第四章空氣中有害氣體微粒和微生物

第四章空氣中有害氣體微粒和微生物第一節(jié)空氣中得有害氣體一、大氣得基本組成1、大氣得結構地球表面包圍著一層很厚得空氣,通常稱為大氣,厚度大約1000公里,并伴隨海拔得升高而逐漸變稀,整個大氣分為三層。(1)對流層靠近地面,其厚度在赤道附近為17~18公里,在兩極附近為8~9公里,對流層中集中了大約95%得大氣含量。一切天氣現(xiàn)象與部分空氣污染都發(fā)生在該層。(2)平流層該層由于強烈得紫外線作用,使氧分子分解為氧原子,再合成為臭氧,因此形成臭氧層。(3)電離層位于平流層之上,氣體發(fā)生電離,呈現(xiàn)帶電狀態(tài)。2、大氣得成分大氣就是一種無色、無味、無臭得混合氣體,其主要成分氮(占78、09%)、氧(20、94%)及惰性氣體,稱為恒定組分;大氣中得二氧化碳、水蒸氣、臭氧等得含量隨季節(jié)、氣象要素與人們得生產(chǎn)活動而變化,故稱之為可變組分。

可變組分:對地球環(huán)境質量得影響很明顯。如平流層中臭氧層得存在,能夠保護地球上得生物避免強烈紫外線輻射得危害;二氧化碳能使大氣平均溫度升高,引起“溫室效應”。非潔凈組分自然界物質循環(huán)中由地面進入大氣或者由人類活動排放到大氣中,造成環(huán)境污染。二、大氣污染得原因*自然界得:森林火災、地震、火山爆發(fā)、各種礦藏產(chǎn)生微粒、硫化氫、硫氧化物、異常氣體;*人為得:排放有毒有害氣體、煙霧、氟化物、SO2、CO、氮氧化合物及甲烷等;*畜牧生產(chǎn):氨、糞臭素、硫化氫、甲烷、吲哚。三、大氣中主要得有害氣體1、氟化物(1)來源工業(yè)生產(chǎn)就是大氣中氟化物得主要來源,如磷肥廠與鋁廠,主要排放SiF4與HF。一座年產(chǎn)4-5萬噸鈣鎂磷肥高爐,每小時排放含氟廢氣35000m3,含氟1、5g/m3,排氟量為50kg/h以上。(2)危害途徑大氣中得氟可以進入土壤與水體,能夠在植物與動物體內積聚、富集,并通過呼吸、飲水與采食對人畜造成危害。氟化物就是一種累積性得慢性中毒過程。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)報道,全世界可分為富氟區(qū)與貧氟區(qū)。我國沿海一帶大部屬人為得富氟區(qū)。(3)危害含氟得空氣與微粒從呼吸道吸入后,對呼吸道黏膜有強烈得刺激作用;經(jīng)口腔攝入得含氟微粒,可經(jīng)消化道吸收,迅速進入血液循環(huán),大約有75%得氟可與血漿蛋白結合,蓄積在牙齒、骨骼及心臟、肺臟、脾臟與腎臟中;氟在家畜體內可影響鈣、磷代謝,過量得氟可與鈣形成CaF2,引起血鈣減少,骨骼變形;血鈣得減少還可使甲狀腺功能增中,抑制腎小管對磷得吸收,使磷從尿中大量排出;

氟化鈣影響牙齒得鈣化,使牙齒鈣化不全,釉質受損,發(fā)生牙齒變形;氟中毒能損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)心肝及心、肝、腎等,引起生物酶學改變;還可使機體得細胞免疫功能受到抑制。氟化物對外周T-淋巴細胞得影響組別14d28d42d56d對照組73、170、976、478、5300mg/kg組74、264、041、534、3500mg/kg組80、562、740、633、0

如包鋼附近得鄉(xiāng)、村,自1968年來因大氣中氟污染每年使大群家畜發(fā)生氟中毒,羊得發(fā)病率達100%,死亡率達60%;1975年在烏拉特前旗有適齡母畜35、8萬頭,因氟中毒使20、7萬頭母畜空懷或流產(chǎn),只有15、1萬頭產(chǎn)仔,存活10、4萬頭,繁殖成活率不到30%。不同種類動物對氟得耐受性質不同,禽類得耐受性最強,其次為豬,反芻家畜最敏感。(4)衛(wèi)生標準我國大氣衛(wèi)生標準規(guī)定,空氣中氟得最高允許濃度為0、02mg/m3,日平均為0、007mg/m3

。12大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流2、二氧化硫(1)性質無色有刺激性氣體,比重1、434,易溶于水,在水中形成亞硫酸。在潮濕、日光及空氣微粒得催化下可氧化成三氧化硫,三氧化硫具有很強得吸濕性極易產(chǎn)生硫酸霧或硫酸雨。酸雨——指pH<5、5得降水,能使水質酸化,導致湖泊得水生動植物受害。2024/5/2314

目前我國酸雨地理分布主要集中在西南、中南、華東地區(qū),由北向南逐漸增加,西南地區(qū)最為嚴重。據(jù)統(tǒng)計,重慶市燃料煤中得含硫量特別高,平均為5%,使城區(qū)大氣中SO2量大大增加。1994年1月5日重慶市黑雨(blackrain)造成六個區(qū),所有建筑物皆變灰黑色。2024/5/2316(2)危害二氧化硫對家畜得主要危害在于其具有得強烈刺激性與腐蝕作用,主要作用于上呼吸道與眼結膜,在其上形成亞硫酸,造成局部炎癥。牛對二氧化硫得反應最為敏感,濃度在30~100mg/L時,表現(xiàn)呼吸困難,口吐白沫,體溫上升,尸體解剖時呈現(xiàn)嚴重得支氣管炎、肺水腫等。馬與羊有較強得抵抗力,同種家畜中一般幼小家畜較為敏感。(3)衛(wèi)生標準我國大氣衛(wèi)生標準規(guī)定,二氧化硫得最高允許濃度為0、5g/m3,日平均濃度為0、15g/m3

。2024/5/23183、氮氧化物(1)來源造成大氣污染得NOx主要就是NO與NO2。氮氧化物主要來源于煤、石油及汽車燃料得燃燒與硝酸、氮肥、油類、染料等生產(chǎn)過程,以及交通車輛排放得尾氣。主要成分為一氧化氮,其毒性并不大,但進入大氣后氧化為二氧化氮,毒性提高4倍。(2)危害

NO2難溶于水,對眼結膜得呼吸道粘膜得刺激性小,但較易進入肺泡與細支氣管等呼吸道深部組織,并在其中轉化為亞硝酸與硝酸,對肺組織有刺激與腐蝕作用;亞硝酸進入血液后還可引起高鐵血紅蛋白癥與血管擴張,出現(xiàn)紫紺與呼吸困難。

NO2濃度較低,可引起慢性中毒。

主要表現(xiàn)為家畜呼吸道平滑肌收縮,呼吸阻力加大,鼻咽受到刺激,動脈氧分壓降低,胸悶,形成慢性支氣管炎與肺水腫。如濃度為0、5ppm,4h后肺泡受影響;濃度為17ppm,10min即可發(fā)生呼吸困難,支氣管痙攣,引起肺水腫。

NO2濃度高,可引起急性中毒。主要表現(xiàn)為劇烈咳嗽,呼吸困難,喉頭水腫,支氣管痙攣,肺部收縮,進而昏迷或因窒息死亡。如濃度為60-150ppm,可出現(xiàn)上述癥狀;

200-700ppm,短時間吸入則會劇烈咳嗽,急性中毒而死。四、畜舍與畜牧場得有害氣體1、來源主要來自家畜呼吸、生產(chǎn)過程與有機物分解等時候產(chǎn)生了有害氣體。惡臭物質:NH3、H2S、甲基硫醇、吲哚等幾種。其它有害氣體:CO2、揮發(fā)性脂肪酸等。2、產(chǎn)生特點(1)由于畜牧生產(chǎn)就是一個連續(xù)過程,其廢棄物產(chǎn)生多。如糞便(feces),一頭豬平均年產(chǎn)糞尿2、5噸,一個萬頭豬場每年至少產(chǎn)生糞便1、26萬噸;

污水(sewage),一個萬頭豬場日產(chǎn)污水100-300m3;墊料(Litter)及畜禽尸體等。(2)與天氣、空氣溫濕度有關天氣晴朗——供氧較多,分解徹底,含C得物質轉變?yōu)镃O2,含N得物質轉變?yōu)镹O2。陰天、潮濕、供氧不足,有機物分解不徹底,產(chǎn)生NH3、H2S等,而且分解慢、有臭味,對人畜有直接影響,影響正常生理功能。(3)舍內有害氣體含量得多少還取決于家畜得飼養(yǎng)密度、畜舍地面結構、舍內通風換氣狀況、糞污清除與舍內管理水平等。3、幾種主要有害氣體(1)NH3a、性質無色有刺激性臭味得氣體,分子量17、03,對空氣比重0、596,標準狀態(tài)下,1mgNH3為1、316ml,極易溶于水呈堿性,形成NH4OH(氨水),0℃可溶9、07g/L水,20℃可溶899g/L水。b、來源舍外大氣中不含NH3,主要來自糞便尿、墊草、飼料等含N有機物分解產(chǎn)生,畜舍中得含量與通風、清潔程度、飼養(yǎng)密度及飼養(yǎng)管理水平等有關。一般6~35ppm,多者達150ppm。因氨主要產(chǎn)于地面,因此畜舍下部氨得濃度要高于上部。C、對畜禽得作用首先,氨可被溶解于呼吸道與眼結膜上,產(chǎn)生堿性刺激(1%NH3溶液得pH值為11、7),使粘膜發(fā)炎充血水腫,分泌物增多,重者造成眼灼傷,組織壞死,引起壞死性支氣管炎,肺水腫充血,眼失明。

其次,由肺泡進入血液,與血紅蛋白結合,破壞其輸氧能力,引起組織缺氧。

第三、短時間與低濃度NH3可由尿排出

2

NH3+CO2CO(NH2

)2+H2O

可以緩解,但長時間高濃度中毒則不易緩解,可直接刺激體組織,引起堿性化學性灼傷,并可引起中樞神經(jīng)麻痹,中毒性肝病,心臟損傷等。

第四,使抵抗力與免疫力降低家畜在低濃度氨得長期作用下,機體得抵抗力明顯減弱,許多傳染病病原菌,如結核桿菌、肺炎球菌、大腸桿菌等對家畜得感染過程極易出現(xiàn)。如5mg/L得氨得長期作用,會使雞得健康受到影響;20mg/L時,可引起角膜炎、結膜炎、新城疫發(fā)病率大大提高。

第五,降低生產(chǎn)力

200ppmNH3,能使豬增重降低17%,飼料利用率下降18%。NH3濃度(ppm)性成熟(達50%產(chǎn)蛋率得日齡)產(chǎn)蛋率%23~26周35~38周0158(22、5周)70、290、952、6172(24、5周)51、286、773、8177(25周)49、283、8氨濃度對雞生產(chǎn)性能得影響

日本試驗:20ppm得氨使6周齡雞肺水腫;

50ppm氨使雞對球蟲病敏感;

100ppm10周后,使星雜288雞產(chǎn)蛋率由81%降為62%,將氨濃度降至20ppm,10周后,產(chǎn)蛋恢復由61%上升到81%。美國報道:氨對雞新城疫(Neweastledisease)有促進作用。

氨得半中毒:又稱稱慢性中毒,指家畜在低濃度氨得長期作用下,體質變弱,對某些疾病產(chǎn)生敏感,采食量、日增重、生產(chǎn)力都下降。雞多見發(fā)生,常發(fā)生于寒冷得季節(jié)、厚墊草飼養(yǎng)得密閉雞舍,空氣中氨得濃度可達到75-100mg/L,雞多半閉著眼,發(fā)生結膜炎、角膜炎、眼瞼炎等,影響雞得健康與生產(chǎn)性能;在50mg/L下,豬增重受阻,幼豬增重率減少12%,氨濃度為100-200mg/L,可引起豬咳嗽,喪失食欲,增重率減少30%。d、標準我國無公害養(yǎng)殖標準中規(guī)定氨得濃度就是:場區(qū)＜5mg/m3;豬舍＜20mg/m3;牛舍＜15mg/m3;雛禽舍＜8ppm;成禽舍＜12ppm。

2024/5/2336人得感覺:＜10ppm不察覺;

20~30ppm感覺喉有刺激;

50ppm流淚、鼻塞;

70ppm眼強烈刺激、咳嗽;

100ppm眼淚、鼻涕增多。(2)H2Sa、性質與來源無色、易揮發(fā),有臭蛋味得氣體,分子量34、09,對空氣比重1、19,標準狀態(tài)下,1mgH2S=0、6497ml,易揮發(fā),易溶于水。來源于含硫有機物分解:糞尿、墊草、飼料等含硫有機物得厭氧分解;其次就是由消化道排出。畜舍含量一般不超過10ppm,高時可超過此數(shù)。

硫化氫對金屬有較強得腐蝕作用,尤其就是在潮濕得條件下,金屬器具及設施表面常因腐蝕而變色,可以此判斷空氣中硫化氫得存在。如空氣中硫化氫含量增加時,雞舍內得銅制器具與電線因生成硫化銅而變成黑色;鍍鋅得籠具表面有白色硫化鋅沉淀;白色油漆表面變成棕色甚至黑色。b、危害主要危害就是刺激粘膜,可與粘膜中得鈉離子結合生成硫化鈉,產(chǎn)生化學刺激與腐蝕作用,引起眼結膜炎,表現(xiàn)流淚、畏光等;同時引起鼻炎、氣管炎、咽喉灼傷,以致肺水腫;在血液中得硫化氫能與氧化型細胞色素氧化酶中三價鐵結合,使酶失去活性,影響細胞得氧化過程,引起組織缺氧。

長期低濃度硫化氫得作用可使家畜植物性神經(jīng)紊亂,體質變弱,抗病能力下降,易患胃腸疾病;高濃度可直接抑制呼吸中樞,引起窒息而死亡。如豬在硫化氫濃度就是20mg/L時,表現(xiàn)出畏光、喪失食欲,神經(jīng)質;

50-200mg/L得濃度可使豬突然嘔吐,失去知覺,繼而因呼吸中樞麻痹而死亡。(3)其它有害氣體a、一氧化碳(CO)主要來源:含碳燃料得不完全燃燒;主要危害:可與血紅蛋白結合,減少了血細胞得攜氧功能,還能抑制氧合血紅蛋白得解離與釋放,造成機體急性缺氧,中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)均出現(xiàn)病變。b、二氧化碳(CO2)主要來源:家畜得呼吸。如1頭體重100kg得育肥豬,每小時可呼出CO243L;一頭體重為600kg、日產(chǎn)奶30kg得奶牛,每小時可呼出200L;1000只母雞每小時可排出1700L。換氣良好得畜舍,舍內CO2含量也會比大氣高出50%;換氣不良則要高出10倍以上。

危害:本身無毒,主要可引起缺氧,若長期缺氧,可引起機體生產(chǎn)力下降,體質變弱,對疾病得抵抗力變弱。豬在CO2濃度為2%時,無明顯癥狀;4%時呼吸變深變快;10%出現(xiàn)昏迷;20%出現(xiàn)死亡。主要衛(wèi)生學意義:表明了畜舍通風狀況得空氣得污濁程度,常用作監(jiān)測空氣污染得可靠性指標。4、消除畜舍中有害氣體得措施(1)畜牧場場址選擇與場地規(guī)劃、建筑物布局;(2)及時清除糞尿污物;(3)注意畜舍得防潮;(4)合理組織通風換氣(5)鋪加墊料,可吸收有害氣體;(6)采用吸收劑(除臭劑),如用過磷酸鈣。第二節(jié)、空氣中得微粒與微生物1、空氣中得微粒(1)分類與來源包括空氣中得固態(tài)或液態(tài)得微粒?？煞譃閴m(粒徑大于1m得固態(tài)微粒)、煙(粒徑小于1m得固態(tài)微粒)與霧(液態(tài)微粒)三種。﹥10m稱為降塵(空氣中停留4~9小時)﹤10m稱為飄塵(空氣中停留19~98天)

單位:粒數(shù)/cm3或粒/m3或g/m3

塵空氣中微粒得來源土壤如地面揚起得塵土等;工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)如排放得煙塵、耕地等;交通運輸如排放得尾氣等;居民生活如炊煙、油煙等;自然界如火山爆發(fā)、森林火災等:特點:無機塵占2/3~3/4畜禽舍內微塵來源:(1)由舍外進入;(2)飼養(yǎng)管理活動產(chǎn)生。特點:(1)有機塵占比例高,占50%或更高;(2)﹤5m居多,含量在103~106粒/m3。

根據(jù)測定:一年產(chǎn)1、2萬頭豬場,每小時由豬舍排出得塵?？蛇_2kg,一個年產(chǎn)40萬只得養(yǎng)禽廠,每小時可排出29、8kg粉塵。雞、豬舍內微粒得主要來源就是由于利用低質量得顆粒飼料、散撒飼料或干粉料造成得。通過對蛋雞舍內微粒樣品分析,發(fā)現(xiàn)鈣含量最高,這與蛋雞料中鈣含量呈正相關。(2)評價指標1、總懸浮顆粒物(TSP)