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了解家禽灰尘的成分、它如何影响家禽健康、它如何影响通风系统以及如何测量家禽舍中空气中的灰尘水平
家禽舍有时含有高浓度的空气灰尘。长时间暴露在高浓度的灰尘中可能会给员工以及每天 24 小时生活在设施中的鸡群带来健康问题。
家禽粉尘是颗粒物,主要由粪便、饲料、羽毛、皮屑、垫料和大量生物污染物组成。灰尘还含有来自建筑材料的无机颗粒,例如鸡舍建筑中使用的混凝土或绝缘材料。由于其不规则的形状,这些颗粒提供了巨大的表面积来结合细菌(或其成分)、病毒颗粒和霉菌。
灰尘的大小很重要。较大的灰尘颗粒往往会从靠近其来源的空气中沉降。较小的灰尘颗粒在空气中停留的时间更长,因此更容易被空气吸入。
一些家禽舍中的空气中的灰尘含量有时可能会高到足以产生可见的薄雾,使得在很长的鸡舍中很难从建筑物的一端看到另一端。
粉尘可分为可吸入粉尘和可呼吸粉尘。可吸入颗粒是那些小到足以吸入的颗粒,但它们通常会被阻挡在上呼吸道的粘膜上,比如鼻甲、气管或大支气管周围的粘膜。对于人类来说,它由直径小于 10 微米 (μm) 的颗粒 (PM 10 ) 组成。
人类可吸入颗粒的直径通常小于 2.5 μm (PM 2.5 ),可能会深入肺部,一直进入气体交换表面(肺泡)。在家禽中,直径 2.5 μm 的颗粒能够深入支气管旁和毛细血管,这些是发生气体交换的结构。
对员工和鸟类的影响
过多的灰尘对员工以及生活在设施中的鸡群构成危险。可以通过使用适当且合适的防尘面罩和呼吸器来保护员工。但24小时生活在该设施中的鸟类却得不到任何保护。高浓度的空气灰尘会导致家禽因气道和眼膜炎症而导致粘液分泌增加和结膜炎。
上呼吸系统的炎症与微小病变的发展密切相关,这些微小病变很容易被病毒颗粒或细菌污染,而这些病毒颗粒或细菌通常位于灰尘颗粒的表面。因此,灰尘颗粒会使呼吸道发炎,使其更容易受到机会病原体的感染,并将病原体带到呼吸道表面。
纤毛是负责清除气管和支气管中的灰尘和粘液的结构。灰尘与氨气结合会降低气管中纤毛快速清除粘液中异物的能力。
当比较正常气管(图 1)和连续 5 天暴露于 50 ppm 氨气和空气灰尘的鸡气管(图 2)的放大照片时,可以看到明显的差异。在图1中,上皮细胞的纤毛是完整的。但在图 2 中,纤毛似乎已部分耗尽。
当纤毛受损时,空气中的颗粒会与呼吸道上皮长时间保持紧密接触。因此,细菌、病毒颗粒、真菌和毒素有更大的机会侵入呼吸道上皮或引起上呼吸道炎症。 如果氨和灰尘的挑战很严重,则会在呼吸道中产生不同程度的炎症。炎症会损害呼吸道,使禽类更容易受到禽舍中通常存在的病毒和细菌的攻击。因此,通常良性的疾病可能会产生更严重的后果,导致过早死亡或在加工厂报废。
图 1. 8周龄鸡的正常气管(放大 200 倍)。照片由吉诺·洛伦佐尼提供
图 2. 8周龄鸡暴露于 50 ppm 氨气和空气灰尘 5 天后的气管(放大 200 倍)。照片由吉诺·洛伦佐尼提供
建筑物表面灰尘堆积
通风百叶窗(图 3a)和风扇叶片上的灰尘积聚会降低通风性能。被灰尘压垮的百叶窗会增加通风扇必须克服的静压,并显着减少鸡舍的通风气流(Fabian,2016)。灰尘也会积聚在电线分隔器上(图 3b),如果积聚严重,会减少通过建筑物的气流。灰尘也会被带到户外,这可能会给邻居带来麻烦/担忧。这可以通过使用植物缓冲区来缓解(Patterson,2014)。
图 3.(a) 通风百叶窗上的灰尘堆积,(b) 电线分隔器上的灰尘堆积。照片由丹·霍夫施泰特提供
如何测量灰尘?
空气中的细颗粒物可以使用称重颗粒的重力采样方法或使用光学颗粒计数器实时测量。重力采样使用小型泵通过滤纸盘吸入空气并捕获比过滤器孔径更大的空气中的灰尘颗粒。足够数量的灰尘需要几个小时才能沉积在圆盘上,因此该方法不能提供实时测量。采样后,对圆盘进行称重以确定累积灰尘的质量。平均空气灰尘浓度是根据沉降灰尘的质量、采样泵空气流量和采样时间计算得出的。
光学粒子计数器的工作原理是实时测量穿过含灰尘空气样本的光量。它们通常根据光散射原理工作。小风扇或泵以恒定的空气流速将空气样本吸入样本室。
通常由激光二极管发射的高强度光被引导到腔室中。进入样品室的空气中的灰尘颗粒会散射光,样品室另一部分的探测器会测量散射光的强度。灰尘颗粒的大小和计数是根据探测器测量的散射光量来确定的。
光学粒子计数器通常使用标准化测试粉尘的球形粒子进行校准。由于家禽灰尘通常不是球形的,光学颗粒计数可能不如重力采样器准确,但对于建立基线灰尘水平和随时间进行比较仍然有用。图 4 显示了测量空气灰尘的手持式空气颗粒计数器。
图 4. 手持式光学粒子计数器测量 0.3、1.0 和 5.0 μm 空气悬浮粒子计数。照片由丹·霍夫施泰特提供
近年来,商品光学粒子计数器变得价格实惠(100 至 500 美元),使得测量固定位置的灰尘浓度成为可能。工业手持式光学粒子计数器的成本较高(2,500 美元或更高),但通常提供更多功能、更好的精度,并且可能提供可追溯的校准数据。光学粒子计数器需要定期维护(即清洁灰尘沉积物并确保空气样本的光学路径畅通)和校准以保持准确性。
有时,并不需要对空气中悬浮的灰尘量进行精细量化来确定谷仓是否存在问题。通常禽舍都很长,简单的观察就足以确定问题的严重程度。如果您看向谷仓的尽头,您应该能够清楚地看到 100英尺(30.48米)以外的地方(图 5a)。如果您看到一团灰尘而不是鸡(图 5b),则可以确定灰尘高于最佳水平。
图 5。(a) 可以清楚地看到谷仓尽头的家禽舍,(b) 由于空气中的灰尘,远距离能见度较差的家禽舍。照片由丹·霍夫施泰特提供
图 6.使用智能手机手电筒时可以看到室内空气中的灰尘。照片由丹·霍夫施泰特提供
您还可以通过照射明亮的光源(例如手电筒)并以一定角度观察灯前的空气来看到空气中的灰尘。如果空气显得浑浊或者您可以看到大量灰尘颗粒(如图 6 所示),则可能存在灰尘问题。
您如何描述灰尘的特征?
灰尘很少是均匀的;它由许多不同形状和尺寸的有机和无机成分组成。灰尘样本可以送到实验室进行分析以确定其成分。颗粒尺寸分布表明样品中每种颗粒尺寸的百分比,并给出灰尘的相对粗糙度的概念。
粗灰尘往往沉降得更快,而细灰尘可能会在空气中悬浮更长的时间。然而,根据材料密度,可能会有漂浮的粗颗粒或沉降得更快的细颗粒。细粉尘也比粗粉尘更容易进入肺部,因此吸入更危险。小于 1.1 μm 的灰尘颗粒(David 等人,2015)可以深入鸟类(和人类)肺部的气道,并携带病原体。
高浓度的室内灰尘对工人和鸡的健康都会造成影响,并可能给鸡舍通风系统带来挑战。如果您的家禽设施存在灰尘问题,第一步是确定灰尘产生的位置。简单的观察可以帮助您识别来源。您可以使用多种灰尘采样方法来量化灰尘问题的严重性,并衡量为减少空气灰尘和改善谷仓室内空气质量而采取的措施的有效性。
来源:鸡保姆,作者:宾夕法尼亚州大学 |