Влияние микроклимата на здоровье и продуктивность с. х. животных

Состояние воздушной среды существенно влияет на здоровье и продуктивность жизнедеятельности животного организма.

Производство продуктов животноводства нередко связано с содержанием животных в течение продолжительного стойлового периода, а иногда и постоянно закрытых помещениях. В связи с этим их здоровье и продуктивность зависят от микроклиматических условий в животноводческих зданиях.

Микроклимат животноводческих помещений — это совокупность физических, химических и биологических факторов, постоянно воздействующих на животных и технологическое оборудование[5]. Микроклимат животноводческого помещения определяют следующие факторы: физические (температура и влажность воздуха, скорость и направление воздушных потоков, электрозарядность газовых частиц воздуха, уровень концентрации пыли в воздухе помещений, освещенность зоны размещения животных и др.); Химические (концентрация вредно действующих газов); биологические (уровень микробного загрязнения). Влияние микроклимата на организм животных и птицы обуславливается суммарным воздействием физических, химических и биологических факторов.

Воздействие различных факторов окружающей среды на организм животных и птицы проявляется в глубоких изменениях основных его биохимических и биофизических процессов (терморегуляции, обмена веществ), которые, в свою очередь, влияют на резистентность организма, уровень продуктивности животных и птицы, и в конечном итоге определяют эффективность производства.

Разные виды животных и птицы требуют определенных условий окружающей среды, что связано с особенностями их физиологии и обмена веществ. Под оптимальным микроклиматом следует понимать комплекс факторов окружающей среды, способствующих наилучшему проявлению физиологических функций организма животных и птицы, получению от них максимальной продуктивности при минимальных затратах кормов и средств на его обеспечение.

Продуктивность сельскохозяйственных животных зависит на 50−55% от полноценного кормления, на 20−25% от генетических признаков и уровня селекционно-племенной работы и на 20−30% от условий микроклимата. При неудовлетворительном микроклимате потенциальная продуктивность животных и птицы, используется лишь на 20−30% и сокращается срок их племенного и продуктивного использования. Ухудшение микроклимата сопровождается не только снижением продуктивности и резистентности животных, повышенным расходом кормов на единицу продукции, но и значительным возрастанием заболеваемости животных, особенно молодняка[7].

Химический состав воздуха Химический состав воздуха имеет важное гигиеническое значение. В его составе содержится: азота 78%, кислорода 21, углекислоты 0,03% и незначительные количества других инертных газов (аргон, неон, криптон и др.), озон и водяные пары. Кроме постоянных составных частей в атмосферном воздухе могут содержаться некоторые примеси природного происхождения, а также разнообразные загрязнения, вносимые в атмосферу за счет производственной деятельности человека.

Огромное влияние на газовый состав и влажность воздуха в помещениях оказывают разнообразные продукты обмена, выделяемые животными в процессе их жизнедеятельности.

Так, при дыхании животные выделяют в окружающую среду большое количество водяных паров и углекислоты. В результате разложения мочи и кала в свинарниках нередко накапливаются аммиак, сероводород и другие газообразные продукты, из которых большинство относится к группе вредных и ядовитых газов.

Воздух в закрытых помещениях существенно отличается от атмосферного воздуха. Степень этого отличия зависит от санитарно-гигиенического режима животноводческих помещений (вентиляция, канализация, плотность размещения животных и др.). Концентрация кислорода и азота в воздухе животноводческих помещений в обычных условиях остается без изменений.

Существенно может повышаться концентрация углекислого газа (в 10 раз и более) и нередко появляются аммиак, сероводород, клоачные и др. газы. Кислород (О2) — газ, без которого жизнь животных невозможна. Каждая клетка организма в процессе обмена веществ постоянно использует кислород для окисления органических веществ — белков, жиров, углеводов. Вдыхаемый с воздухом кислород соединяется с гемоглобином эритроцитов крови, и разноситься к тканям и органам. Количество потребляемого кислорода зависит от вида, возраста, пола и физиологического состояния животного.

Концентрация кислорода в животноводческих помещениях бывает обычно постоянной, колебания в не превышают 0,1−0,5%. Незначительное отклонение от нормы не вызывают изменений физиологических функций в организме. В помещениях для животных количество кислорода остается почти постоянным и близким к содержанию его в атмосферном воздухе. Уменьшение количества кислорода во вдыхаемом воздухе до 15% сопровождается ускоренным дыханием свиней и повышением частоты пульса, а также ослаблением окислительных процессов.

К недостатку кислорода организм животных очень чувствителен[5]. В обычных условиях животные не испытывают недостатка кислорода. В помещениях для животных снижение кислорода не превышает 0,4−1%, что не имеет гигиенического значения, так как гемоглобин крови насыщается кислородом при более низком его парциальном давлении. Недостаток кислорода может наблюдаться в исключительных случаях (длительное пребывание животных при скученном содержании и на высокогорных пастбищах). Углекислый газ (СО2) — бесцветный газ, без запаха, кислый на вкус. Образуется при выдыхании животных, как конечный продукт обмена веществ.

Выдыхаемый воздух содержит этого газа больше (3,6%), чем атмосферный воздух. Например, подсосная матка весом 150 кг выделяет в час 90 л углекислоты. Максимальное содержание углекислого газа в свинарниках допускается не более 0,3%, т. е. в 10 раз больше, чем в атмосферном воздухе.

Воздух закрытых помещений с большим содержанием углекислого газа с гигиенической точки зрения нельзя считать безвредным для здоровья животных. Образуется при дыхании животных, как конечный продукт обмена веществ. В природных условиях происходят непрерывные процессы выделения и поглощения углекислого газа. В атмосферу углекислый газ выделяется в результате жизнедеятельности живых организмов, процессов горения, гниения и брожения. Наряду с процессами углекислого газа в природе идут процессы его ассимиляции.

Он активно поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Из воздуха углекислый газ вымывается осадками. За последнее время отмечается увеличение концентрации углекислого газа в воздухе промышленных городов (до 0,04% и выше) за счет продуктов сгорания топлива. Углекислый газ играет большую роль в жизнедеятельности животных, так как является физиологическим возбудителем дыхательного центра. Снижение концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе не представляет существенной опасности для организма, так как не обходимый уровень его парциального давления в крови обеспечивается регулированием кислотно-щелочного равновесия.

В противоположность этому повышение содержания углекислоты в воздухе приводит к нарушению окислительно-восстановительных процессов в организме. 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 углекислого газа в воздухе до 0,5% вызывает повышение кровяного давления, учащения дыхания и пульса. В помещение с оптимальным гигиеническим режимом содержание углекислого газа повышается не более чем в 2−3 раза по сравнению с атмосферным воздухом. При неудовлетворительной работе вентиляции и скученном содержании животных углекислый газ может накапливаться в количествах, превышающих в 20−30 раз его содержание в атмосферном воздухе, что составляет 0,5 — 1% и выше. Основным источником накопления углекислого газа в помещениях являются животные, которые в зависимости от вида, возраста и продуктивности выделяют его до 16−225 л/ч. В воздухе животноводческих помещений углекислый газ не достигает концентрации, вызывающей острое токсическое действие на организм.

Однако длительное (в условиях зимнего стойлового содержания) воздействие на организм воздуха, содержащего свыше 1% углекислого газа, может вызвать хроническое отравление животных. Такие животные становятся вялыми, у них снижается аппетит, продуктивность и устойчивость к заболеваниям[6]. Показатели концентрации углекислого газа в воздухе помещений имеют косвенное гигиеническое значение.

По количеству углекислого газа в воздухе помещений можно судить в известной мере о его санитарно-гигиеническом состоянии в целом. Существует прямая зависимость между концентрацией углекислого газа и содержанием в нем водяных паров, аммиака, сероводорода, а также микрофлоры. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в воздухе помещений для животных в зависимости от их вида, возраста и физиологического состояния не должна превышать, 15−0,25%, а для птиц — 0,15−0,20%. (рис. 1) Рисунок 1. Молекулярная формула CO2 Окись углерода (СО) — накапливается в воздухе помещений при неполном сгорании топлива или при работе в них двигателей внутреннего сгорания и недостаточном вентилировании.

При раздаче кормов с использованием тракторной или автомобильной тяги содержание окиси углерод, а в течение 10 мин достигается 3 мг/ м3, 15 мин — 5−8 мг/м3. Образование угарного газа происходит при использование электрокалориферов с открытыми нагревательными элементами.

При этом органическая пыль (комбикорм, пух, помет и т. п.) особенно при рециркуляции воздуха, соприкасаясь с нагревательными элементами, сгорает не полностью и насыщает воздушную среду окисью углерода. Этот газ ядовит. Механизм технического воздействия заключается в том, что она вытесняет к ислород гемоглобина, образуя стойкое химическое соединение с ним — карбоксигемоглобин, в 200−250 раз более стойкий, чем оксигемоглобин.

В результате нарушается снабжение тканей кислородом, возникает гипоксемия, снижаются окислительные процессы и в организме накапливается недоокисленные продукты обмена. Отравление клинически характеризуется нервными симптомами, учащенным дыханием, рвотой, судорогами, коматозным состоянием. Вдыхание окиси углерода в концентрациях 0,4−0,5% через 5−10 мин вызывает смерть животных.

Наиболее чувствительны к окиси углерода птицы. Предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе животноводческих помещений составляет 2 мг/м3. Аммиак (NНз) — бесцветный ядовитый газ, с едким запахом, сильно раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Образуется при разложении различных органических азотобразующих веществ (мочи, навоза). В атмосфере его обычно нет. В воздухе свинарников высокие концентрации аммиака бывают, при наличии проницаемости полов и неправильно устроенной канализации, в результате чего аммиак и другие газы проникают из жижесборника в помещение[2]. При повышенной влажности воздуха и пониженной температуре аммиак сильно впитывается стенами, оборудованием, а также подстилкой, а затем происходит обратное выделение аммиака в воздух.

Концентрация аммиака около пола (в зоне обитания свиней) бывает больше, чем у потолка. Содержание его в воздухе помещений более 0,025% вредно для животных. Продолжительное вдыхание воздуха, содержащего даже незначительные концентрации аммиака (0,1 мг/л), отрицательно действует на здоровье и продуктивность животных.

Продолжительное вдыхание воздуха, содержащего незначительные концентрации аммиака, отрицательно влияет на здоровье и продуктивность животных. После непродолжительного вдыхания воздуха с наличием аммиака организм освобождается от него, превращая его в мочевину. Продолжительное действие нетоксических доз аммиака не вызывает непосредственно патологических процессов, но ослабляет резистентость организма.

Аммиак хорошо растворяется в воде, вследствие чего адсорбируется слизистыми оболочками глаз и верхних дыхательных путей, вызывая сильное их раздражение. Появляется кашель, слезотечение с последующим воспалением слизистых оболочек носа, гортани, трахеи, бронхов и конъюнктивы глаз. При высоком содержании аммиака во вдыхаемом воздухе (1000−3000 мг/м3) у животных наблюдаются спазмы голосовой щели, трахеальной и бронхиальной мускулатуры, смерть наступает от отека легких или паралича дыхания[2]. При поступлении аммиака в кровь он превращает гемоглобин в щелочной гематин, вследствие чего снижается количество гемоглобина и возникает кислородное голодание.

При продолжительном вдыхании воздуха, содержащего аммиак, снижается щелочной резерв крови, газообмен и перевариваемость питательных веществ. Поступление больших количеств аммиака в кровь вызывает сильное возбуждение центральной нервной системы, судороги, коматозное состояние, паралич дыхательного центра и смерть.

При более высоких концентрациях аммиак вызывает острое отравление, сопровождающееся быстрой гибелью животных. Токсичность и агрессивность аммиака значительно возрастает при высокой влажности воздуха. В таких условиях происходит окисление аммиака и образование азотной кислоты, которая, соединяясь с кальцием штукатурки стен и других ограждающих конструкций (образуется азотнокислый кальций), вызывает их разрушение. Предельно допустимая концентрация аммиака в воздухе помещений для животных в зависимости от их вида и возраста составляет 10−20 мг/м3. (рис. 2) Рисунок 2. Молекулярная формула NH3 Сероводород (H2S) — бесцветный ядовитый газ с резко выраженным запахом тухлых яиц. Он образуется при гниении белковых веществ и выделяется животными с кишечными газами.

В свинарниках появляется в результате плохой вентиляции и несвоевременной уборки навоза. Этот газ может проникнуть в помещение и из жижесборников при отсутствии в них гидравлических затворов (заслонок, перекрывающих обратный ток газов). В зимне — весенний период при температуре в помещении до 100С количество сероводорода находится в допустимых пределах.

В летний период под воздействием более высокой температуры воздуха разложение органических веществ усиливается и возрастает выделение сероводорода. Наличие сероводорода в воздухе свидетельствует о неправильной эксплуатации санитарно-технических устройств здания. Сероводород обладает способностью блокировать железосодержащие группировки ферментов.

Механизм действия сероводорода заключается в том, что он, соприкасаясь со слизистыми оболочками дыхательных путей и газ, соединяясь с тканевыми щелочами, образует сульфид натрия или калия, которые вызывают воспаление слизистых оболочек. Сульфиды всасываются в кровь, гидролизуются и освобождают сероводород, который действует на нервную систему. Сероводород, соединяясь с железом гемоглобина, образует сернистое железо. Лишенный каталитически действующего железа гемоглобин теряет способность поглощать кислород и наступает кислородное голодание ткан ей. При концентрации его 20мг/м3 и выше появляются симптомы отравления (слабость, раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, расстройство функции органов пищеварения, головная боль и др.). При концентрации 1200мг/м3 и выше развивается тяжелая форма отравления, и в результате угнетения ферментов тканевого дыхания наступает смерть животных.

Описаны случаи смертельного отравления людей сероводородом во время очистки жижесборных колодцев свинарников. Предельно допустимое количество сероводорода в воздухе помещений для животных должно быть не более 0,0026%. Необходимо всячески стремиться к полному отсутствию аммиака в воздухе помещений.

Наличие повышенных концентраций углекислоты, аммиака и сероводорода указывает на антисанитарное состояние свинарника. Поддержание хороших условий воздушной среды в помещениях, как правило, достигается содержанием различных возрастных и производственных групп животных на ежедневно сменяемой сухой подстилке или утепленных полах с уклоном в сторону канализационных лотков.

Большое значение при этом имеют правильное размещение животных и регулярная очистка станков, логова и площадок для кормления, (рис. 3) Рисунок 3. Молекулярная формула H2S В окружающем воздухе и помещениях всегда находятся водяные пары, количество которых сильно колеблется в зависимости от климатических условий, вида животных и типа помещений. В воздухе животноводческих построек почти всегда содержится пыль, состоящая из мельчайших частичек минеральных веществ, обломков растений, насекомых, а также живых микроорганизмов.

Загрязнение кожи животных пылью вместе с потом, омертвевшими клетками верхнего слоя кожи и микроорганизмами сопровождается раздражением, зудом и воспалительными процессами. Пыль, задержанная в верхних дыхательных путях, нередко приводит к заболеваниям этих органов. В воздухе животноводческих помещений нередко содержатся кишечные газы: индол, скатол, меркаптан, амины (нитрозамины), которые обладают дурным запахом.

Как правило, запах, особенно из свинарников, бывает настолько интенсивный, что гигиенический (защитный) пояс шириной 0,5−1 км и больше от населенных пунктов оказывается недостаточным. Некоторые газы (нитрозамины) являются сильными химическими канцерогенами и могут содержаться в воздухе в сравнительно высоких концентрациях. Необходимо учитывать, что качество воздуха животноводческих помещений оказывает влияние не только на животного, но и на обслуживающий его персонал.

Продолжительное пребывание животных в помещениях со значительным накоплением в воздухе вредных газов оказывает токсическое действие на организм, снижает их резистентность и продуктивность. Так, при повышенном содержании аммиака в воздухе помещений снижается прирост массы КРС на 25−28%. Вредные газы снижают резистентность организма, и способствует распространению незаразных (ринит, ларингит, бронхит, пневмония, аммиачная слепота цыплят и др.) и инфекционных (туберкулез и др.). Улучшение газового состава воздуха достигается за счет правильного сооружения и эксплуатации вентиляции и канализации и соблюдение плотности размещения животных.

Важным условием является обеспечение непроницаемости сплошных полов, что предупреждает проникновение мочи в подполье и ее разложения. При гидравлической системе удаления навоза значительное количество вредных газов содержится в навозных каналах. Концентрация аммиака в них достигает более 3 5 мг/м3, сероводорода₂₃ мг/м3, что в 2−3 раза превышает допустимые нормы.

В связи с этим удаление загрязненного воздуха необходимо проводить непосредственно из навозных каналов животноводческих помещений. Эффективными способами дезодорации воздуха являются ультрафиолетовое облучение, озонирование и ионизация. С этой цель. Успешно испытаны аэрозоли из экстрактов хвои. Дезодорацию в небольших помещениях (инкубатор, вскрывочная и т. п.) осуществляют ароматическими веществами в аэрозольных баллончиках или растворами химических средств (марганцовокислый калий, однохлористый йод, хлорная известь и др.). 3.

Содержание вредных газов в помещении для КРС. Негативное влияние на организм животных оказывает и высокая концентрация в помещении углекислого газа и аммиака.

Углекислый газ выделяется животными при дыхании. Он накапливается в помещениях при плохой вентиляции. Высокая его концентрация угнетающе действует на организм животных, снижает его защитные свойства, усвояемость корма. Содержание углекислого газа в воздухе помещений для взрослого скота не должно превышать 0,25% (для свиней 0,2%), молодняка — 0,2%, а для птицы — 0,15−0,18%. Аммиак образуется при разложении кала и мочи. Он сильно раздражает слизистые оболочки.

Значительному накоплению аммиака способствует несвоевременное удаление навоза из теплого помещения. Высокая концентрация аммиака вызывает развитие воспалительных процессов в носовой полости, бронхах, легких и других органах. Всосавшись в кровь, аммиак вызывает снижение содержания в крови гемоглобина, эритроцитов, может вызвать поражение центральной нервной системы и даже гибель животных и особенно птицы.

Его концентрация в воздухе помещений для взрослых животных и птицы не должна превышать 20 мг/куб. м, для молодняка — 10 мг/куб. м. табл. № 1. Отрицательное влияние на состояние здоровья животных оказывает пыль в помещениях. Оседая на поверхность кожи и слизистых оболочек, пыль раздражает их, способствуя воспалению кожи, слизистых оболочек глаз, трахеи, бронхов и легких.

Пыль может загрязнять корм и неблагоприятно действовать на слизистые оболочки пищеварительного тракта[8]. (табл. 1) Таблица 1 Параметры ПДК в помещении для КРС Параметры микроклимата Содержание коров и молодняка старше года Помещения для телят в возрасте, сут Помещения для Привязное и беспривязное Беспривязное на глубо-кой подстилке Родильное отделение Профилакторий 20−60 60−120 Молодняка 4−12 мес Телок старше года и нетелей Бычков на откорме CO2 0.25 0.25 0.15 0.15 0.15 0.25 0.25 0.25 0.25 NH3 20 20 10 10 10 15 20 20 20 H2S 10 10 5 5 5 10 10 10 10 4.