陸桂榮 李志賢 劉雪蘭

摘 ?要：隨著我國畜禽飼養(yǎng)量的增加，畜禽排泄物排放增多，養(yǎng)殖場對舍外環(huán)境的影響日益引起人們的重視，但對舍內(nèi)環(huán)境一直沒有引起足夠的重視，認(rèn)為畜禽舍內(nèi)空氣好壞并無大礙，殊不知，畜禽舍內(nèi)的空氣質(zhì)量對畜禽的健康與生產(chǎn)性能有著重大的影響。因此，提高養(yǎng)殖效益、保障畜禽產(chǎn)品安全，舍內(nèi)空氣質(zhì)量控制是一個值得高度重視的問題。本文主要綜述了畜禽舍內(nèi)的空氣質(zhì)量要求、畜禽舍內(nèi)空氣有害污染物的來源以及畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：畜禽;空氣質(zhì)量;污染;研究進展

中圖分類號：X513 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1673-1085（2015）07-0048-07

在我國，除少數(shù)牛羊以放牧方式為主外，絕大多數(shù)畜禽都以舍飼為主，因而，畜禽舍構(gòu)成了畜禽生存、生長和生產(chǎn)的主要環(huán)境。近年來，隨著我國畜禽飼養(yǎng)量的增加，畜禽排泄物排放增多，養(yǎng)殖場對舍外環(huán)境的影響日益引起人們的重視，但對舍內(nèi)環(huán)境一直沒有引起足夠的重視，特別是在我國農(nóng)村，多數(shù)畜禽舍的環(huán)境比較惡劣，空氣質(zhì)量很差，致使畜禽健康水平低下，疫病頻發(fā)，用藥量逐年增加，食品安全受到威脅，極大制約著畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因而，畜禽舍的空氣質(zhì)量及其對畜禽的影響越來越成為一個值得高度重視的問題。

1 ?畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量要求

我國農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1]規(guī)定：禽舍內(nèi)的氨氣含量，雛雞為10mg/m3，成雞為15mg/m3;硫化氫含量，雛雞為2mg/m3，成雞為10mg/m3，二氧化碳含量育成雞與雛雞均為1500mg/m3;豬舍內(nèi)的氨氣含量為25mg/m3;硫化氫含量為10mg/m3，二氧化碳含量為1500mg/m3;牛舍內(nèi)的氨氣含量為20mg/m3;硫化氫含量為8mg/m3;二氧化碳含量為1500mg/m3。但是，影響畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量的污染物除了有害氣體外，還有粉塵和病源微生物等，它們都直接影響畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量，統(tǒng)稱為影響畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量的有害污染物。

2 ?畜禽舍內(nèi)空氣有害污染物的來源

畜禽舍空氣有害污染物主要來源于畜禽的呼吸、咳嗽、噴嚏、排泄物、墊料以及拋灑的飼料等有機物分解。

2.1 ?有害氣體的來源 ?畜禽舍內(nèi)的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等。氨氣主要來源于畜禽糞尿的分解，尿氮主要以尿素、尿酸（禽類）的形式存在，在脲酶和尿酸酶的作用下分解，產(chǎn)生氨氣。糞氮主要是以有機物的形式存在，不容易分解，但也是氨氣形成過程中氮的一個來源。另外，舍內(nèi)糞尿的堆積、飼料殘渣和墊料等有機物腐敗分解也產(chǎn)生氨氣，它的含量取決于舍內(nèi)溫度、飼養(yǎng)密度、通風(fēng)情況、地面結(jié)構(gòu)、飼養(yǎng)管理水平、糞污清除等。硫化氫主要由含硫有機物分解而來，雞舍內(nèi)各種含硫有機物如破損雞蛋、糞便、飼料和墊料等腐敗分解或雞消化不良時均可產(chǎn)生大量的硫化氫。二氧化碳是畜禽舍內(nèi)衛(wèi)生評定的一項重要指標(biāo)，它反映畜禽舍內(nèi)空氣的污濁程度，主要來源于舍內(nèi)畜禽的呼吸，糞便和墊料中的微生物分解也可產(chǎn)生二氧化碳。一氧化碳主要來源于碳的不充分燃燒，特別是冬季在密閉的畜禽舍內(nèi)生火取暖時，若燃料燃燒不完全，或者煙道堵塞、倒風(fēng)等都會產(chǎn)生大量一氧化碳并蓄積在舍內(nèi)。

2.2 ?粉塵的主要來源 ?粉塵主要來自飛揚的飼料粉末、清掃畜禽舍時揚起的塵土、畜禽脫落的皮屑等。舍內(nèi)粉塵的數(shù)量受養(yǎng)殖方式和飼料類型的影響[2]，粉料中粉塵較多，在投喂過程中畜禽相互搶食、呼氣都會造成飼料粉末飛揚;在使用墊料的畜禽舍，墊料的翻動、畜禽在墊料上刨食、皮屑（羽毛）的脫落、咳嗽、噴嚏和鳴叫時產(chǎn)生大量飛沫等都是粉塵的重要來源。

2.3 ?病原微生物及微生物氣溶膠的來源 ?病原微生物來源于多種途徑：畜禽鼻腔和口腔中的病原微生物通過咳嗽和打噴嚏噴出;地面和墊料上的微生物隨著灰塵揚起分散在舍內(nèi)空氣中;飼養(yǎng)管理人員衣服和鞋底以及用具等沾染的病原微生物隨人帶入舍內(nèi)。這些微生物附著于粉塵微粒上形成飛沫小滴污染舍內(nèi)的空氣。因此，凡是可以使空氣中粉塵增多的因素都可以增加空氣中微生物的數(shù)量。畜禽舍內(nèi)空氣中微生物的數(shù)量與畜禽的飼養(yǎng)密度、墊料厚度、氣溫、相對濕度、氣流等因素有關(guān)。在畜禽舍通風(fēng)不良的情況下，飼養(yǎng)密度大，鋪設(shè)墊料長時間未更換，并且氣溫高、濕度大，空氣中病原微生物的數(shù)量相對增多。

畜禽舍內(nèi)微生物氣溶膠含量也特別高。在畜禽舍內(nèi)，來自空氣、墊草、糞便中的微生物以及畜禽體排出的微生物經(jīng)過風(fēng)化、腐蝕和磨耗過程，通過空氣氣流彌散，與水、塵埃顆粒相結(jié)合，懸浮在空氣中，形成氣溶膠或稱微生物氣溶膠。氣溶膠內(nèi)的微生物包括細(xì)菌、真菌和病毒，氣溶膠給微生物以很大的保護。

3 ?舍內(nèi)空氣質(zhì)量控制

如何減少畜禽舍內(nèi)有害污染物、給畜禽提供新鮮的空氣、促進其生產(chǎn)潛能的發(fā)揮是現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要研究課題?？偨Y(jié)目前國內(nèi)外此領(lǐng)域的研究與畜牧業(yè)生產(chǎn)實際，主要通過飼糧配制技術(shù)、異味處理技術(shù)、使用空氣凈化裝置、開展生態(tài)養(yǎng)殖、改善飼養(yǎng)管理等途徑，現(xiàn)分述如下：

3.1 ?飼糧配制技術(shù)

3.1.1 ?低蛋白氨基酸平衡飼糧技術(shù)由于飼糧中的蛋白質(zhì)含量可以影響畜禽舍內(nèi)氨氣等有害氣體和異味的產(chǎn)生，自20世紀(jì) 90年代以來，依據(jù)“理想蛋白氨基酸模式”，配制低蛋白質(zhì)飼糧、降低飼養(yǎng)成本、減少環(huán)境污染成為歐美國家動物營養(yǎng)領(lǐng)域的一個研究熱點。據(jù)Kerr[3]等報道，飼糧蛋白質(zhì)每降低1個百分點，總氮（糞氮和尿氮）的排出量可減少8.4%左右，排尿量減少11%;低蛋白飼糧能顯著降低糞便氨的排出，每降低粗蛋白質(zhì)1%則可以降低氨排放量10%[4];肉雞飼糧粗蛋白質(zhì)水平降低2%，可以使氮的排泄量減少16%[5];Meluzzi等[6]發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)蛋高峰期蛋雞添加氨基酸實現(xiàn)氨基酸平衡后將飼糧粗蛋白質(zhì)由17%降低至15%，糞氮含量下降50%;Canh等[7]通過添加合成氨基酸而使飼糧蛋白水平從16.5%降至12.5%時，糞尿中氨散發(fā)量減少50%，即飼糧蛋白水平每降低1%，糞尿中NH3的散發(fā)量減少10%～12.5%;Kay和Lee報道[8]，生長與肥育豬飼糧中蛋白水平分別減少60、65g/kg時，糞尿中氨散發(fā)量分別減少58%與46%。以上研究表明，利用可消化氨基酸技術(shù)配制氨基酸平衡飼糧是一種降低氮的有效途徑。

3.1.2 ?飼料添加劑技術(shù)

3.1.2.1 ?添加非淀粉多糖（NSP） ?由于尿氮轉(zhuǎn)化為氨的速度明顯高于糞氮，因而降低尿氮和糞氮的比例有利于減少氨的產(chǎn)生與散發(fā)量。Bakker[9]證實，豬采食纖維素及其它NSP（糖甜菜渣、大豆殼、椰子粕與土豆淀粉）時可明顯減少尿氮排泄量。

Canh等[10]報道，通過改變飼糧組分而使NSP含量從14%增至31%，結(jié)果使尿氮與糞氮之比從3.8減至1.2（P<0.001），雖然氮的表觀消化率從85%減至75%（P<0.001），而氮的存留率未受明顯影響。

3.1.2.2 ?酸化劑 ?氨的散發(fā)受糞尿中pH值的影響，因而可添加酸化劑和改變飼糧組分以降低豬糞尿的pH值，從而減少氨的散發(fā)量。Canh等報道[11]，以硫酸鈣、氯化鈣或苯甲酸鈣分別代替生長肥育豬飼糧中的碳酸鈣時，堆放糞尿中氨的散發(fā)量分別減少33%、30%與50%。

3.1.2.3 ?添加微生態(tài)制劑 ?有不少研究表明，日糧添加微生態(tài)制劑可以減少氨的產(chǎn)生。目前報道具有除臭效果的細(xì)菌主要有酵母菌、乳酸菌、芽孢桿菌等。王曉霞等[12]研究表明，果寡糖+枯草芽孢桿菌的添加使發(fā)酵糞中NH3和H2S的散發(fā)量分別降低62.14%和28.49%。Wang等[13]報道，添加0.05%～0.2%含有枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌的微生物制劑，可降低 NH3的產(chǎn)生量達50%。Cho等[14]、Wang等[13]推測可能的原因是提高了飼料消化率，改善了動物胃腸道中有益微生物如乳酸菌的生長狀態(tài)，并降低了排泄物的pH。Wang等[13]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可以產(chǎn)生枯草菌素，可抑制胃腸道中產(chǎn)生脲酶的微生物，從而減少NH3的釋放。

3.1.2.4 ?脲酶抑制劑 ?脲酶抑制劑作為飼料添加劑可以降低腸氨濃度和舍內(nèi)環(huán)境氨濃度，從而減輕氨應(yīng)激。目前應(yīng)用較多的是絲蘭提取物（Yucca），一種脲酶抑制劑。Balog 等[15]研究表明，脲酶抑制劑可以降低肉雞腸道內(nèi)脲酶活性和氨濃度。孫得發(fā)等[16]在肉雞日糧中添加不同濃度的脲酶抑制劑，試驗組血漿尿酸質(zhì)量濃度顯著降低。許金新[17]試驗結(jié)果表明，通過肉雞日糧中添加樟科提取物（CTE）能夠在0～48h時間段內(nèi)顯著減緩了排泄物氨氣的排放。正丁基硫代磷酰三胺（NBPT）化學(xué)結(jié)構(gòu)與尿素相似，可與脲酶的活性中心相結(jié)合，使之失活，競爭性抑制脲酶活性，是常用的一種脲酶抑制劑，可顯著降低反芻動物與豬排泄物氨的釋放。

3.1.2.5 ?酶制劑 ?由于飼料中存在β-葡聚糖、木聚糖、果膠、甘露糖、半乳糖和植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子，阻礙蛋白質(zhì)的消化，降低飼料中養(yǎng)分的吸收。雖然植酸酶主要是用來消除植酸的不利作用，但很多研究表明添加植酸酶能有效降低肉雞糞氮的排放量達19.7%，降低蛋雞糞氮排放48%[18]。王章存等[19]發(fā)現(xiàn)，肉仔雞玉米-豆粕-雜粕型日糧中同時添加木聚糖酶和植酸酶，對于氮排泄的效果好于單獨添加復(fù)合酶或植酸酶。

3.1.2.6 ?吸附劑 ?沸石等硅酸鹽類通過表面三維多孔通道來吸附氣體分子以及水分子，從而減少畜禽舍內(nèi)氨及其它有害氣體的產(chǎn)生，同時還可降低畜禽舍內(nèi)空氣及糞便的濕度，達到減少異味產(chǎn)生的目的。Milicetal[20]研究發(fā)現(xiàn)，在小豬日糧中添加2%的斜面沸石，氨氣的產(chǎn)生量降低33%。周慶民[21]在50、48.5kg配合雞飼料中分別加入1.5kg沸石粉，在50kg兔飼料中加入2.5kg沸石粉，分別喂給雞和兔后，經(jīng)過21～47d觀測，雞舍中氨氣濃度下降45.78%，兔舍下降31%。

3.2 ?有害氣體治理 ?上述通過調(diào)整飼糧營養(yǎng)配比或在飼糧中加入添加劑的策略能在一定程度上減少含氮物質(zhì)的排放，改善舍內(nèi)空氣質(zhì)量，但飼糧中的營養(yǎng)成分不可能百分百被吸收，總有一部分變成殘渣排放出來，這些排泄物在微生物的作用下仍會產(chǎn)生大量的惡臭氣體，污染舍內(nèi)空氣，因此必須進行末端治理。對惡臭污染物的末端治理主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法三種[22]，惡臭處理處置技術(shù)分類如圖1。

3.3 ?改善飼養(yǎng)管理 ?畜禽養(yǎng)殖場管理的核心是給畜禽營造一個良好的生活環(huán)境。畜禽舍內(nèi)氨氣等有害污染物主要來自于畜禽的排泄物和墊料，與飼養(yǎng)管理有密切的關(guān)系。因此，加強飼養(yǎng)管理對于提高畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量至關(guān)重要。在日常管理中，要及時清除糞尿，勤換墊料墊草;對于厚墊草和其它不清糞（高床雞舍）的畜禽舍，必須杜絕飲水器漏水，保持墊料的干燥;對于漏縫地板的畜舍必須配備季節(jié)供暖和通風(fēng)設(shè)備，便于經(jīng)常沖洗地板和糞溝，濕度大時進行通風(fēng)排濕，而后由供暖系統(tǒng)供給適宜的熱量以保持適宜的舍溫。舍內(nèi)鋪設(shè)的墊料一般應(yīng)在5cm以上。操作時盡量減少灑水，防止水槽漏水，弄濕墊料。如果舍內(nèi)濕度過大，則應(yīng)及時清除舍內(nèi)糞便及潮濕的墊料。畜禽的飼養(yǎng)密度直接影響著畜禽舍內(nèi)的空氣衛(wèi)生質(zhì)量狀況，飼養(yǎng)密度高時，單位地面上糞便的排泄量也高，會增加墊草中的有機質(zhì)含量，為微生物分解有機質(zhì)產(chǎn)生氨氣提供更多的基質(zhì)[23]，因此要控制好養(yǎng)殖密度，防止養(yǎng)殖密度過大。

3.4 ?使用空氣凈化技術(shù)裝置

3.4.1 ?電凈化技術(shù) ?電凈化技術(shù)是利用直流電暈放電的特點對空氣中各成分進行凈化?？諝庵械姆蹓m在直流電暈電場中帶有電荷，并且受到該電場對其產(chǎn)生的電場力的作用而做定向運動，在極短的時間內(nèi)就可吸附于畜禽舍的墻壁和地面上，在系統(tǒng)間歇循環(huán)工作期間，動物活動產(chǎn)生的粉塵、飛沫等隨時都會被凈化清除，使畜禽舍空氣都保持著清潔狀態(tài)[24];含有微生物的氣溶膠受定向電場力的作用從空氣中脫除，同時受到放電產(chǎn)生的高能帶電粒子、強氧化物的攻擊，其上的微生物或死亡或鈍化或毒性弱化，畜禽舍內(nèi)的空氣微生物可減少40%以上，減少的病原微生物大部分被臭氧和高能帶電粒子及有害氣體消除裝置中裝有的化學(xué)物質(zhì)殺死和滅活，小部分沉降于地面和建筑結(jié)構(gòu)物表面上[25];空間電極系統(tǒng)對有害惡臭氣體的消除基于兩個過程：①直流電暈電場抑制由糞便和空氣形成的氣-固、氣-液界面邊界層中的有害及惡臭氣體的蒸發(fā)和擴散將氨氣、硫化氫等有害氣體與水蒸氣相互作用形成的氣溶膠封閉在只有幾微米厚度的邊界層中，其中對氨氣、硫化氫等的抑制效率可達到40%～70%;②在畜禽舍上方，空間電極系統(tǒng)放電產(chǎn)生的臭氧和高能荷電粒子可對有害氣體進行分解，分解的產(chǎn)物為二氧化氮、硫酸和水，分解的效率為30%～40%，在糞道中的電極系統(tǒng)對以上氣體的消除率能達到80%以上[26];畜禽舍內(nèi)的水汽在空間電暈電場中荷電，在電場力的作用下迅速從空氣中脫除而吸附于地面和畜禽舍內(nèi)部結(jié)構(gòu)物的表面上，霧汽時時被抑制、清除，畜禽舍內(nèi)相對濕度時時都會保持在70%以下，有效地抑制了病原菌的發(fā)生和發(fā)展。

3.4.2 ?噴霧裝置 ?這項技術(shù)的原理是利用高速氣流對水的分裂作用，把水?dāng)D拉成細(xì)霧，當(dāng)壓縮空氣高速噴出時，水也以一定速度噴射，在兩者速度差產(chǎn)生的摩擦力以及水與孔壁之間的摩擦力作用下，水被擠拉成一條微絲，遇到空氣阻力很快斷裂成直徑20μm以下微小的環(huán)形水滴，彌漫整個室內(nèi)與空氣混合，從而實現(xiàn)除塵、降溫、消毒、免疫的目的[27]。隨著技術(shù)的進步，溫度傳感器、濕度傳感器、NH3、H2S氣體濃度傳感器以及生物病毒DNA傳感器應(yīng)運而生，這些傳感器和噴霧系統(tǒng)組裝在一起，系統(tǒng)根據(jù)傳感器的反饋信息來啟動霧化裝置降溫消毒免疫，啟動通風(fēng)設(shè)備實現(xiàn)通風(fēng)，完全實現(xiàn)了自動控制，為環(huán)境的控制提供了方便[26]。

3.5 ?發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖 ?生態(tài)養(yǎng)殖是指運用生態(tài)學(xué)原理，保護生物多樣性與穩(wěn)定性，合理利用多種資源，以取得最佳的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益[28]。典型的畜禽生態(tài)養(yǎng)殖模式可分為三大類，即初級模式、中級模式和高級模式[29]。初級模式主要是以養(yǎng)殖雞、豬等畜禽為核心，產(chǎn)生的糞便經(jīng)過特殊微生物發(fā)酵后再用來養(yǎng)殖蠅蛆和蚯蚓，再把養(yǎng)殖好的蠅蛆和蚯蚓用來飼喂畜禽。飼養(yǎng)蠅蛆和蚯蚓的廢棄物用來種植糧食和蔬菜，這些蔬菜和糧食可以用來出售，也可以繼續(xù)用來飼養(yǎng)畜禽;在中級模式中，畜禽養(yǎng)殖所排放的糞便用來養(yǎng)殖蠅蛆，養(yǎng)殖蠅蛆后的糞便飼養(yǎng)蚯蚓，養(yǎng)殖蚯蚓后的糞便種植糧食蔬菜，生產(chǎn)出的糧食和蔬菜可以繼續(xù)飼喂畜禽。蠅蛆和蚯蚓可以用來養(yǎng)魚和飼喂畜禽。微生物可以用來發(fā)酵糞便去除病原微生物和糞臭，也可以凈化畜禽舍和魚塘的環(huán)境和水質(zhì)，還可以用來發(fā)酵由糞便轉(zhuǎn)化來的肥料;高級模式是在中級模式的基礎(chǔ)上加入了大規(guī)模養(yǎng)殖場、果園生產(chǎn)、桑園生產(chǎn)、養(yǎng)蠶、沼氣池發(fā)酵、特種水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)村生活垃圾以及人糞處理、綠色蔬菜生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，更能高效地處理人畜糞便，并將發(fā)酵后的糞便多次利用，能生產(chǎn)出種類更多的副產(chǎn)品。發(fā)酵床養(yǎng)殖是近年來在我國推廣應(yīng)用的一種生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)，它是利用高效有益微生物對糞便的分解轉(zhuǎn)化作用來實現(xiàn)污染物減排的目的的。畜禽將糞尿直接排放在發(fā)酵床上，輔助定期翻動，使糞尿與墊料充分混合，通過有益發(fā)酵微生物的分解發(fā)酵，使糞尿有機質(zhì)被充分分解和轉(zhuǎn)化，發(fā)酵后的副產(chǎn)物可作為優(yōu)質(zhì)有機肥，從而實現(xiàn)零排放目標(biāo)，保護生態(tài)環(huán)境。

4 ?小結(jié)

隨著現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模、封閉、密集飼養(yǎng)方式不斷增加，使得畜牧業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益得到極大提高，但是，這種飼養(yǎng)方式導(dǎo)致的畜禽舍內(nèi)有害氣體、粉塵、有害微生物的增加，嚴(yán)重影響了動物的健康和生產(chǎn)性能，這已經(jīng)成為一個不爭的事實，而且有害氣體等污染物的排放導(dǎo)致的畜禽舍周圍生態(tài)環(huán)境問題也變得日益突出。在畜禽舍內(nèi)存在細(xì)菌、病毒等致病性微生物難以避免，它們的存在也并不一定能引起動物疾病的發(fā)生，但是，如果由于管理不當(dāng)，如舍內(nèi)空氣質(zhì)量不良，則可以為致病性微生物的肆虐逞兇推波助瀾。因此，改善畜禽舍內(nèi)的空氣質(zhì)量，為畜禽構(gòu)建良好的生存環(huán)境，必須引起廣大畜禽養(yǎng)殖者、管理者和研究人員的高度重視，只有如此，才能實現(xiàn)畜牧業(yè)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展。隨著對改善畜禽舍內(nèi)空氣質(zhì)量技術(shù)與措施的研究不斷深入，特別在是在空氣消毒、凈化的技術(shù)與裝置、減少有害氣體等污染物排放的養(yǎng)殖方式等方面的研究都取得了很大的進展，并越來越多地應(yīng)用于生產(chǎn)實際，使改善畜禽舍內(nèi)的空氣質(zhì)量成為可能。

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