規(guī)模化豬場(chǎng)不同飼養(yǎng)管理模式豬舍空氣主要污染物研究

陳劍波，韓文儒，程曉亮，武守艷，楊麗華，董春光，邱建東，韓一超

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，山西 太原 030032；2.太原市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，太原 030027）

隨著生豬養(yǎng)殖業(yè)集約化與規(guī)模化快速發(fā)展，特別是大群體、高密度生豬養(yǎng)殖的日益增加，環(huán)境對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)水平的制約作用日益顯著，環(huán)境控制水平已成為養(yǎng)豬現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。特別是在氣候寒冷的冬春季節(jié)，為了提高豬舍的保溫效果，豬舍密閉性增加，通風(fēng)量減少，有害氣體、粉塵濃度顯著升高[1]。豬舍內(nèi)環(huán)境質(zhì)量變化成為誘發(fā)豬群發(fā)病特別是呼吸道疾病的重要因素，甚至威脅飼養(yǎng)人員的健康[2]。

豬舍通風(fēng)是解決環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵因素，通風(fēng)方式包括自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)。自然通風(fēng)受諸多因素，特別是氣候與天氣條件的制約，不能保證封閉式豬舍經(jīng)常充分的換氣[3]。因此，在保證舍內(nèi)溫度穩(wěn)定的前提下，機(jī)械通風(fēng)在規(guī)模豬場(chǎng)現(xiàn)代化封閉豬舍中得到普遍應(yīng)用。此外，豬場(chǎng)日常衛(wèi)生管理制度也是影響舍內(nèi)環(huán)境的重要因素。糞尿分解是氨氣和硫化氫等有害氣體的主要來(lái)源，家畜糞尿必須立即清除，防止舍內(nèi)積存和腐敗分解。因此，規(guī)模化豬場(chǎng)應(yīng)該建立合理的衛(wèi)生管理制度并嚴(yán)格執(zhí)行[4]。

本研究選擇兩個(gè)不同通風(fēng)方式及衛(wèi)生管理水平的豬場(chǎng)，在冬季對(duì)不同豬場(chǎng)豬舍內(nèi)的空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括有害氣體（氨氣、硫化氫、二氧化碳）、粉塵等，旨在研究不同通風(fēng)方式、衛(wèi)生管理水平條件下豬舍空氣質(zhì)量的差異，以期為下一步建立的豬群健康養(yǎng)殖模式中空氣質(zhì)量預(yù)警技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年1月8—12日在山西介休市進(jìn)行。研究選擇兩個(gè)通風(fēng)方式及衛(wèi)生管理?xiàng)l件均不同的豬場(chǎng)，分別為乙豬場(chǎng)與甲豬場(chǎng)，并在冬季開(kāi)展對(duì)豬場(chǎng)哺乳母豬舍、保育舍、肥育舍環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。此外，兩個(gè)豬場(chǎng)豬只品種相同，飼料配方、免疫程序相近。

1.2 豬場(chǎng)衛(wèi)生管理水平及通風(fēng)方式

甲豬場(chǎng)與乙豬場(chǎng)規(guī)模相近，兩個(gè)豬場(chǎng)母豬舍、保育舍和肥育舍均為傳統(tǒng)半封閉式豬舍，但通風(fēng)方式和衛(wèi)生管理水平差異較大。乙豬場(chǎng)為風(fēng)扇機(jī)械通風(fēng)配合人工開(kāi)窗通風(fēng)模式，該豬場(chǎng)管理水平較高，衛(wèi)生條件較好，通風(fēng)條件優(yōu)良，雖然飼養(yǎng)密度較甲豬場(chǎng)略偏高，但空氣質(zhì)量總體上仍優(yōu)于甲豬場(chǎng)。甲豬場(chǎng)沒(méi)有安裝風(fēng)扇，僅依靠人工開(kāi)窗方式通風(fēng)，晚上基本為封閉狀態(tài)；而且該豬場(chǎng)管理水平低下，糞污不能及時(shí)清理，工人經(jīng)常不按時(shí)或忘記開(kāi)窗通風(fēng)，造成豬舍內(nèi)氣味較濃。

1.3 有害氣體、懸浮顆粒物樣品的采集

根據(jù)豬舍結(jié)構(gòu)的差別，選擇4～9個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)距地面高度為0.8 m。每天取4個(gè)不同時(shí)間段開(kāi)展二氧化碳（CO2）、氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）及懸浮顆粒物（TSP）樣品的采集與濃度的監(jiān)測(cè)，連續(xù)監(jiān)測(cè)5 d。采樣同時(shí)記錄豬舍內(nèi)溫度、濕度等氣象條件。

1.4 測(cè)定方法

CO2濃度通過(guò)美國(guó)Agilent科技股份有限公司生產(chǎn)的7890A型氣象色譜儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)；NH3濃度使用華瑞科學(xué)儀器（上海）有限公司生產(chǎn)的FGM-1191型氨氣檢測(cè)儀開(kāi)展監(jiān)測(cè)；H2S濃度使用河南福潤(rùn)德電子設(shè)備有限公司生產(chǎn)的FN30100型便攜式氣體探測(cè)器開(kāi)展監(jiān)測(cè)；懸浮顆粒物濃度使用北京聚道合盛科技有限公司生產(chǎn)的LD-5型激光粉塵儀開(kāi)展進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

檢測(cè)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel和SPSS 16.0軟件，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。豬舍空氣中氨氣（NH3）、二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）、懸浮顆粒物（TSP）濃度采用成對(duì)雙樣本均值t檢驗(yàn)進(jìn)行不同豬場(chǎng)間差異比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同豬場(chǎng)豬舍內(nèi)CO2濃度變化趨勢(shì)

本調(diào)查對(duì)哺乳母豬舍9個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段CO2濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，甲豬場(chǎng)和乙豬場(chǎng)哺乳母豬舍CO2濃度高峰均在晚上20：00，下午15：00濃度最低，其中乙豬場(chǎng)豬舍不同時(shí)間段濃度變化顯著，且在晚上20：00明顯高于甲豬場(chǎng)，但在下午15：00略低于甲豬場(chǎng)（圖1）。雖然乙公司哺乳母豬舍養(yǎng)殖密度高于甲公司，但白天時(shí)間段通風(fēng)效果明顯，CO2濃度明顯下降。

圖1 不同豬場(chǎng)哺乳母豬舍CO2濃度檢測(cè)結(jié)果

本調(diào)查對(duì)保育舍7個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段CO2濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，乙豬場(chǎng)保育舍CO2濃度變化趨勢(shì)與哺乳母豬舍相同，在下午16：00濃度最低，晚上21：00濃度最高，且在白天11：00和16：00濃度值均顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.05）；甲豬場(chǎng)保育舍CO2濃度變化趨勢(shì)同乙豬場(chǎng)相反，在白天11：00濃度值最高，表明其開(kāi)窗通風(fēng)制度落實(shí)不到位（圖2）。

圖2 不同豬場(chǎng)保育舍CO2濃度檢測(cè)結(jié)果

本調(diào)查對(duì)肥育舍4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段CO2濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，乙豬場(chǎng)肥育舍CO2濃度變化趨勢(shì)與保育舍相同，表明該豬場(chǎng)的通風(fēng)制度落實(shí)到位，通風(fēng)效果顯著，并且在11：30和16：30的CO2濃度顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.05）；甲豬場(chǎng)豬舍內(nèi)CO2濃度在白天較晚上偏高，表明該豬場(chǎng)肥育舍白天未進(jìn)行人工開(kāi)窗通風(fēng)或通風(fēng)力度較小，而白天豬群較晚上活躍，所以造成濃度曲線變化趨勢(shì)同正常通風(fēng)時(shí)相反（圖3）。

圖3 不同豬場(chǎng)肥育舍CO2濃度檢測(cè)結(jié)果

2.2 不同豬場(chǎng)豬舍內(nèi)NH3濃度變化趨勢(shì)

本調(diào)查對(duì)哺乳母豬舍9個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段NH3濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，甲豬場(chǎng)和乙豬場(chǎng)的哺乳母豬舍NH3濃度高峰均在晚上20：00，在下午15：00濃度值最低，變化趨勢(shì)一致（圖4）。其中乙豬場(chǎng)哺乳母豬舍不同時(shí)間段NH3濃度值均極顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.01）。

圖4 不同豬場(chǎng)哺乳母豬舍NH3濃度檢測(cè)結(jié)果

本調(diào)查對(duì)保育舍7個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段NH3濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，乙豬場(chǎng)保育舍NH3濃度變化趨勢(shì)與哺乳母豬舍相似，在下午16：00濃度最低，但早上7：00濃度最高，且各個(gè)時(shí)間段均顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.05）；甲豬場(chǎng)保育舍NH3濃度變化趨勢(shì)與該豬場(chǎng)CO2濃度變化趨勢(shì)不同，在下午16：00濃度值最低，早上7：00濃度值最高（圖5）。

圖5 不同豬場(chǎng)保育舍NH3濃度檢測(cè)結(jié)果

本調(diào)查對(duì)肥育舍4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段NH3濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，乙豬場(chǎng)肥育舍NH3濃度變化趨勢(shì)與CO2一致，在下午 16：30 濃度最低，且在 11：30 與 16：30 濃度值均顯著低于甲公司（P＜0.05）；甲豬場(chǎng)肥育舍NH3濃度變化趨勢(shì)同CO2相似，白天濃度高于晚上濃度，表明該豬場(chǎng)肥育舍白天未進(jìn)行人工開(kāi)窗通風(fēng)或通風(fēng)力度較小，而白天豬群較晚上活躍，所以造成濃度曲線變化趨勢(shì)同正常通風(fēng)時(shí)相反（圖6）。

圖6 不同豬場(chǎng)肥育舍NH3濃度檢測(cè)結(jié)果

2.3 不同豬場(chǎng)豬舍內(nèi)H2S濃度變化趨勢(shì)

本調(diào)查對(duì)哺乳母豬舍、保育舍、肥育舍開(kāi)展H2S濃度監(jiān)測(cè)，但兩個(gè)豬場(chǎng)不同豬舍均未檢測(cè)到H2S。表明豬舍內(nèi)H2S濃度值偏低，且氣體探測(cè)器靈敏度不高，氣體濃度值達(dá)不到探測(cè)器的檢測(cè)下限。

2.4 不同豬場(chǎng)豬舍內(nèi)TSP濃度變化趨勢(shì)

本調(diào)查對(duì)哺乳母豬舍9個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段TSP濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，乙豬場(chǎng)的哺乳母豬舍TSP曲線變化趨勢(shì)同CO2和NH3均不同，其濃度較高的時(shí)間分別在下午的 15：00 和上午的 10：00，早上 6：00 與晚上 20：00 TSP濃度均偏低（圖7）。這同豬群在白天進(jìn)食與活動(dòng)有關(guān)，豬舍懸浮大量顆粒物，特別是飼料粉塵，造成豬舍TSP濃度偏高，加大通風(fēng)并不會(huì)明顯降低TSP濃度。

圖7 不同豬場(chǎng)哺乳母豬舍TSP濃度檢測(cè)結(jié)果

本調(diào)查對(duì)保育舍7個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段TSP濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，保育舍TSP曲線變化趨勢(shì)同哺乳母豬舍相似，甲豬場(chǎng)保育舍TSP濃度峰值在下午16：00，乙豬場(chǎng)則在上午11：00，而且在下午16：00甲豬場(chǎng)TSP濃度顯著高于乙豬場(chǎng)（P＜0.05），見(jiàn)圖 8。

圖8 不同豬場(chǎng)保育舍TSP濃度檢測(cè)結(jié)果

本調(diào)查對(duì)肥育舍4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果取平均值，并分析不同時(shí)間段TSP濃度變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，肥育舍TSP曲線變化趨勢(shì)同哺乳母豬舍、保育舍均不同，下午16：00 TSP濃度最低，這可能同飼喂的時(shí)間有關(guān)。整體上，甲豬場(chǎng)肥育舍TSP濃度均極顯著高于乙豬場(chǎng)（P＜0.01），見(jiàn)圖 9。

圖9 不同豬場(chǎng)肥育舍TSP濃度檢測(cè)結(jié)果

2.5 不同豬場(chǎng)哺乳母豬舍、保育舍、肥育舍空氣質(zhì)量比較

除了H2S濃度檢測(cè)結(jié)果均為0外，兩個(gè)豬場(chǎng)哺乳母豬舍內(nèi)CO2和TSP濃度差異不顯著（P＞0.05），乙豬場(chǎng)NH3濃度極顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.01）；兩個(gè)豬場(chǎng)保育豬舍內(nèi)CO2與TSP濃度均差異不顯著，乙豬場(chǎng)NH3濃度顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.05）；兩個(gè)豬場(chǎng)肥育舍內(nèi)CO2濃度差異不顯著，乙豬場(chǎng)NH3濃度顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.05），TSP濃度極顯著低于甲豬場(chǎng)（P＜0.01），詳見(jiàn)表 1。

表1 不同豬場(chǎng)豬舍有害氣體（NH3、CO2、H2S）、TSP濃度比較 mg/m3

3 討論

隨著豬場(chǎng)向規(guī)模化、高密度飼養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變，豬舍環(huán)境控制成為影響?zhàn)B豬生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。豬舍空氣質(zhì)量的重要檢測(cè)指標(biāo)包括氨氣、二氧化碳、硫化氫等有害氣體濃度以及舍內(nèi)粉塵濃度等。氨氣主要由在豬舍內(nèi)糞便分解產(chǎn)生，易溶于水，具有刺激性，可吸附于黏膜。同時(shí)經(jīng)呼吸道進(jìn)入血液循環(huán)，引起呼吸中樞的反射性興奮，抑制豬群血氧水平[5]。當(dāng)豬群長(zhǎng)期生活在高濃度氨氣環(huán)境中，其體質(zhì)會(huì)變?nèi)酰a(chǎn)性能下降[4]，并誘發(fā)萎縮性鼻炎、肺炎等呼吸道疾病[6]。二氧化碳無(wú)色無(wú)味無(wú)毒，但高濃度的二氧化碳可導(dǎo)致空氣中的氧氣不足，造成豬群慢性缺氧，出現(xiàn)精神萎靡、食欲減退，生產(chǎn)力和抵抗力下降。二氧化碳的衛(wèi)生學(xué)意義主要在于它的含量表明了豬舍內(nèi)空氣的污濁程度，當(dāng)二氧化碳含量增加時(shí)，其它有害氣體含量也可能增高，因此，二氧化碳濃度被作為監(jiān)測(cè)舍內(nèi)空氣質(zhì)量的可靠指標(biāo)[7]。豬舍內(nèi)粉塵由飼料、豬的皮毛等產(chǎn)生。飼料結(jié)構(gòu)影響豬舍空氣中的粉塵濃度，例如飼喂粉料的豬舍粉塵含量明顯大于飼喂顆粒飼料豬舍。豬舍內(nèi)的粉塵濃度還受豬群的活動(dòng)狀況影響。粉塵可以吸附于豬只皮膚表面，造成皮膚發(fā)癢或發(fā)炎。此外，病原微生物以塵埃作為載體，形成微生物氣溶膠，并隨呼吸道進(jìn)入機(jī)體，從而利于疾病的傳播[8]。

4 結(jié)論

保證豬舍內(nèi)溫度不明顯下降的前提下適當(dāng)加強(qiáng)通風(fēng)，并按時(shí)做好清糞等衛(wèi)生工作可以有效降低舍內(nèi)空氣中NH3、CO2等有害氣體以及粉塵濃度，表明豬場(chǎng)的衛(wèi)生管理水平與豬舍的通風(fēng)條件是影響豬舍環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵因素。