Вредно действующие газы

Чистый воздух необходим на предприятиях, животноводческих фермах — важнейшая проблема государственного значения. От атмосферного воздуха газовый состав воздуха закрытых помещений для животных в зависимости от качества строительных материалов, санитарно-технического оборудования, производственных процессов и технологии содержания животных может значительно отличаться повышенным содержанием углекислого газа и уменьшенным количеством кислорода. В воздухе закрытых помещений нередко содержатся аммиак, сероводород, клоачные газы и другие токсические продукты гниения и брожения органических веществ (индол, скатол, меркаптан, кетоны, жирные кислоты, этанол, метанол, пропан, бутан, сульфиды, органические кислоты и другие).

На ухудшение газового состава воздуха помещений оказывает влияние воздух, выдыхаемый животными, если недостаточны воздухообмен и вентиляция. Выдыхаемый воздух содержит по сравнению с атмосферным больше чем в 100 раз углекислого газа и меньше (примерно 25%) кислорода; коровы, будучи травоядными животными, выделяют кроме того, в значительных количествах метан и водород. Продолжительное пребывание животных в помещениях, где имеется большое скопление углекислого газа, аммиака, сероводорода и клоачных газов, оказывает токсическое влияние на организм: у животных снижается продуктивность, устойчивость к заболеваниям, а в ряже случаев возникают серьезные патологические процессы.

Углекислый газ (СО₂) — бесцветный, без запаха, кислый на вкус. Источниками его являются: выделения из почв и недр земли, гниение органических веществ, процессы горения, дыхание животных и ночное дыхание растений. НО его содержание остается примерно одно и то же, что обуславливается прежде всего круговоротом газов, диффузным, и их движением. Существенную роль в поддержании постоянного количества газа в атмосферном воздухе играют следующие факторы: вымывание его дождями, поглощение хлорофильными растениями при дневном свете, а также поглощение водой открытых водоемов, содержащих большие запасы нестойких двууглекислых соединений. В хорошо оборудованных помещениях для животных при соответствующей чистоты, наличии вентиляции и нормальном размещении животных содержание СО₂ повышается не более чем в 2−3 раза по сравнению с атмосферным воздухом. При неудовлетворительной работе вентиляционной и канализационной систем в помещении при скученном содержание животных может происходить его увеличение в 20−30 раз. Например, корова массой 600 кг с суточным удоем 30 кг выделяет в час 200 л этого газа. Поэтому основным источником СО₂ является выдыхаемый воздух.

В определенных концентрациях этот газ является раздражителем дыхательного центра. Снижение его концентрации СО₂ в воздухе не опасно, так как нужное для нормальной работы организма парциальное давление СО2 в крови обеспечивается в результате образования его в процессе обмена веществ.

Воздух закрытых помещений с высоким содержанием СО₂ с гигиенической точки зрения нельзя считать безвредным для здоровья животных и их продуктивности. При таких условиях в организме подавляются окислительные процессы, снижается температура тела, повышается кислотность тканей, что ведет к выраженным ацидотическим отекам и деминерализации костей. Увеличение концентрации СО₂ до 0,5% и выше уже не безразлично для организма: она вызывает повышение кровяного давления, учащение дыхание и пульса, создающих лишнюю нагрузку на сердце и дыхательные органы. При концентрации 4−5% газ раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей, при этом значительно учащаются дыхание пульс; животные становятся вялыми, у них снижается аппетит и отмечается исхудание. При более высоких концентрациях наступает асфиксия вследствие недостатка кислорода.

В помещениях для животных углекислый газ никогда не содержится в концентрации, вызывающей токсическое действие. Однако длительное воздействие на организм воздуха с содержанием СО₂ 1%, может вызвать хроническое отравление.

Помимо прямого влияние на животных, содержание СО₂ в воздухе имеет большое косвенное значение. По его количеству можно судить о качестве воздуха в целом и об уровне вентиляционного обмена.

Максимальная концентрация для лактирующих коров составляет не более 0,25%.

Определение углекислого газа в воздухе можно проводить различными способами. Основными из них являются инструментальные способы (хроматографический метод), титриметрические (объемные) и индикаторные трубки (ИТ):

1) Титрометрический методоснован на поглощении углекислого газа гидроокисью бария, с последующим тированием щавелевой кислотой в присутствии фенолфталеина.

Ход определения.

• 1. Установление первого титра баритового раствора. Для этого с помощью резиновой груши наполняют бюретку прозрачным, приготовленным для работы, раствором Ва (ОН)2, в колбочку отмеривают 20 мл раствора щавелевой кислоты, добавляют 2 капли индикатора фенолфталеина и титруют раствором Ва (ОН)2 до слабо-розового окрашивания.
• 2. Взятие пробы воздуха и поглощение из него углекислого газа баритовым раствором. Исследуемый воздух продувают через бутыль с помощью насоса или аспиратора, после чего в бутыль (в отверстие пробки) вставляют малый флакон и из него 120 мл раствора едкого бария с известным титром.

Встряхивают бутыль в течении 20 мин, раствор поглощает СО2 и становится матово-белым. Переливают из бутыли раствор едкого бария в малый флакон, отсоединяют его, закрывают пробкой и оставляют его в покое 1−2 часа для просветления жидкости.

• 3. Установление второго титра баритового раствора (после поглощения СО2 из воздуха в бутыли). С помощью резиновой груши наполняют бюретку отстоявшимся прозрачным раствором едкого бария из малого флакона. В колбу наливают 20 мл раствора щавелевой кислоты, добавляют 2 капли фенолфталеина и титруют раствором едкого бария до появления слабо-розового окрашивания.
• 4. Расчет количества углекислого газа в исследуемом воздухе, приведенном к нормальному объемунаходят разницу между первым и вторым титрами едкого бария;

Пример расчета: При первом титровании на 20 мл щавелевой кислоты израсходовано 21 мл баритового р-ра. Следовательно — 21 мл этого р-ра связывает 20 мг углекислого газа, а 100 мл раствора едкого бария могут связать 100 · 20 / 21 = 95,7 мл щавелевой кислоты.

Во втором титровании на 20 мл щавелевой кислоты израсходовано 25,5 мл р-ра едкого бария из малого флакона. Следовательно — 100 мл едкого бария поглощают 100 · 20 / 25,5 = 78,4 мл щавелевой кислоты, что соответствует 78,4 мг СО2.

Разница между первым и вторым титрами (95,7 — 78,4) составит 17,3, что соответствует количеству углекислого газа (в мг) в воздухе бутыли. Исходя из того, что 1 мг СО2при 0оС и 760 мм рт.ст. занимает объем 0,509 мл, то найденое весовое количество углекислого газа в воздухе бутыли при этих условиях будет занимать объем 17,3 · 0,509 = 8,8057 мг.

2) Хроматографический методоснован на адсорбции его силикагелем.

Определяют на универсальном газовом анализаторе (УГ-2).

Работа газоанализатора типа УГ-2 основана на прокачивании исследуемого воздуха через индикаторную трубку. Принцип определения концентрации вредных паров (газов) в воздухе основан на химическом взаимодействии индикаторного порошка при контакте с вредным веществом и изменении его цвета. При этом длина окрашенного столбика индикаторного порошка, помещенного в трубку, пропорциональна концентрации вредных паров и газов в воздухе. К индикаторной трубке прикладывается измерительная шкала, градуированная в мг/м3, и производится отсчет величины концентрации паров вредного вещества в воздухе.

Окись углерода (СО) — бесцветный газ, без запаха. В атмосферный воздух поступает с дымом, копотью, газами промышленных предприятий, рудников и т. д. В отапливаемых помещениях для животных окись углерода может появляться при газовом обогреве, а также в результате плохого отопительного устройства или неправильной топки. Механизм токсического действие заключается в том, что СО вытесняет кислород гемоглобина, образуя карбоксигемоглобин, стойкое химическое соединение (HbCO). В результате нарушается снабжение тканей кислородом, возникает аноксемия, снижаются окислительные процессы в организме и накапливаются недоокисленные продукты обмена. Отравление клинически характеризуется нервными симптомами, учащенным дыханием, рвотой, судорогами, коматозным состоянием. Через 0,5−10 минут после вдыхания окиси углерода концентрации 0,4−0,5% (0,4−0,5 мл/л воздуха) животные погибают.

Предельно допустимая норма СО в помещении составляет 0,002 мг/л, или 2мг/м³.

Способы определения те же что и для углекислого газа. За исключением некоторых моментов в титрометрическом методе. CO в чистом виде не определяется и для определения его необходимо перевести его в углекислый газ с помощью добавления йодоватого ангидрида. После этого проводят определение точно так же как и CO2, с той лишь разницей что титрование проводят соляной, а не щавелевой кислотой.

Аммиак (NH₃) — газ с едким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки. В атмосферном воздухе чаще находится в виде углекислых, азотистои азотнокислых солей; при наличии белковой пыли встречается также альбуминоидный аммиак.

В помещении для животных, где своевременно удаляют навоз и жижу, а вентиляция хорошо устроена и бесперебойно работает, содержание аммиака сводится к нулю. При недостаточности санитарно-гигиенических мероприятий в воздухе коровника может содержаться в весьма высоких концентрациях (0,03% и выше), что значительно превышает максимально допустимую концентрацию (0,026%).

При повышенной влажности и пониженной температуре аммиак растворяется в конденсате, адсорбируется стенами, предметами, а также подстилкой, а при высоких температурах происходит обратное выделение аммиака в воздух.

Аммиак — ядовитый газ. При длительном вдыхании воздуха, содержавшего незначительное количество этого газа (0,1 мг/л), отрицательно влияет на здоровье и продуктивность. После непродолжительного вдыхания воздуха с наличием аммиака организм освобождается от него, превращая в мочевину. Продолжительное вдыхание нетоксических доз аммиака, даже если и не вызывает непосредственно патологических процессов, ослабляет сопротивляемость организма к действие вредных факторов, подготовляя почву для различных легочных заболеваний.

Аммиак хорошо растворяется в воде, вследствие чего в первую очередь адсорбируется слизистыми оболочками носоглотки, верхних дыхательных путей и конъюнктивой глаз, вызывая сильное их раздражение. Появляются кашель, чихание, слезотечение с последующим воспалением слизистых оболочек. При высоком содержание NH₃ у животных наблюдаются спазмы голосовой щели, трахеальных и бронхиальных мышц, смерть наступает от отека легких или паралича дыхания.

При поступление аммиака через легкие в кровь он превращает гемоглобин в щелочной гематин, вследствие чего снижается количество гемоглобина и число эритроцитов, наблюдается явление анемии, а также повышается свертываемость крови.

Непрерывное и длительное воздействие на животных аммиака при концентрации его в 0,15% и больше ухудшает общее состояние, плохо усваивается корм, увеличивается количество заболеваний органов дыхания. При более высоких концентрациях вызывает острое отравление, сопровождающееся быстрой гибелью животных.

Максимальная концентрация аммиака для коров в помещении допускается н выше 0,02 мг/л, или 20 мг/м³.

Способы определения те же что и для углекислого газа.

Сероводород (H₂S) -бесцветный летучий газ с резко выраженным запахом тухлых яиц. В атмосферном воздухе содержится в ничтожно малых количествах. Основным источником являются промышленные предприятия, а также гниение содержащих серу органических соединений. Источником накопление сероводорода в воздухе помещений для животных — гниение содержащих серу белковых веществ и кишечные газы животных, особенно при богатом белками кормом или расстройстве пищеварения. H₂S может поступать также из жижеприемников, если в канализационной системе нет гидравлических затвором, навозных каналов.

Сероводород токсичен и в высоких концентрациях по действию напоминает синильную кислоту. В кров H₂S всасывается через легкие и слизистые оболочки дыхательных путей. Наличие его в воздухе в концентрациях выше 10 мг/м³ представляет еже опасность для здоровья животных, вызывая у них аритмию и ослабление тонов сердца, сужение зрачков и рвоту. При воздействии H₂S в этих концентрациях длительное время может наступить хроническое отравление, которое выражается общей слабостью, потерей массы, потливостью и гастроэнтеритом. При больших концентрациях сероводорода возникает острое воспаление легких и отек. Если вдыхаемый воздух содержит сероводорода свыше 1 мг/л, то животные погибают молниеносно в результате паралича дыхательного и сосудодвигательного центров.

Механизм действия заключается в том, что H₂S соприкасаясь с влажными слизистыми оболочками дыхательных путей и с конъюнктивой, соединяется с тканевыми щелочами; образуется сульфид натрия (Na₂S) или калия (K₂S), которые вызывают воспаление слизистых; затем сульфид всасывается в кровь, гидролизуется и освобождает сероводород, он и действует на нервную систему, что ведет к общему отравлению организма. Сероводород связывает железо, входящее в состав гемоглобина, переводя его в сернистое железо. Лишенный каталитически действующего железа, гемоглобин не поглощает кислород, из-за чего наступает кислородное голодание и тормозятся процессы окисления.

Максимальная концентрация сероводорода для коров в помещении допускается не выше 10 мг/м³.

Способы определения те же что и для углекислого газа.

Мероприятия, обеспечивающие гигиену воздушной среды, следует проводить комплексно (замена подстилки, оборудование вентиляции и т. д.) с Для очистки воздуха животноводческих помещений от токсических газов необходимо обеспечить чистоту внешнего атмосферного воздуха, надежную работу систему вентиляции (если необходимо, то принудительной вытяжкой токсических газов из зон их образования), а также надлежащую гигиеническую и ветеринарно-санитарную культуру на фермах и комплексах, в том числе гарантировать четкую работу системы канализации и своевременное удаление навоза.

Содержание аммиака и других вредных газов снижается вследствие озонирования и ионизации воздуха помещений. Для предупреждение накопления газов в растворенном состоянии следует применять влагонепроницаемые полы.