豬群健康跟飼養環境密切相關,良好的畜舍環境不僅是保證畜禽健康、充分發揮動物生産性能的必要條件,同時也是動物福利的要求。然而随着豬場飼養密度的不斷增大,規模化養豬場面臨很多新的問題,其中養殖環境惡劣已成為制約規模化養豬業發展的根本問題。研究指出,環境對畜禽生産力的貢獻率可達30%-40%。豬舍内空氣環境是養豬環境的重要組成部分,舍内的空氣質量直接影響豬群健康狀況,衛生防疫和豬肉品質。因此,為豬群創造優良的舍内空氣環境已經成為當前畜牧業發展的客觀需要。
豬舍氣載、氣态有害物質的種類有哪些?
豬舍氣載、氣态有害物質的分類及來:影響家畜健康的大氣污染物按其性質可分為:化學性污染如氨氣、硫化氫等有害氣體;物理性污染如粉塵顆粒和生物性污染即微生物氣溶膠。豬舍内對豬的健康有不良影響的氣體統稱為有害氣體包括氨氣(NH₃)、硫化氫(H₂S)、二氧化碳(CO₂)和揮發性有機化合物(VOC)等。豬舍内氨氣的來源主要有兩種:一種由體内消化代謝産生,其中尿氮主要以尿素形式存在,在脲酶 的作用下,被水解生成氨氣和二氧化碳(如圖1)。水解産物直接導緻PH值上升從而加快氨氣的逸散。另一種由微生物對糞便、飼料殘渣和墊料中含氮物質的腐敗分解而産生,含氮類物質在微生物作用下分解轉化為NH4﹢-N,而NH4﹢-N在50℃以上、pH>7的環境中以NH₃的形式揮發。
豬舍氣載、氣态有害物質的種類有哪些?
豬舍中 H₂S 氣體主要來源于糞便、飼料殘渣和墊料中含硫有機物的酵解,糞中大量的微生物可将糞中的硫酸鹽還原産生 H₂S。此外,當豬隻消化機能發生紊亂時,其采食富含硫的蛋白質飼料未被完全消化而經由腸道排出大量硫化氫氣體。粉塵(dust)是指懸浮在豬舍空氣中的固體微粒,其粒徑範圍為0.1-100μm,主要來源于塵土、皮屑、飼料、幹糞和墊草,其中飼料是最主要的來源。微生物氣溶膠是微生物在畜禽舍内空氣中形成的一種相對穩定的存在形式,其粒徑範圍為0.002-30μm,由微生物以單獨(單細胞)懸浮狀态、或與幹燥固體顆粒(塵埃)、液體微粒(液體小滴)相連接後在空氣中懸浮形成,其中大部分是以凝集顆粒或與較大的塵埃相連接的形式存在,隻有少數以單細胞形式存在。豬舍内的微生物氣溶膠除了少部分由外界空氣帶入,其他主要來源于飼養管理過程:如豬隻噴嚏和咳嗽、豬隻采食和活動、糞和尿的飛濺 以及飼料和墊草等。豬舍氣載、氣态有害物質的危害:氨氣(NH₃)NH₃是一種無色、有特殊臭味的刺激性氣體,相對分子質量為17.03,密度為 0.593g/cm³。NH₃極易溶于水,在0℃時每升水中可溶解907g,其在空氣中含量很低,一般不會對人和動物造成危害。
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豬的飼糧、飼養密度、通風換氣和糞便的清除都會影響豬舍内NH₃的濃度,當豬舍通風換氣不好,就會造成NH₃等有害氣體大量蓄積,引起豬慢性或急性中毒。NH₃易附着于豬的鼻、咽喉、氣管、支氣管等黏膜及眼結膜上,緻使粘液的pH值增大,纖毛活動功能喪失,黏膜細胞生長和代謝速率加快,從而造成氧和能量的需求量增加,同時由于氨的解 毒是一個高度耗能的過程,因此豬隻用于生長和生 産的能量相應減少,生長性能也随之降低。有研究表明,仔豬生活環境的空氣中NH₃含量為50mg/m³時,其增重會下降12%,NH₃含量達100mg/m³時增重下降30%。此外,NH₃也可通過肺泡彌散進入血液中,由于NH₃為極性分子且分子量較小,比氧氣更容易與血紅蛋白結合,導緻血紅蛋白攜氧能力、血液堿儲和血紅素的氧化性能降低,影響細胞線粒體内ATP的生成、體内蛋白質的合成以及正常的新陳代謝,豬隻出現貧血和組織缺氧,機體免疫機能降低,體質變弱,對一些疾病的易感性增強,最終導緻其生長緩慢。最後,NH₃幹擾神經細胞膜上的Na﹢-K﹢ATP酶,使複極後膜離子轉運障礙,導緻膜電位改變和興奮性異常;NH₃和K﹢有競争作用,影響Na﹢和K﹢在神經細胞膜上的正常分布,從而幹擾神經傳導活動。中樞神經系統在低濃度NH₃的作用下,呼吸和血管中樞産生興奮;而高濃度NH₃可引起中樞神經麻痹、反射性呼吸停止和心髒停搏等。硫化氫(H₂S)H₂S為無色、易揮發,具有臭雞蛋氣味的有毒氣體,易溶于水,相對分子量為34.08,密度為1.190g/cm,越接近地面其濃度越高。H₂S主要經豬呼吸道吸入,亦可經胃腸道吸收,經皮膚吸收較少。H₂S易被呼吸道粘膜和眼結膜吸附,由于其化學性質不穩定易與鈉離子結合形成硫化鈉,對粘膜産生強烈刺激,引起豬隻眼炎和呼吸道炎症。進入血液中的H₂S大部分在體内氧化成硫酸鹽和硫代硫酸鹽而随尿排出,少部分H₂S經甲基化形成低毒的甲硫醇和甲硫醚,甲硫醇濃度較高時對中樞神經系統具有麻醉作用。而未被氧化的遊離H₂S可與細胞中氧化型細胞色素氧化酶中的二硫鍵或Fe³﹢結合,使之失去傳遞電子的能力,使酶失去活性,進而阻斷組織細胞的内呼吸,造成組織細胞缺氧。同時還有部分H₂S可作用于血紅蛋白産生硫化血紅蛋白,降低血紅蛋白攜氧能力,導緻細胞窒息、組織缺氧,抑制細胞活性。
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此外,H₂S還能降低腦和肝中的ATP酶活性;與體内谷胱甘肽中的巯基結合使其失活影響體内生物氧化過程。高濃度H₂S可作用于頸動脈窦及主動脈的化學感受器,引起反射性呼吸抑制且可直接作用于延髓的呼吸及血管運動中樞,造成“電擊型”死亡。豬長期處于低濃度H₂S環境中,其體質變弱、抵抗力降低,增重減緩;處于高濃度 H₂S豬舍中,豬畏光、流淚、咳嗽,同時結膜炎、支氣管炎、氣管炎發病率增高,嚴重時可引起中毒性肺炎、肺水腫等。二氧化碳(CO₂)CO₂是無色無味的氣體,密度為1.524g/cm。CO₂在常态下無毒,其濃度的安全阈值比較高,但是當豬長期處于高濃度CO₂環境中,會出現慢性缺氧、生産力下降、體質衰弱和易感染慢性傳染病等情況。CO₂的含量表明了豬舍通風狀況和空氣的污濁程度,當CO₂濃度增大時,其他的有害氣體含量也可能增多。因此,CO₂濃度通常被作為評定空氣污染程度的可靠指标。粉塵:粉塵指懸浮于空氣中的固體微粒,按膠體化學的觀點,粉塵是一種氣溶膠,其分散介質是空氣,分散相是固體微粒,其按粒徑的大小可分為總懸浮顆粒(TSP)、可吸入顆粒物(PM10)、可入肺顆粒物(PM2.5)和煙塵(PM1.0)等。TSP是指空氣中粒徑小于100μm的所有固體微粒;可吸入顆粒物(PM10)是指粒徑小于10μm的固體顆粒,能夠進入上呼吸道;可入肺顆粒物(PM2.5)煙塵(PM1.0)是指粒徑分别在2.5μm和1μm以下的細顆粒物,被吸入機體後會進入支氣管,有部分沉積在肺部,影響肺部的氣體交換,甚至這些顆粒還可以通過支氣管和肺泡進入血液,其中附着的有害氣體、重金屬等溶解在血液中,嚴重危害動物健康。豬舍内的粉塵是有毒、有害成分如病毒、細菌、放線菌和立克次體等的載體,附着後形成微生物氣溶膠(microbial aerosol),随呼吸進入豬隻機體的肺部和上、下呼吸道,引發呼吸道傳染病的傳播。
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當豬舍内的粉塵降落在豬體表面,不僅影響皮膚的散熱作用,而且使皮膚發癢,甚至發炎,當其被豬吸入呼吸道,則會對鼻腔粘膜産生機械性刺激作用,導緻鼻腔濾塵機能顯著下降,進而引起咽炎、喉炎、氣管炎和支氣管炎等。豬舍内粉塵顆粒大小和含量與其危害性相關,塵埃粒徑越小、含量越高則危害越大。粒徑在2.5μm以下的細顆粒物,直徑相當于人類頭發的1/10大小,被吸入機體後會進入支氣管,可引發包括哮喘、支氣管炎等方面的疾病。微生物氣溶膠(microbial aerosol)畜禽舍内空氣中的微生物大多附着在粉塵粒子上,以微生物氣溶膠的形式懸浮于空氣中并且可以在空氣中長時間停留。由于空氣具有高度的流動性和擴散性, 病原微生物氣溶膠微粒可以在空氣中四處擴散,從而引發相關疾病的傳播。微生物氣溶膠在一定條件下可引起動物感染甚至傳染病的傳播和流行,有研究證明隻需要極少量的細菌就能引起動物氣源性感染,使機體呈現相應的顯性感染、隐性感染或帶毒,直接影響畜禽的健康和生産性能的發揮,導緻傳染性疾病的蔓延。經空氣傳播的傳染病很多,如馬立克氏病、結核病、牛肺疫、豬氣喘病、豬流行性感冒、雞傳染性喉氣管炎、炭疽、禽流感、豬繁殖與呼吸綜合征、禽曲黴菌病 和雞痘等。口蹄疫過去一直認為是高度接觸性傳播,現在則認為以氣溶膠傳播為主。一般情況下豬舍空氣中的微生物氣溶膠濃度越高,存在緻病性微生物的可能性越大,被病原微生物污染的空氣成為傳染的來源或媒介,引起傳染病的流行,使豬隻感染而緻病。
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