冬季不同类型猪舍内颗粒物与微生物气溶胶浓度分布规律研究

DistributionofparticulatematterandmicrobialaerosolconcentrationindifferenttypesofpighousesinwinterHUANGKai1,TANGQian1,SHENDan1,DAIPeng-yuan1,LIUJun-ze1,LIYan-sen1,2,LIChun-mei1,2*（1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China;2.NationalExperimentalTeachingDemonstrationCenterofAnimalScience,Nanjing210095,China）Abstract：Thisstudyaimstoinvestigatethecharacteristicsofparticulatematterandmicrobialaerosolsindifferenttypesofpighousestoprovidebasicdatatoimproveairqualityinlarge-scalepighouses.ATSIdustmonitorwasusedtomonitortheconcentrationofdifferentsizesofparticles（TSP,PM10,PM4,PM2.5andPM1）.Simultaneously,aZYK-6six-stagesievepercussionmicrobialsamplerwasusedtosam⁃plemicrobialaerosolsinthreedifferenttypesofpighouses,whichareagestationalhouse,adeliveryroomandanurseryhouse.Themoni⁃toringandsamplingheightwas0.8mawayfromtheground,andexperimentswereconducted7timesaday（3：00,7：00,9：00,11：00,15：00,17：00and22：00）for3consecutivedays.Inthegestationalhouse,theaverageconcentrationsofTSP,PM10,PM4,PM2.5andPM1were1.734,0.760,0.313,0.270mg·m-3and0.249mg·m-3,respectively.Thebacterialaerosolconcentrationwas6800~25600cfu·m-3,2019，38（7）:1616-16232019年7月农业环境科学学报JournalofAgro⁃EnvironmentScience黄凯，唐倩，沈丹，等.冬季不同类型猪舍内颗粒物与微生物气溶胶浓度分布规律研究[J].农业环境科学学报,2019,38（7）：1616-1623.HUANGKai,TANGQian,SHENDan,etal.Distributionofparticulatematterandmicrobialaerosolconcentrationindifferenttypesofpighousesinwinter[J].JournalofAgro-EnvironmentScience,2019,38（7）:1616-1623.冬季不同类型猪舍内颗粒物与微生物气溶胶浓度分布规律研究黄凯1，唐倩1，沈丹1，戴鹏远1，刘俊泽1，李延森1，2，李春梅1，2*（1.南京农业大学动物科技学院，南京210095；2.动物科学类国家级实验教学示范中心，南京210095）收稿日期：2018-11-26录用日期：2019-02-22作者简介：黄凯（1992—），男，山东临沂人，硕士研究生，从事畜禽舍环境卫生研究。E-mail：[e-mail]*通信作者：李春梅E-mail：[e-mail]基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFD0500505）；国家自然科学基金项目（31772648）；江苏省研究生科研与实践创新计划项目（SJCX18_0239）Projectsupported：TheNationalKeyResearchandDevelopmentProgram（2016YFD0500505）；TheNationalNaturalScienceFoundationofChina（31772648）；PostgraduateResearch＆PracticeInnovationProgramofJiangsuProvince（SJCX18_0239）摘要：本研究旨在探究冬季不同类型猪舍内颗粒物与微生物气溶胶的污染特征，为改善规模化猪舍内空气质量提供基础数据。采用TSI粉尘监测仪和ZYK-6型六级筛孔撞击式微生物采样器，对妊娠舍、分娩舍和保育舍三种类型猪舍内的不同粒径颗粒物（TSP、PM10、PM4、PM2.5和PM1）浓度以及微生物气溶胶进行监测和采样。监测和采样高度均设为距离地面0.8m处，每日监测7次（3：00、7：00、9：00、11：00、15：00、17：00和22：00），连续监测3d。结果显示：妊娠舍内TSP、PM10、PM4、PM2.5和PM1平均质量浓度分别为1.734、0.760、0.313、0.270mg·m-3和0.249mg·m-3，细菌气溶胶浓度范围6800~25600cfu·m-3，真菌气溶胶浓度范围为170~870cfu·m-3；分娩舍内TSP、PM10、PM4、PM2.5和PM1平均质量浓度分别为3.102、1.385、0.492、0.408mg·m-3和0.369mg·m-3，细菌气溶胶浓度范围为4100~22100cfu·m-3，真菌气溶胶浓度范围为440~2480cfu·m-3；保育舍内TSP、PM10、PM4、PM2.5和PM1平均质量浓度分别为1.284、0.572、0.271、0.245mg·m-3和0.230mg·m-3，细菌气溶胶浓度范围为2120~6850cfu·m-3，真菌气溶胶浓度范围为160~1110cfu·m-3。三种猪舍内细菌气溶胶浓度比较发现，妊娠舍最高，其次是分娩舍，保育舍最低；真菌气溶胶主要分布在粒径小于3.3μm的范围内。颗粒物与微生物气溶胶的相关性关系分析发现，真菌气溶胶和粒径小于1.1μm的细菌气溶胶可能是以孢子或者菌丝的形式独立漂浮于空气中。关键词：猪舍；颗粒物；细菌气溶胶；真菌气溶胶中图分类号：X513文献标志码：A文章编号：1672-2043（2019）07-1616-08doi:10.11654/jaes.2018-1471黄凯，等：冬季不同类型猪舍内颗粒物与微生物气溶胶浓度分布规律研究2019年7月畜禽生产过程中可产生大量悬浮颗粒物、有害气体、氮氧化物以及微生物等空气污染物[1]，这不仅严重危害舍内工作人员和动物的健康[2]，还可污染周围大气环境。畜禽养殖场已成为大气环境中细颗粒物（PM2.5和PM1，空气动力学直径分别≤2.5μm和≤1μm）和可吸入颗粒物（PM10和PM4，空气动力学直径分别≤10μm和≤4μm）的重要贡献源之一[3]。悬浮在空气中的微生物气溶胶和细颗粒物，在空气中停留时间长、传播距离远，可随着空气的流动而扩散，这些悬浮的微生物气溶胶和细颗粒物易携带各种微生物细菌或者病毒，一旦被吸入动物体，将对动物健康产生极大的危害[4-5]。微生物气溶胶广泛存在于自然界中，其中包括细菌、病毒、支原体、衣原体、立克次氏体等微生物颗粒，全球每年由微生物气溶胶引起的呼吸道感染及相关并发症位居首位[6]。畜禽舍内微生物气溶胶的来源包括动物脱落的毛发、皮肤分泌物、饲料、垫料以及尘土等[7]。研究发现，鸡采用新城疫病毒气溶胶感染所需的病毒量仅是通过消化道感染所需量的1/200[8]；只要1~2个结核杆菌进入猪肺部就足以引起肺结核[9]。病原微生物气溶胶粒径≥6μm的粒子通常只停留在上呼吸道内，而粒径2.5μm的粒子可进入下呼吸道甚至进入肺泡并沉积[10]，可导致畜禽发生气管炎、支气管炎或肺炎。封闭式猪舍环境中气载需氧菌含量高，每日约有4.0×105cfu和4.9×106cfu气载需氧菌可分别进入人和猪的小支气管或直接侵入肺泡，从而对人和猪的健康构成潜在威胁[11]。微生物气溶胶可引发动物传染病、过敏性疾病和中毒等至少三种类型的动物疾病[12-13]。有研究发现，空气中微生物气溶胶的浓度与大气中总悬浮颗粒物（TSP，空气动力学直径≤100μm）浓度具有相关性[14-15]。但是，目前针对不同类型猪舍内颗粒物与微生物气溶胶浓度以及两者相关性的研究较少，因此，本文选取规模化养猪场中的三种主要类型猪舍（妊娠舍、分娩舍和保育舍）作为研究对象，探究不同类型猪舍内颗粒物和微生物气溶胶浓度以及两者之间的相关性。1材料与方法1.1监测猪舍基本情况本研究于2018年1月17日—31日对江苏省淮安市某种猪场的保育舍、分娩舍和妊娠舍三种类型猪舍进行了监测。保育舍、分娩舍和妊娠舍均为半封闭式构造，机械通风与自然通风相结合，冬季供暖采用暖风炉加风带，暖风炉放置于室外，风带位于中间走道，南北两面墙上有窗户，西面墙上装有大风机，东面墙上装有湿帘。保育舍呈东西走向，长24m，宽9m，高2.5m，面积为216m2，舍内纵向排列2个饲养区域，二列三个走道，共24个饲养单元，每单元饲养15~18头猪，共饲养400头4周龄左右的保育猪。分娩舍长30m，宽15m，高2m，面积为450m2，舍内共有4个饲养区域，四列五个走道，共有40个饲养单元，每单元饲养1头分娩母猪和10~14头15日龄左右哺乳仔猪。妊娠舍呈东西走向，长50m，宽16m，高2m，面积为800m2，舍内纵向排列4个饲养区域，四列五个走道，每列共有68个限位栏，共272个限位栏，舍内共饲养妊娠母猪250头左右。1.2猪舍日常饲养管理妊娠舍内热风炉自动控温。饲养员每日7：00喂料1次并检查猪群状况，上午9：00清理1次粪便。妊娠舍内母猪饲喂采用自动料筒饲喂颗粒饲料。分娩舍内保温灯全天开放，热风炉自动控温。饲养员每日7：00、15：00、17：30饲喂3次并检查猪群状况，上午9：00和下午17：00清理2次粪便，15：00进行疾病预防等工作。分娩舍内母猪饲喂粉状饲料，每日根据哺乳母猪饲喂情况人工适量添加。andthefungalaerosolconcentrationwas170~870cfu·m-3.TheaveragemassconcentrationsofTSP,PM10,PM4,PM2.5andPM1inthedeliv⁃eryhousewere3.102,1.385,0.492,0.408mg·m-3and0.369mg·m-3,respectively.Furthermore,thebacterialaerosolconcentrationwas4100~22100cfu·m-3andthefungalaerosolconcentrationwas440~2480cfu·m-3.Inthenurseryhouse,theaverageconcentrationsofTSP,PM10,PM4,PM2.5andPM1were1.284,0.572,0.271,0.245mg·m-3and0.230mg·m-3,respectively.Thebacterialaerosolconcentrationwas2120~6850cfu·m-3andthefungalaerosolconcentrationwas160~1110cfu·m-3.Ourfindingsshowthatthebacterialaerosolconcentrationinthegestationalhouse,deliver