第四章空氣中有害氣體微粒和微生物

1、第四章 空氣中的有害氣體(qt)、微粒和微生物共六十頁學(xué)習(xí)目的(md)要求掌握空氣中有害氣體的影響和危害，及如何防止這些危害。了解微粒和微生物對動物(dngw)影響和危害，掌握消除或減少空氣中微粒和微生物的方法。共六十頁第一節(jié) 空氣中的有害氣體一、大氣的基本(jbn)組成1、大氣的結(jié)構(gòu) 地球表面包圍著一層很厚的空氣，通常稱為大氣，厚度大約1000公里，并伴隨海拔的升高而逐漸變稀，整個大氣分為三層。 共六十頁（1）對流層 靠近地面，其厚度在赤道附近為1718公里(n l)，在兩極附近為89公里，對流層中集中了大約95%的大氣含量。一切天氣現(xiàn)象和部分空氣污染都發(fā)生在該層。（2） 平流層 該層由于強(qiáng)

2、烈的紫外線作用，使氧分子分解為氧原子，再合成為臭氧，因此形成臭氧層。（3）電離層 位于平流層之上，氣體發(fā)生電離，呈現(xiàn)帶電狀態(tài)。共六十頁2、大氣的成分 大氣是一種無色、無味、無臭的混合氣體，其主要成分氮（占78.09 %）、氧（20.94 %）及惰性氣體(duxng q t)，稱為恒定組分；大氣中的二氧化碳、水蒸氣、臭氧等的含量隨季節(jié)、氣象要素和人們的生產(chǎn)活動而變化，故稱之為可變組分。共六十頁 可變組分：對地球環(huán)境質(zhì)量(hun jn zh lin)的影響很明顯。 如平流層中臭氧層的存在，能夠保護(hù)地球上的生物避免強(qiáng)烈紫外線輻射的危害；二氧化碳能使大氣平均溫度升高，引起“溫室效應(yīng)”。 非潔凈組分 自

3、然界物質(zhì)循環(huán)中由地面進(jìn)入大氣或者由人類活動排放到大氣中，造成環(huán)境污染。共六十頁二、大氣污染的原因 * 自然界的：森林火災(zāi)(huzi)、地震、火山爆發(fā)、各種礦藏產(chǎn)生微粒、硫化氫、硫氧化物、異常氣體； *人為的：排放有毒有害氣體、煙霧、氟化物、SO2、CO、氮氧化合物及甲烷等； *畜牧生產(chǎn)：氨、糞臭素、硫化氫、甲烷、吲哚。 共六十頁三、大氣中主要的有害氣體1、氟化物（1）來源 工業(yè)生產(chǎn)是大氣中氟化物的主要來源，如磷肥廠和鋁廠，主要排放SiF4和HF。一座年產(chǎn)4-5萬噸鈣鎂磷肥高爐，每小時(xiosh)排放含氟廢氣35000m3，含氟1.5g/m3，排氟量為50kg/h以上。共六十頁（2）危害途徑

4、大氣中的氟可以進(jìn)入土壤和水體，能夠在植物和動物體內(nèi)積聚、富集，并通過呼吸、飲水和采食對人畜造成危害。氟化物是一種累積性的慢性中毒過程。 根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）報道(bodo)，全世界可分為富氟區(qū)和貧氟區(qū)。我國沿海一帶大部屬人為的富氟區(qū)。共六十頁（3）危害 含氟的空氣和微粒從呼吸道吸入后，對呼吸道黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用； 經(jīng)口腔攝入的含氟微粒，可經(jīng)消化道吸收，迅速進(jìn)入血液循環(huán)，大約有75%的氟可與血漿蛋白結(jié)合，蓄積在牙齒、骨骼及心臟、肺臟、脾臟和腎臟中； 氟在家畜體內(nèi)可影響鈣、磷代謝，過量的氟可與鈣形成CaF2，引起血鈣減少(jinsho)，骨骼變形；血鈣的減少還可使甲狀腺功能增中，抑制腎小管

5、對磷的吸收，使磷從尿中大量排出；共六十頁 氟化鈣影響牙齒(ych)的鈣化，使牙齒(ych)鈣化不全，釉質(zhì)受損，發(fā)生牙齒(ych)變形； 氟中毒能損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)心肝及心、肝、腎等，引起生物酶學(xué)改變；還可使機(jī)體的細(xì)胞免疫功能受到抑制。 氟化物對外周T-淋巴細(xì)胞的影響組別14d28d42d56d對照組73.170.976.478.5300mg/kg組74.264.041.534.3500mg/kg組80.562.740.633.0共六十頁 如包鋼附近的鄉(xiāng)、村，自1968年來因大氣中氟污染每年使大群家畜發(fā)生氟中毒，羊的發(fā)病率達(dá)100%，死亡率達(dá)60%；1975年在烏拉特前旗有適齡母畜35

6、.8萬頭，因氟中毒使20.7萬頭母畜空懷或流產(chǎn)，只有(zhyu)15.1萬頭產(chǎn)仔，存活10.4萬頭，繁殖成活率不到30%。 不同種類動物對氟的耐受性質(zhì)不同，禽類的耐受性最強(qiáng)，其次為豬，反芻家畜最敏感。 （4）衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 我國大氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，空氣中氟的最高允許濃度為0.02mg/m3，日平均為 0.007mg/m3 。共六十頁2、二氧化硫（1）性質(zhì) 無色有刺激性氣體，比重1.434，易溶于水，在水中形成亞硫酸。在潮濕、日光及空氣微粒的催化下可氧化成三氧化硫，三氧化硫具有很強(qiáng)的吸濕性極易產(chǎn)生(chnshng)硫酸霧或硫酸雨。 酸雨指pH5.5的降水，能使水質(zhì)酸化，導(dǎo)致湖泊的水生動植物受害。共六十頁

7、2022/7/1914共六十頁 目前我國酸雨地理分布主要(zhyo)集中在西南、中南、華東地區(qū)，由北向南逐漸增加，西南地區(qū)最為嚴(yán)重。 據(jù)統(tǒng)計，重慶市燃料煤中的含硫量特別高，平均為5%，使城區(qū)大氣中SO2量大大增加。1994年1月5日重慶市黑雨（black rain）造成六個區(qū)，所有建筑物皆變灰黑色。共六十頁2022/7/1916共六十頁（2）危害 二氧化硫?qū)倚蟮闹饕：υ谟谄渚哂械膹?qiáng)烈刺激性和腐蝕作用，主要作用于上呼吸道和眼結(jié)膜，在其上形成亞硫酸，造成局部炎癥(ynzhng)。 牛對二氧化硫的反應(yīng)最為敏感，濃度在30100 mg/L時，表現(xiàn)呼吸困難，口吐白沫，體溫上升，尸體解剖時呈現(xiàn)嚴(yán)重的支

8、氣管炎、肺水腫等。馬和羊有較強(qiáng)的抵抗力，同種家畜中一般幼小家畜較為敏感。（3）衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 我國大氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，二氧化硫的最高允許濃度為0.5g/m3，日平均濃度為 0.15g/m3 。共六十頁2022/7/1918共六十頁3、氮氧化物（1）來源 造成大氣污染的NOx主要是NO和NO2。 氮氧化物主要來源于煤、石油及汽車燃料的燃燒和硝酸、氮肥、油類、染料等生產(chǎn)過程，以及交通車輛排放(pi fn)的尾氣。主要成分為一氧化氮，其毒性并不大，但進(jìn)入大氣后氧化為二氧化氮，毒性提高4倍。 共六十頁（2）危害 NO2難溶于水，對眼結(jié)膜的呼吸道粘膜的刺激性小，但較易進(jìn)入肺泡和細(xì)支氣管等呼吸道深部組織，并在其中

9、轉(zhuǎn)化為亞硝酸和硝酸，對肺組織有刺激和腐蝕作用；亞硝酸進(jìn)入血液后還可引起(ynq)高鐵血紅蛋白癥和血管擴(kuò)張，出現(xiàn)紫紺和呼吸困難。共六十頁 NO2濃度較低，可引起慢性中毒。 主要表現(xiàn)為家畜呼吸道平滑肌收縮，呼吸阻力加大，鼻咽受到刺激，動脈氧分壓降低(jingd)，胸悶，形成慢性支氣管炎和肺水腫。 如濃度為0.5ppm，4h后肺泡受影響； 濃度為17ppm，10min即可發(fā)生呼吸困難，支氣管痙攣，引起肺水腫。共六十頁 NO2濃度(nngd)高，可引起急性中毒。 主要表現(xiàn)為劇烈咳嗽，呼吸困難，喉頭水腫，支氣管痙攣，肺部收縮，進(jìn)而昏迷或因窒息死亡。 如濃度為60-150ppm，可出現(xiàn)上述癥狀； 200-

10、700ppm，短時間吸入則會劇烈咳嗽，急性中毒而死。 共六十頁四、畜舍和畜牧場的有害氣體1、來源 主要來自(li z)家畜呼吸、生產(chǎn)過程和有機(jī)物分解等時候產(chǎn)生了有害氣體。 惡臭物質(zhì)：NH3、H2S、甲基硫醇、吲哚等幾種。 其它有害氣體：CO2、揮發(fā)性脂肪酸等。 共六十頁2、產(chǎn)生特點(diǎn) （1）由于畜牧生產(chǎn)是一個連續(xù)過程，其廢棄物產(chǎn)生多。 如糞便（feces），一頭豬平均年產(chǎn)糞尿2.5噸，一個萬頭豬場每年至少產(chǎn)生糞便1.26萬噸； 污水(w shu)（sewage），一個萬頭豬場日產(chǎn)污水100-300m3； 墊料（Litter）及畜禽尸體等。 共六十頁（2）與天氣、空氣溫濕度有關(guān) 天氣晴朗供氧較多，

11、分解徹底，含C的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，含N的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2。 陰天、潮濕(chosh)、供氧不足，有機(jī)物分解不徹底，產(chǎn)生NH3、H2S等，而且分解慢、有臭味，對人畜有直接影響，影響正常生理功能 。共六十頁(3)舍內(nèi)有害氣體含量的多少還取決于家畜(jich)的飼養(yǎng)密度、畜舍地面結(jié)構(gòu)、舍內(nèi)通風(fēng)換氣狀況、糞污清除和舍內(nèi)管理水平等。共六十頁3、幾種主要有害氣體（1）NH3a、性質(zhì) 無色有刺激性臭味的氣體，分子量17.03，對空氣比重0.596，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mg NH3為1.316ml，極易溶于水呈堿性(jin xn)，形成NH4OH（氨水），0可溶9.07g/L水，20可溶899g/L水。 共六十頁b

12、、來源 舍外大氣中不含NH3，主要來自糞便尿、墊草、飼料等含N有機(jī)物分解產(chǎn)生，畜舍中的含量(hnling)與通風(fēng)、清潔程度、飼養(yǎng)密度及飼養(yǎng)管理水平等有關(guān)。一般635ppm，多者達(dá)150ppm。 因氨主要產(chǎn)于地面，因此畜舍下部氨的濃度要高于上部。共六十頁C、對畜禽的作用 首先，氨可被溶解于呼吸道和眼結(jié)膜上，產(chǎn)生堿性刺激（1% NH3溶液的pH 值為11.7），使粘膜(zhn m)發(fā)炎充血水腫，分泌物增多，重者造成眼灼傷，組織壞死，引起壞死性支氣管炎，肺水腫充血，眼失明。 其次，由肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞其輸氧能力，引起組織缺氧。 共六十頁 第三、短時間和低濃度NH3 可由尿排出 2 N

13、H3 + CO2 CO（ NH2 ）2+ H2O 可以緩解，但長時間高濃度中毒則不易緩解，可直接刺激(cj)體組織，引起堿性化學(xué)性灼傷，并可引起中樞神經(jīng)麻痹，中毒性肝病，心臟損傷等。 共六十頁 第四，使抵抗力和免疫力降低 家畜在低濃度氨的長期作用下，機(jī)體的抵抗力明顯減弱(jinru)，許多傳染病病原菌，如結(jié)核桿菌、肺炎球菌、大腸桿菌等對家畜的感染過程極易出現(xiàn)。 如5mg/L的氨的長期作用，會使雞的健康受到影響；20mg/L時，可引起角膜炎、結(jié)膜炎、新城疫發(fā)病率大大提高。共六十頁 第五(d w)，降低生產(chǎn)力 200ppm NH3，能使豬增重降低17%，飼料利用率下降18%。 NH3濃度（ppm）

14、性成熟（達(dá)50%產(chǎn)蛋率的日齡）產(chǎn)蛋率%2326周3538周0158（22.5周）70.290.952.6172（24.5周）51.286.773.8177（25周）49.283.8氨濃度對雞生產(chǎn)(shngchn)性能的影響共六十頁 日本試驗：20ppm的氨使6周齡雞肺水腫； 50ppm氨使雞對球蟲病敏感； 100ppm 10周后，使星雜288雞產(chǎn)蛋率由81%降為62%，將氨濃度降至20ppm，10周后，產(chǎn)蛋恢復(fù)由61%上升到81%。 美國(mi u)報道：氨對雞新城疫（New eastle disease）有促進(jìn)作用。 共六十頁 氨的半中毒：又稱稱慢性中毒，指家畜在低濃度氨的長期作用下，體質(zhì)變

15、弱，對某些疾病產(chǎn)生敏感，采食量、日增重(zn zhn)、生產(chǎn)力都下降。 雞多見發(fā)生，常發(fā)生于寒冷的季節(jié)、厚墊草飼養(yǎng)的密閉雞舍，空氣中氨的濃度可達(dá)到75-100mg/L，雞多半閉著眼，發(fā)生結(jié)膜炎、角膜炎、眼瞼炎等，影響雞的健康和生產(chǎn)性能； 在50 mg/L下，豬增重受阻，幼豬增重率減少12%，氨濃度為100-200mg/L，可引起豬咳嗽，喪失食欲，增重率減少30%。共六十頁d、標(biāo)準(zhǔn) 我國無公害養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定(gudng)氨的濃度是： 場區(qū) 5mg/m3； 豬舍 20mg/m3； 牛舍15mg/m3； 雛禽舍8ppm； 成禽舍12ppm。 共六十頁2022/7/1936人的感覺： 10ppm不察覺

16、； 2030ppm感覺喉有刺激； 50ppm流淚、鼻塞(b si)； 70ppm眼強(qiáng)烈刺激、咳嗽； 100ppm眼淚、鼻涕增多。共六十頁（2）H2Sa、性質(zhì)(xngzh)和來源 無色、易揮發(fā)，有臭蛋味的氣體，分子量34.09，對空氣比重1.19，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mg H2S=0.6497ml，易揮發(fā)，易溶于水。 來源于含硫有機(jī)物分解：糞尿、墊草、飼料等含硫有機(jī)物的厭氧分解；其次是由消化道排出。 畜舍含量一般不超過10ppm，高時可超過此數(shù)。共六十頁 硫化氫對金屬有較強(qiáng)的腐蝕作用，尤其是在潮濕的條件下，金屬器具及設(shè)施表面常因腐蝕而變色，可以此判斷空氣(kngq)中硫化氫的存在。 如空氣中硫化氫含量

17、增加時，雞舍內(nèi)的銅制器具和電線因生成硫化銅而變成黑色；鍍鋅的籠具表面有白色硫化鋅沉淀；白色油漆表面變成棕色甚至黑色。共六十頁b、危害 主要(zhyo)危害是刺激粘膜，可與粘膜中的鈉離子結(jié)合生成硫化鈉，產(chǎn)生化學(xué)刺激與腐蝕作用，引起眼結(jié)膜炎，表現(xiàn)流淚、畏光等；同時引起鼻炎、氣管炎、咽喉灼傷，以致肺水腫； 在血液中的硫化氫能和氧化型細(xì)胞色素氧化酶中三價鐵結(jié)合，使酶失去活性，影響細(xì)胞的氧化過程，引起組織缺氧。共六十頁 長期低濃度硫化氫的作用(zuyng)可使家畜植物性神經(jīng)紊亂，體質(zhì)變?nèi)?，抗病能力下降，易患胃腸疾??；高濃度可直接抑制呼吸中樞，引起窒息而死亡。 如豬在硫化氫濃度是20mg/L時，表現(xiàn)出畏光

18、、喪失食欲，神經(jīng)質(zhì)； 50-200mg/L的濃度可使豬突然嘔吐，失去知覺，繼而因呼吸中樞麻痹而死亡。共六十頁（3）其它有害氣體a、一氧化碳(yynghutn)（CO） 主要來源：含碳燃料的不完全燃燒； 主要危害：可與血紅蛋白結(jié)合，減少了血細(xì)胞的攜氧功能，還能抑制氧合血紅蛋白的解離與釋放，造成機(jī)體急性缺氧，中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)均出現(xiàn)病變。共六十頁b、二氧化碳（CO2） 主要來源(liyun)：家畜的呼吸。 如1頭體重100kg的育肥豬，每小時可呼出CO243L；一頭體重為600kg、日產(chǎn)奶30kg的奶牛，每小時可呼出200L；1000只母雞每小時可排出1700L。 換氣良好的畜舍，舍

19、內(nèi)CO2含量也會比大氣高出50%；換氣不良則要高出10倍以上。共六十頁 危害：本身無毒，主要可引起缺氧，若長期缺氧，可引起機(jī)體生產(chǎn)力下降，體質(zhì)變?nèi)?，對疾病的抵抗力變?nèi)酢?豬在CO2濃度為2%時，無明顯癥狀；4%時呼吸變深變快；10%出現(xiàn)昏迷；20%出現(xiàn)死亡。 主要衛(wèi)生學(xué)意義：表明了畜舍通風(fēng)狀況(zhungkung)的空氣的污濁程度，常用作監(jiān)測空氣污染的可靠性指標(biāo)。共六十頁4、消除畜舍中有害氣體的措施（1）畜牧場場址選擇和場地規(guī)劃、建筑物布局；（2）及時清除糞尿污物；（3）注意(zh y)畜舍的防潮；（4）合理組織通風(fēng)換氣（5）鋪加墊料，可吸收有害氣體；（6）采用吸收劑（除臭劑），如用過磷酸鈣。

20、共六十頁第二節(jié)、空氣中的微粒和微生物1、空氣中的微粒（1）分類(fn li)和來源 包括空氣中的固態(tài)或液態(tài)的微粒?？煞譃閴m（粒徑大于1m的固態(tài)微粒）、煙（粒徑小于1m的固態(tài)微粒）和霧（液態(tài)微粒）三種。10 m稱為降塵（空氣中停留49小時(xiosh)）10 m稱為飄塵（空氣中停留1998天） 單位：粒數(shù)/cm3或粒/m3或g/m3 塵共六十頁空氣(kngq)中微粒的來源土壤 如地面揚(yáng)起(yn q)的塵土等；工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 如排放的煙塵、耕地等；交通運(yùn)輸 如排放的尾氣等；居民生活 如炊煙、油煙等；自然界 如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等：特點(diǎn)：無機(jī)塵占2/33/4共六十頁畜禽舍內(nèi)微塵來源： （1）由舍外進(jìn)入

21、； （2） 飼養(yǎng)管理活動產(chǎn)生。特點(diǎn)： （1）有機(jī)塵占比例(bl)高，占50%或更高； （2）5m居多，含量在103106粒/m3。 共六十頁 根據(jù)測定：一年產(chǎn)1.2萬頭豬場，每小時由豬舍排出的塵埃可達(dá)2kg，一個年產(chǎn)40萬只的養(yǎng)禽廠，每小時可排出29.8kg粉塵。 雞、豬舍內(nèi)微粒的主要來源是由于利用低質(zhì)量的顆粒飼料、散撒飼料或干粉料造成的。 通過(tnggu)對蛋雞舍內(nèi)微粒樣品分析，發(fā)現(xiàn)鈣含量最高，這與蛋雞料中鈣含量呈正相關(guān)。共六十頁（2）評價(pngji)指標(biāo)1、總懸浮(xunf)顆粒物（TSP） 粒徑0.1100 m2、可吸入顆粒物 （PM10） 粒徑 10m）被鼻腔阻留；飄塵（ 10m）

22、可進(jìn)入肺深部，其中粒徑5m 可以到達(dá)支氣管，5m可到達(dá)細(xì)支缺管和肺泡。共六十頁 （a）導(dǎo)致炎癥 可引起鼻、咽、氣管(qgun)、支氣管(qgun)和肺部的炎癥，據(jù)調(diào)查37%的豬肺炎發(fā)生在含塵高的豬舍。 （b）導(dǎo)致塵肺病 微塵可侵入肺淋巴管，引起淋巴液潴留、結(jié)締組織增生和肺組織壞死等。 共六十頁（c）引起粘膜損傷和呼吸道疾病。 塵埃是微生物的良好載體和庇護(hù)所，并可吸附(xf) NH3和H2S氣體。（4）標(biāo)準(zhǔn) TSP：場區(qū) 2mg/m3；豬舍 3mg/m3 ； 牛舍4mg/m3； 禽舍 8mg/m3 共六十頁（5）減少空氣中微粒的措施 a 牧場周圍種植防護(hù)林帶； b 場內(nèi)進(jìn)行綠化或種植牧草和飼料作物； c 改善飼養(yǎng)(syng)管理措施； d 合理組織通風(fēng)換氣。共六十頁2、空氣中的微生物（1）特點(diǎn) 數(shù)量相對較少，主要受環(huán)境條件影響，如濕度低、營養(yǎng)物質(zhì)少及紫外線照射等。 主要附著在塵埃和液滴上是微生物供氧及庇護(hù)所，同時也為傳染源。刮風(fēng)時微生物增多(zn du)，降雨、雪時減少。 其數(shù)量有上百、上千或上萬個/m3，可因天氣而異。共六十頁（2）空氣中的微生物分類(fn li)a、自然界空氣中的常見微生物 如芽胞桿菌屬、酵母菌屬、真菌