武志敏 ， 鄭 煒 ， 任永鑫 ， 劉雙紅 ， 孫 斌

(1.黑龍江省大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣畜牧局 ， 黑龍江 杜爾伯特 163000 ；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 ， 黑龍江 大慶 163319)

北方規(guī)?；i場(chǎng)周環(huán)境空氣中NH3的監(jiān)測(cè)分析

武志敏1， 鄭 煒1， 任永鑫2， 劉雙紅2， 孫 斌2

(1.黑龍江省大慶市杜爾伯特蒙古族自治縣畜牧局 ， 黑龍江 杜爾伯特 163000 ；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 ， 黑龍江 大慶 163319)

為了檢測(cè)北方寒區(qū)豬場(chǎng)生產(chǎn)過程中向周圍環(huán)境中NH3的排放，以研究NH3排放量引起的環(huán)境問題及對(duì)豬疾病發(fā)生的影響。按照《環(huán)境空氣和廢氣氨的測(cè)定納氏試劑分光光度法》(HJ533-2009)[1]所述方法進(jìn)行采樣的檢測(cè)分析。結(jié)果經(jīng)過樣品的測(cè)定，NH3濃度為日均0.182 mg/m3，與國(guó)標(biāo)GB/T17824.3-2008 中規(guī)定環(huán)境中日均氨氣含量上限0.08 mg/m3相比較，高出2.275倍。該結(jié)果說明該豬場(chǎng)所產(chǎn)生NH3對(duì)豬場(chǎng)及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

豬場(chǎng) ； 氨氣 ； 環(huán)境

氨(Ammonia)，或稱“氨氣”，是氮和氫的化合物，分子式為NH3，是一種無色而有強(qiáng)烈的刺激性氣味的氣體[2]。NH3極易溶于水，是養(yǎng)殖業(yè)的主要污染物也是臭氣的主要成分。NH3揮發(fā)主要是在畜禽糞尿排泄時(shí)，糞污貯存處置過程中以及土壤施肥后；它是由畜禽糞尿中的含氮有機(jī)物在尿素酶的作用下分解產(chǎn)生。畜禽舍內(nèi)NH3常被溶解或吸附在潮濕的墻壁、地面和畜禽的黏膜、皮膚上。NH3可以刺激畜禽黏膜、結(jié)膜，引起黏膜和結(jié)膜充血、氣管喉頭水腫，少量的氨進(jìn)入呼吸道可引起畜禽和人出現(xiàn)咳嗽、支氣管炎、肺出血水腫、呼吸困難及窒息等癥狀。進(jìn)入肺部的氨，能夠通過肺泡上皮細(xì)胞進(jìn)入血液并與血紅蛋白結(jié)合，置換出氧基，破壞血液運(yùn)輸氧的功能，從而導(dǎo)致貧血和組織缺氧[1]。如果動(dòng)物短時(shí)間內(nèi)吸入少量的氨氣，可以被吸收并轉(zhuǎn)變成尿素而排出體外。但高濃度的氨，則可以直接刺激機(jī)體組織細(xì)胞，使組織細(xì)胞溶解、壞死，還能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹、中毒性肝病、心肌損傷等。因此，NH3排放的影響因素、排放系數(shù)、排放模型及減排與控制措施等方面的研究正日益受到相關(guān)領(lǐng)域研究者的重視及公眾的關(guān)注，已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問題，并逐漸成為環(huán)境外交的重要議題[2-3]。

曹進(jìn)等的研究表明，豬舍內(nèi)NH3的濃度對(duì)日采食量沒有影響，但平均日增重隨NH3濃度的升高而下降，并且料重比隨著豬舍中NH3的濃度升高而升高。試驗(yàn)組豬還出現(xiàn)了萎縮性鼻炎，當(dāng)豬舍中NH3達(dá)15×10-3mg/m3時(shí)，試驗(yàn)豬開始出現(xiàn)呼吸道疾病，35×10-3mg/m3時(shí)出現(xiàn)萎縮性鼻炎，并且隨著NH3的濃度升高兩者發(fā)病率都急劇上升。尤其是高劑量組可明顯觀察到病豬鼻子歪向一側(cè)，顏面完全變形[4]。另有研究指出，當(dāng)豬舍環(huán)境中NH3水平為50×10-3mg/m3，小豬的生長(zhǎng)效率下降12%，NH3水平為150×10- 3mg/m3水平，生長(zhǎng)效率下降30%，氣管上皮細(xì)胞和鼻甲骨受刺激而受到損害。NH3水平為75×10-3mg/m3的NH3會(huì)使健康小豬肺部清除細(xì)菌的能力減弱[5]。因此，檢測(cè)北方寒區(qū)豬場(chǎng)生產(chǎn)過程中向周圍環(huán)境中NH3的排放，對(duì)正確評(píng)價(jià)NH3排放量引起的環(huán)境及疾病影響具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集 以國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(HJ533-2009)規(guī)定的方案[6]，在規(guī)?；i場(chǎng)周圍環(huán)境中采集空氣。

本試驗(yàn)樣品采集點(diǎn)為距規(guī)?；i場(chǎng)100 m 距離，且為下風(fēng)向的位置，以10 m 為間隔，取4 個(gè)不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)取樣。分別為，1 號(hào)位，2 號(hào)位，3 號(hào)位，4號(hào)位。

該豬場(chǎng)全封閉管理，自繁自養(yǎng)，現(xiàn)有基礎(chǔ)母豬650 頭，全場(chǎng)存欄7 800 頭。周邊500 m 內(nèi)為農(nóng)田與荒地、無建筑物。豬舍全為水泥地面，高床線圍木立大欄養(yǎng)殖，干料飼喂，自動(dòng)飲水，水沖式清圈，舍外有3級(jí)糞尿沉降池，沉降后的糞便進(jìn)行固液分離制做有機(jī)肥。樣品采集的時(shí)間是10 月初，按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)于豬場(chǎng)圍外100 m、高度在1.5 m～2 m范圍內(nèi)采樣。

1.2 主要試劑試驗(yàn)過程中，必須使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析純?cè)噭┖退?。包括：?無氨)，H2SO4吸收液，HCl 溶液，酒石酸鉀鈉(C4O6H4KNa)溶液，納氏試劑(Nessler)，標(biāo)準(zhǔn)氨貯備液，標(biāo)準(zhǔn)氨溶液。

1.3 儀器設(shè)備氣體采樣泵(0.1～1.0 L/min)、容量瓶、移液管、玻板吸收瓶(125 mL、50 mL 或10mL)、帶塞比色管(10 mL)、分光光度計(jì)、聚四氟乙烯管(r=6～7 mm)、干燥管(或緩沖管，內(nèi)裝變色硅膠或玻璃棉)。

1.4 方法 按照《環(huán)境空氣和廢氣氨的測(cè)定納氏試劑分光光度法》(HJ533-2009)[6]所述方法進(jìn)行采樣的檢測(cè)分析。在豬場(chǎng)周圍環(huán)境中進(jìn)行空氣采樣時(shí)，用10 mL 的多孔玻板吸收管，以0.5 L/min～1 L/min 的流量收集，采氣至少45 min。另外采樣過程中必須帶采樣全程空白吸收管。

以稀硫酸溶液吸收NH3，形成銨離子與Nessler 試劑反應(yīng)產(chǎn)生棕黃色絡(luò)合物，此絡(luò)合物的色度與氨的含量成正比，在420 nm 波長(zhǎng)處進(jìn)行分光光度值測(cè)定。

1.4.1 預(yù)處理采集的空氣樣品如果含有硫化物、有機(jī)物和金屬離子時(shí)會(huì)干擾測(cè)定?？稍跈z測(cè)時(shí)加入0.5 mL 酒石酸鉀鈉溶液以除去三價(jià)鐵等金屬離子。如若樣品因含有硫化物而產(chǎn)生異色，可往樣品溶液中加入稀鹽酸溶液而去除干擾。樣品中若含有機(jī)物質(zhì)，檢測(cè)時(shí)則會(huì)生成沉淀干擾測(cè)定，比色前可用0.1 mol/L的鹽酸溶液將吸收液酸化后煮沸而除去有機(jī)物質(zhì)。

1.4.2 校準(zhǔn)曲線繪制 取7支10 mL帶塞比色管，按表1制備標(biāo)準(zhǔn)色列。

表1 NH3校準(zhǔn)色列

按表1 準(zhǔn)確移取相應(yīng)數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，加純水至10 mL，然后加入0.50 mL Nessler 試劑，搖勻放置10 min 以后，以水作參比，在420 nm 波長(zhǎng)下，測(cè)定各樣品管的吸光度值。以NH3含量(μg)作為橫坐標(biāo)，扣除試劑空白的吸光度值作為縱坐標(biāo)，繪制吸光度校準(zhǔn)曲線。

用最小二乘法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)吸光度曲線的回歸方程。

Y=bX+a (2.1) 公式中：Y-標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度值(A)與試劑空白吸光度值(A0)的差；a-標(biāo)準(zhǔn)曲線截距，即試劑空白液吸光度單位；b-標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率(標(biāo)準(zhǔn)因子Bs=1/b)；X-各標(biāo)準(zhǔn)管中NH3含量。

1.4.3 樣品測(cè)定 取一定量樣品溶液(吸取量視樣品濃度而定)于10 mL比色管中，用吸收液稀釋至10 mL。加入0.50 mL酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入0.50mL納氏試劑，搖勻，放置10 min后，在波長(zhǎng)420 nm，用10 mm比色皿，以水作參比，測(cè)定吸光度。

1.4.4 空白試驗(yàn) 試劑空白，以空白吸收液按照樣品測(cè)定方法測(cè)定吸光度，結(jié)果不可超過0.015(光程10 mm 比色皿)；現(xiàn)場(chǎng)空白，帶到采樣現(xiàn)場(chǎng)而未采集樣品的吸收管，按照樣品測(cè)定方法測(cè)定其吸收液吸光度，檢查樣品的采集、運(yùn)輸和貯存過程中是否被污染。

1.4.5 結(jié)果計(jì)算 空氣中氨含量C，以mg/m3表示，由式(2.2)計(jì)算：

式中：A-樣品溶液吸光度；A0-試劑空白液吸光度；Bs-校準(zhǔn)因子，μg/吸光度單位；Vs-樣品溶液總體積，mL；V0-分析液體積，mL；Vnd-氣樣標(biāo)準(zhǔn)體積(101.325kPa，273K)L。

2 結(jié)果

2.1 NH3的監(jiān)測(cè)結(jié)果經(jīng)過8 d 連續(xù)采集樣品的測(cè)定，最終獲得數(shù)據(jù)為日均0.182 mg/m3，與國(guó)標(biāo)GB/T17824.3-2008 中規(guī)定環(huán)境中日均氨氣含量上限0.08 mg/m3相比較，高出2.275 倍。該結(jié)果說明該豬場(chǎng)所產(chǎn)生NH3對(duì)豬場(chǎng)及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。見表2。

表2 空氣中NH3(mg/m3)濃度的監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 精密度和準(zhǔn)確度 經(jīng)5 個(gè)實(shí)驗(yàn)室分析含1.33～1.55 mg/L 氨的統(tǒng)一樣品，重復(fù)性限0.018mg/L，變異系數(shù)1.2%；再現(xiàn)性限0.05 mg/L，變異系數(shù)3.4%；加標(biāo)回收率97%～103%。

3 小結(jié)

豬舍的主要功能是為豬提供適宜的生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境。因此，對(duì)豬舍及周圍環(huán)境要有一定環(huán)境方面的要求。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》GB/T17824.3-2008 做了相關(guān)規(guī)定[7]。該豬場(chǎng)氨氣日平均濃度氨氣日平均濃度范圍在 0.165～0.189 mg/m3，高于國(guó)家氨氣的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.08 mg/m3，嚴(yán)重影響豬場(chǎng)周邊的空氣質(zhì)量，造成空氣污染，給人和動(dòng)物的健康帶來危害。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過程中，表2 中第1 天的采樣數(shù)據(jù)明顯偏低，可能是由于試驗(yàn)開始前的陰雨天氣導(dǎo)致的地面積水和空氣濕度大，氨氣少量溶于水，造成數(shù)據(jù)偏低。雖然對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)有一定的誤差性，但是考慮到監(jiān)測(cè)目的的實(shí)際性和參考性，將第1天的數(shù)據(jù)也加入計(jì)算。

豬場(chǎng)內(nèi)及其環(huán)境中的NH3主要來自豬的尿液和糞便中NH3揮發(fā)，豬尿液中的尿素?fù)]發(fā)生成NH3，而固體豬糞便中含有NH3等較多的污染物[8]，通過不同途徑進(jìn)入豬場(chǎng)內(nèi)外環(huán)境空氣中。北方寒區(qū)規(guī)?；i場(chǎng)，特別是在冬季，為了保持舍溫，多數(shù)只在中午溫度較高時(shí)進(jìn)行通風(fēng)換氣，造成舍內(nèi)NH3濃度高且變化幅度大[9]。另外，豬場(chǎng)舍空氣中和其環(huán)境空氣中NH3的濃度還取決于豬的飼養(yǎng)密度，通風(fēng)狀況，整體飼養(yǎng)管理水平等。監(jiān)測(cè)采樣時(shí)，能明顯地感覺到豬場(chǎng)舍內(nèi)與外環(huán)境中NH3發(fā)出的氣味。由于豬場(chǎng)周邊500 m內(nèi)全為農(nóng)田或荒地，所以，多年來沒有關(guān)于豬場(chǎng)臭氣的舉報(bào)。這與規(guī)?；i場(chǎng)的選址有直接關(guān)系。

目前，北方寒區(qū)規(guī)?；i場(chǎng)NH3濃度過高的的主要原因?yàn)槠洚a(chǎn)生的糞便及其污水不能被有效科學(xué)地利用和處理，這已經(jīng)成為規(guī)?；i場(chǎng)環(huán)境保護(hù)方面的主要問題。因此，有必要?jiǎng)?chuàng)建環(huán)保養(yǎng)豬模式，借鑒國(guó)外規(guī)?；B(yǎng)豬經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)生態(tài)養(yǎng)豬業(yè)示范基地，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化，將規(guī)?；i場(chǎng)的所產(chǎn)生糞便轉(zhuǎn)化為生物類肥料，這樣既減少環(huán)境污染又給養(yǎng)殖者增加了生產(chǎn)效益[10-11]。這樣的環(huán)保養(yǎng)殖模式，對(duì)養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。同時(shí)，我們要增強(qiáng)法制觀念，有關(guān)管理部門要強(qiáng)化執(zhí)法以及監(jiān)督力度，制定具體的、可實(shí)行的環(huán)保方案。對(duì)廣大養(yǎng)殖場(chǎng)要有強(qiáng)制性的環(huán)保要求，在發(fā)展畜禽養(yǎng)殖業(yè)的同時(shí)也要監(jiān)督其對(duì)環(huán)境的影響，這樣才能在給人們提供安全無公害肉類食品時(shí)，保證環(huán)境的安全。

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MonitoringanalysisonAmmoniaoftheairaroundPigfarmintheNortheast

WU Zhi-min1， ZHENG Wei1， REN Yong-xin2， LIU Shuang-hong2， SUN Bin2

(1.Animal Husbandry Bureau of Durbat Autonomous County Heilongjiang province，Durbat 166200，China ；2.College of animal science and veterinary medicine of Heilongjiang Bayi agriculture university，Daqing 163319，China)

Detect the pig farm in the Northeast in the production of NH3emissions into the surrounding environment，as to re.search in NH3emissions caused by environmental problems and the study of the influence of the pig disease.According to Ambientair and waste gas determination of ammonia Nessler's reagent spectrophotometer(HJ533-2009)to detection analysis of samples .Based on the determination of the sample，the concentration of NH3for the daily average of 0.182 mg/m3，with average daily ammo.nia content in the environment limit stipulated in national standard upper limit 0.08 mg/m3，is 2.275 times higher . The resultsshows that NH3produced on the pig farm caused serious pollution to the surrounding environment and itself.

Pig farm ； Ammonia ； environment

SUN Bin

S828

A

文章編號(hào)：0529-6005(2016)09-0091-03

2015-09-11

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目(校啟B2009-19)

武志敏(1980-)，女，畜牧師，碩士，從事畜牧獸醫(yī)技術(shù)管理工作，E-mail：xiaowuzi810@126.com

孫斌，E-mail：solosvoice@aliyun.com