王嬌嬌　高　云，2*　雷明剛　黎　煊，2*　郁厚安

1.華中農(nóng)業(yè)大學工學院，武漢430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢430070；3.華中農(nóng)業(yè)大學動物科技學院、動物醫(yī)學院，武漢430070

豬舍有害氣體分析及控制措施研究進展

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)大學工學院，武漢430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，武漢430070；3.華中農(nóng)業(yè)大學動物科技學院、動物醫(yī)學院，武漢430070

摘要隨著國內(nèi)規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖的發(fā)展，豬舍環(huán)境因素對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，對豬只的正常生長及生產(chǎn)性能表現(xiàn)等具有重要的影響，同時也會影響豬只的料肉比，從而影響生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。本文綜述了有害氣體對豬的影響以及控制措施研究進展。

關鍵詞豬舍；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)電氣化與自動化。

豬舍環(huán)境是影響生豬養(yǎng)殖生產(chǎn)的關鍵因素之一，豬舍環(huán)境因子主要有溫濕度、光照、風速、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、誘發(fā)疾病以及提高料肉比等，給養(yǎng)豬業(yè)帶來經(jīng)濟損失[1]。我國國家標準《規(guī)模豬場環(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℃。低溫對豬生產(chǎn)性能影響的一切后果都與濕度有關。保育豬舍、哺乳豬舍要求氨氣含量不超過20 mg/m3，硫化氫的含量不超過8 mg/m3，二氧化碳含量不超過1 300 mg/m3，其他階段要求豬舍氨氣含量不超過25 mg/m3；硫化氫含量不超過10 mg/m3，二氧化碳的含量應該不超過1 500 mg/m3[2]。

隨著信息化的快遞發(fā)展，國內(nèi)外對豬舍的環(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、微塵顆粒等因子進行監(jiān)測。本文就豬舍有害氣體對豬只的影響以及控制措施進行綜述。

1　有害氣體對豬只的主要影響

隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，有害氣體對豬只的影響也受到了人們的關注，關于有害氣體對豬只的影響以及不同濃度對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)的硫化氫主要來自含硫有機物的分解，如糞尿、飼料、墊草等，此外，糞中微生物厭氧還原硫酸鹽也會產(chǎn)生大量硫化氫。硫化氫是一種無色、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產(chǎn)生惡臭。當豬舍內(nèi)硫化氫濃度在70～150 mg/m3時，會造成人類輕度中毒；在300～600 mg/m3時，會造成人類中度中毒；而當硫化氫濃度在700 mg/m3以上時，則會引起重度中毒而造成死亡[4]。保育舍中硫化氫含量最高，對保育豬的危害較大[5]。

1.2氨氣的影響

氨氣是一種有毒、無色、易揮發(fā)、易溶于水、有強烈刺激性氣味的氣體，主要來源于豬的糞便、尿液和地面上浪費飼料有機氮發(fā)酵分解，氨氣進入呼吸道可引起咳嗽、氣管炎等疾病。氨氣對豬只的機能影響較大，據(jù)研究，豬舍中的氨氣濃度一般應該不超過8～10 mg/m3[6]。當豬舍內(nèi)的氨氣含量為38 mg/m3時，對豬只的增重產(chǎn)生明顯的不良影響；當達到70～110 mg/m3時，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色無味的氣體。二氧化碳主要來源于豬的呼吸，二氧化碳過高，氧氣則相對不足，影響豬只正常生長。一氧化碳過多會影響呼吸、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該不超過15 mg/m3[7]。

豬的不同生長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期間氨氣排放顯著增加，夏季氨氣排放量最大[10]。國內(nèi)外對豬舍中有害氣體的研究有很多，朱志平[11]等通過對豬舍內(nèi)外氨氣濃度監(jiān)測，對育肥豬的氨氣排放量進行了估算，結果表明，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]等人通過對有害氣體的測定以及算法分析，為有害氣體測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，通常會從豬舍選址、日常管理、飼養(yǎng)密度、通風、糞便處理、飼料優(yōu)化等方面進行控制，隨著社會的發(fā)展，一些豬舍設備以及自動監(jiān)控系統(tǒng)也可以有效地控制有害氣體的含量。應盡量將豬舍的選址定在周圍有一定綠化措施、周圍無居民、無化工廠的地方。同時注意日常管理規(guī)范化，飼養(yǎng)密度不宜過大，縮短排糞周期，建立合理的通風系統(tǒng)等都是畜牧養(yǎng)殖所要考慮的問題。

2.1常規(guī)控制措施

1）通風控制。

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重要的任務，通風能借助換氣來稀釋舍內(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，所以通風系統(tǒng)是保證豬舍內(nèi)空氣質(zhì)量的關鍵。

豬舍通風換氣不僅會使豬體感到舒適，而且會改善舍內(nèi)的空氣質(zhì)量。豬舍通風方式有屋頂通風、橫向通風以及縱向通風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方式。通風雖然可以排除有害氣體，但也使得舍內(nèi)溫度降低，溫度過低易引發(fā)豬只感冒、咳嗽等疾病，所以選擇合適大小的通風強度，合理使用通風系統(tǒng)，會增加動物福利。豬舍內(nèi)環(huán)境適宜不僅有利于豬只健康成長，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。在相同營養(yǎng)價值下，減少糞便中氨的含量，從而減少空氣中氨氣的值。保健養(yǎng)豬技術研究發(fā)現(xiàn)可以通過優(yōu)化飼料配方，進而減少舍內(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，競爭性地抑制殺滅環(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影響豬舍中有害氣體的含量。劉秀婷[22]等人通過不同對比實驗結果得出，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及生物除臭劑、酸化劑以及其他方法（用化學物質(zhì)處理糞便和墊料）。如EM菌液是利用80多種微生物復合培養(yǎng)而成的高效活性菌劑，無污染，無公害[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)造了良好的生長環(huán)境，對促進當前的養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展具有較為積極的意義。

荷蘭人設計了一種豬舍惡臭氣體收集治理新技術，豬舍采取封閉式負壓設計，所有豬只均在網(wǎng)床上飼養(yǎng)，網(wǎng)床下設集糞尿池，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，集糞尿池設計一定坡度，清理時打開閘門，糞污主要靠重力排出，僅需少量沖洗水。糞污水排入動物糞污厭氧生物接觸氧化處理裝置，動物糞污處理產(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自動化監(jiān)控

由于豬舍中的環(huán)境因素對豬只正常生長有著重要作用，環(huán)境中某一因素超標都會引起豬只的不適，并且隨著技術的發(fā)展，監(jiān)測豬舍內(nèi)的環(huán)境因素也不是一件難事，所以國內(nèi)外很多專家都做了大量的實驗，研究有害氣體在哪個濃度范圍內(nèi)會引起豬只什么樣的不適，豬舍的結構以及清糞方式對有害氣體的產(chǎn)生有什么樣的影響，以及這些有害氣體是怎么產(chǎn)生和相應的控制措施。并且測量位置是一個很重要的信息，因為人和豬只呼吸的位置不同，而不同高度有害氣體的含量也是不同的，在監(jiān)測的時候應該選擇合適的位置。尤其是冬天，外界溫度較低，開窗通風會使舍內(nèi)的溫度驟然下降，容易使豬只患上感冒及其他疾病，所以一般不開窗，在冬季監(jiān)測豬舍環(huán)境中的有害氣體的量是至關重要的。

程凱[23]等人利用豬舍氨氣自動排氣裝置實現(xiàn)對豬舍內(nèi)的氨氣監(jiān)測，同時實現(xiàn)當超過規(guī)定值時，啟動排風扇。規(guī)?；i舍，利用屋頂進風，地下航道抽風的立體空氣綜合控制技術，空氣質(zhì)量較好，能夠明顯降低舍內(nèi)有害氣體的濃度，同時還保證了舍內(nèi)溫度，為豬只生長發(fā)育提供了適宜的環(huán)境條件。利用規(guī)?；i場立體空氣綜合技術與普通豬舍普通排風扇通風作比較，用復合氣體檢測儀檢測通風前后的有害氣體的濃度。前門、舍中、后門3個位置的有害氣體的量進行對比得出該技術有效減少了豬舍內(nèi)有害氣體的量。美國愛荷華州立大學Randy[24-25]等采用基于Zigbee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡，監(jiān)測豬糞攪拌前后硫化氫氣體的濃度變化，對比分析各個測量點濃度變化的范圍和趨勢。滕翠鳳[26]等人利用傳感器采集豬舍中的有害氣體含量，并對數(shù)據(jù)進行分析融合。

2.3豬舍設備結構

目前，在我國畜禽舍設計中采取舍內(nèi)惡臭氣體收集治理措施的養(yǎng)殖場并不多見。

不同的地面結構產(chǎn)生的氨氣的量也是不相同的。汪開英[27]等人通過在模擬實際生產(chǎn)動物人工氣候室對3種不同地面結構的育肥豬舍氨氣排放相關數(shù)據(jù)的連續(xù)在線檢測，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性及其排放系數(shù)。研究得出半縫隙地面豬舍、實心地面豬舍、生物發(fā)酵床豬舍內(nèi)氨氣排放系數(shù)。豬舍的地面結構與氨氣的排放系數(shù)是正相關。通過實驗比較，生物發(fā)酵床的氨氣排放量最低。

測量位置與管理因素也會對空氣中氨氣的值有影響，洪奇華[28]等通過對比實驗得出，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，最適溫度60～70℃，在此之前，隨著溫度的升高而升高，由于豬舍溫度不會達到那么高，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。綜上所述，降低溫度有利于降低氨氣的含量。

氨氣易溶于水，所以沖洗會增加空氣中的濕度，所以氨氣的含量也會更多。通風換氣是減少氨氣含量的重要方法，但在北方寒冷季節(jié)加大通風換氣則會降低豬舍溫度，對豬生長發(fā)育有極大的影響?？梢酝ㄟ^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，采用排風扇以及開窗進行空氣流通，自動化喂食飲水，所以對于設備上的要求基本上符合，對于生物發(fā)酵床還需要墊料與生物菌劑，同時墊料也會產(chǎn)生有害氣體，所以一般不會采用。雖然國內(nèi)外研究豬舍中有害氣體的產(chǎn)生以及帶來的危害和控制方法的報道有很多，但是較長時間監(jiān)測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豬只以及工作人員的危害性較大，所以要格外重視。加強對有害氣體的控制措施對動物福利以及生產(chǎn)效益都具有重要意義?，F(xiàn)代化技術的發(fā)展使得自動化監(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。

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項目基金：中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項（2013PY052）；湖北省自然科學基金項目（2014CFB317）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系項目（CARS-36）*通訊作者

收稿日期：2015-06-02