猪舍地面类型对舍内氨气浓度的影响.doc

河河 南南 科科 技技 大大 学学 毕毕 业业 论论 文文 猪舍地面类型与舍内粪污处理方式对舍内 NH3浓度的影响 EFFECT OF FLOOR TYPE AND WASTE TREATMENT TYPE ON NH3 CONCENTRATION IN PIG HOUSE 姓 名 郑杰 院 系 动物科技学院 专 业 动物科学 指导教师 赵芙蓉教授 2011 年 6 月 1 日 毕毕 业业 设设 计 计 论论 文文 任 任 务务 书书 指导教师填表 填表时间 2010 年 1 月 10 日 学生姓名郑 杰 专业 班级 动物科学 07 级 指导 教师 赵芙蓉 课题 类型 论文 设计 论文 题目猪舍地面类型与舍内粪污处理方式对舍内 NH3浓度的影响 主要研 究内容 畜禽生产排放的 NH3等臭气已成为主要的空气污染问题之一 影 响 NH3排放的因素很多 本课题旨在探讨舍内地面类型与粪污处理方 式对 NH3排放的影响 为养猪清洁生产及可持续发展提供理论与技术 基础 主要技 术指标 或研究 目标 通过测定不同设施猪舍内空气 NH3浓度 分析比较猪舍地面类型 舍内粪污贮藏与清理系统对猪舍 NH3排放及其扩散的影响 撰写论文 字数达到 10000 字以上 中文摘要不少于 400 字 参考文献不少于 20 篇 并有 10000 英文字符相关专业的英译汉文章 进度计划 2011 年 1 月 查找资料 2011 年 2 月 撰写开题报告 2011 年 3 5 月上旬 试验研究 统计分析试验数据 2011 年 5 月中下旬 撰写论文 2011 年 6 月初 论文答辩 主要参 考文献 1 Michiel R J Doorn David F Natschke Pieter C Meeuwissen et al Review of emission factors and methodologies to estimate ammonia emissions from animal waste handling EPA 600 R 02 017 April 2002 2 汪开英 代小蓉 李震宇 等 不同地面结构的育肥猪舍NH3排放系 数 J 农业机械学报 2010 41 1 163 166 教研室主任签字 年 月 日 猪舍地面类型与舍内粪污处理方式对舍内猪舍地面类型与舍内粪污处理方式对舍内NH3浓度的影响浓度的影响 摘摘 要要 为探讨不同地面类型及粪污处理方式对猪舍内的 NH3浓度的影响 本试验 选择生产实践中常见的 3 种地面类型与粪污处理方式 第 1 种水泥地面及干清 粪粪污处理方式 设为 A 组 第 2 种为漏缝地板及水冲式粪污处理方式 B 组 第种为发酵床 C 组 测定与分析 3 种地面类型与粪污处理方式猪舍内 的 NH3浓度的变化 各组饲养管理相同 试验期为 5 周 试验结果表明 发酵床猪舍内的 NH3浓度极显著低于水泥地面干清粪和漏 风地面水冲粪舍内的 NH3浓度 P 0 01 各组舍内 NH3浓度日变化也存在差 异 在中午 12 00 12 30 漏缝地板干清粪舍内 NH3浓度显著低于水泥地面水 冲粪舍内 NH3浓度 P0 05 日平均值 NH3浓度相比较 漏缝地板干清粪舍内 NH3 浓度显著低于水泥地面水冲粪舍内 NH3浓度 P 0 05 因此 发酵床舍内 NH3浓度显著低于水泥地面干清粪和漏缝地面水冲粪舍内 NH3的浓度 漏缝地 板水冲粪舍内 NH3浓度低于水泥地面水冲粪 传统的水泥地面干清粪舍内浓度 最高 关键词 猪舍 NH3 发酵床 水泥地面干清粪 漏缝地板水冲粪 GROUND PIG WASTE TREATMENT TYPE AND DISCOUNTED WAY HIRES NH3 CONCENTRATION ABSTRACT In order to explore the Influence of surface types and manure treatments to the ammonia concentration inside the pig house three different most frequent groups in production practice were chosen in this test Firstly concrete floor and dry manure treatments group A Secondly slatted floor and flush manure treatments group B Thirdly the fermentation bed group C In the test the feeding and management were same and the experimental time lasted five weeks Experimental results show that the ammonia concentration of fermentation bed was dramatically lower than the other two groups in the pig house P 0 01 There also exit diurnal variation of ammonia concentration At noon 12 00 12 30 ammonia concentration of slatted floor and flush manure treatments was dramatically lower than concrete floor and dry manure treatments P0 05 By comparing the average daily ammonia concentration the ammonia concentration of slatted floor and dry wasatte trement methods is dramatically lower than concretee floor and flush manure treatments P 0 05 So the ammonia concentration of the fermentation bed is dramatically than concrete floor and dry manure treatments slatted floor and flush manure treatments The ammonia concentration of slatted floor and flush manure treatments is dramatically lower than flush manure treatments The ammonia concentration of the traditional concrete floor dry manure treatments is hight KEY WORDS pig ammonia fermentation bed concrete floors dry conservancy water will leak fecal sewing floor 目目 录录 1 前言 1 1 1 猪舍内 NH3的主要来源 1 1 2 NH3的理化性质 1 1 3 NH3的主要危害 1 1 3 1 降低猪的生产性能 1 1 3 2 降低猪的抵抗能力 1 1 3 3 诱发疾病 1 1 3 4 影响疫苗效果 2 1 3 5 NH3对人体的危害 2 1 3 6 NH3对自然环境的危害 2 1 4 猪舍内环境氨产生的机理 3 1 5 猪场影响 NH3排放的因素 3 1 5 1 畜舍结构 3 1 5 2 清粪和管理模式 4 1 5 3 猪舍内温度和通风量 4 1 5 4 生长阶段 4 1 6 影响舍内 NH3浓度的因素 5 1 7 研究的目的与意义 5 1 7 1 研究的目的 5 1 7 2 研究的意义 5 2 试验设计与方法 6 2 1 试验的时间与地点 6 2 2 试验分组和时间 6 2 3 试验主要仪器 6 2 3 试验猪舍与猪舍日常管理 6 2 4 舍内空气指标测定及方法 7 2 5 数据处理 8 3 试验结果与分析 8 3 1 不同地面类型及粪污处理猪舍内空气指标的日变化 8 3 2 不同地面类型及粪污处理猪舍内空气指标的整体变化 10 3 3 试验期间猪舍内 NH3的比较 10 4 讨论 11 4 1 地面类型及粪污处理方式对猪舍内 NH3浓度的影响 11 5 结论 12 参考文献 13 致 谢 15 外文资料译文 16 来自地板下深基坑猪粪的氨气 硫化氢 二氧化碳 16 外文资料原文 24 1 1 前言 我国是世界上生猪生产大国 生猪养殖业在我国畜牧业占有重要地位 畜 牧生产规模化 集约化程度的不断提高 据统计 2008年 我国畜禽肉类总产 量达到7279万吨 占世界总产量的29 成为世界上最大的肉类生产国 其中 猪肉年产量高达4620 5万吨 占我国肉类总产量的63 5 世界总产量的46 1 畜禽及其废弃物所产生的NH3日趋增多 有资料表明 动物排放出的NH3占全球 总量的50 美国约80 2 欧洲达到90 3 一个年产10万头的猪场 每小 时向大气中排放159公斤的NH3 4 它不但影响了人类正常的生产和生活 而且 危害畜禽的健康 降低生产性能 在我国大力提倡建设 两型社会 的今天 如 何如何减轻 消除畜牧场有害气体的排放对于保证畜牧业可持续发展具有重大 意义 通过采用科学合理的饲料配方 先进的清粪工艺和饲养管理技术 大幅 度降低污染物产生量 5 畜牧学家也为此做了大量的研究 在畜舍内加大通风 换气 喷洒消毒等方法减少有害气体含量 在饲料中加入微益生菌制 6 微生 态制剂 7 沸石等 8 猪舍空气变得相对洁净 达到与通风换气同样的效果 改 善了猪舍空气环境质量 1 1 猪舍内 NH3的主要来源 一种是胃肠道内的氨 来源于粪尿 肠胃消化物等 另一种是舍内环境氨 是通过堆积的粪尿 饲料残渣和垫草等有机物腐败分解而产生的 在垫料潮湿 酸碱度适宜和温度高 粪便多而有相当空气的情况下 NH3产生更快 畜禽舍 中 NH3的含量取决于舍内温度 饲养密度 通风情况 地面结构 饲养管理水 平 粪污清除等 1 2 NH3的理化性质 NH3是一种无色且具有强烈刺激性臭味的气体 比空气轻 NH3在 20 水 中溶解度 34 25 时 在无水乙醇中溶解度 10 在甲醇中溶解度 16 溶 于氯仿 乙醚 它是许多元素和化合物的良好溶剂 水溶液呈碱性 0 1 浓度 的水溶液 PH 值为 11 1 液态氨将侵蚀某些塑料制品 橡胶和涂层 遇热 明 火 难以点燃而危险性较低 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃 1 烧和爆炸 如有油类或其它可燃性物质存在 则危险性更高 与硫酸或其它强 无机酸反应放热 混合物可达到沸腾 不能与下列物质共存 乙醛 丙烯醛 硼 卤素 环氧乙烷 次氯酸 硝酸 汞 氯化银 硫 锑 双氧水等 1 3 NH3的主要危害 NH3是一种刺激性气味的气体 它对黏膜产生刺激从而引发各种炎症 氨 对动物造成的影响与其浓度和动物种类有关 一般反刍动物对氨的承受能力比 单胃动物强 1 3 1 降低猪的生产性能 氨能引起黏膜细胞快速生长和代谢 这就会造成氧和能量的需要增高 同 时氨的解毒过程是一个高度耗能的过程 因此动物用于生长和生产的能量就相 应减少 从而影响动物的生长性能NH3浓度达到一定数值明显影响猪的生产性 能 日增重随着按其浓度的升高而下降 料重比则随着NH3浓度的升高而升高 同时可以诱发其他疾病 幼猪生活环境的空气中含50ppm的NH3 其增重会下降 12 含100ppm的NH3则下降30 9 1 3 2 降低猪的抵抗能力 猪舍内的NH3通过呼吸道吸入后 经肺泡进入血液 与血红蛋白结合 使 血红素变为正铁血红素 降低血红蛋白的携氧能力 血液碱储和血红素的氧化 性能 从而出现贫血和组织缺氧 降低机体对疾病的抵抗力 1 3 3 诱发疾病 NH3是公认的应激源 是动物圈舍内最有害的气体之一 氨的水溶液呈碱 性 对黏膜有刺激性 严重时可发生碱灼伤 故可引起眼睛流泪 灼痛 角膜 和结膜发炎 视觉障碍 NH3进入呼吸道可引起咳嗽 气管炎和支气管炎 肺 水肿 出血 呼吸困难 窒息等症状 甚至坏死 造成呼吸机能紊乱 此外氨 溶解到呼吸道黏膜的粘液中 使粘液的pH值向碱性转化 纤毛丧失活动功能 增加由空气传播疾病的易感性 2 1 3 4 影响疫苗效果 多经滴鼻 点眼和喷雾许等途径进行免疫接种的疫苗都是首先侵入呼吸道 上皮细胞 刺激机体产生免疫应答 当NH3浓度过高时能够损坏该类细胞的作 用 此外 畜舍内高浓度NH3还能增加疫苗接种反应 出现呼吸道症状 1 3 5 NH3对人体的危害 氨是一种碱性物质 它对所接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用 可以吸 收皮肤组织中的水分 使组织蛋白变性 并使组织脂肪皂化 破坏细胞膜结构 浓度过高时除腐蚀作用外 还可通过三叉神经末梢的反向作用而引起心脏停搏 和呼吸停止 氨通常以气体形式吸入人体进入肺泡内 氨被吸入肺后容易通过 肺泡进入血液 与血红蛋白结合 破坏运氧功能 氨的溶解度极高 所以主要 对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用 减弱人体对疾病的抵抗力 少部 分氨为二氧化碳所中和 余下少量的氨被吸收至血液可随汗液 尿或呼吸道排 出体外 部分人长期接触氨可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症状 短期 内吸入大量NH3后可出现流泪 咽痛 声音嘶哑 咳嗽 痰带血丝 胸闷 呼 吸困难 可伴有头晕 头痛 恶心 呕吐 乏力等症状 严重者可发生肺水肿 成人呼吸窘迫综合症 同时可能发生呼吸道刺激症状 所以碱性物质对组织的 损害比酸性物质深而且严重 美国研究者指出 30 的养殖场工人患有慢性支 气管炎 职业性哮喘等呼吸系统疾病 而60 的养殖场工人健康受到空气污染 物的影响 10 1 3 6 NH3对自然环境的危害 氨是氮氢化合物 在空气中与酸性物质反应生成硫酸铵 硝酸铵 氯化铵 等 在荷兰 这些盐类物质已经被确认为导致土壤酸化的主要原因 因为氨经 过硝化菌的作用会释放出两个H 进入土壤 过量流失的氮会进一步造成表面 水和土壤的超营养化 超营养作用会影响生态系统的多样性 其中最敏感的是 水生态系统 直接的表现就是水生物种下降 同样 一些敏感的植物 会因为 过度使用氨沉积的肥料而遭到破坏 NH3作为畜禽场排放的主要污染气体之一 对大气质量产生直接的影响 NH3排放到空气中后一部分形成酸雨 一部分水 解后以硝酸盐的形式沉积于土壤或地表 地下水中 造成严重的大气 水体 土壤污染 由NH3引起的酸雨降水量已经比较严重 如荷兰1989年的酸雨降水 有45 是来自NH3 而挥发的NH3随着降雨沉积于水体或土壤中 将会造成植物 3 的富营养化或改变生态结构 从而对生物多样性产生一定影响 NH3在大气中 的挥发 转移和沉降等一系列的时空变化是大范围 跨区域的 西欧的很多国 家和地区氨的沉降都已超过了允许值 1 4 猪舍内环境氨产生的机理 舍内环境氨 是通过堆积的粪尿 饲料残渣和垫草等有机物腐败分解而产 生的 在垫料潮湿 酸碱度适宜和温度高 粪便多而有相当空气的情况下 NH3产生更快 畜禽舍中 NH3的含量取决于舍内温度 饲养密度 通风情况 地面结构 饲养管理水平 粪污清除等 由于氨是高度溶于水的 所以在高湿 空气中氨的浓度相对较高 1 5 猪场影响 NH3排放的因素 猪舍中的 NH3排放率取决于猪舍结构 粪便管理 猪喂养的饲料中氮的含 量和粪便中氮的含量及环境条件 11 1 5 1 畜舍结构 畜舍结构对氮的转化和氮损失有很大的影响 欧美国家猪舍多为全缝隙或 半缝隙地面 并设有储粪坑 猪排泄的粪尿通过漏缝落入储粪坑内 漏缝地板 的面积影响 NH3的散发 猪舍内减少漏缝面积和储粪坑挥发表面积可以减少 NH3的挥发 如将地面 50 漏缝面积降到 25 NH3排放量可下降 20 12 此 外 增加储粪坑的深度可以减少粪便暴露的表面积 粪便的表面积越小 表面 的气流对 NH3排放影响也就越小 从而减少 NH3的排放 13 在我国 规模化养殖场育成育肥猪舍以半缝隙地面居多 而养殖小区 散 户多以水泥 泥砖地面为主 有关垫料猪舍NH3的排放国外也进行了相关研 Jeppsson 14 对4种使用不同的垫草 长稻草 短稻草 混有海藻和植物油的短稻草 60 泥煤 40 长稻草 的牛舍内NH3排放量进行了测量 结果显示 与长稻草 相比 使用60 泥煤 40 长稻草的混合物作为垫草的舍内 NH3的排放率大约 减少57 Groenestein等 15 对比锯末垫草生产系统和传统漏缝地板生产系统发 现前者可以使NH3的排放量减少50 以上 Nicks等 16 对使用稻草和锯末作为垫 料的断奶仔猪舍内有害气体进行比较 结果显示 稻草垫料猪舍中NH3排放量 比锯末垫料舍多2 6倍 4 1 5 2 清粪和管理模式 存积在猪舍内粪 尿是舍内NH3释放的最主要来源 及时的清理可显著降 低舍内NH3的浓度 Aamink等 12 认为把漏缝地板和水冲清粪的斜坡地面相结合 每天多次冲水 可以减少30 的NH3排放量 Hartung和Phillips 13 表示相对于漏 缝地板来说 不断的用水冲洗粪沟 可以减少NH3排放量 70 TheovaI emPen 17 报道 猪舍设有4 的坡度使尿液直接排出舍外 每 天清理粪便一次 可减少65 80 的NH3排放量 垫料猪舍NH3排放量与垫料 管理有较大关系 Nicks等 16 研究表明 添加新的垫料可以使NH3浓度降低 50 并持续12到24小时 1 5 3 猪舍内温度和通风量 温度是影响畜禽舍NH3排放的重要因素之一 一方面温度升高直接影响NH3 挥发 另一方面 温度变化导致其它环境参数 如湿度 风速 动物行为等 改 变从而间接影响NH3排放 Aamink等 12 研究发现温度升高1 NH3排放量增加 6 7 舍内通风量影响NH3排放的速度 舍内通风率从2次每小时增加到7次 每小时 漏缝地板下粪浆NH3排放量将增加2倍 12 Ni和Heber 17 研究了机械通 风育肥猪舍 猪舍地面下设有面积为800平方米 深2 4米的集粪坑 温度和通风速 率对NH3等空气污染物排放影响 结果表明 加热可以迅速提高集粪坑和猪舍 内的NH3浓度和释放速率 加热前后 温度升高约8 小时排放速率分别为94g h 和167g h 而加热结束后 温度较加热时下降9 5 的一小时内的排放速率下降至 68g h 同时 高的通风速率引起NH3的高排放 通风速率为9600立方米每小时 时的NH3排放率是通风速率21000立方米每小时的58 虽然降低通风量可以减 少NH3 排放量 但是却使舍内空气温度上升 而空气温度的升高也会导致NH3 排放量的增加 因此 最佳的空气温度和通风的管理能减少氮损失 提高动物 生产率 1 5 4 生长阶段 猪舍内的NH3排放量与动物生产阶段相关 随着动物体重的增长 排泄量 加大 单位时间内在舍内的粪便蓄积量增多 这是影响NH3排放量的主要因素 此外 不同生长阶段猪活动量也有影响 Hayes等 18 研究表明 保育猪 仔猪 育肥猪舍内NH3浓度平均值分别为5 25ppm 8 15ppm 13 0ppm 排放速率分别 为1 4g d pig 2 85 g d pig 10 0 g d pig Groot Koerkamp等 19 表示 英国 5 缝隙地面的仔猪 育肥猪舍内排放系数分别为25 1g d AU 62 2 g d AU 丹 麦2种猪舍内的排放系数为37 5 g d AU 61 6 g d AU 德国为15 6 g d AU 57 6 g d AU 对比发现 NH3排放系数与体重成正相关 1 6 影响舍内 NH3浓度的因素 欧洲在上世纪80年代末就启动了大量关于畜禽养殖业带来的空气污染的研 究工作和减排计划 为减轻酸化 富营养化和地表臭氧 欧盟于1999年制定了 哥特协议 提出欧盟在2010年NH3排放量将比1990年减少17 在荷兰 荷兰 政府对畜牧业NH3排放制定了减排目标 即到2010年荷兰畜牧业的NH3排放量 要比1985年减少80 20 代小蓉等 26 研究了舍内不同地地面结构的NH3排放系数 得出发酵床猪 舍内空气质量好 Ni J Q等 18 对猪舍深基坑猪粪排放三中有害气体 氨气 二氧化硫 二氧化碳 的研究 得出 舍内通风 温度 生长阶段 粪污处理 方式对舍内NH3排放都有影响 我国也越来越重视畜牧生产中的NH3污染 生物环保和动物福利等问题 有些国家甚至还对舍内NH3的含量进行法律规定 在我国大力提倡建设 两型社 会 的今天 猪舍内NH3浓度问题成为重中之重 我国传统养殖的弊端一点点浮 现 养殖新技术的推广已广泛扩散 因此对这些影响因子的研究就显得尤为重 要 这是养殖业发展的趋势 1 7 研究的目的与意义 1 7 1 研究的目的 对于猪舍地面类型与舍内粪污处理方式对舍内 NH3浓度的影响进行研究 方法是对不同地面类型的猪舍内外的 NH3浓度进行测定 同时使用 SPSS 软件 统计分析所得数据 确定不同地面结构与舍内粪污处理方式的育肥猪舍 NH3 的 排放量 1 7 2 研究的意义 随着畜牧生产规模化 集约化程度的不断提高 畜禽及其废弃物所产生的 NH3日趋增多 我国巨大的养殖业规模使得每年产生畜禽粪便26亿吨 是世界 上农业废弃物产出量最大的国家 畜禽场产生的污染问题已受到我国广大研究 6 者及政府部门的重视 在2007年启动了全国面源污染普查工作 将畜牧业污染 列入了重点普查项 主要包括畜禽粪 尿 养殖污水等的产排污系数测算 但 未涉及空气污染的调查 畜禽场污染物的排放发生在畜禽生产的各个阶段 不 仅引起水体 土壤污染 还导致严重的空气污染 21 大量的NH3排放它 不但 影响了人类正常的生产和生活 而且危害畜禽的健康 降低生产性能 据测美 国有近50 的污染物为NH3的衍生物硫酸铵 22 易引发慢性支气管炎 高早产 死亡率 哮喘疾病等 由NH3等组成的空气污染物质在大气中可以存在几小时 甚至几天 对大气的污染半径可达1 5 5 0公里 并随着空气流动向周围扩散几 百公里 23 由此可见 养殖业产生NH3的排放和扩散已经成为一个全球性关注 的环境问题 在我国大力提倡建设 两型社会 的今天 如何减少污染 节约资 源是当前关注的重点 因此 通过对猪舍地面类型与舍内粪污处理方式的调查 和研究总结出对舍内NH3浓度的影响 如何如何减轻 消除畜牧场有害气体的 排放对于保证畜牧业可持续发展具有重大意义 2 试验设计与方法 2 1 试验的时间与地点 于 2011 年 3 月底到 2011 年 5 月初在郑州市荥阳某猪场 对猪舍内不同地 面类型及粪污处理方式对 NH3浓度的影响进行研究 试验日期 3 月 28 号到 5 月 2 号 试验期 5 周 2 2 试验分组和时间 选择生产实践中常用的 3 种地面类型及粪污处理方式的猪舍 将试验分为 3 组 第 1 组为水泥地面猪舍 清粪方式为干清粪 第 2 组为漏缝地板猪舍 清粪方式为水冲式清粪 第 3 组为发酵床 粪污基本不处理 每天早上 7 00 7 30 中午 12 00 12 30 下午 18 30 19 00 对各个猪舍进行测量 2 3 试验主要仪器 QT 2A 携带式大气采样器 干湿湿度计 7 2 3 试验猪舍与猪舍日常管理 猪舍建筑结构一致 封闭舍 自然通风 自然采光 猪场内有 3 种猪舍地 面类型 猪舍舍长 28 7 米 宽 12 3 米 双列式 中间为 1 5 米道路 三种粪污 处理方式 饲料由场内自行配置 主要原料为玉米和豆粕 饮水全在侧墙 水 管口离地 50 公分 猪场内有猪一共 1500 头左右 饲养密度大概为 2 3 头 试验期间为人工饲喂和自由饮水模式 试验期间 水泥地面猪舍 一天清粪两 次 漏缝地板猪舍三天清理一次 发酵床不清粪 2 4 舍内空气指标测定及方法 本试验通过抽气法进行空气采样 对每个猪舍的制定指定采样点 选点在猪舍中央 采样地离地 1 米 确保 NH3浓度精确 在选点位置使用大气采样机 用 QT 2A 携带式大气采样器采样 采样后用纳氏试剂比色法进行浓度分析 采样方法如下 1 使用大气采样器 每个点在固定时间采样 5 分钟 通过调节转子流量计 使 空气以一定的速度经过吸收液 而将所要测定的气体吸收 从而完成采样 2 NH3浓度的测定 纳氏试剂比色法 它的原理是氨被吸收在稀酸液中与纳氏 试剂反应生成黄色的络合物 根据其颜色深浅比色定量 此法的灵敏度为 0 2 g ml 具体步骤 1 使用大气采样器以 1L min 的流量采样 5min 吸收液为 10ml 记录采气时 气温气压 2 制备标准比色列 按表 1 中各种试剂用量制备标准比色列管 表 1 标准被色管 管号012345678910 标准溶液 ml 00 10 20 30 40 50 60 70 80 91 0 吸收液 ml 109 99 89 79 69 59 49 39 29 19 0 氨含量02468101214161820 8 g 3 样品检定 取采样后的硫酸吸收液 10ml 放入准备好的 10ml 比色管 样 品管 中 4 向全部标准管和样品管中各加入 0 5ml 纳氏试剂 混匀 放置 5 分钟 目 视比色 得到样品管中氨的含量 5 计算 1 C a V0 式中 C 空气中氨浓度含量 mg m3 a 样品管中的氨含量 g b V0 换算成标准状态下的采样体积 L 采样体积的计算采集的气 体应按照下式换算为标准状态下的体积 c V0 Vt 273 273 t P 760 d V0 换算为标准状态下的体积 L e Vt 采样体积 L f t 采集时的温度 C g P 采样时的气压 mmHg 2 T T1 2 T2 T3 4 式中 T 日均温度 C T1 早上 7 00 7 30 测量时的温度 C T2 中午 12 00 12 30 测量时的温度 C T3 晚上 18 30 19 00 测量时的温度 C 2 5 数据处理 用 SPSS 软件对测定数据进行统计处理 不同试验组的 NH3浓度差异 用 单因素方差分析行显著性分析 P 0 05 表示差异显著 P0 05 试验C组NH3浓度极显著 低于试验A组和B组NH3浓度 P 0 01 中午 12 00 12 30 试验B组NH3浓度 极显著低于A组组NH3浓度 P 0 05 试验C组NH3浓度显著低于B组NH3浓度 P 0 05 试验C组极显著低于试验A NH3浓度 P0 05 C组NH3浓度极显著高于A组 和B组NH3浓度 P 0 01 从日平均NH3浓度来看 试验B组NH3浓度显著低于 A组NH3浓度 P 0 05 试验C组NH3浓度显著低于B组NH3浓度 P 0 05 试验C组极显著低于试验A NH3浓度 P0 05 相邻小写字母表示差异显著 P 0 05 相间小写 字母的差异极显著 P 0 01 4 讨论 试验表明 不论早中晚NH3浓度 还是日平均NH3浓度 发酵床NH3浓度都 明显低于另两个地面类型的猪舍 发酵床是利用高效有益微生物与垫料建造的 24 猪将排泄物直接排放在发酵床上 利用生猪拱掘的习性 加上人工辅助 翻耙 使猪粪 尿和垫料充分混合 通过有益发酵微生物菌落的分解发酵 使 猪粪 尿得到充分混合 从而减轻了舍内NH3的排放 漏缝地板干清粪虽然没有发酵床减低NH3排放那么显著 但相比传统水泥 地面水冲粪还是有一定减排作用 这是由于这是由于缝隙宽度为5mm的混凝土 微缝地板可以使尿液 水能迅速从地板沟槽流走 地板表面无积液 粪便能彻 底清除 并降低有害气体挥发的面积 从而减少猪舍NH3的含量 25 传统水泥地面 由于一天内温差较大 如图2所示 温度最大差距接近11度 而且尿液 水等没有很好的排放措施 NH3浓度过高 舍内环境差 2008年8月至12月 代小蓉等 26 做过不同地面结构的肥育猪舍NH3排放系 数的研究 研究显示 地面结构类型对猪舍NH3排放影响显著 半缝隙地面和 实心地面常规养殖方式下的猪舍NH3 排放量相对生物发酵床猪舍较高 和本 次试验得出的结论类似 发酵床对NH3的减排有一定作用 由于试验猪舍在封闭室内进行 通风量没有进行详细测量 地板类型及粪 污处理方式对NH3浓度的影响是否受到通气量的影响 还需要进一步的研究 5 结论 发酵床与水泥地面干清粪猪舍和漏缝地面水冲粪猪舍相比 发酵床内NH3 浓度明显低 猪舍内环境质量好 漏缝地面水冲粪猪舍与水泥地面干清粪猪舍相 比 漏缝地面NH3浓度低 猪舍内环境质量好 水泥地面干清粪猪舍NH3浓度最 高 环境质量差 13 参考文献 1 中国畜牧业信息网 行业概况统计数据栏 2009 10 08 2 The National Academy of Sciences Air emissions from animal feeding operations current knowledge future needs J 2003 5 31 3 7 3 Erisman J W Bleeker A Hensen A Vermeulen A Agricultural air quality in Europe and the future perspectives Atmospheric Environment J 2007 4 4 5 4 Schiffman S S Williams C M Science of Odor as a Potential Health Issue J Environ Qual 2005 34 2 129 l38 5 甘县辉 汪永辉 黄莉 畜禽养殖场环境污染现状及治理对策 J 东华大 学学报 2003 29 4 103 106 6 赵芙蓉 王建平 仝克勤 等 益生菌制剂对猪生产性能及猪舍环境的影 响 J 中国饲料 1998 22 7 27 28 7 张西雷 张莉平 赵宏坤 等 猪舍空气环境污染及其净化研究 2005 学术年会 400 402 14 8 周庆民 王观悦 孙宏远 添饲沸石粉对畜舍 NH3含量影响的实验 J 黑 龙江畜牧兽医 1997 9 23 21 22 9 易中华 畜禽排泄物污染及饲料对策 J 国外畜牧学 猪与禽 1999 5 45 46 10 赵辉玲 吴东 等 畜牧业生产中的恶臭及除臭技术应用 J 饲料研究 2004 6 33 36 11 Arogo J Westerman P W Proposed methed for deternmining ammornia emission factors from confined swine feeding oprations A 2002 ASAE Meeting Paper No 02 4085 St Joseph Mich ASAE 12 Aamink A J A van den Berg A J Keen A et a1 Effect of slatted floor area on ammonia emission and on the excretory and lying behaviour of frowing pigs J Agric Eng Res J 1 996 29 64 299 3 l 0 13 Hartung J Phillips V R Control of gaseous emissions from livestock buildings and manure stores J Agrie Eng Res J 1994 4 57 173 189 14 Jeppsson K H Volatilization of ammonia in deep litter systems winl different bedding materials for young earle J Agric Eng Res J 1999 18 73 49 57 15 Groenestein C M Van Faassen H GVolatilization of ammonia nitrous oxide andnitric oxide in deep litter systems for fatteningPigs J Agric Eng Res J 1996 15 65 269 274 16 Nicks B Laimt M Vandenheede M Ddsiron A Verhaeghe C Canart B Emissions of ammonia nitrous oxide methane carbon dioxide and water vapor in the raising of weaned pigs on straw based and sawdust based deep litters Anim Res A 2003 11 52 299 308 17 Theovan Kem Pen Towards zero waste swine Produetion London Swine Conference Building Blocks for tlle Future A 2004 4 73 84 18 Ni J Q Heber A J Diehl C A Lim T T Ammonia Hydrogen Sulphide and Carbon Dioxide Release from Pig Manure in Under floor Deep Pits Journal ofAgriculture Engineering Research J 2000 77 1 53 66 19 Hayes E T Curran T P Dodd V A Odour and ammonia emissions from intensive pig units in Ireland Bioresource Technology J 2006 11 97 940 948 20 Groot Koerkamp P Metz J H M Uenk G H Phillips V R Holden MR Sneath R W Short J L White R P Hartung J Seedorf J Schroder M Linkert K H Pedersen S Takai H Johnsen J O Wathes C M Concentrations and emissions of ammonia in livestock buildings in Northern Europe Journal of Agricultural Engineering 15 Research J 1998 70 1 79 95 21 刘滨疆 陈英 杜冰 畜禽舍空气电净化防疫系统及其应用养猪 J 2004 5 40 41 22 代小蓉 集约化猪场NH3排放系数的研究 J 浙江大学硕士毕业论文 2010 5 23 21 23 朱志平 董红敏 尚斌等 育肥猪舍NH3浓度测定与排放通量的估算 J 农业环境科学学报 2006 25 4 1 076一l 080 24 郭慧娟 郑俊甫 发酵床养殖的优势和弊端 J 河南省新乡县农牧局 2006 45 3 2 3 25 成冰 陈刚 干清工艺配套猪用混凝土微缝地板使用效果研究 J 黑龙江 畜牧兽医 2006 14 5 44 46 26 汪开英 代小蓉 李震宇等 不同地面结构的育肥猪舍NH3排放系数 J 农业机械学报 2010 21 1 163 166 致 谢 本论文是在赵芙蓉教授的悉心指导和亲切关怀下完成的 从论文选题 资料搜集 方案设计 试验实施 一直到最后的论文撰写等各方面都给予了 关键性的指导和帮助 导师渊博的知识 求实创新的治学思想 严谨的工作 作风使我受益匪浅 至此论文完成之际 谨向赵老师表示衷心的感谢和崇高 的敬意 在试验及论文写作过程中 赵芙蓉老师严谨的治学态度 无私的指导和帮 助给了我莫大的感动 另外 郑州牧专的席磊教授也给我提供了很大帮助 在 此一并表示诚挚的谢意 此外 本试验还得到了多位同学的帮助 在此不一一列举 感谢大家无私 的关心和支持 衷心地祝愿大家前程似锦 16 外文资料译文 猪舍地板下粪沟氨气 硫化氢和二氧化碳猪舍地板下粪沟氨气 硫化氢和二氧化碳的扩散的扩散 农业与生物工程系 普渡大学 西拉法叶 摘要 对从深基坑中释放的氨气 硫化氢 二氧化碳 进行通夜调查 以减少两 个肥育猪舍太阳辐射以及室内外温度变化的影响 实验猪舍内部保持清洁 实 验猪体之间也保持清洁 同一个猪舍内在地板下面 2 4 米深处都有坑道和换气 扇 17 一个 800 平方米的深基坑 第一个实验是在猪舍 3A 一种新的添加剂在坑 内应用 以减少气体和气味的排放量 坑内使用自然通风模式 用丙烷加热器 加热约一小时 第二个实验是在猪舍 3B 坑内没有添加剂应用 坑道采用自然 通风模式 这个坑用两个加热器加热两个小时 整个夜晚连续测量瓦斯浓度 通风 温度 气压差 在每个猪舍测试中一直进行气体释放率比较 在加热过程中 第一个实验氨气释放率为 167 克 小时 占整个猪舍的 65 5 第二个实验为 46 克 小时 占整个猪舍释放量的 24 9 在加热一小时 后硫化氢的最大释放量第一个实验为 9 6 克每小时 占猪舍释放量的 80 第 二个实验为 3 1 克每小时 占猪舍释放量的 41 第一个二氧化碳释放量为 3 4 克每小时 第二个实验为 7 0 克每小时 在温度高的时候 两个实验组氨气 硫化氢 二氧化碳的浓度和释放率都增加 通风方式和粪沟内猪粪的分解率也 影响到气体的排放 第一个试验气体浓度 瓦斯浓度都高 在这两次试验中硫 化氢浓度都略显高 这种硫化氢释放率爆发的现象还没有文献涉及 1 引言 有害气体 气味和尘埃是来自畜牧业能够构成空气污染的三种主要类型 在很多猪舍的地板下很多猪粪要经过很长时间才被清除 二这些粪便都能产生 污染气体 有超过 130 个大型和小型猪舍涉及排放这三种有害气体 农业氨气的排放已经成为空气污染的主要问题 近年来 从动物粪便和化 肥氨气中排放的氨气占认为排放氨气的 90 或更多 而动物粪便是是最重要的 氨气排放来源 动物房屋内氨气浓度过高是人类和动物健康的潜在威胁 从粪 便中减少氨气的排放能大大减少对人类和动物的危害 粪便中的氨减少了 也 能使肥料中的泥浆值显著减少 此外 一些报道表明 NH3 和人类生活环境之 间存在一定关系的气味滋扰 动物气味滋扰一直是主要的空气污染 在一些国 家的地方当局接获的投诉之一 而从坑中排放的氨气占猪舍排放氨气的 60 70 在动物粪便分解物中 硫化氢被认为是最危险的气体 它已成为许多动物 以及人类的死亡主要因素 虽然有关猪舍中典型和急性硫化氢浓度的报告在文 献中有出现 但猪舍排放硫化氢的信息还是相对缺乏 只有猪舍中硫化氢生产 的直接测量的报道 没有找到有关的资料显示硫化氢从粪坑中释放的动态行为 多年来 在猪舍内产生的二氧化碳更关系到人类和动物健康 对全球气候 的影响到没那么显著 据报道 动物的呼吸道疾病 如打喷嚏 咳嗽或肺炎 得病率在二氧化碳浓度为 0 2 0 9 比浓度为 0 1 0 3 更大 二氧化碳被用作最 小通风量的参数已经很长时间了 在一些对空气质量和通风量的控制研究中 18 二氧化碳被用作示踪剂 相当数量的二氧化碳都释放自商业肥育猪舍的粪坑中 本文主要研究气体的释放过程 从粪料进入猪舍的自由气流表面开始转移 再从室内进入大气的过程 通过地板下深基坑的气体释放量可以预计猪舍气体 的排放量 而干净的猪舍 猪群体之间保持清洁 这些有有助于准确确定在粪 坑添加剂的气体减排作用 在猪舍内气体的排放研究 可以帮助了解气体释放 与温度和通风的影响 这样就没有来自动物自身的干扰 本文的研究目的是 1 被清空后的猪舍粪池 硫化氢和二氧化碳排放量 2 丙烷加热器操作对气体浓度和释放的影响 3 不同通风量和气体排放模 式的影响 以及 4 硫化氢释放行为 2 材料和方法 气体释放测试分为两组 在商业猪场进行 3A 和 3B 的分组 使用仪器检测 新的肥料添加剂是否能减少气体的排放 这两个肥育猪舍规模相当 猪 1000 头 机械通风 每个猪舍都在 800 平方米的地面上 地板下深基坑 2 4 米 这些注 射墙壁上全有窗户 有 4 个换气扇 换气扇直径 1 2 米 每个坑有 72 千瓦的丙 烷加热器 3A 猪舍地板下的坑道每天从九点 每 4 小时加热 4 分钟 加添加剂 3B 猪舍不做处理 这两项测试均在夜间进行 以尽量减少太阳辐射和室外温度突然变化的影 响 所有的窗户都关闭了 首次试验在 3A 猪舍 时间为 6 月 12 日到 13 日 五天后 去年 115 个 120 公斤的生猪已迁出 该室包括地板清理设施 深基坑 中的粪便深度为 102 厘米 开始测量气体浓度 温度和通风量 其次是东加热 器运行从 20 30 至 21 37 测试温度的影响 整个测试过程中 所有五个端壁球 迷关闭 自动控制器调节通风量的烟囱 里面室温为基础 该建筑是一夜之间 连续监测 第二次试验在 3B 猪舍时间在 6 月 18 日至 6 月 19 日 开始后的 169 个 120 公斤猪已被拆掉 粪便深度为 131 厘米 该建筑的房间是在测试前就开始打扫 整个测试过程中防止空气流过 三端墙的风扇打开 22 分钟刷新被困气体 为了 测试温度的影响 这两个加热器 从 21 00 到 23 06 加热 0 9 米的端壁风扇运 行 0 9 米风扇加热后继续运行 该猪舍连续监测空气 直到第二天早上冲洗 在第一个坑 使用叶轮风速仪测量通风率 记录每分钟的气流读数 由于 4 个坑相同 场内气流量采取一个传感器读书的 4 倍 第二个实验壁扇由室内 为静态压差为基础做出曲线 19 静差分压是由一个 25 美元霸静压变送器衡量的 室温在多个地点进行测量 与半导体温度传感器 型号 AD592 模拟设备 诺伍德 马 室外温度测量 在一个 3 度传感器测量 氨浓度是由氨氮分析仪测量 硫化氢是由一个二氧化硫分析仪衡量 二氧 化碳是由一个红外线光声二氧化碳显示器测量 气体测量仪器都进行了校准 在 6 月 6 日和 18 日 每 20 秒都进行记录 并记下气体的浓度 气体采样点有两个 每个都进行测试 第一个实验 点设在 1 5 米以上猪 舍的中心 还有坑道的通风口 第 2 次实验壁扇中心和坑道通风口 猪舍中央 和壁扇都是定点采样 对于四个坑道的采样点通过的空气全进行过滤器过滤 气体采样泵吸引来自各个四个过滤气体取样管并联的进气口速度为 25 毫升 秒 气体通过氟龙采样管加热 并通过聚四氟乙烯采样 每 20 秒气体浓度数据用给 分钟的数据进行平均 最后一分钟用于工具的清洗工作 室外的氨