规模化笼养蛋鸡舍冬季氨气和颗粒物排放特征研究

畜禽养殖的氨气(NH3)和颗粒物(particulatematter,PM)排放已成为危害人畜健康,并可能造成环境风险的重大问题。该文选择北京郊区一典型规模化蛋鸡养殖舍,对典型冬季条件下蛋鸡舍的NH3和PM排放进行了连续8d的监测;并根据二氧化碳平衡原理,对NH3及PM的排放通量进行了估算。研究结果表明,蛋鸡舍出风口处NH3平均质量浓度为(4.58±3.29)mg/m3,每只鸡NH3排放通量为(32.2±12.5)mg/d。蛋鸡舍出风口处PM2.5、PM10和总悬浮颗粒物(total suspended particulates, TSP)质量浓度为(0.13±0.06)、(0.81±0.16)、(3.28±1.32)mg/m3,每只鸡PM2.5、PM10和TSP排放通量分别为(0.7±0.4)、(6.3±1.4)、(27.6±12.5)mg/d。氨气以及PM的排放均随着舍内1次/2 d的机械清粪频率呈现2 d的周期变化趋势。除清粪作业、鸡群日间活动等影响外,舍内PM2.5浓度一定程度上受舍外环境本底值影响。舍内PM2.5与PM10的比例在10.4%~20.4%之间。舍内PM2.5颗粒上所含的K+、Mg2+含量均显著高于舍外环境本底PM2.5(P0.05)。同时舍内及舍外PM2.5颗粒上解析出来的阳离子所带的电荷量均高于阴离子。研究结果可为畜禽养殖NH3和PM排放清单的编制提供基础参数;同时对畜禽舍PM的组分研究,可为后续开展二次无机气溶胶形成机理以及颗粒物源解析的研究提供支撑。     

北京密闭式商品蛋鸡舍冬季环境研究(初报)

对北京地区的典型密闭式蛋鸡舍的冬季环境进行了测试分析。结果表明：对三七外墙和２００ｍｍ厚加气混凝土屋面的密闭式蛋鸡舍，每只蛋鸡的通风量为１．３ｍ３／ｈ时，可维持舍内外温差１９℃左右，舍内ＣＯ２浓度２１００×１０－６左右，最高ＮＨ３浓度不超过１８×１０－６。不同的进气口形式与位置对舍内温度、有害气体的分布影响较大。     

北京密闭式商品蛋鸡舍冬季环境研究(初报)

对北京地区的典型密闭式蛋鸡舍的冬季环境进行了测试分析。结果表明：对三七外墙和２００ｍｍ厚加气混凝土屋面的密闭式蛋鸡舍，每只蛋鸡的通风量为１．３ｍ³／ｈ时，可维持舍内外温差１９℃左右，舍内ＣＯ_２浓度２ １００×１０^－６左右，最高ＮＨ₃浓度不超过１８×１０^－６。不同的进气口形式与位置对舍内温度、有害气体的分布影响较大。     

蛋鸡舍臭气组成及不同管理措施对臭气特性的影响

随着中国蛋鸡养殖规模化的快速发展,蛋鸡场排出的臭气已成为影响周边环境质量的重要因素,但有限的关于蛋鸡舍臭气特性的研究严重制约着臭气污染程度的量化和除臭措施的制定,因此该研究通过对2种不同类型蛋鸡舍（商品蛋鸡舍和种用蛋鸡舍）的臭气进行综合分析,以探究不同管理措施（无管理操作、喂料、喷雾消毒、清粪）对臭气组成及其对臭气贡献率的影响。结果表明,2种类型蛋鸡舍的臭气组成和浓度相似,蛋鸡舍内臭气成分的浓度从高到低为NH3、挥发性脂肪酸（Volatile Fatty Acids,VFA）、挥发性含硫化合物（Volatile Sulfur Compounds,VSC）、酚类、吲哚类和胺类,对臭味贡献率从大到小为吲哚类、酚类、VSC、VFA、胺类和NH3。无管理操作和喂料过程中臭气组成和浓度相似,饲料的味道对蛋鸡舍臭气浓度影响较小。喷雾消毒和清粪过程中NH3、吲哚类和臭气浓度均显著增加（P<0.05）。此外,粪污在清粪带滞留期间,NH3浓度增加了6倍,胺类、VSC、吲哚类、酚类和VFA的浓度相对稳定。除NH3以外的其他成分主要来自肠道微生物的降解,对臭气贡献率高达99.99%,是臭味的主要来源。     

密闭式蛋鸡舍外围护结构冬季保温性能分析与试验

蛋鸡舍围护结构的保温隔热性能是影响鸡舍温度的稳定性,进而影响蛋鸡健康和生产性能的关键因素。由于蛋鸡舍一般不采暖,依靠蛋鸡的自身显热产热量来维持冬季蛋鸡舍内温度,因此如果蛋鸡舍冬季饲养密度较低、通风过度或围护结构保温性能不足,都难以满足蛋鸡舍温度环境的要求。如何确定不同气候区鸡舍围护结构必要的保温性能和饲养密度要求是解决蛋鸡舍冬季通风和保温矛盾问题的关键。该文通过建立蛋鸡舍动态热平衡理论模型,系统分析了不同气候区鸡舍围护结构的最低热阻需求,得出不同气候区鸡舍围护结构的保温性能要求与蛋鸡饲养方式(密度)的关系。结果表明:冬季舍外计算温度分别为-25℃(东北、内蒙古)、-15℃(华北、西北)、0℃(长江以南)的地区,蛋鸡舍墙体、屋面的最小热阻应分别不小于0.778、0.972;0.573、0.716;0.266、0.333(m~2·℃)/W;对应3层全阶梯笼养、4层半阶梯笼养和4层叠层、6层叠层、8层叠层笼养等饲养模式最大饲养密度下,所能够适应的围护结构冬季室外计算温度应分别不低于-14、-17、-19、-22、-23℃。研究结果为不同气候地区选择适宜饲养模式以及密闭式蛋鸡舍围护结构保温系统的设计提供了理论依据。     

蛋鸡舍冬季CO2浓度控制标准与最小通风量确定

中国现行的蛋鸡舍内CO_2浓度控制的农业行业标准为1 500 mg/m~3,主要适用于传统的刮板式清粪鸡舍。目前新建、改建鸡舍都采用传送带清粪方式,鸡舍内的相对湿度和氨气等有害气体浓度均明显减少,其冬季最小通风量和舍内CO_2浓度参数标准均有待重新研究。该文通过总结分析国内外相关学者对不同清粪方式蛋鸡舍内NH_3、CO_2浓度的测试数据,提出传送带清粪蛋鸡舍内CO_2浓度取值建议,并根据CO_2浓度平衡原理,提出该类蛋鸡舍冬季最小通风量的取值建议。结果表明:传送带清粪蛋鸡舍内CO_2浓度参数控制标准建议可取5 000 mg/m~3;蛋鸡舍冬季连续通风最小通风量为0.40~0.50 m~3/(h·kg)。该研究为中国新建、改建传送带清粪模式蛋鸡舍CO_2浓度参数标准的取值以及调控蛋鸡舍冬季通风与保温矛盾等问题提供了参考依据。     

冬季猪舍粪便贮存过程中CO2排放特征

利用丹麦猪舍和液态猪粪便进行了CO2气体排放测试,比较了3种粪坑内粪便高度（0.15,0.40和0.65 m）、3种通风量（211,650和1 852 m3/h）、粪坑内有无挡板下冬季猪舍粪便贮存过程中CO2排放通量。测试结果表明：通风量、粪便温度和粪坑挡板可以用来解释大部分的CO2排放通量变化的差异;对于使用渗透性天花板进气和负压通风排气,CO2排放通量随着舍内通风量的增加而增大,3种通风量之间CO2排放通量差异显著;使用粪坑挡板可以显著降低粪坑内的空气交换和减少CO2排放通量;粪便贮存高度的变化对CO2排放通量的作用不明显;敏感性分析表明CO2排放通量相对于粪便温度的敏感性（敏感度值大）要高于通风量,在较低的通风量变化区间,CO2排放通量变化的敏感性要高于较高的通风量变化区间,但对于粪便温度变化趋势正好相反。通风量的增加同时会降低舍内和粪坑内空气温度以及粪便温度,因此要综合考虑通风量和温度对气体排放通量的影响。     

规模化猪场机械通风水冲粪式栏舍夏季氨日排放特征

选取长三角地区典型机械通风水冲粪模式养猪场,针对不同生长阶段的肥猪栏舍和不同类型的母猪栏舍排放口氨排放进行同时监测(其中,育肥猪按质量分保育(24 kg)、育肥-Ⅰ(24~60 kg)、育肥-Ⅱ(60~120 kg)3个阶段,母猪分为妊娠猪与分娩猪2种类型),估算各栏舍氨排放通量,分析各栏舍氨排放特征,探讨各生长阶段对氨排放贡献。研究结果表明,保育、育肥-Ⅰ、育肥-Ⅱ、妊娠、分娩栏舍氨质量浓度分别为(0.97±0.40)、(3.37±0.70)、(5.45±2.30)、(2.19±1.06)、(1.44±0.48)mg/m3;各栏舍氨排放具有显著的日变化过程,早晨氨排放呈波动增大趋势,午后开始降低,至夜间保持低值排放;小时氨排放速率与温度呈极显著正相关,与湿度呈显著负相关;各生长阶段氨排放存在差异,保育、育肥-Ⅰ、育肥-Ⅱ、妊娠、分娩栏舍日排放速率分别为0.85、6.53、8.20、10.39和13.86 g/(头·d);保育、育肥-Ⅰ和育肥-Ⅱ阶段对肥猪氨排放的贡献率分别为3.64%、26.11%和70.25%,妊娠猪与分娩猪对母猪氨的贡献率分别为75.32%和24.68%,母猪的氨排放速率是肥猪的1.87倍。     

进风位置对纵向通风叠层鸡舍气流和温度影响CFD模拟

为提高鸡舍夏季通风效率,改善舍内环境条件,该文通过计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟分别探究了进风口内侧加设导流板及不加设导流板时,进风位置对叠层笼养鸡舍舍内及笼内气流、温度及分布的影响。鸡舍模型通过现场试验进行验证。结果表明:在进风口内侧不加设导流板时,近进风口区域(距首个笼17.5 m之内鸡笼区域)笼内平均风速随着进风位置与鸡笼间距离增加而增大,最大增幅为0.54m/s。而当进风口内侧加设导流板时,不同进风位置时对笼内平均风速相对差异小于10%。同时,随着进风位置与鸡笼间距离增加,近进风口处笼内气流分布均匀性增加,笼内温度呈降低趋势且其分布趋于均匀。但进风位置对笼内环境影响范围有限,文中研究显示,进风位置对气流速度的影响范围为距首个笼27 m之内笼内区域,对气流分布均匀性的影响范围为距首个笼45 m之内笼内区域,对温度分布的影响范围为距首个笼18 m之内笼内区域。研究表明,在叠层鸡舍夏季通风系统进风位置设计中,应尽量设计在山墙,及保证进风口与鸡笼区域无重合,使得进风气流充分发展后进入鸡笼,有助于减少笼内通风弱区及涡流区域。     

妊娠猪舍氨气及氧化亚氮浓度测定与排放通量的估算

在北京选择一典型猪场，对不同季节妊娠舍的氨气及氧化亚氮浓度进行了为期1年的试验测定，并根据二氧化碳平衡原理，对猪场不同生长阶段的妊娠猪含氮气体的排放通量进行了估算。结果表明：冬季2004年11月氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为11.64±4.36，（1.17±0.2）mg／m³，夏季7月舍内氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为3.31±2.67，（0.6±0.02）mg／m³；妊娠猪饲养期间的氨气排放通量为每头（185.2～500.8）mg／h，氧化亚氮为（3.85～35.93）mg／h。     

妊娠猪舍氨气及氧化亚氮浓度测定与排放通量的估算

在北京选择一典型猪场,对不同季节妊娠舍的氨气及氧化亚氮浓度进行了为期1年的试验测定,并根据二氧化碳平衡原理,对猪场不同生长阶段的妊娠猪含氮气体的排放通量进行了估算。结果表明:冬季2004年11月氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(11．64±4．36),(1．17±0．2)mg／m~3,夏季7月舍内氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(3．31±2．67),(0．6±0．02)mg／m~3;妊娠猪饲养期间的氨气排放通量为每头(185．2～500．8)mg／h,氧化亚氮为(3．85～35．93)mg／h。     

重庆市规模化畜禽养殖氨排放特征及减排策略研究

随着空气质量和畜禽养殖污染问题日益严峻,快速发展的规模化畜禽养殖面临的环境压力不断增大,明确规模化畜禽养殖的氨排放量及其排放特征,可为大气环境管理和畜禽养殖污染防治提供科学依据及对策。本文根据重庆市规模化畜禽养殖业氨排放系数和活动水平数据,估算了重庆市2013年规模化畜禽养殖业氨排放量,分析氨排放特征,并探讨了相应的氨减排措施。结果表明,2013年重庆市规模化畜禽养殖氨排放总量为17 102.92 t,排放强度为0.21 t·km~(-2);合川、丰都和潼南依次是规模化畜禽养殖业氨排放量最大的3个区县,排放份额共占总排放量的30.19%;从空间分布特征来看,璧山区为氨排放强度最大的区县,其排放强度为1.17 t·km~(-2),氨排放强度最小的是城口县,为0.01 t·km~(-2);在全局空间区域上,重庆市规模化畜禽养殖氨排放空间分布存在显著的空间正相关;局部空间区域上有4个区县呈现"高-高"类型区,5个区县呈现"低-低"类型区,没有出现"高-低"或"低-高"类型区。规模化生猪养殖是重庆市畜禽养殖业最大的氨排放贡献源,排放量达9 538.63 t,贡献率为55.80%;其次是蛋鸡,其贡献率为15.87%。畜禽在圈舍、储存管理和后续利用(施肥)3个阶段的氨排放量不同,家禽在圈舍阶段的氨排放贡献率均超过60%,其次是后续利用(施肥)阶段,尿粪储存阶段氨排放量最小;家畜氨排放贡献率最高的是后续利用(施肥)阶段,其次是圈舍内的排放,储存阶段释放的氨量很少。奶牛养殖是减排的重点控制源,规模化畜禽养殖主要减排措施包括低氮饲料喂养、畜舍改造、粪便加盖或密封以及粪肥注施等。     

规模化养猪场典型沼气工程各排放节点氨排放特征研究

为了解典型规模化猪场沼气工程的氨排放特性,选取长三角地区某规模化养猪场的典型沼气工程为研究对象,在沼气工程设施的不同氨排放暴露节点(集粪池、调节池和沼液池)设置监测点对氨排放进行连续3d的同步监测,测定处理设施各排放节点氨浓度,核算各排放节点粪便氨排放速率,分析各排放节点氨排放特征。研究结果表明,集粪池、调节池和沼液池的氨日均排放速率分别为1.48、3.08和1.47 g/(d·m2);各节点氨排放具有明显的日变化过程,大致表现为早晨氨排放呈波动增大趋势,午后开始降低,至夜间保持低值排放;集粪池、调节池在粪污周转时段出现日排放峰值;沼液池、集粪池和调节池静置阶段氨小时排放速率与温度呈正相关,与湿度呈负相关;集粪池、调节池和沼液池日氨排放量分别为13.44、38.72和5 275.4 g/d。     

耕作措施对华北地区冬小麦田N2O排放的影响

为研究不同耕作措施对冬小麦田N2O排放的影响以及探明N2O排放季节性波动的原因,该研究选取河北栾城县中国科学院农业生态系统试验站不同耕作处理下冬小麦田为研究对象,利用静态箱法测定翻耕秸秆还田（CT）、旋耕秸秆还田（RT）和免耕秸秆还田（NT）下冬小麦田N2O的排放。结果表明,耕作初期72 h翻耕、旋耕及免耕处理N2O排放总量分别为3.83、10.27、10.55 mg/m2。秸秆还田条件下,不同耕作措施冬小麦田N2O季节排放总量为：CT＞RT＞NT。CT、NT处理下N2O排放通量与0～20 cm各层次土壤温度呈极显著正相关。CT、NT处理表层0～5 cm土壤N2O排放通量与土壤充气孔隙度显著性负相关。NT处理土壤具有较高的C/N比,可能有利于减少N2O的排放。因此,华北冬小麦田采用NT能有效减少N2O排放。