天然植物除臭劑對(duì)豬舍衛(wèi)生環(huán)境抑菌性能和NH3影響效果分析

孫 靜，張榮飛，劉志鵬，張 苗，畢大鵬，曲麗君，李 萍，張 程，李 強(qiáng)，王瑞瑜，烏仁娜

（1.天津大學(xué)化工學(xué)院，天津市 300354；2.天津納爾生物科技有限公司，天津市 300457；3.天津市濱海新區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心，天津市 300452）

0 引言

除臭劑目前大多應(yīng)用在養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)、環(huán)保業(yè)以及醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)。眾所周知，養(yǎng)殖場(chǎng)空氣惡劣，高溫條件下，更會(huì)加重對(duì)周邊環(huán)境的污染，從而給周邊生態(tài)和生活環(huán)境帶來(lái)不利影響。養(yǎng)殖場(chǎng)除臭不僅對(duì)畜牧養(yǎng)殖大有裨益，還可改善周邊生態(tài)環(huán)境。市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的是物理吸附型除臭劑，香味型除臭劑還有化學(xué)、生物酶制劑、純植物型和復(fù)合型等[1]。

近幾年，植物除臭劑因?yàn)榘踩阅芎途C合除臭效果顯著，越來(lái)越受到市場(chǎng)青睞。植物除臭劑[2]篩選自天然植物，養(yǎng)殖場(chǎng)植物除臭劑一般采用植物萃取，提取多種天然活性植物的根、莖、葉或果實(shí)中的高活性成分，植物除臭產(chǎn)品溫和，不易燃燒、易于分解，是有效去除廢氣、臭氣、異味的安全天然綠色產(chǎn)品。一般可以直接噴灑于畜禽飼舍或養(yǎng)殖動(dòng)物的糞便上，或使用除臭噴霧設(shè)備進(jìn)行稀釋噴灑。

1 天然植物除臭劑產(chǎn)品主要成分

本研究中的一種天然植物除臭劑產(chǎn)品，主要成分為龍膽根、甘草、艾草等，其含有豐富的植物有機(jī)酸如甘草[3]活性成分甘草酸，其中的活性基團(tuán)—COOH可吸收氨及有機(jī)胺等臭氣[4]。有機(jī)酸還含有烯鍵、羰基等活性基團(tuán)，可通過(guò)加成、聚合反應(yīng)消除臭氣[5]；艾草植物[6]葉片活性成分中的側(cè)柏酮等可與臭氣發(fā)生加成與縮合反應(yīng)。多種植物的揮發(fā)性芳香氣味能抵消臭氣，即芳香族分子優(yōu)先與嗅覺(jué)感受器官結(jié)合，直接預(yù)先遮蓋臭氣，所以人聞不到臭味。

龍膽根[7]，屬于龍膽科是多年生草本植物，可以分離鑒定出多種成分，主要活性物質(zhì)為龍膽苦苷類、黃酮類等成分，具有抗炎、抑菌效果。龍膽中主要環(huán)烯醚萜苷類成分龍膽苦苷，大量地存在于龍膽屬草本植物中，龍膽苦苷具有利膽、抗炎、降壓等作用，是一種天然的環(huán)烯醚萜苷，極易溶解于醇類和水性溶劑，分子式是C16H20O9。其活性成分鞣質(zhì)類及多種黃酮類化合物可通過(guò)絡(luò)合的形式有效固定化臭氣分子，黃酮類化合物[8]是兩個(gè)苯環(huán)通過(guò)三碳鏈相互連接而成的一類化合物，在植物提取物中存在特別廣泛，是一種強(qiáng)抗氧劑。色原酮/烷的衍生化合物，一般均源自水果類、蔬菜類、植物種子和根部等，基本上都具有C6-C3-C6的特殊分子結(jié)構(gòu)。植物花色素就是黃酮類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中C3部分容易形成脂鏈結(jié)構(gòu)、C6部分比較容易形成五或六元環(huán)結(jié)構(gòu)。

2 試驗(yàn)方法與結(jié)果

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)間：2020年3月25日～2020年4月5日。試驗(yàn)地點(diǎn)：天津納爾生物科技有限公司實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)方案：在天津市寶坻區(qū)張頭窩村中原養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)，隨機(jī)選擇育肥豬前期和后期豬舍中的糞便，干糞（濕度約35%）和稀糞（濕度約80%），兩種糞便均在3月24日隨機(jī)取自豬舍內(nèi)，分為空白對(duì)照組和試驗(yàn)組噴灑10 mL植物除臭劑組，設(shè)4個(gè)處理，分稀糞和干糞2種，各處理4個(gè)重復(fù)。

試驗(yàn)采樣：所有箱子安置完排泄糞便后先封閉24 h，第二天開(kāi)始9：00進(jìn)行第1次采樣，然后噴灑植物除臭劑，連續(xù)噴7天。每天9：00、12：00、15：00、18：00和21：00，采集樣品測(cè)定噴灑后的試驗(yàn)效果，用于分析對(duì)比植物除臭劑除臭應(yīng)用結(jié)果。

2.2 臭氣濃度測(cè)定方法

試驗(yàn)過(guò)程預(yù)先測(cè)定每組豬舍原有臭氣濃度，噴灑完成后確認(rèn)不同時(shí)間段逐一測(cè)試。首先由專業(yè)的技術(shù)員通過(guò)人工嗅覺(jué)感觀評(píng)定測(cè)驗(yàn)，測(cè)試合格后，利用便捷式三合一氣體檢測(cè)儀（檢測(cè)儀型號(hào)：慧采貳H8396，采購(gòu)自河北慧采科技有限公司），檢測(cè)臭氣濃度并記錄，設(shè)定以下4個(gè)級(jí)別的臭氣強(qiáng)度（表1）。

表1 依據(jù)嗅覺(jué)的臭氣強(qiáng)度（mg/L）

除臭效果顯示說(shuō)明（表2），噴霧前30 min，NH3測(cè)定濃度為34 mg/L，噴灑使用本試驗(yàn)品12 h之后NH3濃度已經(jīng)下降為0，并可一直維持該水平24 h。同時(shí)，依據(jù)本試驗(yàn)臭氣強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)定除臭等級(jí)（表1），氨氣在等級(jí)“0”可以保持至少36 h，超過(guò)72 h之后氨氣的濃度升高，結(jié)果證實(shí)產(chǎn)品噴灑后能夠有效發(fā)揮除臭效果的時(shí)間至少為72 h。

表2 天然植物除臭劑的除臭效果

2.3 NH3濃度測(cè)定方法

NH3測(cè)定方法依照國(guó)標(biāo)方法即納氏試劑比色法：以游離的NH3與納氏試劑反應(yīng)絡(luò)合成黃棕色化合物，再用分光光度法測(cè)定。本試驗(yàn)采用ZK-3H大氣恒流采樣器空氣采樣器采集空氣樣品，流量范圍2.0 L/min。將樣品中的氨氣用稀H2SO4吸收后，0.5 L/min的流速條件下，采集1 L容積氣體樣品，將1 L樣品加入測(cè)試試劑，通過(guò)紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD值后，制定出標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)吸光度值獲取測(cè)試值，確認(rèn)NH3含量。

數(shù)據(jù)處理方法：SPSS19.0單因素方差分析和Duncan氏法多重比較，試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果：P＞0.05顯示差異不顯著，P＜0.05顯示差異顯著，P≤0.01顯示差異極顯著。植物除臭劑豬舍除臭效果顯示，稀糞樣品試驗(yàn)結(jié)果在噴灑植物除臭劑第1天NH3濃度相比于空白對(duì)照組試驗(yàn)結(jié)果降低，差異極顯著（P＜0.01）；干糞樣品，噴灑植物除臭劑后與對(duì)照組相比降低，差異不顯著（P＞0.05）（表3）。

表3 植物除臭劑豬舍除臭效果

2.4 抑菌試驗(yàn)測(cè)定方法

清潔豬舍后，測(cè)量地板上的細(xì)菌總數(shù)，之后按上述用量使用天然植物除臭劑產(chǎn)品。天然植物除臭劑產(chǎn)品停留時(shí)間為20 h，之后將其清除并再次測(cè)量地面細(xì)菌總數(shù)。培養(yǎng)48 h后，得出以下結(jié)果。所有數(shù)據(jù)均以1 cm2為單位，每次測(cè)量的平均值為9.5 cm2。細(xì)菌測(cè)定48 h結(jié)果顯示：噴灑植物除臭劑后地面細(xì)菌總數(shù)平均值為5.3 cm2，未使用該產(chǎn)品時(shí)為90.5 cm2，地面上的細(xì)菌顯著減少，豬舍環(huán)境明顯改善。

3 結(jié)論

天然植物除臭劑能明顯降低豬舍內(nèi)臭氣的濃度，可有效改善豬舍內(nèi)空氣的質(zhì)量，對(duì)豬場(chǎng)環(huán)境起到了明顯的改善、修繕作用。天然植物除臭劑帶有植物中特有的芳香族氣味，令感官產(chǎn)生愉悅感，能有效祛除飼舍內(nèi)臭味氣體，抑制細(xì)菌的繁殖，改善養(yǎng)殖環(huán)境，起到很好的養(yǎng)殖修繕效果，有效抑制養(yǎng)殖氣味污染弊端。產(chǎn)品生產(chǎn)成本低，活性成分主要來(lái)源于天然植物提取物，性能安全無(wú)毒副作用，不會(huì)危害動(dòng)物健康，無(wú)禁藥期，除臭效果顯著，因此在市場(chǎng)上推廣前景良好。