利用环境监测系统数据分析评价肉牛舍空气环境质量

吴妍妍，陈红莉

（新疆西部牧业股份有限公司，石河子 832000）

利用环境监测系统数据分析评价肉牛舍空气环境质量

吴妍妍，陈红莉

（新疆西部牧业股份有限公司，石河子 832000）

伴随着我国肉牛业的发展，肉牛生长环境和养殖过程中有害气体上升问题越来越受到人们的关注。本研究利用奥特云平台智能环境监测系统对新疆肉牛舍空气中的CO2、NH3、H2S等主要指标进行了实时监测，结果显示，肉牛舍内的空气质量良好，符合无公害畜产品生产基地的空气质量要求。

肉牛；环境监测；牛舍；空气质量

当前，我国的肉牛产业已经开始向注重质量和规模化发展，牛肉的产量不仅在持续增长，消费量与价格也在逐步上升。但是，如今肉牛生产中也出现了一些亟待解决的问题，其中肉牛生长环境的问题较为突出，制约着肉牛的增重效果。牛舍是肉牛生产活动的主要场所，牛舍环境因素与建筑类型在不同程度上影响肉牛个体的生长和肥育效果[1]。不良的畜舍环境增加了饲养成本，肉牛增重缓慢，甚至会造成机体抵抗力下降，诱发各类疾病。因此，改善肉牛舍的环境状况对于提高肉牛生产水平显得格外重要。

肉牛舍内有害气体一方面影响动物机体健康、影响肉牛的生长，另一方面直接威胁舍内工作人员身体健康，部分有害物质还能通过食物链进入人体，引起急性、慢性中毒。因此，对肉牛养殖场的空气质量进行监测与评价，对于生产安全、优质、无污染的畜产品具有重要意义。肉牛场数字化环境监测是提高肉牛场养殖环境效益的一个重要技术手段。环境监测系统是将物联网技术与肉牛场环境信息有效结合，基于传感器技术、计算机和网络技术开发的数字化养殖系统，可以动态识别舍内环境变化，实时进行数据的监控。本研究通过对具有代表性的两家肉牛养殖单位的CO2、NH3、H2S.等主要空气指标进行测定，初步了解了新疆北疆地区肉牛生产过程中舍内的空气质量状况，并对肉牛舍内空气质量进行了评价。

1 材料和方法

1.1 测定地点

分别选择五家渠地区的波尔多牧业和石河子地区的桃园牧业有限责任公司各3栋圈舍。波尔多牧业牛舍编号为A、B、C，桃园牧业有限责任公司牛舍编号为D、E、F。其中，波尔多牧业圈舍采用自然通风，牛舍为双列单通道结构；桃园牧业采用的为半封闭式建筑，自然通风。均每天饲喂3次，自由饮水，粪污采用机械刮粪。

1.2 监测指标

牛舍内监测指标和监测点的选择都依据《环境监测技术规范》[1]中畜禽场环境质量标准.（NY/ T388-1999）。使用银川奥特开发的采集器HJJSB16920000110001进行数据采集。监测的主要有害气体指标包括CO2、NH3、H2S。

波尔多牧业监测时间为2015年7月24～26日，石河子桃园牧业有限责任公司监测时间为2015年10月25～27日。每个监测点于每日9:00、14:00、20:00三个时间点测定。牛舍内选择3个固定监测点，测定高度距地面1.2m，每个测定项目在监测点的数据会传输到管理平台，最后以奥特奶牛云智慧管理平台读取数据的平均值为该点的测定值。测定期间两地的天气情况均为晴、微风。

1.3 评价方法

1.3.1.严格控制指标评价

严格控制指标评价采用单项污染指数法，按公式1.计算。

式中：

Pi——环境中污染物.i.的单项污染指数；

Ci——环境污染物.i.的实测浓度；

Si——污染物.i.的环境标准浓度限值。

Pi＞1，说明严格控制指标超标，结果为不合格，一般控制指标评价不予判断；Pi≤1，严格控制指标未超标，用一般控制指标评价进行判断。

1.3.2.一般控制指标评价

一般控制指标评价采用单项污染指数法，按公式1.计算。

Pi＞1，表示一般控制指标评价有超标，判定不合格，不再进行综合污染指标评价；Pi≤1，说明一般控制指标评价未超标，继续进行综合污染指标评价。

1.3.3.综合污染指数评价

综合污染指数按公式2计算。

式中：

I——综合污染指数；

Pmax——各项污染物中最大污染指数；

n——参加评价污染物的项目数；

Pi——某污染物的污染指数。

I≤1，判定合格；I＞1，判定不合格。

1.3.4.评价标准

采用污染物临界值标准对肉牛养殖场空气质量进行评价，具体指标参照《畜禽场环境质量标准》（NY/T388-1999）[2]、《无公害食品产地环境评价准则》（NY5295-2004）和《环境空气质量标准》（GB3095-1996）等国家标准和行业标准。评价的标准浓度限值[3]以及畜禽场环境综合指数分级[4]见表1和表2。

表1 畜禽场环境质量监测项目标准浓度限值

表2 畜舍环境空气质量分级标准

1.4 数据处理

采用Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 肉牛舍 H2S 含量测定结果（表3）

在整个监测过程中，6个牛舍的监测点H2S浓度均小于或等于零，低于《畜禽场环境质量标准》（NY/ T388-1999）牛舍内H2S浓度的最高限值8mg/m3。

2.2 肉牛舍CO2含量测定结果（表3）

6个牛舍监测点的CO2浓度在172～610mg/m3之间变化。其中，C监测点肉牛舍内CO2浓度最高，达到了610mg/m3。根据《畜禽场环境质量标准》（NY/T388-1999）规定，牛舍内CO2的最高限值为1.500mg/m3，故6个监测点牛舍的CO2浓度均符合标准。

2.3 肉牛舍NH3含量测定结果（表3）

6个牛舍监测点的NH3浓度在0.1～4.1mg/m3之间，其中F监测点肉牛舍内NH3浓度最高，为4.1mg/m3。各监测点NH3浓度均低于《畜禽场环境质量标准》（NY/ T388-1999）规定的最高限值20mg/m3，说明所监测的6栋牛舍舍内NH3浓度都符合肉牛生产标准规定。

2.4 肉牛舍内空气环境质量评价

表3 畜舍环境监测结果

按照评价标准和评价方法，对6个牛舍监测点空气环境质量进行单项污染指数和综合污染指数评价并分级，评价和分级结果见表4和表5。

表4 肉牛舍内空气环境质量单因子评价结果

从肉牛舍空气质量单项污染指数评价结果可知，监测区域牛舍内CO2的单项污染指数值为0.11～0.41之间，平均值为0.24，污染程度是最高的；NH3单项污染指数值在0.01～0.20之间，平均值为0.08，污染程度次之；H2S未检出，单项污染指数值为0，污染程度最低。结果显示，各项监测指标的单项污染指数均小于1。

表5 肉牛舍内空气环境质量综合指数评价结果

肉牛舍空气质量综合污染指数评价结果显示，监测区域牛舍内空气环境质量的综合污染指数值在. 0.06～0.29之间，其中C监测点牛舍内空气环境质量的综合污染指数值是0.29，污染程度是最高的。综上所述，6个牛舍监测点空气的综合污染指数均小于0.6，且各项指标的单项污染指数都小于1，属于空气清洁水平(一级水平)。表示6个牛舍监测点的空气质量良好，符合无公害畜产品生产基地的牛舍空气质量标准。

3 讨论

低浓度的CO2是无毒性的，但畜舍空气中高浓度. CO2可能会导致肉牛出现慢性缺氧，进而使肉牛的抵抗力下降，甚至易感染上结核等慢性传染病。本试验监测结果显示，肉牛舍内的CO2浓度为172～610mg/m3，大大低于标准最高限值。该监测牛舍内CO2浓度含量低的原因可能是由于牛舍为自然通风半开放式结构，舍内通风换气量较大的结果。

畜舍内高浓度NH3容易造成肉牛采食量下降、生长缓慢，甚至会导致慢性中毒等一系列症状。如果长期生活在高浓度的NH3环境中，易致肉牛患有呼吸系统疾病。本试验6个牛舍监测点中的NH3浓度均在0.1～4mg/m3之间，低于畜禽场环境质量标准中NH3的最高限值20mg/m3，均在安全范围之内，不会对肉牛的生长造成显著影响。

牛舍内H2S气体浓度过高会造成肉牛抵抗力下降、胃肠功能紊乱等一系列疾病，而本试验中的两个肉牛生产基地情况良好，结果显示6个牛舍监测点的H2S浓度均等于或小于零，说明牛舍通风良好，符合生产标准要求。

造成畜舍内有害气体蓄积的原因是多方面的，为避免这个问题出现，在建造牛舍时应合理设计通风、排水、清粪系统；在生产管理中要合理组织通风换气，及时清除粪尿，保持舍内干燥；也可使用垫料或吸附剂来减少舍内有害气体；此外，还可通过日粮的合理配制、使用适当的添加剂减少有害气体产生[5,6]。

4 结论

本试验对6个肉牛牛舍的CO2、NH3、H2S等主要空气指标进行了监测，并对监测指标进行了评价并分级，结果显示所监测牛舍舍内空气质量的综合污染指数小于0.6，并且各监测指标的单项污染指数也小于1，属于空气清洁水平（一级水平）。说明所选两个肉牛生产基地的牛舍空气质量良好，符合无公害畜产品生产基地的空气质量要求。

[1] NY/T388-1999. 畜禽场环境质量标准[S]. 北京:中国标准出版社,2003.

[2] NY5295-2004. 无公害食品产地环境评价准则[S]. 2004.

[3] 刘爽,孙宏伟,张宇舟,等. 沈阳市和平区大气环境质量状况及对监测结果的分析[J]. 环境保护科学,1997,23(3):32-34.

[4] 李建国,曹玉凤.肉牛标准化生产技术[M].北京:中国农业大学出版社, 2003:275-297.

[5] 赵育国,史彬林,郭祎玮.肉牛舍的环境控制[J].畜牧科学, 2010,10:68-70.

[6] 洪永亮.牛场的环境综合治理措施[J].中国奶牛, 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

新疆生产建设兵团重大科技项目子项目“肉牛规模化养殖环境控制关键技术集成与示范”（2014AA001-2）。

吴妍妍（1987-），女，新疆伊犁人，硕士，主要从事动物营养与饲料资源开发工作。