濕簾降溫原理及其在食蟹猴飼育設施中的初步應用

邢正弘（1. 上海實驗動物研究中心； 2. 上海西普爾-必凱實驗動物有限公司, 上海 201203）

濕簾降溫原理及其在食蟹猴飼育設施中的初步應用

邢正弘1,2
（1. 上海實驗動物研究中心； 2. 上海西普爾-必凱實驗動物有限公司, 上海 201203）

目的應用濕簾降溫原理設計開發(fā)一種實用節(jié)能型食蟹猴飼育設施并進行初步應用。方法根據食蟹猴的生活習性和上海地區(qū)氣候特點并參考濕簾降溫有關資料進行設計，對建成的設施進行相關環(huán)境指標的測試，并初步應用于食蟹猴的飼養(yǎng)。結果該設施的環(huán)境條件能適用于上海地區(qū)氣候條件下食蟹猴的人工飼養(yǎng)。結論該設施能夠實現氣候條件的人工調節(jié)，能在節(jié)能的前提下滿足食蟹猴的正常生長于繁育，具有一定的應用和推廣前景。

濕簾降溫； 食蟹猴； 飼育設施

食蟹猴（Macaca fascicularis）作為非人靈長類實驗動物，是基礎生物學和生物醫(yī)學研究中繼獼猴之后最重要的靈長類實驗動物。已經被廣泛應用于神經科學、內分泌學、病毒學、藥理學、關節(jié)炎、心血管疾病和行為生物學等方面的研究。近年來，我國南方的廣東、廣西、海南和云南等地食蟹猴飼育迅速發(fā)展，實驗食蟹猴馴養(yǎng)繁育種群數量不斷增長，已初具規(guī)模，但在實驗食蟹猴的福利保護、馴養(yǎng)繁殖、標準化飼育等方面出現了一些新問題和新情況。嚴格意義上，食蟹猴作為國家二級重點保護動物，必須是人工繁育的子代才可以進行商業(yè)活動，所以建立適合食蟹猴生長繁育的人工氣候條件設施，進行標準化繁育是實現食蟹猴市場供應的主要途徑之一，必須進行科學研究，以保證該行業(yè)的良性健康發(fā)展。

食蟹猴主要產于泰國、老撾、越南、柬埔寨、緬甸、馬來西亞、印尼、菲律賓及印度尼科巴島，亞熱帶季風氣候是其較適合的野外環(huán)境氣候，其特點為全年高溫且濕度大，最冷月分平均氣溫也在18 ℃以上。

作者采用陽光房設施和工程技術手段［1］, 按照食蟹猴生長發(fā)育要求，通過在局部范圍改善或創(chuàng)造環(huán)境氣象因素，為上海地區(qū)食蟹猴生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件，在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴從而可進行有效馴養(yǎng)繁殖。根據上海地區(qū)近年氣候特點（最高氣溫： 40 ℃, 最低氣溫： -10 ℃）設計了適合食蟹猴繁育的人工氣候設施，并進行了繁育實驗，測定了動物的生長繁育、血液生理生化、血壓等生物學指標, 并進行了比較研究, 結果證實該設施的環(huán)境條件能滿足食蟹猴在上海地區(qū)的馴養(yǎng)與繁育。

1　國內食蟹猴飼育設施的現狀

一般采用舍養(yǎng)型房舍，該房舍分為內室和外室。內室設通風換氣和降溫供暖設備，另外要有供動物蹲坐的棲息架，便于動物棲息、遮風避雨和防寒。外室為露天的封閉式鐵欄網結構，裝有棲息架和秋千，供動物戶外活動。房舍地面為整體水磨石面層，表面防滑耐磨。但與該動物的野外生存環(huán)境相差甚遠，不適合極端氣候下食蟹猴的馴化和人工繁殖。

靈長類實驗動物飼養(yǎng)房內的溫度需控制在18～29 ℃，相對濕度應控制在40%～70%。獼猴在人工飼養(yǎng)管理條件下，最適宜的溫度是20～25 ℃，最適濕度為40%～60%。室內應設有通風換氣設備，維持室內空氣流通，保持空氣新鮮。

為了保證食蟹猴正常生長繁育, 需要嚴格按照動物生活習性進行繁育設施的設計。該設施應具有調節(jié)溫度和濕度, 提供新鮮空氣, 排除有害氣體、病原微生物和塵粒的能力, 保證一定的送風量, 從而加大了設施制冷和制熱功率, 增加了建設投資和運行成本。因此，建立食蟹猴馴養(yǎng)繁育環(huán)境除了要設計合理，運行可靠，監(jiān)控方便的人工氣候調節(jié)系統外，還要考慮節(jié)約能源問題，特別是上海地區(qū)夏季空調制冷用電量大、冬季采暖能耗高等特點。

2　濕簾降溫系統介紹

2.1工作原理

濕簾降溫系統是利用蒸發(fā)降溫原理進行降溫［2］。當室外熱空氣被風機抽吸進入布滿冷卻水的具有內螺旋結構的濕簾紙時, 迫使室外未飽和的空氣流經多孔的濕簾紙表面, 冷卻水由液態(tài)轉化成氣態(tài)的水分子, 吸收空氣中大量的熱能, 空氣中大量顯熱轉變?yōu)檎舭l(fā)潛熱, 從而迫使進入空氣的干球溫度降至接近于室外空氣的濕球溫度。濕簾加濕降溫系統設備運行時, 將源源不斷地使室外空氣經濕簾降溫后引入室內, 與室內的熱空氣混合后, 通過負壓風機排出室外,同時保證了空氣的新鮮度, 降低了空氣含塵量。

2.2濕簾降溫系統設備特征

濕簾降溫系統設備采用特種高分子材料與木槳纖維分子空間交聯, 并用高耐水、高耐老化性材料膠結而成。既保證了足夠的濕挺度、高吸水性能,又具有較大的蒸發(fā)表面積和較低的過流阻力損失。濕簾紙降溫效率高、使用壽命長、阻力損失小，是濕簾加濕降溫系統設備理想的換熱增濕材料。

2.3濕簾降溫系統優(yōu)點

高效： 機組一般降溫能達到3～15 ℃，并且降溫迅速； 節(jié)能： 運行耗電低，主要電耗為排風機運行能耗； 健康： 不斷提供新鮮干凈的空氣，增加含氧量，降低含塵量； 省錢： 在同等面積安裝濕簾+風機是中央空調總投資的1/5； 簡便： 易安裝、少維修、操作方便，無須專業(yè)人員維護。

3　設施設計

3.1氣候控制模式

食蟹猴馴養(yǎng)繁育設施的降溫系統以濕簾為主，普通熱泵立柜空調為輔的方式，采暖系統以陽光房日照加溫和普通熱泵立柜空調聯合方式，濕度調節(jié)以空氣經過濕簾面積大小的方式來實現。

按照冬季室外環(huán)境溫度為-20 ℃進行熱泵立柜空調機組配置，采暖面積按實際面積的10倍計算,選定制熱能力為150 kW左右。由于分體式空調的空氣只能室內循環(huán)，沒有新風供應，易致室內空氣質量下降，對動物健康產生不良影響。本設施在冬季采暖時通過變頻器的運行頻率調整保證設施排風機的換氣量為10次/小時左右，濕簾暴露面積為原面積的1/3，室內相對濕度控制在40%左右；通過設定熱泵機組的的室內溫度感應器設定控制溫度為22 ℃以保證設施室內采暖。

3.2設施情況

設施面積14.0 m×8.5 m=119.0 m2，平均層高5.0 m； 四周及屋頂為透明防爆玻璃，地面為草坪。四周配以0.5 m寬的觀察走廊，食蟹猴飼育區(qū)為鉛絲網結構的防護棚。

3.3通風量計算

設施長度為14.0 m，寬度為8.5 m，平均高度為5.0 m，設計最高換氣次數為40.0次/小時，通風量為23 800 m3/h （6.6 m3/s）。

3.4濕簾面積計算

濕簾面積=通風量÷過簾風速= 6.6 m3/s÷ 0.2 m/s=33 m2，即需安裝不小于33.0 m2的濕簾。

3.5濕簾布置

根據房舍的結構要求，選取濕簾尺寸為8.5 m ×4.0 m，濕簾面積34.0 m2。采用“側進側排”的方式進行氣流組織（圖1）。同時配置濕簾面積調節(jié)簾，可根據環(huán)境濕度調節(jié)有效濕簾面積。

4　設施使用效果觀察

4.1設施溫度控制情況

年平均溫度可以控制在22.6±2.5 ℃ （圖2）。圖中可見夏季室內溫度波動較大，這與陽光房吸收日照有關。

4.2設施濕度控制情況

設施內年平均相對濕度為46.0%±6.6%（圖3）,秋冬季節(jié)交替時波動較大。

5　食蟹猴飼育效果觀察

5.1食蟹猴繁育情況

2013年10月5日自海南購進2～3歲的成年食蟹猴10只（9♀, 1♂）, 并放養(yǎng)于新設施內, 進行自然交配繁殖。群體平均妊娠率100%、平均妊娠期164±5 d； 平均哺乳期120 d； 平均離乳成活率66.7%（其中1只被母猴咬死，2只因鐵絲網眼過大而掐死）。嬰猴出生后4月齡離乳，離乳幼猴采用籠養(yǎng), 4幼猴同籠以保溫，育成室內溫度為23～25 ℃； 離乳前2周以喂牛奶為主，第3周時逐步增加稀飯糊, 第6周以稀飯水果糊為主, 第8周后逐步添加成猴飼料以及水果； 離乳幼猴開始2～3周內每日飼喂7餐,上午3餐, 下午3餐, 晚上1餐, 第4周起酌情減為6 餐, 8月齡后可按照常規(guī)方法進行大欄飼養(yǎng)。

圖1　濕簾布置及設施示意圖

圖2　食蟹猴設施溫度控制效果圖

圖3　食蟹猴設施濕度控制效果圖

5.2食蟹猴血液生理生化指標測定情況

飼養(yǎng)一年后，連續(xù)半年對成年雌性動物進行血液采集，每月一次, 動物處于清醒狀態(tài)，雌性動物禁食12 h后于上午9∶00～10∶00點空腹采集。

血常規(guī)全血采集及測試方法： 前肢采血, 每只動物采血量為1.0～2.0 mL, 血常規(guī)全血用EDTA-K2抗凝, 采集后的血液置于碎冰中保存, 日本Sysmex-2000i全自動血液分析儀測試, 測定結果見表1。生化血清采集及測試方法： 用促凝劑真空采血管采集血液, 前肢采血, 采血量為2.0～3.0 mL, 采集后的血液置于碎冰中保存, 采集后1～2 h離心, 離心后分離血清, 用日立-7180型全自動生化分析儀測試, 測定結果見表2。

從表1可見, 第5次測試的中性粒細胞（NEUT#）與第1次相比明顯升高，第5次和第6次測試的淋巴細胞數目（LYMPH#）和淋巴細胞百分比（LYMPH%）與第1次相比明顯降低，第4次與第5雌測試的單核細胞百分比（MONO%）與第1次相比明顯降低。

從表2可見，第4次測試的肌酐（CREA）與第1次相比明顯降低，第4次測試的甘油三酯（TG）與第1次相比明顯升高。

6　討論

濕簾系統是一種集降溫、換氣、防塵、除味于一體的蒸發(fā)式降溫換氣機組，除了可以給動物設施帶來新鮮空氣和降低溫度之外，還有節(jié)能、環(huán)保的特點。它是一款全新無壓縮機、無冷媒、無銅管的環(huán)保產品，主要部件核心（蒸發(fā)式濕簾，多層波紋纖維疊合物）及1.1 kW的風機，其耗能是傳統中央空調耗電1/8。從使用效果看，其溫濕度控制水平基本符合國家標準，盡管設施內濕度較高，但食蟹猴本身的習性也需要高濕環(huán)境，不影響其生長繁育。

表1　成年雌性食蟹猴血液學指標測定

表2　成年雌性食蟹猴血清生化指標測定

使用新型設施進行食蟹猴繁殖, 結果顯示母猴妊娠率、繁殖率和成活率分別為100.00%、100.00% 和66.67%。群體妊娠率、繁殖率較高, 但成活率因管理不善, 與相關報道比較偏低［3］。其主要原因是鐵絲防護欄的孔徑較大, 導致初離乳仔猴的頭部鉆出而掐住窒息死亡, 建議圍欄長徑不得大于3.5 cm。

動物的血液學檢測的指標來看，飼養(yǎng)一年后，比較連續(xù)半年雌性動物的血液生化指標，有個別指標在不同的采集時間有差異，可能與月經周期等因素有關，如TG可能受月經周期影響［4］。本文血液生化指標CREA和TG第4次測試結果雖與第1次有顯著差異，但這兩項指標在第5次測試時又恢復正常。但所有檢測指標整體穩(wěn)定，與黃俊華等［5］、石巧娟等［6］報道的結果一致，說明在上海地區(qū)使用新型飼育設施能滿足食蟹猴的生活習性。

［1］農業(yè)部規(guī)劃設計研究院. NY/T 2133-2012, 溫室濕簾-風機降溫系統設計規(guī)范［S］. 中華人民共和國農業(yè)部公告第1723號, 2012-02-21.

［2］蔣光平, 周道雷. 濕簾風機降溫系統設計與參數選擇方法［J］. 現代農業(yè)裝備, 2004, 1（1）：44-46.

［3］孫兆增, 曾林, 洪寶慶, 等. 北京地區(qū)食蟹猴的室內試驗性繁殖初報［J］. 中國比較醫(yī)學, 2008, 11（18）：33-35.

［4］馬南花, 黎宗強, 鄭麗萍, 等. 雌性食蟹猴月經周期中雌二醇、孕酮水平的變化及其與血脂的關系［J］. 標記免疫分析與臨床, 2008, 15（3）：159-161.

［5］黃俊華, 韋祝梅, 謝莉萍. 食蟹猴血液常規(guī)值及血液生化值的測定［C］. ?？冢?第五屆中南地區(qū)實驗動物科技交流會, 2007.

［6］石巧娟, 初明明, 田朝陽, 等. 人工飼養(yǎng)食蟹猴血液常規(guī)和生化指標測定［J］. 實驗動物與比較醫(yī)學, 2012, 32（4）：344-347.

Q95-33

B

1674-5817（2016）02-0141-05

10.3969/j.issn.1674-5817.2016.01.013

2015-08-12

上海市科學技術委員會科研計劃項目（11140903200）

邢正弘（1957-）, 男, 從事實驗動物設施管理。E-mail： zhxing57@163.com