大气环境对育肥猪舍内颗粒物浓度的影响

2014年10月-2015年8月,以北京昌平某猪场3栋育肥猪舍为例,在猪舍内外设置监测点,对猪舍内外空气动力学直径≤2.5μm的颗粒物（PM2.5）、≤10μm的颗粒物（PM10）和≤100μm的颗粒物（TSP）浓度进行周年监测,并将舍外监测数据与昌平国家环境监测数据进行比较分析,以研究探讨大气环境颗粒物浓度对育肥猪舍内环境的影响。试验结果表明,试验期间舍内外PM2.5浓度的变化范围分别为23～245μgm^-3和11～372μgm^-3,PM10浓度变化范围分别为113～1182μgm^-3和25～444μgm^-3,TSP浓度变化范围分别为334～4396μgm^-3和31～742μgm^-3。育肥猪舍内PM10和TSP浓度远高于猪舍外,说明育肥猪舍内PM2.5浓度受大气环境的影响,而育肥猪舍内粒径大于2.5μm的颗粒物主要源于养殖生产活动。     

美国零污水排放育肥猪舍生产状况

该文简述了零污水排放育肥猪舍建筑结构,零污水排放育肥猪舍与规模化猪舍饲养育肥猪的生产性能、舍内卫生和环境状况比较,以及零污水排放育肥猪舍的垫料管理。分析表明:与规范化猪舍饲养育肥猪的生产相比．除了一些指标稍差外,基本能满足生产要求。该种猪舍对节省水资源并减少养猪生产中的环境污染,实现养猪业的可持续发展,具有重要意义。     

美国零污水排放育肥猪舍生产状况

该文简述了零污水排放育肥猪舍建筑结构，零污水排放育肥猪舍与规模化猪舍饲养育肥猪的生产性能、舍内卫生和环境状况比较，以及零污水排放育肥猪舍的垫料管理。分析表明:与规范化猪舍饲养育肥猪的生产相比,除了一些指标稍差外,基本能满足生产要求。该种猪舍对节省水资源并减少养猪生产中的环境污染，实现养猪业的可持续发展，具有重要意义。     

少污水排放垫料猪舍生产和环境效果

针对传统猪舍污水产生量大、处理费用高问题,该文设计并建造了一种基于减少育肥猪生产过程中污水排放的猪舍,为了检验少污水排放猪舍的饲养和环境控制效果,以规模化猪场常规育肥猪舍为对照舍,对其春季和夏季的生产效果和环境效果进行了研究。结果表明：试验舍与对照舍夏季平均温度分别为26.6℃、27.0℃,相对湿度分别为77%、71%,春季平均温度分别为18.9℃、21.0℃,相对湿度分别为50%,49%,试验舍和对照舍内育肥猪的平均日增质量、料质量比基本相同;但少污水排放型猪舍具有明显的节水效果,单头猪夏季减少用水量13.2 L/d,春季减少用水量1.4 L/d,夏季减少污水量16.5 L/d,春季减少污水量4.7 L/d,,少污水排放型猪舍不影响育肥猪生长性能,但能较大的减少生产过程中的用水量和污水排放量。     

简易节能猪舍的探讨

我们于1985年8月至1986年2月,在我校试验站进行了卷帘式、有窗式和无窗式(不装空调)三种猪舍的对比试验和观测,结果表明: 1.正北京地区,用上述三种猪舍饲养30～90kg的猪,各舍试猪日增重和饲料利用率,在夏秋冬三季均无显著差异; 2.卷帘舍夏季通风好,有利于防暑,但冬季保温较差;无窗舍夏季通风差,较闷热,冬季保温虽好,但湿度较大;有窗舍夏季防暑和冬季保温均较好; 3.无窗舍除大跨度空调猪舍外,小跨度自然通风光照猪舍不易采用;卷帘舍在北京及其以南地区可用于小跨度育肥及成年猪舍;有窗舍可用于饲养各种猪的小跨度猪含,各地均可采用。     

冀中地区双覆膜温室式猪舍冬季小气候的卫生学评价

对冀中地区双覆膜温室式母猪和育肥猪混合舍的冬季小气候状况进行了观测,晴天舍内温度５．２－１９．１℃,光照度１５０００ｌｘ,阴天舍内温度６．１－１３．０℃,光照度３０００ｌｘ。舍内湿度７１％－８４％,氨气浓度１１．６－２６．８ｍｇ／ｍ＾３。结果表明,温度尚低,氨气浓度部分时间超标,湿度略高,光照过强。     

冬季采暖保育猪舍送排风管道组合换气系统设计与评价

为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO_2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模拟结果显示保育猪所在水泥地板区域风速保持在0.1～0.2 m/s。参照模拟结果,以猪栏为通风单元对保育猪舍通风系统进行改造,舍内气流不均匀性系数在0.1以下,表明采用该换气系统的保育猪舍通风均匀性较好;猪舍温度在21～25℃,相对湿度小于70%,NH_3浓度小于5mg/m~3,CO_2浓度小于1200mg/m~3,舍内各项环境参数适宜保育猪健康生长。系统运行功耗为270～1 150 W。现场测试与分析结果表明,该垂直送排风管道组合换气系统,可以精确控制猪舍环境,兼顾冬季猪舍通风与保温问题。     

防暑、保温、防蝇猪舍的建筑设计

采用砖瓦水泥钢筋和塑料薄膜或遮阳网建造冬保暖、夏防暑防蝇、造价低廉的双列育肥猪舍和单列繁殖猪舍，冬天不加热源，舍温可达１０℃以上，夏季比舍外低３～５℃。在气温高达３５℃以上时，采取喷雾或滴水降温，可在这种简易舍中实行常年配种繁殖，育肥舍年出栏肥猪三批以上。育肥猪舍造价８０～１００元／ｍ２，母猪舍１００～１５０元／ｍ２，是山东省广为选用的规模养猪场建筑模式，十分适用于广大农村规模养猪企业。     

垫料型猪舍春夏育肥季节的氨气和温室气体状况测试

在规模化猪场内选择垫料育肥猪舍作为试验舍,以传统水泥地面育肥猪舍作为对照,利用多气体分析仪对试验舍和对照舍春夏两个育肥季节的NH3、CO2、CH4和N2O含量进行了连续3d的监测。结果表明：试验舍NH3、CO2和N2O的平均含量分别只有对照舍的40%、70%和77%,存在显著性差异（P〈0.05）;夏季由于温度高,垫料易于厌氧发酵,加大了CH4排放,试验舍CH4平均含量高于对照舍,但两者之间无显著差异（P=0.089）,春季试验舍的CH4平均含量低于对照舍,两者之间差异显著（P〈0.05）;试验舍中NH3含量变化在春季和夏季无显著差异（P=0.072）,CO2、CH4和N2O则存在显著性差异（P〈0.05）,夏季试验舍CO2含量低于春季,但NH3、CH4和N2O含量高于春季试验舍。说明垫料型猪舍能够改善舍内环境,减少有害气体排放。     

防暑、保温、防蝇猪舍的建筑设计

采用砖瓦水泥钢筋和塑料薄膜或遮阳网建造冬保暖、夏防暑防蝇、造价低廉的双列育肥猪舍和单列繁殖猪舍，冬天不加热源，舍温可达１０℃以上，夏季比舍外低３～５℃。在气温高达３５℃以上时，采取喷雾或滴水降温，可在这种简易舍中实行常年配种繁殖，育肥舍年出栏肥猪三批以上。育肥猪舍造价８０～１００元／ｍ^２，母猪舍１００～１５０元／ｍ^２，是山东省广为选用的规模养猪场建筑模式，十分适用于广大农村规模养猪企业。     

密闭式猪舍多环境因子调控系统设计及调控策略

大多数猪舍环境调控是建立在传统控制方法基础上的单一环境变量控制系统,难以对具有多个变量的系统建立精确的数值模型。该文基于模糊控制理论,以温度偏差和温度偏差变化率作为输入量,以通风模式和加热模式为输出控制量建立温度控制器;以相对湿度偏差和氨气浓度偏差为输入量,以通风模式为输出控制量建立通风控制器;并对不同季节多环境因子进行模糊化及逻辑推理,生成不同季节的调控策略及规则,建立2个具有双输入变量的非线性控制系统,加入动态补偿控制,优化猪舍环境调控系统。该文以在美国普渡大学环境研究猪舍监测所得的数据对建立的方法进行了模拟验证。结果表明,舍内温度与设定值最大相对误差为5%,实现了舍内温度稳定控制;舍内相对湿度与设定值最大相对误差为6.3%,充分满足湿度控制要求;猪舍氨气浓度变化范围为2.0~3.7 mg/m~3,远远小于设定值9.1 mg/m~3。因此,该文提出的猪舍多环境因子模糊控制系统及策略,能够很好地满足猪舍环境控制要求,为解决寒冷冬季猪舍温度与通风调控提供可行的思路。     

育肥猪环境分析与被动式太阳能猪舍

在分析育肥猪对环境要求的基础上，设计、建成被动式太阳能猪舍，经两年重复试验，热环境控制到８～１４℃；料肉比达到３．８：１；经济效益每个猪位每年达２６２元。     

育肥猪舍甲烷排放浓度和排放通量的测试与分析

畜禽养殖是重要的温室气体排放源，畜禽养殖的甲烷排放量受动物生长特性、粪便收集方式和气候条件的影响。为了探讨中国特有的饲养管理方式下育肥猪舍温室气体排放规律，为减少甲烷排放提供依据，该研究在北京选择一典型猪场，对不同季节育肥舍的甲烷排放浓度进行了试验测定，从2004年5月至2005年3月，每2个月一次连续采集72～80 h甲烷浓度和相关数据，并根据二氧化碳平衡原理，对猪场的甲烷排放量进行了估算。结果表明：育肥猪舍内甲烷浓度有明显的季节性和日变化特性，2005年1月舍内甲烷的平均浓度为(22.98±10.52)mg/m³，7月舍内甲烷浓度为(2.68±0.68)mg/m³；每日最低甲烷浓度出现在9:00 am～17：00 pm时段；冬季舍内二氧化碳浓度明显偏高，夜间比允许浓度高1倍；每头育肥猪饲养期间的甲烷排放量为68.10～207.01 mg/h，折合每标准动物单位排放量：436～1185 mg/h·(500 kg)，在IPCC推荐的发展中国家猪呼吸代谢甲烷排放1.0 kg/(a·头)范围内。     

太阳能猪舍地道通风方式对舍内热环境的影响

为了调控猪舍地面的温度及降低舍内相对湿度,该文的太阳能猪舍采用了地道通风方式。猪只一天之中70%以上的时间以躺卧休息为主,躺卧区的温度环境,尤其是地面的温度调控极为重要。该文以长春地区的猪舍为研究对象,利用附加阳光间吸收太阳辐射为猪床和猪舍提供热量。在通风道内正压通风、负压通风和无风机的不同工况下,对采用地道通风方式的太阳能猪舍进行试验研究。结果表明：在寒冷季节室外温度大约是?13℃,试验猪舍比对照猪舍的温度平均高3.0℃,相对湿度RH（relative humidity）平均降4%;在试验猪舍中,距离地道进风口2 m的地面,白天通风道正压通风比通风道无风机温度平均高0.7℃,比通风道负压通风的温度平均高1.5℃,晚上正压通风比无风机温度平均高1.1℃,比负压通风的温度平均高2.9℃;距离进风口1 m的地面,白天正压通风比无风机温度平均高3.6℃,比负压通风的温度平均高3.8℃;晚上正压通风比无风机温度平均高6.4℃,比负压通风的温度平均高6.9℃。因此,在太阳能猪舍采用地道通风方式对提高猪舍的地面温度,降低舍内相对湿度具有重要意义。     

基于物联网的自动监管养殖系统

为了实现智能化监管猪舍,通过检测模块检测猪舍内的温度、湿度和二氧化碳等参数,并将相关的信息数据发送到子系统模块中,再通过Zig Bee无线通信模块将数据发送到主系统模块。当猪舍内的温湿度或二氧化碳浓度不利于猪的成长时,主系统通过Zig Bee模块将相关控制信息发送到对应子系统,以控制与子系统连接的相关调节模块,从而实现智能化监管猪舍,改善猪舍卫生环境的目的。     

不同类型猪舍建筑的环境评价

该文对山东省主要类型猪舍在春、夏、冬季节环境下的使用效果进行了研究，测定了舍内外温度、湿度、气流速度、光照度、舍内空气中氨气浓度及大气落菌数等指标，以便为合理的猪舍设计和环境控制提供科学依据。结果表明半开放式猪舍冬季在运动场部分用塑料薄膜覆盖，可以显著提高舍内温度(P＜0.01)(2.1℃)，但其温度状况仍较封闭式猪舍差(P＜0.01)，且湿度偏高；在夏季半开放式猪舍内气流速度较低，舍内温度仍显著高于舍外(P＜0.01)。对于封闭式有窗猪舍，有吊顶及密封效果较好的猪舍冬季的保温效果较好。夏季猪舍内气温高于     

猪舍生态环境监测和清洁控制系统的设计

针对中小型养殖场的实际需求,该文以可编程控制器(programmable logic controller,PLC)为核心控制器,设计了一套生态环境监测和清洁自动控制系统,主要研究了对猪舍内温湿度、氨气浓度等生态环境参数的检测和调控方法。为实现对温度的精确测量,设计了简单的电阻—电压转换电路,并对温敏电阻采用分段线性化措施,使测温精度达到±0.2℃。为实现猪舍内多个区域的环境参数的合理检测,采用了多传感器自适应加权平均融合算法,并给出了该算法的PLC程序设计方法。试验数据表明:采用数据融合算法时,在20℃左右时,猪仔生活区温度测量值的总方差最小值为0.0125,而采用算术平均值时方差为0.8562;在氨气浓度为15 mg/m3左右时,采用数据融合算法时整个猪舍氨气浓度测量值的方差最小值为0.0406,而采用算术平均值时方差为0.9548。这表明采用数据融合算法后,各区域参数测量值的方差远小于采用算术平均时的方差。试验过程中该系统运行可靠,达到了设计目的。该系统结构简单,易安装、调试和维护,成本低,能极大降低工人劳动强度,节省人力,能减少环境污染,特别适合于中小型养殖企业,具有较高的应用价值。     

基于组态软件和模糊控制的分娩母猪舍环境监控系统

为解决北方寒冷地区分娩母猪对猪舍环境的要求,该文研究了一种舍内环境监测和控制系统。该系统综合考虑舍内温度、湿度、氨气浓度及其相互影响,利用组态软件、模糊控制技术和解耦控制技术,通过机械通风系统和热水采暖系统实现了舍内环境的智能控制。试验结果表明该系统可行且实用,在保证舍内所需温度基本恒定的条件下（舍内温度控制的最大相对误差为5.5%）,也能使舍内相对湿度和氨气浓度保持在适宜范围内。     

妊娠猪舍氨气及氧化亚氮浓度测定与排放通量的估算

在北京选择一典型猪场,对不同季节妊娠舍的氨气及氧化亚氮浓度进行了为期1年的试验测定,并根据二氧化碳平衡原理,对猪场不同生长阶段的妊娠猪含氮气体的排放通量进行了估算。结果表明:冬季2004年11月氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(11．64±4．36),(1．17±0．2)mg／m~3,夏季7月舍内氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(3．31±2．67),(0．6±0．02)mg／m~3;妊娠猪饲养期间的氨气排放通量为每头(185．2～500．8)mg／h,氧化亚氮为(3．85～35．93)mg／h。     

严寒地区混合垂直通风猪舍环境质量评价

为探究垂直通风系统（屋顶与粪坑混合排风）在寒区猪舍中的适应性,该研究在秋冬季节对内蒙古某规模化猪舍的热湿与空气质量环境进行了实时连续监测,并根据测试结果对猪舍环境质量进行评价。结果表明：1）测试期间,舍内平均温度、相对湿度以及氨气（NH₃）、二氧化碳（CO₂）、总悬浮颗粒物（total suspended particulate, TSP）浓度分别为22.7 ℃、59.6%、6.5 mg/m³、2200 mg/m³、2915 μg/m³,舍内通风量为0.34～0.39 m³/(h·kg),各环境指标基本满足生产环境阈值要求;保育期间舍内有效环境温度范围为27.1～30.7 ℃,存在轻度热应激情况,占总监测时间的12.9%;2）舍内温度、相对湿度与NH₃、CO₂、TSP浓度空间分布不均匀系数分别为0.01、0.15、0.45、0.03、0.15,各环境参数空间分布均较为均匀;3）试验单元（U1、U3）猪的平均日增质量、料重比与死淘率分别842和818 g/d、2.68和2.79、1.68%和1.31%,生产性能良好。综上,不设吊顶的侧墙进风,屋顶与粪坑混合排风的垂直通风系统,总体上能够满足严寒地区猪舍秋冬季热湿环境与空气质量调节需求,保证良好的生产性能。