第四章空气中有害气体微粒和微生物

1、第四章 空气中的有害气体(qt)、微粒和微生物共六十页学习目的(md)要求掌握空气中有害气体的影响和危害，及如何防止这些危害。了解微粒和微生物对动物(dngw)影响和危害，掌握消除或减少空气中微粒和微生物的方法。共六十页第一节 空气中的有害气体一、大气的基本(jbn)组成1、大气的结构 地球表面包围着一层很厚的空气，通常称为大气，厚度大约1000公里，并伴随海拔的升高而逐渐变稀，整个大气分为三层。 共六十页（1）对流层 靠近地面，其厚度在赤道附近为1718公里(n l)，在两极附近为89公里，对流层中集中了大约95%的大气含量。一切天气现象和部分空气污染都发生在该层。（2） 平流层 该层由于强

2、烈的紫外线作用，使氧分子分解为氧原子，再合成为臭氧，因此形成臭氧层。（3）电离层 位于平流层之上，气体发生电离，呈现带电状态。共六十页2、大气的成分 大气是一种无色、无味、无臭的混合气体，其主要成分氮（占78.09 %）、氧（20.94 %）及惰性气体(duxng q t)，称为恒定组分；大气中的二氧化碳、水蒸气、臭氧等的含量随季节、气象要素和人们的生产活动而变化，故称之为可变组分。共六十页 可变组分：对地球环境质量(hun jn zh lin)的影响很明显。 如平流层中臭氧层的存在，能够保护地球上的生物避免强烈紫外线辐射的危害；二氧化碳能使大气平均温度升高，引起“温室效应”。 非洁净组分 自

3、然界物质循环中由地面进入大气或者由人类活动排放到大气中，造成环境污染。共六十页二、大气污染的原因 * 自然界的：森林火灾(huzi)、地震、火山爆发、各种矿藏产生微粒、硫化氢、硫氧化物、异常气体； *人为的：排放有毒有害气体、烟雾、氟化物、SO2、CO、氮氧化合物及甲烷等； *畜牧生产：氨、粪臭素、硫化氢、甲烷、吲哚。 共六十页三、大气中主要的有害气体1、氟化物（1）来源 工业生产是大气中氟化物的主要来源，如磷肥厂和铝厂，主要排放SiF4和HF。一座年产4-5万吨钙镁磷肥高炉，每小时(xiosh)排放含氟废气35000m3，含氟1.5g/m3，排氟量为50kg/h以上。共六十页（2）危害途径

4、大气中的氟可以进入土壤和水体，能够在植物和动物体内积聚、富集，并通过呼吸、饮水和采食对人畜造成危害。氟化物是一种累积性的慢性中毒过程。 根据世界卫生组织（WHO）报道(bodo)，全世界可分为富氟区和贫氟区。我国沿海一带大部属人为的富氟区。共六十页（3）危害 含氟的空气和微粒从呼吸道吸入后，对呼吸道黏膜有强烈的刺激作用； 经口腔摄入的含氟微粒，可经消化道吸收，迅速进入血液循环，大约有75%的氟可与血浆蛋白结合，蓄积在牙齿、骨骼及心脏、肺脏、脾脏和肾脏中； 氟在家畜体内可影响钙、磷代谢，过量的氟可与钙形成CaF2，引起血钙减少(jinsho)，骨骼变形；血钙的减少还可使甲状腺功能增中，抑制肾小管

5、对磷的吸收，使磷从尿中大量排出；共六十页 氟化钙影响牙齿(ych)的钙化，使牙齿(ych)钙化不全，釉质受损，发生牙齿(ych)变形； 氟中毒能损害中枢神经系统、内分泌系统心肝及心、肝、肾等，引起生物酶学改变；还可使机体的细胞免疫功能受到抑制。 氟化物对外周T-淋巴细胞的影响组别14d28d42d56d对照组73.170.976.478.5300mg/kg组74.264.041.534.3500mg/kg组80.562.740.633.0共六十页 如包钢附近的乡、村，自1968年来因大气中氟污染每年使大群家畜发生氟中毒，羊的发病率达100%，死亡率达60%；1975年在乌拉特前旗有适龄母畜35

6、.8万头，因氟中毒使20.7万头母畜空怀或流产，只有(zhyu)15.1万头产仔，存活10.4万头，繁殖成活率不到30%。 不同种类动物对氟的耐受性质不同，禽类的耐受性最强，其次为猪，反刍家畜最敏感。 （4）卫生标准 我国大气卫生标准规定，空气中氟的最高允许浓度为0.02mg/m3，日平均为 0.007mg/m3 。共六十页2、二氧化硫（1）性质 无色有刺激性气体，比重1.434，易溶于水，在水中形成亚硫酸。在潮湿、日光及空气微粒的催化下可氧化成三氧化硫，三氧化硫具有很强的吸湿性极易产生(chnshng)硫酸雾或硫酸雨。 酸雨指pH5.5的降水，能使水质酸化，导致湖泊的水生动植物受害。共六十页

7、2022/7/1914共六十页 目前我国酸雨地理分布主要(zhyo)集中在西南、中南、华东地区，由北向南逐渐增加，西南地区最为严重。 据统计，重庆市燃料煤中的含硫量特别高，平均为5%，使城区大气中SO2量大大增加。1994年1月5日重庆市黑雨（black rain）造成六个区，所有建筑物皆变灰黑色。共六十页2022/7/1916共六十页（2）危害 二氧化硫对家畜的主要危害在于其具有的强烈刺激性和腐蚀作用，主要作用于上呼吸道和眼结膜，在其上形成亚硫酸，造成局部炎症(ynzhng)。 牛对二氧化硫的反应最为敏感，浓度在30100 mg/L时，表现呼吸困难，口吐白沫，体温上升，尸体解剖时呈现严重的支

8、气管炎、肺水肿等。马和羊有较强的抵抗力，同种家畜中一般幼小家畜较为敏感。（3）卫生标准 我国大气卫生标准规定，二氧化硫的最高允许浓度为0.5g/m3，日平均浓度为 0.15g/m3 。共六十页2022/7/1918共六十页3、氮氧化物（1）来源 造成大气污染的NOx主要是NO和NO2。 氮氧化物主要来源于煤、石油及汽车燃料的燃烧和硝酸、氮肥、油类、染料等生产过程，以及交通车辆排放(pi fn)的尾气。主要成分为一氧化氮，其毒性并不大，但进入大气后氧化为二氧化氮，毒性提高4倍。 共六十页（2）危害 NO2难溶于水，对眼结膜的呼吸道粘膜的刺激性小，但较易进入肺泡和细支气管等呼吸道深部组织，并在其中

9、转化为亚硝酸和硝酸，对肺组织有刺激和腐蚀作用；亚硝酸进入血液后还可引起(ynq)高铁血红蛋白症和血管扩张，出现紫绀和呼吸困难。共六十页 NO2浓度较低，可引起慢性中毒。 主要表现为家畜呼吸道平滑肌收缩，呼吸阻力加大，鼻咽受到刺激，动脉氧分压降低(jingd)，胸闷，形成慢性支气管炎和肺水肿。 如浓度为0.5ppm，4h后肺泡受影响； 浓度为17ppm，10min即可发生呼吸困难，支气管痉挛，引起肺水肿。共六十页 NO2浓度(nngd)高，可引起急性中毒。 主要表现为剧烈咳嗽，呼吸困难，喉头水肿，支气管痉挛，肺部收缩，进而昏迷或因窒息死亡。 如浓度为60-150ppm，可出现上述症状； 200-

10、700ppm，短时间吸入则会剧烈咳嗽，急性中毒而死。 共六十页四、畜舍和畜牧场的有害气体1、来源 主要来自(li z)家畜呼吸、生产过程和有机物分解等时候产生了有害气体。 恶臭物质：NH3、H2S、甲基硫醇、吲哚等几种。 其它有害气体：CO2、挥发性脂肪酸等。 共六十页2、产生特点 （1）由于畜牧生产是一个连续过程，其废弃物产生多。 如粪便（feces），一头猪平均年产粪尿2.5吨，一个万头猪场每年至少产生粪便1.26万吨； 污水(w shu)（sewage），一个万头猪场日产污水100-300m3； 垫料（Litter）及畜禽尸体等。 共六十页（2）与天气、空气温湿度有关 天气晴朗供氧较多，

11、分解彻底，含C的物质转变为CO2，含N的物质转变为NO2。 阴天、潮湿(chosh)、供氧不足，有机物分解不彻底，产生NH3、H2S等，而且分解慢、有臭味，对人畜有直接影响，影响正常生理功能 。共六十页(3)舍内有害气体含量的多少还取决于家畜(jich)的饲养密度、畜舍地面结构、舍内通风换气状况、粪污清除和舍内管理水平等。共六十页3、几种主要有害气体（1）NH3a、性质 无色有刺激性臭味的气体，分子量17.03，对空气比重0.596，标准状态下，1mg NH3为1.316ml，极易溶于水呈碱性(jin xn)，形成NH4OH（氨水），0可溶9.07g/L水，20可溶899g/L水。 共六十页b

12、、来源 舍外大气中不含NH3，主要来自粪便尿、垫草、饲料等含N有机物分解产生，畜舍中的含量(hnling)与通风、清洁程度、饲养密度及饲养管理水平等有关。一般635ppm，多者达150ppm。 因氨主要产于地面，因此畜舍下部氨的浓度要高于上部。共六十页C、对畜禽的作用 首先，氨可被溶解于呼吸道和眼结膜上，产生碱性刺激（1% NH3溶液的pH 值为11.7），使粘膜(zhn m)发炎充血水肿，分泌物增多，重者造成眼灼伤，组织坏死，引起坏死性支气管炎，肺水肿充血，眼失明。 其次，由肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏其输氧能力，引起组织缺氧。 共六十页 第三、短时间和低浓度NH3 可由尿排出 2 N

13、H3 + CO2 CO（ NH2 ）2+ H2O 可以缓解，但长时间高浓度中毒则不易缓解，可直接刺激(cj)体组织，引起碱性化学性灼伤，并可引起中枢神经麻痹，中毒性肝病，心脏损伤等。 共六十页 第四，使抵抗力和免疫力降低 家畜在低浓度氨的长期作用下，机体的抵抗力明显减弱(jinru)，许多传染病病原菌，如结核杆菌、肺炎球菌、大肠杆菌等对家畜的感染过程极易出现。 如5mg/L的氨的长期作用，会使鸡的健康受到影响；20mg/L时，可引起角膜炎、结膜炎、新城疫发病率大大提高。共六十页 第五(d w)，降低生产力 200ppm NH3，能使猪增重降低17%，饲料利用率下降18%。 NH3浓度（ppm）

14、性成熟（达50%产蛋率的日龄）产蛋率%2326周3538周0158（22.5周）70.290.952.6172（24.5周）51.286.773.8177（25周）49.283.8氨浓度对鸡生产(shngchn)性能的影响共六十页 日本试验：20ppm的氨使6周龄鸡肺水肿； 50ppm氨使鸡对球虫病敏感； 100ppm 10周后，使星杂288鸡产蛋率由81%降为62%，将氨浓度降至20ppm，10周后，产蛋恢复由61%上升到81%。 美国(mi u)报道：氨对鸡新城疫（New eastle disease）有促进作用。 共六十页 氨的半中毒：又称称慢性中毒，指家畜在低浓度氨的长期作用下，体质变

15、弱，对某些疾病产生敏感，采食量、日增重(zn zhn)、生产力都下降。 鸡多见发生，常发生于寒冷的季节、厚垫草饲养的密闭鸡舍，空气中氨的浓度可达到75-100mg/L，鸡多半闭着眼，发生结膜炎、角膜炎、眼睑炎等，影响鸡的健康和生产性能； 在50 mg/L下，猪增重受阻，幼猪增重率减少12%，氨浓度为100-200mg/L，可引起猪咳嗽，丧失食欲，增重率减少30%。共六十页d、标准 我国无公害养殖标准中规定(gudng)氨的浓度是： 场区 5mg/m3； 猪舍 20mg/m3； 牛舍15mg/m3； 雏禽舍8ppm； 成禽舍12ppm。 共六十页2022/7/1936人的感觉： 10ppm不察觉

16、； 2030ppm感觉喉有刺激； 50ppm流泪、鼻塞(b si)； 70ppm眼强烈刺激、咳嗽； 100ppm眼泪、鼻涕增多。共六十页（2）H2Sa、性质(xngzh)和来源 无色、易挥发，有臭蛋味的气体，分子量34.09，对空气比重1.19，标准状态下，1mg H2S=0.6497ml，易挥发，易溶于水。 来源于含硫有机物分解：粪尿、垫草、饲料等含硫有机物的厌氧分解；其次是由消化道排出。 畜舍含量一般不超过10ppm，高时可超过此数。共六十页 硫化氢对金属有较强的腐蚀作用，尤其是在潮湿的条件下，金属器具及设施表面常因腐蚀而变色，可以此判断空气(kngq)中硫化氢的存在。 如空气中硫化氢含量

17、增加时，鸡舍内的铜制器具和电线因生成硫化铜而变成黑色；镀锌的笼具表面有白色硫化锌沉淀；白色油漆表面变成棕色甚至黑色。共六十页b、危害 主要(zhyo)危害是刺激粘膜，可与粘膜中的钠离子结合生成硫化钠，产生化学刺激与腐蚀作用，引起眼结膜炎，表现流泪、畏光等；同时引起鼻炎、气管炎、咽喉灼伤，以致肺水肿； 在血液中的硫化氢能和氧化型细胞色素氧化酶中三价铁结合，使酶失去活性，影响细胞的氧化过程，引起组织缺氧。共六十页 长期低浓度硫化氢的作用(zuyng)可使家畜植物性神经紊乱，体质变弱，抗病能力下降，易患胃肠疾病；高浓度可直接抑制呼吸中枢，引起窒息而死亡。 如猪在硫化氢浓度是20mg/L时，表现出畏光

18、、丧失食欲，神经质； 50-200mg/L的浓度可使猪突然呕吐，失去知觉，继而因呼吸中枢麻痹而死亡。共六十页（3）其它有害气体a、一氧化碳(yynghutn)（CO） 主要来源：含碳燃料的不完全燃烧； 主要危害：可与血红蛋白结合，减少了血细胞的携氧功能，还能抑制氧合血红蛋白的解离与释放，造成机体急性缺氧，中枢神经系统、呼吸系统、循环系统均出现病变。共六十页b、二氧化碳（CO2） 主要来源(liyun)：家畜的呼吸。 如1头体重100kg的育肥猪，每小时可呼出CO243L；一头体重为600kg、日产奶30kg的奶牛，每小时可呼出200L；1000只母鸡每小时可排出1700L。 换气良好的畜舍，舍

19、内CO2含量也会比大气高出50%；换气不良则要高出10倍以上。共六十页 危害：本身无毒，主要可引起缺氧，若长期缺氧，可引起机体生产力下降，体质变弱，对疾病的抵抗力变弱。 猪在CO2浓度为2%时，无明显症状；4%时呼吸变深变快；10%出现昏迷；20%出现死亡。 主要卫生学意义：表明了畜舍通风状况(zhungkung)的空气的污浊程度，常用作监测空气污染的可靠性指标。共六十页4、消除畜舍中有害气体的措施（1）畜牧场场址选择和场地规划、建筑物布局；（2）及时清除粪尿污物；（3）注意(zh y)畜舍的防潮；（4）合理组织通风换气（5）铺加垫料，可吸收有害气体；（6）采用吸收剂（除臭剂），如用过磷酸钙。

20、共六十页第二节、空气中的微粒和微生物1、空气中的微粒（1）分类(fn li)和来源 包括空气中的固态或液态的微粒。可分为尘（粒径大于1m的固态微粒）、烟（粒径小于1m的固态微粒）和雾（液态微粒）三种。10 m称为降尘（空气中停留49小时(xiosh)）10 m称为飘尘（空气中停留1998天） 单位：粒数/cm3或粒/m3或g/m3 尘共六十页空气(kngq)中微粒的来源土壤 如地面扬起(yn q)的尘土等；工、农业生产 如排放的烟尘、耕地等；交通运输 如排放的尾气等；居民生活 如炊烟、油烟等；自然界 如火山爆发、森林火灾等：特点：无机尘占2/33/4共六十页畜禽舍内微尘来源： （1）由舍外进入

21、； （2） 饲养管理活动产生。特点： （1）有机尘占比例(bl)高，占50%或更高； （2）5m居多，含量在103106粒/m3。 共六十页 根据测定：一年产1.2万头猪场，每小时由猪舍排出的尘埃可达2kg，一个年产40万只的养禽厂，每小时可排出29.8kg粉尘。 鸡、猪舍内微粒的主要来源是由于利用低质量的颗粒饲料、散撒饲料或干粉料造成的。 通过(tnggu)对蛋鸡舍内微粒样品分析，发现钙含量最高，这与蛋鸡料中钙含量呈正相关。共六十页（2）评价(pngji)指标1、总悬浮(xunf)颗粒物（TSP） 粒径0.1100 m2、可吸入颗粒物 （PM10） 粒径 10m）被鼻腔阻留；飘尘（ 10m）

22、可进入肺深部，其中粒径5m 可以到达支气管，5m可到达细支缺管和肺泡。共六十页 （a）导致炎症 可引起鼻、咽、气管(qgun)、支气管(qgun)和肺部的炎症，据调查37%的猪肺炎发生在含尘高的猪舍。 （b）导致尘肺病 微尘可侵入肺淋巴管，引起淋巴液潴留、结缔组织增生和肺组织坏死等。 共六十页（c）引起粘膜损伤和呼吸道疾病。 尘埃是微生物的良好载体和庇护所，并可吸附(xf) NH3和H2S气体。（4）标准 TSP：场区 2mg/m3；猪舍 3mg/m3 ； 牛舍4mg/m3； 禽舍 8mg/m3 共六十页（5）减少空气中微粒的措施 a 牧场周围种植防护林带； b 场内进行绿化或种植牧草和饲料作物； c 改善饲养(syng)管理措施； d 合理组织通风换气。共六十页2、空气中的微生物（1）特点 数量相对较少，主要受环境条件影响，如湿度低、营养物质少及紫外线照射等。 主要附着在尘埃和液滴上是微生物供氧及庇护所，同时也为传染源。刮风时微生物增多(zn du)，降雨、雪时减少。 其数量有上百、上千或上万个/m3，可因天气而异。共六十页（2）空气中的微生物分类(fn li)a、自然界空气中的常见微生物 如芽胞杆菌属、酵母菌属、真菌