1.2 Газовый состав воздуха

Атмосферный воздух является физической смесью газов. В нижних слоях атмосферы он почти одинаков и в нем содержится (по объему): 78,09 % азота, 20,95 кислорода, 0,03 углекислого газа, 0,93 % аргона и др. Такой состав обеспечивает свободное дыхание и оптимальное использование кислорода для осуществления окислительно-восстановительных процессов в организме.

Традиционно сложившееся убеждение, что воздух и его компоненты являются сырьем, имеющим неисчерпаемые резервы - ошибочно. Восполнение запасов кислорода в атмосфере происходит за счет растений, поэтому уничтожение лесов (а эта тенденция характерна для всего мира, особенно тропических районов) ведет к снижению его количества. Наибольшую опасность в этом плане представляет все увеличивающийся расход кислорода на сжигание топлива в разных отраслях народного хозяйства и в быту. При этом постепенно увеличивается концентрация углекислого газа и начинает проявляться и все более усиливаться так называемый "парниковый эффект", последствия которого для цивилизации предсказать трудно, а негативность вполне очевидна.

От атмосферного воздуха газовый состав закрытых помещений для животных в зависимости от качества строительных материалов, эффективности работы систем вентиляции и навозоудаления, технологии содержания, организации производственных процессов может значительно отличаться повышением содержания углекислого газа и снижением кислорода. В воздухе закрытых помещений содержатся в тех или иных количествах аммиак, сероводород, клоачные газы и другие токсические продукты гниения и брожения органических веществ (индол, скатол и др.).

На ухудшение газового состава воздуха помещений оказывают влияние и сами животные, выделяя при дыхании значительное количество углекислого газа и водяных паров. Выдыхаемый воздух, по сравнению с атмосферным, содержит больше в 100 раз углекислого газа и примерно на 25% меньше кислорода.

Травоядные животные выделяют, кроме того, значительное количество метана и водорода.

Высокая концентрация вредных газов (аммиака, сероводорода, углекислого газа и др.) является неблагоприятным стрессом для животных. Изучение газового состава воздуха животноводческих помещений имеет большое гигиеническое значение.

Азот ( N ) играет большую роль в разбавлении газов, особенно кислорода. Но его не считают индифферентным газом. Азот имеет парциальное давление, равное 80 кПа. При очень высоком парциальном давлении азот действует наркотически, может нарушить нервно-мышечную координацию. Для многих растений служит источником питания.

Кислород (О2)- бесцветный газ - важнейшая составная часть воздуха. Без него жизнь животных невозможна, так как благодаря поступлению кислорода в организме осуществляются жизненно важные окислительные процессы.

Животные потребляют в среднем следующие количества кислорода (мл/кг массы): лошадь в состоянии покоя - 253, во время работы - 1780, корова - 328, овца - 343, свинья - 392, курица - 980. Количество потребляемого кислорода зависит также от возраста, пола и физиологического состояния организма.

Организм животных очень чувствителен к недостатку, следствием которого является неполное окисление белков, жиров и углеводов и в результате этого накопление в организме органических кислот и токсических продуктов. При этом нарушается обмен веществ, и возникают различные заболевания.

В закрытых животноводческих помещениях при нормальном воздухообмене количество кислорода снижается не более чем на 0,4… 1%, что физиологического значения не имеет. Недостаток его может наблюдаться при длительном пребывании животных в плохо вентилируемых помещениях. При скученном содержании, при газовом обогреве в сочетании с плохой вентиляцией. Кислород в чистом виде обладает токсическим действием.

Углекислый газ (СО2) - бесцветный, без запаха, негорюч. Со слабокислым привкусом, является физиологическим возбудителем дыхательного центра, обеспечивает ритмичную работу легких и играет тем самым большую роль в жизни животных. Для нормальной их жизнедеятельности в крови поддерживается необходимое парциальное давление углекислого газа в результате образования его в процессе обмена веществ.

В атмосферном воздухе населенных пунктов концентрация углекислого газа составляет 0,03-0,04%, в промышленных центрах - до 0,06%, а в близи предприятий черной металлургии - до 1%.

Основной источник накопления углекислого газа в животноводческих помещениях - сами животные. Так, коровы выделяют около 250- 300 г или 114-162 л свиноматка с приплодом - около 150 г или 90 л, овца суягная - 23 л СО2 в час.

В производственных условиях концентрация углекислого газа в воздухе животноводческих помещений бывает обычно нетоксичной. Но длительное содержание животных в закрытых помещениях в условиях повышенной концентрации этого газа, хотя и в токсических количествах, способствует возникновению в их организме ацидотического состояния, нарушению обмена веществ, сдвигам вбуферной системе. Животные вялые, неохотно поедают корма, защитные силы их организма снижаются, что, естественно, неблагоприятно сказывается на продуктивности. Увеличение концентрации СО2 в воздухе до 0,5% и выше вызывает повышение кровяного давления, учащение дыхания и пульса, создает излишнюю нагрузку на сердце и дыхательные органы.

Наряду с непосредственным действием на организм животных содержание СО2 в воздухе помещений имеет косвенное гигиеническое значение. Углекислота накапливается в воздухе параллельно с загрязнением его другими газообразными выделениями, пылью, микроорганизмами и пр. В связи с этим он служит показателем санитарного качества воздушной среды и используется при исчислении потребности животных в вентиляции и кубатуре помещения. В животноводческих

помещениях предельно допустимая концентрация углекислого газа, при которой в санитарном отношении воздух считается чистым - не более 0,25%.

Окись углерода, или угарный газ (СО) - продукт неполного сгорания топлива, не имеет цвета, слабого запаха, немного напоминающего запах чеснока, без вкуса, горит синеватым пламенем. Плотность его -- 0,967 кг/м3, а масса 1 л - 1,16 г.

В воздухе животноводческих помещений окись углерода обнаруживается при использовании мобильных систем раздачи кормов, уборке помещения, отдельных систем отопления. В этом случае в воздухе помещений накапливаются незначительные количества окиси углерода и при недостаточном воздухообмене ее можно обнаружить в течение часа. Механизм токсического действия угарного газа заключается в образовании стойкого соединения - карбоксигемоглобина (НвСО). В результате нарушается снабжение тканей, кислородом, быстро развивается аноксемия со всеми негативными последствиями.

Профилактика отравлений угарным газом заключается в предупреждении его образования, недопущении неполного сгорания газа и обеспечении активной вентиляции в зонах нахождения животных.

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

Аммиак (NH3) -газ без цвета, с резким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки. В помещениях для животных образуется в результате разложения органических остатков, содержащих азот (моча, кал, загрязненная подстилка). Повышенная концентрация аммиака характерна для свинарников, телятников и птичников (при напольном содержании птицы), где неудовлетворительно работает канализация, вентиляция, плохой пол и низкое санитарное состояние помещения.

Наиболее высокая концентрация аммиака наблюдается обычно вблизи пола и в первую очередь в зоне расположения каналов для сбора навоза и лотков для стока навозной жижи.

При низкой температуре и высокой относительной влажности воздуха аммиак поглощается подстилкой, холодными поверхностями пола и стен, а при повышении температуры происходит обратное явление - аммиак выделяется в воздух.

В благоустроенных животноводческих помещениях, где соблюдается санитарный режим, концентрация аммиака в воздухе редко превышает допустимую норму.

Для здоровья животных аммиак особо опасен. Легко растворяясь в воде, он адсорбируется в верхних дыхательных путях. Вызывая болезненный кашель, слезотечение, а затем и развитие слизисто-гнойного конъюктивита, отек легких и другие явления. Попадая через легкие в кровь, аммиак образует с гемоглобином щелочной гематин, вследствие чего снижается содержание гемоглобина и эритроцитов, развивается анемия и блокируется дыхательная функция крови. В повышенных концентрациях аммиак сильно возбуждает центральную нервную систему, что сопровождается спазмами голосовой щели, трахеальной и бронхиальной мускулатуры, отеком легких и параличом дыхательного центра. Аммиак, содержится в воздухе закрытых помещений, способствует распространению туберкулеза и других инфекционных болезней, поскольку нарушается резистентность

организма животных. Ослабляется местная и общая сопротивляемость, ухудшается морфологический и биохимический состав крови, снижается усвояемость протеина, жиров и клетчатки. У молочных коров резко снижаются удои на 25…28%, падают приросты живой массы у молодняка. Содержание аммиака в воздухе животноводческих помещений допустимо лишь в пределах не более 20 мг/м3. Эти концентрации безвредны и для обслуживающего персонала.

Мероприятия, направленные на недопущение образования аммиака в воздухе помещений, следует проводить комплексно. Они предусматривают своевременное и быстрое удаление мочи, навоза из помещения; устройство влагонепроницаемых, прочных полов; правильную организацию воздухообмена в зоне нахождения животных; применение газопоглощающей подстилки и препаратов, снижающих концентрацию аммиака в воздухе (суперфосфат и др.)

Сероводород (H2S) - крайне ядовитый газ без цвета, по запаху напоминает запах испорченных яиц. В атмосферном воздухе сероводород отсутствует или содержится в ничтожных количествах и гигиенического значения не имеет.

В животноводческих помещениях сероводород образуется при разложении белковых серосодержащих веществ, а также поступает из кишечных выделений животных. В воздух помещений он может попадать из канала для сбора навоза, особенно в период его уборки, и из жижеприемников при отсутствии в канализационной системе гидравлического затвора.

Сероводород является сильнотоксичным газом и в высоких концентрациях действует наподобие синильной кислоты. Токсичность его усиливается в присутствии других вредных газов, а также при высокой влажности воздуха, поскольку влага способствует фиксации его на слизистых оболочках глаз и дыхательных путей. В результате соединения сероводорода с тканевыми щелочами образуется сульфид натрия или калия, который вызывает воспаление слизистых оболочек. При попадании в кровь сульфидные соединения гидролизуются, освобождая сероводород, который отрицательно действует на нервную систему и вызывает общее отравление организма. В крови сероводород связывает железо гемоглобина, в результате чего образуется сернистое железо. Гемоглобин теряет способность поглощать кислород из воздуха, что приводит к кислородному голоданию и снижению окислительных процессов в организме животного.

Токсичность сероводорода начинает проявляться в концентрациях свыше 0,01% (15 мг/м3) и представляет опасность для здоровья людей и животных. Это сопровождается развитием конъюктивитов, катаров верхних дыхательных путей, гастроэнтеритов, нарушением сердечной деятельности, падением продуктивности. При содержании сероводорода в количестве 20…50 мг/м3 наступает общее отравление, выражающееся в потере 15-20% живой массы, аритмии, ослаблении тонов сердца, сужении зрачков. Дальнейшее увеличение концентрации этого газа во вдыхаемом воздухе ведет к воспалению и отеку легких. Однако в современных зданиях для содержания животных высокая концентрация сероводорода может встречаться в отдельных случаях при полном выходе из строя систем вентиляции и канализации, особенно в закрытых (безоконных) помещениях. Наличие сероводорода в воздухе помещений даже в небольших количествах является показателем неправильной эксплуатации зданий и оборудования.

Предельно допустимая концентрация его в воздухе помещений для животных - не более 5-10 мг/м3.

Мероприятия по недопущению накопления сероводорода в помещении необходимо проводить комплексно и постоянно, с учетом ликвидации источников его образования (замена подстилки, оборудование вентиляции и др.). Для очистки воздуха в животноводческих помещениях необходимы: чистота внешнего (атмосферного) воздуха, надежная работа системы вентиляции, надлежащее соблюдение гигиены и ветеринарно-санитарной культуры на фермах и комплексах, а также четкая работа системы канализации и своевременное удаление навоза.