利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析評價肉牛舍空氣環(huán)境質(zhì)量

吳妍妍，陳紅莉

（新疆西部牧業(yè)股份有限公司，石河子 832000）

利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析評價肉牛舍空氣環(huán)境質(zhì)量

吳妍妍，陳紅莉

（新疆西部牧業(yè)股份有限公司，石河子 832000）

伴隨著我國肉牛業(yè)的發(fā)展，肉牛生長環(huán)境和養(yǎng)殖過程中有害氣體上升問題越來越受到人們的關(guān)注。本研究利用奧特云平臺智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對新疆肉牛舍空氣中的CO2、NH3、H2S等主要指標進行了實時監(jiān)測，結(jié)果顯示，肉牛舍內(nèi)的空氣質(zhì)量良好，符合無公害畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地的空氣質(zhì)量要求。

肉牛；環(huán)境監(jiān)測；牛舍；空氣質(zhì)量

當前，我國的肉牛產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始向注重質(zhì)量和規(guī)模化發(fā)展，牛肉的產(chǎn)量不僅在持續(xù)增長，消費量與價格也在逐步上升。但是，如今肉牛生產(chǎn)中也出現(xiàn)了一些亟待解決的問題，其中肉牛生長環(huán)境的問題較為突出，制約著肉牛的增重效果。牛舍是肉牛生產(chǎn)活動的主要場所，牛舍環(huán)境因素與建筑類型在不同程度上影響肉牛個體的生長和肥育效果[1]。不良的畜舍環(huán)境增加了飼養(yǎng)成本，肉牛增重緩慢，甚至?xí)斐蓹C體抵抗力下降，誘發(fā)各類疾病。因此，改善肉牛舍的環(huán)境狀況對于提高肉牛生產(chǎn)水平顯得格外重要。

肉牛舍內(nèi)有害氣體一方面影響動物機體健康、影響肉牛的生長，另一方面直接威脅舍內(nèi)工作人員身體健康，部分有害物質(zhì)還能通過食物鏈進入人體，引起急性、慢性中毒。因此，對肉牛養(yǎng)殖場的空氣質(zhì)量進行監(jiān)測與評價，對于生產(chǎn)安全、優(yōu)質(zhì)、無污染的畜產(chǎn)品具有重要意義。肉牛場數(shù)字化環(huán)境監(jiān)測是提高肉牛場養(yǎng)殖環(huán)境效益的一個重要技術(shù)手段。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與肉牛場環(huán)境信息有效結(jié)合，基于傳感器技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)的數(shù)字化養(yǎng)殖系統(tǒng)，可以動態(tài)識別舍內(nèi)環(huán)境變化，實時進行數(shù)據(jù)的監(jiān)控。本研究通過對具有代表性的兩家肉牛養(yǎng)殖單位的CO2、NH3、H2S.等主要空氣指標進行測定，初步了解了新疆北疆地區(qū)肉牛生產(chǎn)過程中舍內(nèi)的空氣質(zhì)量狀況，并對肉牛舍內(nèi)空氣質(zhì)量進行了評價。

1 材料和方法

1.1 測定地點

分別選擇五家渠地區(qū)的波爾多牧業(yè)和石河子地區(qū)的桃園牧業(yè)有限責任公司各3棟圈舍。波爾多牧業(yè)牛舍編號為A、B、C，桃園牧業(yè)有限責任公司牛舍編號為D、E、F。其中，波爾多牧業(yè)圈舍采用自然通風(fēng)，牛舍為雙列單通道結(jié)構(gòu)；桃園牧業(yè)采用的為半封閉式建筑，自然通風(fēng)。均每天飼喂3次，自由飲水，糞污采用機械刮糞。

1.2 監(jiān)測指標

牛舍內(nèi)監(jiān)測指標和監(jiān)測點的選擇都依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[1]中畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準.（NY/ T388-1999）。使用銀川奧特開發(fā)的采集器HJJSB16920000110001進行數(shù)據(jù)采集。監(jiān)測的主要有害氣體指標包括CO2、NH3、H2S。

波爾多牧業(yè)監(jiān)測時間為2015年7月24～26日，石河子桃園牧業(yè)有限責任公司監(jiān)測時間為2015年10月25～27日。每個監(jiān)測點于每日9:00、14:00、20:00三個時間點測定。牛舍內(nèi)選擇3個固定監(jiān)測點，測定高度距地面1.2m，每個測定項目在監(jiān)測點的數(shù)據(jù)會傳輸?shù)焦芾砥脚_，最后以奧特奶牛云智慧管理平臺讀取數(shù)據(jù)的平均值為該點的測定值。測定期間兩地的天氣情況均為晴、微風(fēng)。

1.3 評價方法

1.3.1.嚴格控制指標評價

嚴格控制指標評價采用單項污染指數(shù)法，按公式1.計算。

式中：

Pi——環(huán)境中污染物.i.的單項污染指數(shù)；

Ci——環(huán)境污染物.i.的實測濃度；

Si——污染物.i.的環(huán)境標準濃度限值。

Pi＞1，說明嚴格控制指標超標，結(jié)果為不合格，一般控制指標評價不予判斷；Pi≤1，嚴格控制指標未超標，用一般控制指標評價進行判斷。

1.3.2.一般控制指標評價

一般控制指標評價采用單項污染指數(shù)法，按公式1.計算。

Pi＞1，表示一般控制指標評價有超標，判定不合格，不再進行綜合污染指標評價；Pi≤1，說明一般控制指標評價未超標，繼續(xù)進行綜合污染指標評價。

1.3.3.綜合污染指數(shù)評價

綜合污染指數(shù)按公式2計算。

式中：

I——綜合污染指數(shù)；

Pmax——各項污染物中最大污染指數(shù)；

n——參加評價污染物的項目數(shù)；

Pi——某污染物的污染指數(shù)。

I≤1，判定合格；I＞1，判定不合格。

1.3.4.評價標準

采用污染物臨界值標準對肉牛養(yǎng)殖場空氣質(zhì)量進行評價，具體指標參照《畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準》（NY/T388-1999）[2]、《無公害食品產(chǎn)地環(huán)境評價準則》（NY5295-2004）和《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）等國家標準和行業(yè)標準。評價的標準濃度限值[3]以及畜禽場環(huán)境綜合指數(shù)分級[4]見表1和表2。

表1 畜禽場環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測項目標準濃度限值

表2 畜舍環(huán)境空氣質(zhì)量分級標準

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉牛舍 H2S 含量測定結(jié)果（表3）

在整個監(jiān)測過程中，6個牛舍的監(jiān)測點H2S濃度均小于或等于零，低于《畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準》（NY/ T388-1999）牛舍內(nèi)H2S濃度的最高限值8mg/m3。

2.2 肉牛舍CO2含量測定結(jié)果（表3）

6個牛舍監(jiān)測點的CO2濃度在172～610mg/m3之間變化。其中，C監(jiān)測點肉牛舍內(nèi)CO2濃度最高，達到了610mg/m3。根據(jù)《畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準》（NY/T388-1999）規(guī)定，牛舍內(nèi)CO2的最高限值為1.500mg/m3，故6個監(jiān)測點牛舍的CO2濃度均符合標準。

2.3 肉牛舍NH3含量測定結(jié)果（表3）

6個牛舍監(jiān)測點的NH3濃度在0.1～4.1mg/m3之間，其中F監(jiān)測點肉牛舍內(nèi)NH3濃度最高，為4.1mg/m3。各監(jiān)測點NH3濃度均低于《畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準》（NY/ T388-1999）規(guī)定的最高限值20mg/m3，說明所監(jiān)測的6棟牛舍舍內(nèi)NH3濃度都符合肉牛生產(chǎn)標準規(guī)定。

2.4 肉牛舍內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量評價

表3 畜舍環(huán)境監(jiān)測結(jié)果

按照評價標準和評價方法，對6個牛舍監(jiān)測點空氣環(huán)境質(zhì)量進行單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)評價并分級，評價和分級結(jié)果見表4和表5。

表4 肉牛舍內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量單因子評價結(jié)果

從肉牛舍空氣質(zhì)量單項污染指數(shù)評價結(jié)果可知，監(jiān)測區(qū)域牛舍內(nèi)CO2的單項污染指數(shù)值為0.11～0.41之間，平均值為0.24，污染程度是最高的；NH3單項污染指數(shù)值在0.01～0.20之間，平均值為0.08，污染程度次之；H2S未檢出，單項污染指數(shù)值為0，污染程度最低。結(jié)果顯示，各項監(jiān)測指標的單項污染指數(shù)均小于1。

表5 肉牛舍內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)評價結(jié)果

肉牛舍空氣質(zhì)量綜合污染指數(shù)評價結(jié)果顯示，監(jiān)測區(qū)域牛舍內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的綜合污染指數(shù)值在. 0.06～0.29之間，其中C監(jiān)測點牛舍內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的綜合污染指數(shù)值是0.29，污染程度是最高的。綜上所述，6個牛舍監(jiān)測點空氣的綜合污染指數(shù)均小于0.6，且各項指標的單項污染指數(shù)都小于1，屬于空氣清潔水平(一級水平)。表示6個牛舍監(jiān)測點的空氣質(zhì)量良好，符合無公害畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地的牛舍空氣質(zhì)量標準。

3 討論

低濃度的CO2是無毒性的，但畜舍空氣中高濃度. CO2可能會導(dǎo)致肉牛出現(xiàn)慢性缺氧，進而使肉牛的抵抗力下降，甚至易感染上結(jié)核等慢性傳染病。本試驗監(jiān)測結(jié)果顯示，肉牛舍內(nèi)的CO2濃度為172～610mg/m3，大大低于標準最高限值。該監(jiān)測牛舍內(nèi)CO2濃度含量低的原因可能是由于牛舍為自然通風(fēng)半開放式結(jié)構(gòu)，舍內(nèi)通風(fēng)換氣量較大的結(jié)果。

畜舍內(nèi)高濃度NH3容易造成肉牛采食量下降、生長緩慢，甚至?xí)?dǎo)致慢性中毒等一系列癥狀。如果長期生活在高濃度的NH3環(huán)境中，易致肉牛患有呼吸系統(tǒng)疾病。本試驗6個牛舍監(jiān)測點中的NH3濃度均在0.1～4mg/m3之間，低于畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準中NH3的最高限值20mg/m3，均在安全范圍之內(nèi)，不會對肉牛的生長造成顯著影響。

牛舍內(nèi)H2S氣體濃度過高會造成肉牛抵抗力下降、胃腸功能紊亂等一系列疾病，而本試驗中的兩個肉牛生產(chǎn)基地情況良好，結(jié)果顯示6個牛舍監(jiān)測點的H2S濃度均等于或小于零，說明牛舍通風(fēng)良好，符合生產(chǎn)標準要求。

造成畜舍內(nèi)有害氣體蓄積的原因是多方面的，為避免這個問題出現(xiàn)，在建造牛舍時應(yīng)合理設(shè)計通風(fēng)、排水、清糞系統(tǒng)；在生產(chǎn)管理中要合理組織通風(fēng)換氣，及時清除糞尿，保持舍內(nèi)干燥；也可使用墊料或吸附劑來減少舍內(nèi)有害氣體；此外，還可通過日糧的合理配制、使用適當?shù)奶砑觿p少有害氣體產(chǎn)生[5,6]。

4 結(jié)論

本試驗對6個肉牛牛舍的CO2、NH3、H2S等主要空氣指標進行了監(jiān)測，并對監(jiān)測指標進行了評價并分級，結(jié)果顯示所監(jiān)測牛舍舍內(nèi)空氣質(zhì)量的綜合污染指數(shù)小于0.6，并且各監(jiān)測指標的單項污染指數(shù)也小于1，屬于空氣清潔水平（一級水平）。說明所選兩個肉牛生產(chǎn)基地的牛舍空氣質(zhì)量良好，符合無公害畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地的空氣質(zhì)量要求。

[1] NY/T388-1999. 畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準[S]. 北京:中國標準出版社,2003.

[2] NY5295-2004. 無公害食品產(chǎn)地環(huán)境評價準則[S]. 2004.

[3] 劉爽,孫宏偉,張宇舟,等. 沈陽市和平區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況及對監(jiān)測結(jié)果的分析[J]. 環(huán)境保護科學(xué),1997,23(3):32-34.

[4] 李建國,曹玉鳳.肉牛標準化生產(chǎn)技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2003:275-297.

[5] 趙育國,史彬林,郭祎瑋.肉牛舍的環(huán)境控制[J].畜牧科學(xué), 2010,10:68-70.

[6] 洪永亮.牛場的環(huán)境綜合治理措施[J].中國奶牛, 2001,6:20-22.

Using Environmental Monitoring System Data Analysis to Evaluate the Environment of Beef Cattle

WU Yan-yan CHEN Hong-li
(Xinjiang Western Animal Husbandry Co., Ltd, Shihezi 832000)

Along with the development of beef cattle in our country, the problem of harmful gas rising in the growing environment and breeding process has been widely concerned by people. This paper mainly uses the Oort cloud platform of intelligent environment monitoring system of Xinjiang beef cattle shed in the air CO2, NH3, H2S main indicators of real-time monitoring, the results showed that beef with good air quality to meet the production base for pollution-free animal products air quality requirements.

Beef cattle; Environmental monitoring; Housing; Air quality

S823.4

A

1004-4264（2017）06-0014-03

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.06.002

2016-12-23

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團重大科技項目子項目“肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖環(huán)境控制關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”（2014AA001-2）。

吳妍妍（1987-），女，新疆伊犁人，碩士，主要從事動物營養(yǎng)與飼料資源開發(fā)工作。