規(guī)模豬場(chǎng)機(jī)械通風(fēng)育肥舍氨氣產(chǎn)生及排放研究

劉楊，尚斌，董紅敏，陶秀萍，徐文倩，楊培媛

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081）

畜禽對(duì)飼料氮的轉(zhuǎn)化率不高，未被利用的飼料氮隨糞尿排泄物進(jìn)入環(huán)境，糞尿一旦排出，便會(huì)立刻生成并且?guī)缀跬綋]發(fā)氨氣。氨氣為無色氣體，極易溶于水，有強(qiáng)烈的刺激性，畜禽舍內(nèi)氨氣積累會(huì)影響動(dòng)物和飼養(yǎng)人員健康[1]。氨氣被畜禽舍通風(fēng)系統(tǒng)排入大氣后，不僅能直接導(dǎo)致敏感生態(tài)系統(tǒng)酸化和富營養(yǎng)化，形成光散射氣溶膠引起霧霾和使能見度下降，而且能迅速與大氣中硫酸和硝酸發(fā)生中和反應(yīng)生成硫酸銨、硫酸氫銨或硝酸銨等細(xì)顆粒物，成為PM2.5的重要組成成分，影響人類健康[2-6]。PM2.5被人體吸入后可以透過肺屏障進(jìn)入血液系統(tǒng)，導(dǎo)致心血管和呼吸道疾病，甚至癌癥和死亡[7]。

畜牧業(yè)是重要的農(nóng)業(yè)氨氣排放源，據(jù)估算畜牧業(yè)氨氣排放量占加拿大氨氣排放總量的64.0%、美國氨氣排放總量的48.7%，瑞士農(nóng)業(yè)源氨氣排放總量的90%[6，8]。對(duì)于我國氨排放總量以及各個(gè)污染源的排放量，目前尚沒有明確的數(shù)據(jù)，很多學(xué)者認(rèn)為畜禽養(yǎng)殖對(duì)氨排放貢獻(xiàn)超過50%[9-10]，但此數(shù)據(jù)有待進(jìn)一步考證。畜禽養(yǎng)殖氨排放主要來自畜禽生產(chǎn)和廢棄物管理過程，相比較而言，畜禽生產(chǎn)的氨排放研究較少。現(xiàn)有畜禽生產(chǎn)氨排放研究中，豬舍氨排放的關(guān)注度相對(duì)較高，但相關(guān)研究主要集中于豬舍內(nèi)氨氣濃度測(cè)試及其影響因素分析[11-24]。部分文獻(xiàn)結(jié)合通風(fēng)量估算對(duì)豬舍氨氣排放量進(jìn)行了研究：代小蓉[11]通過豬舍內(nèi)外溫差估算自然通風(fēng)量、出風(fēng)口風(fēng)速及用面積計(jì)算機(jī)械通風(fēng)量，對(duì)人工氣候室模擬生長育肥豬舍在自然和機(jī)械通風(fēng)條件下的氨排放系數(shù)進(jìn)行了研究；陳園[12]和紀(jì)英杰等[13]基于豬舍內(nèi)外溫差估算自然通風(fēng)量、風(fēng)機(jī)額定通風(fēng)量及用運(yùn)行時(shí)間估算機(jī)械通風(fēng)量，探討上海地區(qū)豬場(chǎng)典型機(jī)械和自然通風(fēng)相結(jié)合育肥豬舍的氨排放通量；石志芳等[14]則通過自然排風(fēng)口面積及其風(fēng)速估算自然通風(fēng)量、機(jī)械通風(fēng)額定風(fēng)量和用運(yùn)行時(shí)間計(jì)算機(jī)械通風(fēng)量，獲取了不同地面類型豬舍氨排放系數(shù)；王文林等[15]借助排風(fēng)口面積及其風(fēng)速估算機(jī)械通風(fēng)豬舍通風(fēng)量，并在此基礎(chǔ)上分析了江蘇規(guī)?；i場(chǎng)各階段豬舍夏季氨氣排放因子；高芳[16]采用二氧化碳平衡法估算通風(fēng)量，研究山西豬場(chǎng)典型自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合育肥豬的氨氣排放因子。上述文獻(xiàn)未對(duì)出（排）風(fēng)口風(fēng)速的測(cè)定方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。對(duì)于自然通風(fēng)系統(tǒng)，自然通風(fēng)量除受豬舍內(nèi)外溫差影響外，還受外界風(fēng)速、風(fēng)向等的影響；對(duì)于機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)的實(shí)際排風(fēng)量因受舍內(nèi)靜壓、風(fēng)機(jī)狀況等諸多因素影響而與額定風(fēng)量有較大的差別。為了獲取豬舍通風(fēng)量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，國外研究開發(fā)了風(fēng)機(jī)風(fēng)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定系統(tǒng)，用其對(duì)豬舍風(fēng)機(jī)的實(shí)際通風(fēng)量進(jìn)行測(cè)試[16-17]，并在此基礎(chǔ)上對(duì)豬舍氨氣排放因子進(jìn)行研究。

隨著現(xiàn)代養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展，豬場(chǎng)機(jī)械化和自動(dòng)化程度越來越高，尤其飼養(yǎng)環(huán)境對(duì)健康養(yǎng)殖的影響日益受到重視、飼養(yǎng)員招聘難度越來越大，機(jī)械通風(fēng)將成為生豬養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控的必然趨勢(shì)。本文以我國現(xiàn)代規(guī)?；i場(chǎng)機(jī)械通風(fēng)育肥豬舍為例，研究在該規(guī)模豬場(chǎng)通風(fēng)管理模式下育肥豬舍內(nèi)不同季節(jié)的氨氣濃度情況，結(jié)合通風(fēng)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量的測(cè)定，分析育肥豬舍氨氣排放因子的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為評(píng)價(jià)育肥豬舍環(huán)境調(diào)控效果、科學(xué)估算豬場(chǎng)氨氣排放量及其環(huán)境影響提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)豬舍

試驗(yàn)在北京市昌平區(qū)某規(guī)模化種豬場(chǎng)進(jìn)行，豬場(chǎng)周圍5 km均為農(nóng)田，豬場(chǎng)存欄母豬1 200頭。試驗(yàn)育肥豬舍位于豬場(chǎng)最北端，舍長50 m、跨度12 m；豬舍為雙坡有窗結(jié)構(gòu)、檐高3 m；舍內(nèi)豬欄呈雙列單走道布置，走道位于豬舍中部；豬舍的平面布置圖如圖1。豬舍地面為全漏縫地板，水泡糞清糞方式，水泡糞池自8：00開始,間隔約4 h沖水1次，每日沖水3次，共6 m3；糞尿水在豬舍下糞池中的貯存時(shí)間為2個(gè)月。試驗(yàn)期間豬舍內(nèi)有育肥豬397頭、日齡在90～110 d，每日8：00和16：00喂料。

圖1試驗(yàn)育肥豬舍平面布置圖Figure 1 Schematic layout of the fattening swine barn

試驗(yàn)育肥豬舍采用機(jī)械通風(fēng)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行通過溫度傳感器自動(dòng)控制。豬舍東西走向，南側(cè)墻上間隔安裝50英寸（1英寸=2.54 cm）（4臺(tái)）和36英寸（5臺(tái)）負(fù)壓軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)距地面約100 cm；北側(cè)墻上對(duì)應(yīng)位置為2.5 m寬×1.2 m高的窗戶（窗臺(tái)離地1.2 m），北側(cè)窗戶上間隔安裝濕簾作為夏季和秋季進(jìn)氣口（春季和冬季使用屋頂進(jìn)氣口）。

1.2 測(cè)點(diǎn)布置

沿著豬舍縱軸中間走道，在兩端和中間各放置溫濕度數(shù)據(jù)采集器（美國ONSET公司），對(duì)豬舍內(nèi)的溫度和空氣相對(duì)濕度進(jìn)行自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)采集的間隔時(shí)間為30 min。

在豬舍的中間和兩端設(shè)置3個(gè)氨氣采樣點(diǎn)（圖1），其中豬舍中間采樣點(diǎn)位于中部豬欄靠近風(fēng)機(jī)內(nèi)側(cè)，該點(diǎn)氨氣濃度作為排放濃度進(jìn)行計(jì)算。利用大氣采樣器（KC-6D型，青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所）采集氣體樣品，采樣高度約80 cm。綜合考慮豬舍喂料時(shí)間、水泡糞池沖水時(shí)間以及舍內(nèi)溫度變化規(guī)律，試驗(yàn)期間每日7：30、10：30、12：30和15：30共采樣4次，每次采樣30 min。分4個(gè)季節(jié)，每個(gè)季節(jié)連續(xù)采樣5 d，秋冬春夏的試驗(yàn)時(shí)間分別為10月15—19日、1月19—23日、4月16—20日和7月25—29日，其日平均溫度和相對(duì)濕度分別為（18.0±6.5）、（1.4±5.8）、（19.3±7.7）、（32.0±6.9）℃和40.0%±0.2%、42.0±0.1%、23.0%±0.1%、57.0%±0.2%。

1.3 測(cè)定方法

氨氣濃度采用《環(huán)境空氣和廢氣氨的測(cè)定納氏試劑分光光度法》（HJ 533—2009）進(jìn)行測(cè)定。在距離豬場(chǎng)約2 km的試驗(yàn)基地實(shí)驗(yàn)室配制0.01 mol·L-1硫酸吸收液，將10 mL吸收液裝入吸收管內(nèi)，密封管口送至試驗(yàn)豬場(chǎng)，以1.0 L·min-1流量采集豬舍內(nèi)空氣45 min，采樣結(jié)束后密封管口并送入實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)日完成樣品分析；同時(shí)全程測(cè)試空白樣品。風(fēng)機(jī)實(shí)際通風(fēng)量采用通風(fēng)量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定系統(tǒng)[25]進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，該系統(tǒng)由主體框架、驅(qū)動(dòng)部分和風(fēng)速計(jì)/控制系統(tǒng)3部分組成，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試前該系統(tǒng)送中國農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)測(cè)定通風(fēng)量的校正值（Y）與豬舍風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的通風(fēng)量（X）的關(guān)系為Y=1.033 5X+322.05（R2=0.999 9）。本研究中，對(duì)每種風(fēng)機(jī)組合中各尺寸風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量測(cè)定3次，將其均值作為該風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量。

1.4 豬舍氨氣排放量計(jì)算方法

豬舍風(fēng)機(jī)運(yùn)行通過溫度傳感器自動(dòng)控制，春季和秋季白天組合風(fēng)機(jī)自8：00開始運(yùn)行，分別于17：00和16：00停止；夏季組合風(fēng)機(jī)24 h運(yùn)行，冬季白天組合風(fēng)機(jī)自10：00開始運(yùn)行，13：00停止。不同季節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況及其通風(fēng)換氣量如表1所示。

結(jié)合采樣時(shí)間點(diǎn)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間，本試驗(yàn)將計(jì)算豬舍管理活動(dòng)時(shí)間（7：00—17：00）分成4個(gè)時(shí)段：7：00—9：00、9：00—11：00、11：00—14：00和14：00—17：00，將各時(shí)段通風(fēng)總量與相應(yīng)的7：30、10：30、12：30和15：30氨氣濃度平均值相乘后求和，得到白天豬舍氨氣排放量；在此基礎(chǔ)上，通過夜間時(shí)段通風(fēng)量與7：30氨氣濃度計(jì)算夜間氨氣排放量。進(jìn)一步計(jì)算豬舍氨氣排放因子（Efactor，g·h-1·m-2），其計(jì)算公式為：

式中：Qj為豬舍第j時(shí)段的通風(fēng)總量，m3；Cji為豬舍氨氣濃度，mg·m-3；Cjo為大氣環(huán)境氨氣濃度mg·m-3；A為豬舍面積，m2；t為第j時(shí)段的時(shí)間長度，h。

表1育肥豬舍不同季節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行及其通風(fēng)換氣量Table 1 Fan operation and the ventilation rates inside the fattening barn in different seasons

2 結(jié)果與討論

2.1 育肥豬舍溫度及通風(fēng)量

育肥豬舍內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行根據(jù)溫度傳感器進(jìn)行自動(dòng)控制，不同季節(jié)的實(shí)際通風(fēng)量均有所差別，夏季通風(fēng)量最大、其次是春季和秋季、冬季最?。ū?）。夏季通風(fēng)量分別是春季、秋季和冬季的2.08、2.34倍和3.04倍。

育肥豬舍內(nèi)溫度和氨氣濃度日均值變化情況如圖2所示。試驗(yàn)期間，育肥豬舍內(nèi)溫度在15.6～29.9℃、相對(duì)濕度在9.1%～80.6%。

Zong等[26]報(bào)道，采用漏縫地板和水泡糞清糞方式的育肥豬舍夏季通風(fēng)量為68.1～83.4 m3·h-1·頭-1、冬季通風(fēng)量為24.2～28.1 m3·h-1·頭-1，相較本試驗(yàn)結(jié)果偏低，可能是因?yàn)槠渌迷囼?yàn)豬舍的水泡糞池安裝了地溝風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)通風(fēng)量在冬季和夏季基本保持在9.0～10.0 m3·h-1·頭-1，使舍內(nèi)通風(fēng)量和地溝通風(fēng)量之和與本研究結(jié)果基本一致。本研究豬舍的通風(fēng)換氣量是根據(jù)舍內(nèi)溫度參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)的，從豬舍氨氣濃度看，豬舍通風(fēng)換氣系統(tǒng)具有很好的運(yùn)行效果。Ranbeeck等[17]的試驗(yàn)育肥豬舍通風(fēng)量為15.6～66.5 m3·h-1·頭-1，明顯低于本試驗(yàn)結(jié)果，較低通風(fēng)量可能是導(dǎo)致育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度較高的主要原因。國外研究推薦68.0～100.0 kg的育肥豬在冬季、溫暖季節(jié)和夏季的通風(fēng)量分別為17.0、59.5、204.0 m3·h-1·頭-1[27]，除冬季較低外，本試驗(yàn)豬舍通風(fēng)換氣量均在此推薦范圍內(nèi)。

2.2 不同季節(jié)育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度

2.2.1 豬舍內(nèi)氨氣日平均濃度

豬舍內(nèi)氨氣濃度范圍在1.6～10.0 mg·m-3（圖2），均未超過GB/T 17824.3—2008的限值（25 mg·m-3）要求，表明育肥豬舍內(nèi)環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果較好。但是春季試驗(yàn)的4月18日，因舍中間氨氣采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)故障，導(dǎo)致該采樣點(diǎn)當(dāng)日的部分氨氣濃度異常（約40 mg·m-3），遠(yuǎn)超出了標(biāo)準(zhǔn)限定值。因此，如果全封閉式豬舍突發(fā)電力中斷或風(fēng)機(jī)故障，將會(huì)導(dǎo)致舍內(nèi)環(huán)境質(zhì)量極度異常，應(yīng)提前做好應(yīng)對(duì)措施。

圖2不同季節(jié)育肥豬舍內(nèi)溫度和氨氣濃度變化情況（圖中從左到右依次為秋季、冬季、春季和夏季）Figure 2 Profiles of temperature and ammonia concentration inside the fattening barns in different seasons（fromleft to right：autumn，winter，spring and summer）

育肥豬舍內(nèi)春季、夏季、秋季和冬季的氨氣日平均濃度分別為（3.60±1.67）、（3.15±1.02）、（3.88±0.38）mg·m-3和（8.41±0.98）mg·m-3，夏季日平均氨氣濃度最低，其次是春季和秋季，冬季相對(duì)較高，這可能與不同季節(jié)的通風(fēng)量有關(guān)。本試驗(yàn)中，豬舍內(nèi)夏季和其他季節(jié)溫度最大相差7.7℃，但是夏季通風(fēng)量是冬季的3倍左右，較高的換氣頻率使得豬舍內(nèi)氨氣濃度較低。較低的通風(fēng)量也使得豬舍內(nèi)冬季氨氣濃度極顯著高于其他3個(gè)季節(jié)（P＜0.01），秋季濃度顯著高于夏季濃度（P＜0.05），其他季節(jié)之間的氨氣濃度差異不顯著。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)與Philippe等[24]報(bào)道的機(jī)械通風(fēng)育肥豬舍（3月齡育肥91 d）8.22μL·L-1（6.24 mg·m-3）的氨氣濃度基本一致。許穩(wěn)等[21]報(bào)道北京地區(qū)育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度月均值為1.55～5.24 mg·m-3（平均3.26 mg·m-3），其氨氣濃度較低的原因是清糞方式不同，該豬舍采用人工干清糞方式，每日清糞2次后沖洗地板；但吳勝等[22]6月份測(cè)試江蘇半封閉育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度為9～10 mg·m-3，該豬舍也采用人工清糞和自然通風(fēng)，其較高的氨氣濃度可能與飼養(yǎng)密度和試驗(yàn)期間育肥豬日齡（21周齡、體質(zhì)量90～100 kg）有關(guān)。Ranbeeck等[17]報(bào)道機(jī)械通風(fēng)全漏風(fēng)地面育肥豬舍內(nèi)平均氨氣濃度為18.7μL·L-1（14.2 mg·m-3），可能是育肥前期豬舍通風(fēng)量較小所致。

2.2.2 育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度的日變化規(guī)律

育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度的日變化規(guī)律如圖3所示。秋、冬和春三季豬舍氨氣最高濃度均出現(xiàn)在7：30，而最低值均出現(xiàn)在12：30；夏季各時(shí)間點(diǎn)的氨氣濃度差別不大，較大值出現(xiàn)在10：30，而較低值出現(xiàn)在7：30。豬舍內(nèi)氨氣濃度的日變化規(guī)律與通風(fēng)量存在一定的關(guān)系，該豬舍秋、冬和春季夜間通風(fēng)量較小，氨氣濃度在舍內(nèi)略有積累，因而7：30的濃度最高，之后舍內(nèi)通風(fēng)量增加，舍內(nèi)氨氣濃度有所下降；而夏季是多臺(tái)風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，白天和夜間通風(fēng)量一致，加之動(dòng)物夜間活動(dòng)少，因此反而在7：30出現(xiàn)最低值，之后的較大值可能與豬舍糞溝沖水有關(guān)。

圖3育肥豬舍內(nèi)不同季節(jié)各采樣時(shí)間點(diǎn)的氨氣濃度Figure 3 Ammonia concentrations at different sampling timesin four seasons

許穩(wěn)等[21]報(bào)道北京地區(qū)自然通風(fēng)、自由采食育肥豬舍，由于干清糞后沖洗地板，舍內(nèi)氨氣濃度在第一次清糞后急劇下降，而吳勝等[22]的報(bào)道自然通風(fēng)、人工喂料育肥豬舍，第一次清糞后氨氣濃度顯著升高（P＜0.05），其原因是第一次喂料與清糞在相同時(shí)段，也可能與清糞后是否沖洗地板有關(guān)。

2.2.3 育肥豬舍氨氣濃度與舍內(nèi)溫濕度的關(guān)系

不同季節(jié)育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度與舍內(nèi)溫濕度的相關(guān)性如表2所示。除夏季外，其他季節(jié)育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度與溫度呈負(fù)相關(guān)、與相對(duì)濕度呈正相關(guān)，且春季氨氣濃度與相對(duì)濕度的相關(guān)性最強(qiáng)，其次是冬季；春、秋和冬季氨氣濃度與溫度的負(fù)相關(guān)性差別不大；試驗(yàn)期間育肥豬舍氨氣濃度與溫度、相對(duì)濕度的整體相關(guān)系數(shù)分別為-0.53和0.48。氨氣濃度與環(huán)境溫度呈負(fù)相關(guān)的原因可能有兩個(gè)方面：首先，豬舍采取環(huán)境控制措施，夏季風(fēng)機(jī)全部開啟，通風(fēng)量增加使舍內(nèi)風(fēng)速增加，起到一定的降溫作用，試驗(yàn)期間舍外環(huán)境溫度為（32.0±6.9）℃，舍內(nèi)溫度為（27.7±1.9）℃，而冬季試驗(yàn)期間，舍外環(huán)境溫度為（1.4±5.8）℃，舍內(nèi)溫度為（20.0±0.8）℃；其次，豬舍通風(fēng)量增加也將更多的氨氣排到舍外，從而使舍內(nèi)氨氣濃度降低。與濕度呈正相關(guān)的可能原因是氨氣極易溶于水，濕度較大，空氣所含氨氣較多，因而氨氣濃度也相對(duì)較高。試驗(yàn)期間，冬季舍內(nèi)相對(duì)濕度（59.3%±5.6%）顯著高于舍外（42%±0.11%）（P＜0.05），其他季節(jié)舍內(nèi)平均相對(duì)濕度與舍外接近。

2.3 育肥豬舍氨氣排放速率和排放因子

育肥豬舍不同季節(jié)的氨氣排放速率如圖4所示，夏季排放值最高，其次是冬季和春季，秋季相對(duì)最低。有文獻(xiàn)報(bào)道北京城區(qū)和農(nóng)村1—7月大氣氨氣濃度平均值為10～40μm·m-3；而郊區(qū)農(nóng)田周邊氨濃度非常低，相對(duì)而言，秋季最高、夏季次之、春季最低為0.02 mg·m-3[28-29]。本試驗(yàn)育肥豬舍位于試驗(yàn)豬場(chǎng)最北端，周圍5 km均為農(nóng)田，且試驗(yàn)時(shí)間與上述研究報(bào)道時(shí)間基本一致，因此將文獻(xiàn)中春、夏、秋、冬四季氨氣濃度0.02、0.08、0.09 mg·m-3和0.05 mg·m-3作為大氣環(huán)境背景值進(jìn)行計(jì)算。不同季節(jié)白天管理活動(dòng)時(shí)間內(nèi)（7：00～17：00）育肥豬舍氨氣排放速率為0.17～0.24 g·h-1·m-2，而全天平均氨氣排放速率為0.13～0.23 g·h-1·m-2，白天較高的排放量可能與豬的活動(dòng)有關(guān)。Zhu等[30]報(bào)道深糞坑育肥豬舍每日12 h氨氣排放速率為0.22～0.61 g·h-1·m-2，其較高的排放值源于糞尿在糞坑中貯存時(shí)間高于本試驗(yàn)豬舍2個(gè)月的貯存期。白天管理活動(dòng)時(shí)間內(nèi)（7：00～17：00），夏季豬舍氨氣排放速率與冬季相同，均為0.24 g·h-1·m-2，其原因可能與舍內(nèi)溫濕度相關(guān)，盡管豬舍夏季平均溫度較冬季高，但是冬季豬舍內(nèi)水汽較多使其中相對(duì)濕度高于夏季。全天氨氣排放值夏季最高、冬季其次，原因與夏季豬舍內(nèi)較高溫度和較大通風(fēng)量有關(guān)，增加通風(fēng)量也有利于水泡糞池中氨氣揮發(fā)，從而使氨氣排放量增加。

表2育肥豬舍氨氣濃度與溫濕度之間的相關(guān)性（r）Table 2 Correlationsbetween ammonia concentration and temperature and relative humidity

圖4育肥豬舍不同季節(jié)的氨氣排放速率Figure 4 Ammonia emission flux of fattening barns in different seasons

豬舍內(nèi)的氨氣源來自于豬糞尿，其產(chǎn)生和排放受糞便清理、飼養(yǎng)管理、糞便特性、環(huán)境溫度、糞尿成分、通風(fēng)等諸多因素的影響[28，31]。研究表明，糞尿中氨氣揮發(fā)量隨著溫度升高而增加，當(dāng)環(huán)境溫度從4℃增加到20℃時(shí)，氨氣的揮發(fā)量提高3.6～5.8倍[31]。本研究夏季較高的氨氣排放量主要與豬舍夏季較高的溫度有關(guān)，舍內(nèi)夏季平均溫度較其他季節(jié)高4.7～7.7℃，且春季溫度略高于秋季；盡管冬季豬舍溫度為（20.02±0.79）℃，較其他季節(jié)低，但濕度卻是4個(gè)季節(jié)中最高的，本研究發(fā)現(xiàn)氨氣濃度與濕度呈正相關(guān)，冬季較高的氨氣揮發(fā)量可能與冬季豬舍糞污干物質(zhì)含量有關(guān)，干物質(zhì)含量是影響糞便氨揮發(fā)的主要特性因素[31]。Hayes等[32]報(bào)道，機(jī)械通風(fēng)、水泡糞育肥豬舍氨氣排放因子為6.9～11.9 g·d-1·頭-1，相對(duì)高于本研究結(jié)果（不同季節(jié)氨氣排放因子范圍在4.6～8.3 g·d-1·頭-1），其原因可能是漏風(fēng)地板下，水泡糞池表面高風(fēng)速使氨氣的揮發(fā)量增加，且有文獻(xiàn)表明水泡糞池地溝風(fēng)機(jī)通風(fēng)量每改變0.01 m3·s-1·m-2，氨氣揮發(fā)量將增加或減少21%。參照文獻(xiàn)[16]的方法，育肥豬舍氨氣排放因子也可以用“kg·a-1·頭-1”為單位表示。育肥豬舍春夏秋冬4季的氨氣排放因子分別為（1.82±0.14）、（3.03±0.17）、（1.66±0.53）、（2.77±0.50）kg·a-1·頭-1，年均排放因子為（2.32±0.68）kg·a-1·頭-1，與Ranbeeck等[17]報(bào)道的育肥豬舍氨氣年排放因子（2.2±1.4）kg·a-1·頭-1基本一致。James等[33]報(bào)道商品機(jī)械通風(fēng)育肥豬舍內(nèi)夏、秋、冬和春季的氨氣排放因子分別為（1.60±0.39）、（0.95±0.60）、（1.88±1.70）、（1.64±0.74）kg·a-1·頭-1，即對(duì)應(yīng)的氨氣排放因子均值分別為1.60、0.95、1.88、1.64 kg·a-1·頭-1；Blunden等[34]則報(bào)道育肥豬舍夏、秋、冬和春季的氨排放分別為（0.82±0.42）、（0.45±0.28）、（1.72±1.12）、（2.38±0.86）kg·a-1·頭-1。以上文獻(xiàn)結(jié)果均低于本試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其原因跟動(dòng)物大小和清糞方式有關(guān)。首先是育肥豬舍清糞方式不同，James等[33]的豬舍采用水沖清糞方式對(duì)豬舍糞污進(jìn)行清理，每周沖洗1次，而本研究水泡糞時(shí)間較長（2個(gè)月）；其次本研究育肥豬日齡基本維持在90～110日齡，而James等[33]的夏、秋、冬和春季試驗(yàn)動(dòng)物體質(zhì)量分別為48.7、34.6、116.6 kg和50.6 kg，Blunden等[34]的試驗(yàn)豬體質(zhì)量為38～88 kg，不僅這些動(dòng)物日齡的季節(jié)差別較大，且與本研究試驗(yàn)動(dòng)物日齡不同，其較大排放因子主要是豬體質(zhì)量較大所致。

3 結(jié)論

（1）育肥豬舍內(nèi)氨氣濃度為1.6～10.0 mg·m-3（風(fēng)機(jī)故障除外），均未超過GB/T 17824.3—2008的限值（25 mg·m-3）。春季、夏季、秋季和冬季舍內(nèi)氨氣濃度平均值分別為（3.60±1.67）、（3.15±1.02）、（3.88±0.38）mg·m-3和（8.41±0.9）mg·m-3。

（2）白天管理活動(dòng)時(shí)間內(nèi)（7：00～17：00）育肥豬舍氨氣排放速率為0.17～0.24 g·h-1·m-2，而全天平均氨氣排放速率為0.13～0.23 g·h-1·m-2。