Воздушная среда и ее гигиеническое значение для животноводства

Воздушная среда  и ее гигиеническое значение для  животноводства 

1. СОСТОЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ  СРЕДЫ 

Воздушная среда - сложный  комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих  факторов. Как внешние раздражители они вызывают различные ответные реакции и приспособления со стороны  организма животных. 

Существование воздушной  среды является необходимым условием поддержания жизни на земном шаре. Без воздуха немыслимо сколько-нибудь продолжительное сохранение жизненных  функций организма. Воздушная среда  не только необходима для дыхания  человека, животных и растений, она  является также резервуаром, принимающим  газообразные продукты их обмена веществ. Воздушная среда позволяет человеку и животным ориентироваться в  окружающей обстановке, воспринимать органами чувств различные сигналы, чтобы судить о состоянии окружающей среды. Воздушная среда оказывает  существенное влияние на многие энергетические, геологические и гидрологические  процессы, происходящие на поверхности  земли. Состояние воздушной среды  в значительной степени определяет количество и качество солнечной  радиации у поверхности земли. Атмосфера  является местом образования осадков, которые наряду с ветрами способствуют механическому разрушению горных пород. Кроме того, атмосфера служит одним  из факторов климатооборазования. Через  воздушную среду совершаются  процессы теплообмена организма  с внешней средой. Атмосфера является источником некоторых видов сырья, запасы которого практически неисчерпаемы: из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий. Резкие изменения  физических и химических свойств  воздушной среды, загрязнение токсическими веществами и патогенными микроорганизмами могут способствовать развитию в  организме неблагоприятных процессов, нарушающих здоровье и снижающих  работоспособность. Потому перед гигиеной стоит задача обоснования мероприятий  по оздоровлению воздушной среды  с целью защиты организма от изменений, связанных с ее неблагоприятным  состоянием. 

Земля окружена газовой  оболочкой (атмосферой), строение которой  различно и определяется удаленностью от поверхности земли. В состав атмосферы  входят следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера, экзосфера  и магнитосфера. Наиболее плотные  воздушные слои, прилегающие к  земной поверхности, называются тропосферой. Толщина тропосферы над различными широтами земного шара и в различные  времена года неодинакова: в средних  широтах она составляет 10-12 км над  уровнем моря, на полюсах - от 7 до 10 км и над экватором - от 16 до 18 км. 

Тропосфера отделена тонким слоем - тропопаузой - от холодной стратосферы, которая переходит  на высотах около 40 км в мезосферу. Мезосфера содержит около 5% всей атмосферы. 

Выше мезосферы  находится ионосфера, границы которой  подвержены колебаниям в зависимости  от времени суток и времени  года. Верхняя граница ионосферы  колеблется о 500 до 1000 км. В ионосфере  воздух сильно ионизирован, причем степень  ионизации воздушных масс и температура  увеличиваются с высотой. 

Слой атмосферы, лежащий  выше ионосферы, называется экзосферой. Нижняя граница ее изменяется в зависимости  от времени суток, времени года и  широты находится на расстоянии 500-1000 км от поверхности земли. В экзосфере  газовые частицы в своем беге практически не сталкиваются друг с  другом. 

Еще сильнее разреженность  в магнитосфере, для газа здесь  высокая степень ионизации. 

Физическое состояние  атмосферы в данной местности  в течение короткого периода  времени называется погодой. Погода характеризуется определенным комплексом метеорологических факторов: интенсивностью солнечной инсоляции, электрическим  состоянием атмосферы, температурой, влажностью, давлением воздуха, скоростью и  направлением ветра, наличием атмосферных  осадков.

2. КЛИМАТ И МИКРОКЛИМАТ

Климат рассматривается  как многолетний режим погоды, сложившийся в результате климатообразующих  факторов. К последним относятся  географическая широта и долгота, состояние  циркуляции атмосферы, рельеф местности  и характер подстилающей поверхности. В той или иной местности климат в противоположность погоде отличается большой устойчивостью. Каждая географическая территория характеризуется климатическими особенностями.

Под влиянием климата  животные приобретают характерные  особенности организма, у них  изменяются конституционные признаки. Так, животные, выросшие в условиях горного климата, имеют хорошо развитые органы дыхания, мускулатуру и костяк. В условиях жаркого климата кожа и волосы приобретают темную окраску, защищающую организм от действия ультрафиолетовых лучей. В условиях же сухого климата  кожа животных тонкая, эластичная, с  тонким шерстным покровом. Холодный климат вызывает образование у животных толстой кожи с развитой подкожной  клетчаткой в которой откладывается  жировая ткань. В зимний период шерсть у них становится длинной и  густой, с образованием подшерстка. Животные, выросшие в условиях сырого холодного климата, отличаются флегматичностью, а в условиях сухого и жаркого - подвижностью, живостью.

Кроме понятия микроклимата в гигиенической практике имеет  значение понятие микроклимата.

Микроклимат (внутренний климат) помещения - климат ограниченного  пространства, включающий совокупность следующих факторов среды: температуры, влажности, скорости движения и охлаждающей  способности воздуха, освещенности, атмосферного давления, ионизации, уровня шума, взвешенных в воздухе пылевых  частиц и микроорганизмов, газового состава воздуха. Помимо этих факторов на микроклимат помещений оказывает  влияние температура поверхностей ограждающих конструкций в помещении, величина лучистого теплообмена  между ограждающими конструкциями  и животными, условия содержания животных, тип кормления. Микроклимат  животноводческих помещений зависит  и от климатических условий местности. Определяющими факторами при  формировании микроклимата являются технология навозоудаления, подстилочный материал, состояние и система вентиляции. Фактором, регулирующим микроклимат  на территории ферм и в животноводческих помещениях, являются зеленые насаждения, защищающиеся здания от холодных ветров, предохраняющие от интенсивной солнечной  радиации, поглощающие содержащиеся в воздухе газы и способствующие очищению воздуха от пыли и микроорганизмов. Микроклимат помещений зависит  также от того, насколько тщательно  оборудованы тамбуры, пригнаны и  утеплены двери и ворота, застекленные оконные рамы. На формирование микроклимата влияет внутреннее оборудование помещений. Например, нельзя делать перегородки  в станках плотными, так как  они препятствуют движения воздуха  и создают "мертвые зоны".

Посредством изменения  свойств воздушной среды имеется  возможность влиять на характер реакций  организма, управлять здоровьем  и продуктивностью животных.

3. 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 в буферной 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.