化養(yǎng)殖場空氣污染物檢測技術(shù)及設(shè)備，建立標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)模化養(yǎng)殖場空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)是當(dāng)前面臨的一項迫切任務(wù)。本文就國內(nèi)外在畜禽養(yǎng)殖空氣污染物監(jiān)測的采樣、檢測、通風(fēng)三個重要環(huán)節(jié)的方法、技術(shù)、設(shè)備進行系統(tǒng)的對比總結(jié)，為我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場空氣質(zhì)量監(jiān)測提供參考依據(jù)。

1 養(yǎng)殖場氣體的現(xiàn)場采集技術(shù)及設(shè)備

現(xiàn)場氣體采集方式根據(jù)采樣設(shè)備的覆蓋空間大小，可分為封閉式、點位式和開路式三種。封閉式是在封閉空間進行氣體樣品的收集，而點位式和開路式，分別針對三維空間內(nèi)一特定點和兩點式光路中的氣體進行采集（圖1）。

圖1 氣體采集方法Figure 1 Gas collection methods

1.1 封閉式

封閉式采集法是將一個密封性的外殼或桶，覆蓋在監(jiān)測點位的上方而形成一個密閉采樣室，可消除外界環(huán)境對樣品的影響。這種密封采集室的底部一般是敞開的，并配備一個或多個空氣出入口，用于氣體檢測和裝置內(nèi)部空氣環(huán)境的清洗。最早的采集室是由瑞士Lindvall 研發(fā)用于氣味測定，被稱為“Lindvall箱”，后來被Svensson 等[15]用于畜禽場或土壤中氨氣、二氧化碳的采集。目前研究中出現(xiàn)過的采樣室大多為箱體（表1）。

1.2 點位式

點位式采樣是在養(yǎng)殖場內(nèi)的一個或多個點位置進行氣體采集，相比密封式，該方法可以采集養(yǎng)殖舍內(nèi)不同高度、進出風(fēng)口以及場區(qū)上風(fēng)向、下風(fēng)向的氣體。根據(jù)采樣設(shè)備的不同，點位式可分為主動式和被動式。被動式采樣通常采用傳感器設(shè)備，氣體通過擴散方式進入到設(shè)備中，同時完成氣體濃度的檢測工作，如被動式氣體探測管，就是通過待測氣體擴散至管內(nèi)進行的采集和測定。主動式采樣則是利用一個或者多個氣泵對監(jiān)測位置的氣體樣品進行采集。其中，原位式主動采樣的氣泵和檢測設(shè)備在同一位置，如華瑞公司生產(chǎn)的氣體檢測管（圖2），就是采用抽氣泵將氣體吸入到檢測管中進行檢測，其操作簡單，且測定及時。集中式主動采樣是一種相對復(fù)雜的多點位式采集系統(tǒng)（圖3），由氣管、氣泵及自動控制設(shè)備組成，監(jiān)測點的氣體由自動系統(tǒng)控制通過氣管輸送至檢測設(shè)備，能實現(xiàn)多點位、長距離的氣體采集和監(jiān)測，但系統(tǒng)中輸送氣管需要進行隔熱或加熱處理，以防止氣體傳輸過程中溫度差異造成的管內(nèi)局部冷凝[26]。

表1 采樣室的規(guī)格及用途Table 1 Specification and usage of sampling chamber

1.3 開路式

圖2 華瑞LP-1200氣體采樣泵Figure 2 Gas sampling pump RAE LP-1200

圖3 INNOVA1409 多點式采樣儀Figure 3 Multipoint sampler INNOVA1409

開路式通過由光源發(fā)射器、接收器∕傳感器組成的光學(xué)探測裝置進行氣體采集檢測。由光源發(fā)射器向遠距離方向發(fā)射紫外或紅外光束，從而形成一條開放式光路徑，將氣體傳輸至光源接收器∕傳感器進行濃度檢測。由于光學(xué)探測設(shè)備性能差異，光源發(fā)射器和接受器之間的開放路徑長度在100～750 m 不等[27]，美國PID公司的LaserWarn1000∕2000量子激光開路式氣體檢測設(shè)備可以監(jiān)控500 m的氨氣和二氧化碳濃度，Secrest 等[28]采用紫外光差分吸收技術(shù)對養(yǎng)殖場以北0.8 km處的NH3濃度進行測定，用以評估密蘇里州集約化養(yǎng)殖場的NH3排放對下風(fēng)向居民的影響。

2 污染氣體濃度現(xiàn)場檢測技術(shù)及設(shè)備

早期養(yǎng)殖場氣體檢測主要是采用濕化學(xué)法和嗅覺法等傳統(tǒng)方法[29]，隨著氣體傳感器和分析技術(shù)的提升，許多高精度的氣體技術(shù)被引入到畜禽空氣質(zhì)量測量中。目前，關(guān)于畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域的氣體檢測方法主要分為嗅覺法、化學(xué)法和光學(xué)法三大類，根據(jù)設(shè)備檢測原理的不同又分為11 種（圖4）。其中，氣體檢測管、電化學(xué)傳感器、光學(xué)氣體分析儀被廣泛用于養(yǎng)殖場現(xiàn)場氣體檢測。

2.1 氣體檢測管

圖4 氣體濃度檢測方法的分類Figure 4 Classification of gas concentration detection methods

氣體檢測管基于目標(biāo)氣體吸附固體表面顯色反應(yīng)而設(shè)計，不同氣體會根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的不同顯示出不同顏色，其檢測氣體種類可達300 種。氣體檢測管根據(jù)氣體采集類型，分為主動型氣管和被動型氣管。由于其操作簡單、功能單一，早期被用于畜禽養(yǎng)殖場內(nèi)NH3和H2S 的檢測。Meyer 等[30]首次采用氣體檢測管測量了200 個產(chǎn)仔豬舍的NH3濃度；Worley 等[31]也采用氣體探測管對豬舍內(nèi)的NH3和H2S 進行檢測。氣體檢測管的成本相對較低，美國RAE、德國德爾格等氣體檢測管的價格大約在50～70元，配套的氣管泵在1000～1500 元。不同類型、不同廠家的檢測管的檢測精度和范圍會存在差異性。Skewes 等[32]發(fā)現(xiàn)被動型氣管（Gastec Passive Dosimeter Tube No.3）與主動型氣管（Gastec Low Range Ammonia Detector Tube No.3）在對畜禽舍內(nèi)的NH3濃度進行測定時，被動型氣管的檢測限更低，精準(zhǔn)度更高；Kroodsma 等[33]對比了德國德爾格與日本光明理化兩家公司的氣體檢測管，發(fā)現(xiàn)在測定低濃度NH3時，德爾格氣管的精準(zhǔn)率在10%左右，誤差率在15%左右，而日本光明理化的氣管的精準(zhǔn)率和誤差率均在2%以下。可見，氣體檢測管無法滿足畜禽舍內(nèi)低濃度氣體的檢測要求，且精準(zhǔn)度和誤差率也不穩(wěn)定，但因其使用方便、性價比高，目前依然被廣泛應(yīng)用。

2.2 電化學(xué)傳感法

接觸式傳感法是基于氣體的電化學(xué)性質(zhì)，通過目標(biāo)氣體與傳感器接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以傳感器的電流變化或電阻變化來判斷氣體的成分和濃度。常用的接觸式傳感器有半導(dǎo)體傳感器、電化學(xué)傳感器和電子鼻。早在20 世紀(jì)60 年代，半導(dǎo)體傳感器就因其靈敏度高、穩(wěn)定性好、制作簡單而被廣泛用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的氣體檢測，Li 等[34]采用半導(dǎo)體傳感器對畜禽舍內(nèi)NH3和H2S 進行測定；半導(dǎo)體材料決定了傳感器的靈敏度，常用的材料有WO3、Fe2O3、Sn2O3等。Ahsan 等[35]對WO3半導(dǎo)體膜進行改進，顯著提高了傳感器的靈敏度，能檢測小于10 μL·L-1的NH3；Kawashinma 等[36]對NH3傳感器的半導(dǎo)體材料Sn2O3進行加熱處理，發(fā)現(xiàn)其可現(xiàn)場檢測小于10 nL·L-1的NH3濃度變化。雖然半導(dǎo)體傳感器的應(yīng)用簡單、成本低，但其檢測氣體單一，難以適應(yīng)復(fù)雜氣體環(huán)境的檢測要求，而電化學(xué)傳感器具有良好的氣體選擇性，能在復(fù)雜氣體環(huán)境下測定多種氣體成分。常見的電化學(xué)傳感器有德國德爾格生產(chǎn)的X-am 7000、美國華瑞生產(chǎn)的MultiRAE 2等，這些都被用于畜禽舍內(nèi)的NH3、CH4、H2S 等氣體的檢測，其檢測精度至少達到1 μL·L-1。電化學(xué)傳感器在長時間使用過程中容易出現(xiàn)漂移，需要定期進行氣體標(biāo)定校準(zhǔn)；其電極與氣體接觸時間過長，會出現(xiàn)永久性中毒，影響設(shè)備的額定使用壽命，壽命一般在12～18個月。

2.3 光學(xué)氣體分析儀

光學(xué)法分析基于氣體對光吸收的特質(zhì)，通過獲取氣體的光譜信息進行氣體濃度測定。由于其靈敏度高、響應(yīng)時間短、能實現(xiàn)自動化連續(xù)檢測，而被逐漸用于畜禽場空氣污染濃度變化及排放規(guī)律的相關(guān)研究。如Dekock 等[37]采用Binos4b 型非分散紅外光譜（NDIR）分析儀對3 棟育肥豬舍NH3濃度進行周期性監(jiān)測，所建立的NH3排放模型的最大誤差小于10%；Hensen 等[38]采用美國TDLAS 檢測儀研究了奶牛養(yǎng)殖場N2O 和CH4的排放規(guī)律，N2O 和CH4分辨率分別為20 nL·L-1和10 nL·L-1。相比于氣體檢測管、電化學(xué)法檢測對象的局限性，光譜原理的檢測設(shè)備能進行多氣體的實時定量，其選擇性強，能有效避免多氣體檢測的干擾性。具有代表性的檢測設(shè)備是丹麥LUMASENSE公司的INNOVA 紅外光聲譜氣體檢測儀，它能測定NH3、N2O、CH4、CO2、C2H5OH 五種氣體，測定精度能達到10-9級。該儀器在檢測分析過程中，能有效補償測量溫度，消除水汽和氣體的干擾，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、可靠性、準(zhǔn)確性。Childers 等[39-40]采用INNOVA測定豬舍內(nèi)的NH3、CH4、CO 等有害氣體濃度，檢測限小于3 nL·L-1，且各種氣體的平均誤差小于3%。

就市場上應(yīng)用比較廣泛的氣體測定設(shè)備進行歸納發(fā)現(xiàn)（表2），這些設(shè)備在檢測范圍、測定精度、運行成本等方面都各具優(yōu)點和缺點。然而，到目前為止，尚不能確定哪種檢測技術(shù)或設(shè)備的數(shù)據(jù)更接近“真實”畜禽養(yǎng)殖污染氣體濃度。主要是因為養(yǎng)殖場氣體檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，從而導(dǎo)致無法對現(xiàn)有的測定設(shè)備進行比較和評估。

3 通風(fēng)量的檢測

通風(fēng)狀況是影響畜禽舍空氣污染物濃度及排放的主要因素之一。因此，通風(fēng)量作為氣體濃度監(jiān)測的一項重要指標(biāo)，被用來計算養(yǎng)殖場有害氣體濃度排放率[41]（公式1）。由于養(yǎng)殖場通風(fēng)模式及通風(fēng)設(shè)備的多樣性，造成畜禽舍通風(fēng)量測定的誤差較大，這成為畜禽環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的一個技術(shù)難題。

式中：E 為排放速率，mg·min-1；Q 為通風(fēng)量，m3·min-1；C1、C2分別為空氣交換空間進出口空氣污染物濃度，mg·m-3。

表2 有害氣體濃度現(xiàn)場檢測設(shè)備比較Table 2 The comparison of on-site harmful gas detection equipments

通風(fēng)量的測量主要有直接和間接兩種方式。直接測量即通過測定風(fēng)機排風(fēng)口的風(fēng)速、風(fēng)機的表面積、風(fēng)機運行時間等參數(shù)計算得到通風(fēng)量。間接測量即基于測量其他變量來計算，如示蹤劑氣體法[42]。

3.1 直接測量法

直接測量法只能用于機械通風(fēng)的密閉畜禽舍，其通風(fēng)量一般通過測定風(fēng)機排風(fēng)口的風(fēng)速和風(fēng)機表面積來計算，或通過測量舍內(nèi)舍外的靜壓差、風(fēng)機的運行時間來計算。風(fēng)機運行時間可以通過風(fēng)帆開關(guān)、風(fēng)機轉(zhuǎn)速法以及風(fēng)扇振動傳感器的監(jiān)測來獲取[43]。風(fēng)速和靜壓可以通過傳感器測定[44]。常規(guī)的風(fēng)速傳感器只能用于直徑小于80 cm 的風(fēng)機的測定，為測定大直徑風(fēng)機的風(fēng)速，美國設(shè)計出一種適用于直徑140 cm及以下的風(fēng)機現(xiàn)場通風(fēng)測定系統(tǒng)（FANS）[45]。由于需要在畜禽舍內(nèi)每個風(fēng)機的排放口安裝相應(yīng)的檢測設(shè)備，這對于規(guī)?；B(yǎng)殖場來說，不僅工作量大，而且成本高。因此，該方法在規(guī)模化養(yǎng)殖場的通風(fēng)測定中適用性不強。

通風(fēng)量在測算過程中，由于單點位的風(fēng)速測量難以代表整個風(fēng)機的實際通風(fēng)量，因此造成計算結(jié)果誤差大，或是忽略了風(fēng)機傳送帶松動、粉塵阻礙停止運轉(zhuǎn)等情況，導(dǎo)致測算結(jié)果與實際值有20%～25%的偏差[46]。為了提高測算的精準(zhǔn)度，不少學(xué)者會根據(jù)試驗現(xiàn)場環(huán)境對通風(fēng)量計算公式進行修正（表3）。Ni等[47]通過對豬舍風(fēng)機運行時間和室內(nèi)靜壓的監(jiān)測，建立了風(fēng)機通風(fēng)量與靜壓的線性模型；王文林等[48]在規(guī)?；i場夏季NH3日排放特征的研究中，由于考慮到氣象條件對通風(fēng)率的影響，于是將溫度、氣壓參數(shù)加入測算公式進行修正。Chai 等[49]對風(fēng)機風(fēng)扇進行了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測試，建立了風(fēng)機通風(fēng)量與靜壓差的三階多項式模型。Calvet等[50]對一個商業(yè)肉雞場不同規(guī)格的風(fēng)機通風(fēng)量進行監(jiān)測，最終舍內(nèi)總通風(fēng)量通過各個風(fēng)機通風(fēng)量與運行時間進行求和得到。

3.2 間接測量法

對于開放式和半開半閉式的畜禽養(yǎng)殖場，通風(fēng)量的測量常采用間接測量法。間接測量包括示蹤法、二氧化碳平衡法和其他方法（熱量平衡法、濕度平衡法以及熱壓、風(fēng)壓測量法），其具體計算公式見表4。實際中運用較多的方法是示蹤法和二氧化碳平衡法，而其他方法由于參數(shù)難以確定，且誤差較大等原因一般只作為理論計算。

3.2.1 示蹤法

示蹤法是根據(jù)質(zhì)量守恒原理，在通風(fēng)建筑物或者通風(fēng)空間中釋放一定量的示蹤劑，通過檢測示蹤氣體的濃度變化來間接計算通風(fēng)量[51-52]。示蹤法測定效果取決于示蹤氣體是否能與空氣均勻混合，所以示蹤氣體的選擇極其重要。只有具備安全性（不易燃燒、無毒、無刺激性）、惰性（不與測算空間氣體發(fā)生反應(yīng)）、唯一性和易測量性才是理性示蹤氣體[53]。目前，試驗常用的示蹤氣體有六氟化硫（SF6）、一氧化碳（CO）、氦氣（He）、氫氣（H2）等[54-55]。1998年，Demmers等[56]首次在英國采用一氧化碳示蹤劑對自然通風(fēng)的牛場的通風(fēng)量進行了監(jiān)測，認為測量的精確度與風(fēng)速成反比。Samer等[57]采用水平衡法、二氧化碳平衡法、熱平衡法和放射性示蹤氣體法對一個自然通風(fēng)的奶牛舍中的氣體交換率進行測定，其中放射性示蹤測定的結(jié)果更為可靠。

3.2.2 二氧化碳平衡法

二氧化碳平衡法即在知道動物產(chǎn)熱量與新陳代謝關(guān)系的前提下，由不同動物在不同飼養(yǎng)情況下的呼吸熵得出二氧化碳的產(chǎn)生量，再通過舍內(nèi)舍外的二氧化碳濃度計算出實際通風(fēng)量[58-59]。二氧化碳平衡法的有效性取決于動物代謝率數(shù)據(jù)的可靠性[60]，而方法中的呼吸熵和產(chǎn)熱量主要是通過參考推薦得出，這使得通風(fēng)量的計算值與實際值存在一定的偏差。Blanes 等[61]對比二氧化碳平衡法、濕度平衡法和熱量平衡法三種方法計算的豬舍通風(fēng)量數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示二氧化碳平衡法較實測通風(fēng)量低8%，濕度、熱量平衡法較實測通風(fēng)量均低9%。Samer 等[62]采用二氧化碳平衡法、示蹤法和濕度法對自然通風(fēng)的奶牛場冬季和夏季的通風(fēng)量進行測定，結(jié)果表明二氧化碳平衡法在冬季的效果更好。

4 畜禽養(yǎng)殖場氣體監(jiān)測誤差

養(yǎng)殖場氣體監(jiān)測過程中的采集、布點、通風(fēng)量估算、人為操作等環(huán)節(jié)，都會對檢測結(jié)果造成誤差。為了確保監(jiān)測結(jié)果的代表性、完整性、準(zhǔn)確性、可比性、重復(fù)性，需要對養(yǎng)殖場空氣監(jiān)測過程的氣體采集、儀器檢測等過程實施質(zhì)量管控措施。對現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖氣體研究中的監(jiān)測和質(zhì)控措施進行總結(jié)歸納發(fā)現(xiàn)（表5）[64-66]，大部分誤差來源于校準(zhǔn)、采樣、檢測三個環(huán)節(jié)。

4.1 校準(zhǔn)誤差

校準(zhǔn)是采用標(biāo)準(zhǔn)氣體對測量裝置或基準(zhǔn)面，如響應(yīng)、漂移、線性、穩(wěn)定性和精度等性能系數(shù)的校正。產(chǎn)生校準(zhǔn)誤差的因素主要有三個：一是校準(zhǔn)氣體，Albert等[67]對同一廠家同批次的55.3、33.2 μL·L-1和9.33 μL·L-1標(biāo)準(zhǔn)NH3進行測試，發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果存在10%～20%的誤差，選擇具有資質(zhì)的供氣商并進行標(biāo)氣自檢是較為有效的質(zhì)控措施；二是校準(zhǔn)頻率，過高的校準(zhǔn)頻率不僅昂貴，而且造成正常測量時間的損失，而過少的校準(zhǔn)將會增加檢測結(jié)果的不確定性，通過自動校準(zhǔn)設(shè)備和軟件可減少這一誤差產(chǎn)生；三是干擾氣體，校準(zhǔn)氣體通常不含有干擾物質(zhì)，這與實際測量空氣存在一定差異，而這種差異會在設(shè)備被標(biāo)氣校準(zhǔn)后引起測量數(shù)據(jù)的誤差，這在實際中不可避免，除非已知干擾成分的濃度，才可消除這種誤差。

表3 直接法測通風(fēng)量的相關(guān)方程式Table 3 Correlation equations for direct measurement of ventilation volume

表4 間接法測通風(fēng)量的相關(guān)方程式Table 4 Correlation equations for measuring ventilation volume by indirect method

4.2 采樣誤差

采樣誤差主要來源于采樣方法和采樣設(shè)備。養(yǎng)殖場氣體濃度日變化和季節(jié)變化明顯，是氣體采樣的一個重要誤差源。Lefcourt[68]提出增加采集點位、提高采集頻率并擴大測試樣本量可避免這種誤差性。而大部分采樣設(shè)備的采樣速率、工作時間以及采樣氣管都無法滿足這種采集要求，而且長時間、高頻率的采集，會引起采樣氣管堵塞、系統(tǒng)負壓泄露。因此只能通過設(shè)備性能升級和人為正常維護，從而提高這種采集需求的實施性。

4.3 檢測誤差

養(yǎng)殖場氣體濃度低、瞬間變化不明顯，使得氣體測定的響應(yīng)頻率低于檢測設(shè)備的響應(yīng)時間，從而產(chǎn)生“實時”濃度測定誤差，加之養(yǎng)殖場溫濕度差異、粉塵、顆粒物質(zhì)等干擾因素較多，進而增加了測定數(shù)據(jù)的誤差性。而現(xiàn)今研究所用氣體檢測設(shè)備性能，如響應(yīng)時間、測定精度及其對氣體干擾物質(zhì)消除和補充等，都不是針對養(yǎng)殖場環(huán)境及氣體而研發(fā)的。因此，需要監(jiān)測工作開始前，評估檢測設(shè)備的現(xiàn)場測定性能，選取滿足監(jiān)測需求的設(shè)備，提高養(yǎng)殖氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性。

表5 畜禽舍內(nèi)氣體濃度監(jiān)測誤差及控制措施Table 5 Problems and control measures in monitoring gas concentration in livestock houses

5 展望

5.1 養(yǎng)殖場氣體采樣的代表性、全面性、連續(xù)性仍是一項技術(shù)難題

養(yǎng)殖場區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體污染源多且分散，而現(xiàn)有的采樣技術(shù)只適用于短時間的點位、路徑，對于場區(qū)氣體長期性、空間性變化的多點式采集，尚無相關(guān)的采樣技術(shù)方法和設(shè)備，加之養(yǎng)殖環(huán)境中粉塵、飼料粉塵等干擾物質(zhì)多，從而造成養(yǎng)殖場氣體采集成為難點問題。

5.2 廣譜實用型畜禽氣體污染物快速檢測裝備有待研發(fā)

我國現(xiàn)階段采用的畜禽污染氣體監(jiān)測儀器和傳感器均為國外進口，尤其是一些靈敏度高、響應(yīng)時間短的設(shè)備，因為價格昂貴，大部分設(shè)備只集中在科研院校研究使用，缺乏一款具有自主產(chǎn)權(quán)、適用于我國畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的廣譜實用型畜禽氣體污染物快速檢測裝備，以為我國養(yǎng)殖優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)商業(yè)型養(yǎng)殖場實地應(yīng)用、養(yǎng)殖場環(huán)境信息長期穩(wěn)定獲取提供技術(shù)手段。

5.3 規(guī)模化畜禽污染氣體監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟待開展

國內(nèi)外對于畜禽氣體污染物監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，導(dǎo)致一些畜禽養(yǎng)殖場空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)不具備可比性和代表性。因此，需要聯(lián)合科研院校、儀器企業(yè)、環(huán)境監(jiān)管部門及標(biāo)準(zhǔn)管理部門，制定畜禽污染氣體采樣、檢測、校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理等相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建一套完整、有效的畜禽養(yǎng)殖場污染氣體監(jiān)測技術(shù)方案，為摸清主要氣體污染物排放、遷移及轉(zhuǎn)化特征和規(guī)律提供技術(shù)支撐。