Газовый состав воздуха

Атмосферный воздух представляет собой физическую смесь азота, кислорода, диоксида углерода, аргона и других инерт­ных газов. Состав воздуха в нижних слоях тропосферы почти одинаков и выражается в объемных и весовых процентах . В связи с тем, что с высотой воздух разрежается, содержание каждого газа, равное единице объема, и его парциальное давление уменьшаются. Так, например, концентрация кислорода на уровне моря составляет 299 г/м³, а на высоте 15 км — около 15 г/м³ , парциальное давление равно 21.3 кПа и 2.5 кПа (160 и 8.0 мм) соответственно.

Азот (N) имеет парциальное давление, равное 80 кПа. Ос­новное значение заключается в разбавлении кислорода. При­сутствие азота в известной мере уменьшает токсическое действие избыточного парциального дав­ления кислорода. В условиях повышенного давления может оказать наркотическое действие, нарушить нервно-мышечную координацию. Для многих растений служит источником питания.

Кислород (О₂) — важнейший для жизни газ, содержащийся в воз­духе. Колебания его содержания в открытой атмосфере незначительны. При повышении температуры воздуха до 35-40°С и большой влажности парциальное давление кислорода может снизиться (с 21.3 до 18 кПа), что следует учитывать при содержании больных, высокопродуктивных живот­ных и птицы. Явления выраженной гипоксии отмечают при 16 кПа, что регистрируют при подъеме в горы на высоту около 3000 м. Адаптирован­ные к высокогорным условиям овцы, горные козлы и яки легко переносят и более низкое парциальное давление кислорода (13 кПа). Механизм адаптации к высокогорным условиям (к низкому парциальному давлению кислорода) состоит в увеличении количества гемоглобина и эритроцитов в крови, ускорении синтеза некоторых ферментов в тканях, что повышает окислительные процессы.

Озон (О₃) — динамический изомер кислорода. Он легко разлагается и, выделяя один атом, действует как сильный окислитель. Озон образуется при электрических разрядах в атмосфере, при испарении воды, под влиянием ультрафиолетовых лучей. Высокие концентрации озона зареги­стрированы во время грозы, в хвойных лесах, на берегу моря. В кон­центрациях 0.01-0.06 мг/м³ он оказывает стимулирующее действие на деятельность органов дыхания, сердечно-сосудистой системы и системы органов пищеварения. В загрязненном воздухе озона нет, он немедленно расходуется на окисление органических веществ. Поэтому наличие озона свидетельствует о чистоте воздуха. В концентрации 0.1 мг/м³ озон раздражающе действует на слизистые глаз и оболочки дыхательных путей, а при большом содержании он токсичен. Этот газ используют для дезодорации воздуха.

Диоксид углерода (СО₂) имеет парциальное давление, равное 0.03 кПа. Это бесцветный невозгораемый газ со слабо ощутимым кислым запа­хом и вкусом

В атмосферном воздухе населенных пунктов концентрация диоксида углерода составляет 0.03-0.04%, в промышленных центрах — до 0.06%, а вблизи предприятий черной металлургии — до 1%.

Большая часть газа, содержащаяся в воздухе животноводческих помещений, выделяется животными при дыхании, меньшая — при разло­жении кала, мочи и остатков корма. Выдыхаемый воздух содержит по сравнению с атмосферным в 100 раз больше диоксида углерода и на 25% меньше кислорода. Количество выделяемого животными СО₂ зависит от их вида, возраста, массы, продуктивности и кормления. Корова выделяет около 250-300 г или 114-162 л, свиноматка с приплодом — около 150 г или 90 л; овца суягная — 23 л СО₂ в час.

Диоксид углерода является химическим раздражителем дыхательного центра у млекопитающих, в определенном количестве он накапливается в крови в результате обмена веществ, окислительных процессов. Но если в окружающем воздухе содержится повышенная концентрация СО₂, то в крови животных он также будет накапливаться в избыточных количествах.

Птицы, интенсивно растущий молодняк, высокопродуктивные животные особенно чувствительны к повышению содержа­ния СО₂ в воздухе. Концентрации СО₂ и О₂ в воздухе помещений находятся в обратно пропорциональной зависимости. При пра­вильной работе вентиляции, когда относительная влажность воздуха дер­жится в допустимых пределах, повышения концентрации СО₂ в помещени­ях не происходит.

Окись углерода. Угарный газ (СО) — продукт неполного сгорания топлива. Он наиболее опасен там, где установлены газовые горелки, иные очаги горения топлива или механизмы, работающие с топливом, которое сгорает неполностью. Угарный газ легче воздуха, плотность его — 0.967 кг/м³, не имеет цвета, со слабым запахом, немного напоминающим запах чеснока, не раздражает слизистых оболочек.. Хроническое отравление возможно при концентрации, превышающей 20-30 мг/м³. К симптомам отравления относят учащение дыхания, судороги, рвоту, коматозное состояние. Окись углерода, проникая через легочные альвеолы в кровь, вытесняет кислород гемоглобина, образуя с ним стойкое соединение — карбоксигемоглобин (НЬСО). В результате возникает стойкая аноксемия тканей, накапливаются недоокисленные продукты обмена. Из организма СО выводится очень медленно с выдыхаемым воздухом. Поэтому отрав­ленным животным нужно обеспечить доступ свежего воздуха, для раздра­жения дыхательного центра используют ингаляцию кислорода или его смеси с углекислотой.

Предельно допустимая концентрация окиси углерода в помещениях составляет 2 мг/м³.

Аммиак (NH₃) — бесцветный газ с едким запахом, действующий раздражающе на слизистые оболочки глаз; относительная молекулярная масса — 17.03, масса 1 л — 0.708 г, плотность при 0°С — 0.771 кг/м³, то есть он легче воздуха. Хорошо растворим в воде. В животноводческих помещениях аммиак образуется в основном из мочи, также при гниении азотсодержащих органи­ческих веществ, в почве, в навозохранилищах. Много аммиака образуется в свинарниках, телятниках, птичниках (при напольном содержании птицы), если в этих помещениях сосредоточено большое число животных, плохие полы, недостаточно рабо­тают вентиляция и канализация.

В сырых и холодных помещениях много аммиака скапливается на поверхности оборудования, в мокрой подстилке, так как он лучше адсорбируется (растворяется) холодной влажной средой. При повышении температуры и понижении атмосферного давления происходит обратное выделение NH₃ в воздух помещений.

Значительные концентрации NH₃ (3 мг/л) во вдыхаемом воздухе у животных вызывают спазмы голосовой щели, трахеальных и бронхи­альных мышц, смерть наступает от отека легких или паралича дыхания. В организме животных аммиак превращается в мочевину, которая удаля­ется почками.

Запах аммиака ощутим при концентрации 35 мг/м³. Предельно допу­стимая концентрация этого газа в воздухе помещений для взрослых животных равна 20 мг/м³, для молодняка и птицы — 5-10 мг/м³.

Необходимо предусмотреть своевременное и быстрое удаление мочи, навозной жижи из помещения, правильную организацию воздухообмена в зоне нахождения животных (в нижней части здания — у пола).

Для быстрого снижения концентрации аммиака в воздухе помещения можно использовать аэрозоль формальдегида.

Сероводород (H₂S) — бесцветный ядовитый газ с резко выраженным запахом тухлых яиц. Он тя­желее воздуха. Источники загрязнения атмосферного воздуха II₂S и другими сернистыми соединениями — предприятия черной и цветной металлургии, ТЭЦ, химические комбинаты, а также гниющие серусодержащие органические вещества, скапливающиеся в животноводчес­ких помещениях, где создаются условия для их гниения. Сероводород может также поступать из жижесборников, канализационной системы и т. п.

Всасываясь в кровь, сероводород блокирует активность ферментов, необходимых для клеточного дыхания, в результате возникает паралич дыхания. Железо гемоглобина крови, связываясь с H₂S, переводится в сульфид железа, и поэтому гемоглобин не может участвовать в связы­вании и переносе кислорода.

При хроническом отравлении даже небольшими концентрациями H₂S (выше 10 мг/м³) наступает ослабление тонов сердца, гипотония, тахикар­дия, конъюнктивиты, снижается масса тела. Большие концентрации сероводорода (1 мг/л) приводят к нервным расстройствам, которые через несколько часов, иногда даже быстрее, могут закончиться параличом дыхательного и сосудодвигательного центров и смертью. В животноводческих помещениях допускается для взрослых животных наличие 10 мг/м³, а для молодняка и птиц — 5 мг/м³ сероводорода.

В воздухе закрытых помещений, особенно с подпольными хранилища­ми навоза или неэффективно действующими системами канализации, могут накапливаться и другие токсические газы (индол, скатол и меркаптаны, метан, пропан, бутан и др.).

Для очистки воздуха в животноводческих помещениях от токсических газов необходимы: чистота внешнего (атмосферного) воздуха, надежная

работа системы вентиляц, надлежащее соблюде­ние гигиены и ветеринарно-санитарной культуры на фермах и комплексах, а также четкая работа системы канализации и своевременное удаление навоза. Предусмотрено применение подстилок из гигроскопичных материа­лов, в том числе сорбирующих вредные газы и водяные пары.