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舍内气态及气载有害物质对猪群健康的影响及其控制技术(上)

来源:猪猪侠 2021-11-04 15:10:00| 查看:

  猪群健康跟饲养环境密切相关,良好的畜舍环境不仅是保证畜禽健康、充分发挥动物生产性能的必要条件,同时也是动物福利的要求。然而随着猪场饲养密度的不断增大,规模化养猪场面临很多新的问题,其中养殖环境恶劣已成为制约规模化养猪业发展的根本问题。

  研究指出,环境对畜禽生产力的贡献率可达30%-40%。猪舍内空气环境是养猪环境的重要组成部分,舍内的空气质量直接影响猪群健康状况,卫生防疫和猪肉品质。因此,为猪群创造优良的舍内空气环境已经成为当前畜牧业发展的客观需要。

  猪舍气载、气态有害物质的种类

  猪舍气载、气态有害物质的分类及来:影响家畜健康的大气污染物按其性质可分为:化学性污染如氨气、硫化氢等有害气体;物理性污染如粉尘颗粒和生物性污染即微生物气溶胶。猪舍内对猪的健康有不良影响的气体统称为有害气体包括氨气(NH₃)、硫化氢(H₂S)、二氧化碳(CO₂)和挥发性有机化合物(VOC)等。

  猪舍内氨气的来源主要有两种:一种由体内消化代谢产生,其中尿氮主要以尿素形式存在,在脲酶的作用下,被水解生成氨气和二氧化碳(如图1)。水解产物直接导致PH值上升从而加快氨气的逸散。另一种由微生物对粪便、饲料残渣和垫料中含氮物质的腐败分解而产生,含氮类物质在微生物作用下分解转化为NH4﹢-N,而NH4﹢-N在50℃以上、pH>7的环境中以NH₃的形式挥发。

  猪舍中H₂S气体主要来源于粪便、饲料残渣和垫料中含硫有机物的酵解,粪中大量的微生物可将粪中的硫酸盐还原产生H₂S。此外,当猪只消化机能发生紊乱时,其采食富含硫的蛋白质饲料未被完全消化而经由肠道排出大量硫化氢气体。

  粉尘(dust)是指悬浮在猪舍空气中的固体微粒,其粒径范围为0.1-100μm,主要来源于尘土、皮屑、饲料、干粪和垫草,其中饲料是最主要的来源。

  微生物气溶胶是微生物在畜禽舍内空气中形成的一种相对稳定的存在形式,其粒径范围为0.002-30μm,由微生物以单独(单细胞)悬浮状态、或与干燥固体颗粒(尘埃)、液体微粒(液体小滴)相连接后在空气中悬浮形成,其中大部分是以凝集颗粒或与较大的尘埃相连接的形式存在,只有少数以单细胞形式存在。猪舍内的微生物气溶胶除了少部分由外界空气带入,其他主要来源于饲养管理过程:如猪只喷嚏和咳嗽、猪只采食和活动、粪和尿的飞溅以及饲料和垫草等。

  猪舍气载、气态有害物质的危害:氨气(NH₃)NH₃是一种无色、有特殊臭味的刺激性气体,相对分子质量为17.03,密度为0.593g/cm³。NH₃极易溶于水,在0℃时每升水中可溶解907g,其在空气中含量很低,一般不会对人和动物造成危害。

  猪的饲粮、饲养密度、通风换气和粪便的清除都会影响猪舍内NH₃的浓度,当猪舍通风换气不好,就会造成NH₃等有害气体大量蓄积,引起猪慢性或急性中毒。NH₃易附着于猪的鼻、咽喉、气管、支气管等黏膜及眼结膜上,致使粘液的pH值增大,纤毛活动功能丧失,黏膜细胞生长和代谢速率加快,从而造成氧和能量的需求量增加,同时由于氨的解毒是一个高度耗能的过程,因此猪只用于生长和生产的能量相应减少,生长性能也随之降低。

  有研究表明,仔猪生活环境的空气中NH₃含量为50mg/m³时,其增重会下降12%,NH₃含量达100mg/m³时增重下降30%。此外,NH₃也可通过肺泡弥散进入血液中,由于NH₃为极性分子且分子量较小,比氧气更容易与血红蛋白结合,导致血红蛋白携氧能力、血液碱储和血红素的氧化性能降低,影响细胞线粒体内ATP的生成、体内蛋白质的合成以及正常的新陈代谢,猪只出现贫血和组织缺氧,机体免疫机能降低,体质变弱,对一些疾病的易感性增强,最终导致其生长缓慢。

  最后,NH₃干扰神经细胞膜上的Na﹢-K﹢ATP酶,使复极后膜离子转运障碍,导致膜电位改变和兴奋性异常;NH₃和K﹢有竞争作用,影响Na﹢和K﹢在神经细胞膜上的正常分布,从而干扰神经传导活动。中枢神经系统在低浓度NH₃的作用下,呼吸和血管中枢产生兴奋;而高浓度NH₃可引起中枢神经麻痹、反射性呼吸停止和心脏停搏等。




  硫化氢(H₂S)H₂S为无色、易挥发,具有臭鸡蛋气味的有毒气体,易溶于水,相对分子量为34.08,密度为1.190g/cm,越接近地面其浓度越高。H₂S主要经猪呼吸道吸入,亦可经胃肠道吸收,经皮肤吸收较少。H₂S易被呼吸道粘膜和眼结膜吸附,由于其化学性质不稳定易与钠离子结合形成硫化钠,对粘膜产生强烈刺激,引起猪只眼炎和呼吸道炎症。

  进入血液中的H₂S大部分在体内氧化成硫酸盐和硫代硫酸盐而随尿排出,少部分H₂S经甲基化形成低毒的甲硫醇和甲硫醚,甲硫醇浓度较高时对中枢神经系统具有麻醉作用。而未被氧化的游离H₂S可与细胞中氧化型细胞色素氧化酶中的二硫键或Fe³﹢结合,使之失去传递电子的能力,使酶失去活性,进而阻断组织细胞的内呼吸,造成组织细胞缺氧。同时还有部分H₂S可作用于血红蛋白产生硫化血红蛋白,降低血红蛋白携氧能力,导致细胞窒息、组织缺氧,抑制细胞活性。

  此外,H₂S还能降低脑和肝中的ATP酶活性;与体内谷胱甘肽中的巯基结合使其失活影响体内生物氧化过程。高浓度H₂S可作用于颈动脉窦及主动脉的化学感受器,引起反射性呼吸抑制且可直接作用于延髓的呼吸及血管运动中枢,造成“电击型”死亡。猪长期处于低浓度H₂S环境中,其体质变弱、抵抗力降低,增重减缓;处于高浓度H₂S猪舍中,猪畏光、流泪、咳嗽,同时结膜炎、支气管炎、气管炎发病率增高,严重时可引起中毒性肺炎、肺水肿等。

  二氧化碳(CO₂)CO₂是无色无味的气体,密度为1.524g/cm。CO₂在常态下无毒,其浓度的安全阈值比较高,但是当猪长期处于高浓度CO₂环境中,会出现慢性缺氧、生产力下降、体质衰弱和易感染慢性传染病等情况。CO₂的含量表明了猪舍通风状况和空气的污浊程度,当CO₂浓度增大时,其他的有害气体含量也可能增多。因此,CO₂浓度通常被作为评定空气污染程度的可靠指标。

  粉尘:粉尘指悬浮于空气中的固体微粒,按胶体化学的观点,粉尘是一种气溶胶,其分散介质是空气,分散相是固体微粒,其按粒径的大小可分为

  总悬浮颗粒(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、可入肺颗粒物(PM2.5)和烟尘(PM1.0)等。

  TSP是指空气中粒径小于100μm的所有固体微粒;可吸入颗粒物(PM10)是指粒径小于10μm的固体颗粒,能够进入上呼吸道;可入肺颗粒物(PM2.5)烟尘(PM1.0)是指粒径分别在2.5μm和1μm以下的细颗粒物,被吸入机体后会进入支气管,有部分沉积在肺部,影响肺部的气体交换,甚至这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液,其中附着的有害气体、重金属等溶解在血液中,严重危害动物健康。

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