封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法与流程

本发明涉及一种颗粒物监测方法，具体涉及一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法。

背景技术：

我国是畜禽养殖大国，饲养的畜禽数量大、品种繁多，它们的生长受到遗传、品、饲料、疫病和环境的影响。经过大量科学的生产和实践经验证实，环境影响因素占30％，且随着集约化、规模化养殖的快速发展，环境影响所占比重将越来越大。其是近年来，由于封闭式畜禽舍的大量采用，舍内环境愈发复杂，口蹄疫、猪无名高热病、禽流感等畜禽类流行性疾病频繁爆发和传播，每年造成的经济损失可达数亿人民币，给畜禽养殖业带来巨大的负面影响，十分不利于养殖及生产的规模化、业化，所以畜禽健康与否和畜禽舍环境状况有着极其密切的关系。近年来，许多同种类的便携式环境监测仪器不断问世，它们轻巧、便于携带操作，可以方便及时的对环境内各种参数进行实时检测，然后依靠人脑人为判断环境状况，并手动完成对改善环境的控制措施，此种方法虽然行之有效，但是系统性能却并不完善，且过多依靠人力，无法形成规模化、产业化操作。

相对欧洲及其他发达国家来说，我国的畜禽舍环境不容乐观，这也作为直接或间接原因导致了我国的畜禽养殖产业生产距离发达国家有相对较大差距。目前我国农业养殖畜禽时，对其养殖环境的监测还停留在比较原始的阶段，主要依靠物理和化学方法对畜禽舍综合环境进行判断，由于资金匮乏，监测的准确度依赖于实际人工操作，这导致了相对比较低下的监测效率，而且不利于整体的调控和管理，从而影响了畜禽养殖的产量与质量，十分不利于我国畜禽养殖业的未来发展。由此，优化畜禽舍管理、提高畜禽舍环境监测的准确性，是使畜禽养殖业能够更进一步的关键所在。

其中，畜禽舍内环境颗粒物对畜禽的生长发育会产生重大的影响，环境颗粒物是最重要的大气污染物之一，是大气中固体和液体颗粒物的总称。按照粒径可分为粗分散体系(>10μm)和胶体分散体系(0.001-10μm)。其中粒径在10μm以下的颗粒物(pm10)称为可吸入颗粒物，粒径在2.5μm以下的颗粒物(pm2.5)称为可入肺颗粒物。粒径在10um以下的颗粒物(如pm10、pm2.5等)可通过呼吸系统进入畜禽肺部，增加呼吸系统的发病率，甚至影响心肺功能。pm2.5对重金属以及气态污染物等的吸附作用明显，对污染物有明显的富集作用，还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病推波助澜，对畜禽健康产生极大危害。因此，对畜禽舍内环境颗粒物的检测研究对畜禽的养殖繁育具有重大的意义。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设：畜禽舍内按照四等分对角线选点法或按照蛇形图案法进行布点，取样点设置至少5个点，取样高度为离畜禽舍地面0.4～1.5m；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样。

优选的是，所述四等分对角线选点法是指以畜禽舍中心为起点，从起点到畜禽舍四个拐角的方向选择等分采样点，并以等分采样点和畜禽舍中心点组成5个采样点。

优选的是，所述的蛇形图案法是指在畜禽舍内离地面0.4～1.5m以z形、s形或w形作为采样点路线，将z形、s形或w形的总长度平均分成6～15份，以等分点为采样点。

优选的是，所述取样高度的选择为：对于网床或笼养鸡舍为距离地面0.6～1.8m；对于地面养殖舍，取样高度为0.3～1.2m。

优选的是，所述取样高度的选择为：对于网床或笼养鸡舍中的畜禽为猪和肉鸡时，取样高度为0.6m，畜禽为笼养蛋鸡时，取样高度为1.6m；对于地面养殖舍中的畜禽为鸡鸭时，取样高度为0.3m，畜禽为牛羊时，取样高度为1.2m。

优选的是，所述颗粒物采样器采用手持式激光粒子计数器aerotect8220结合滤膜式环境颗粒物采样器btpm-hs1或anderson六级颗粒物采样器监测颗粒物浓度。

优选的是，所述颗粒物采样器包括：

采样器本体，其内对称设置有第一采样单元和第二采样单元；所述第一采样单元和第二采样单元之间通过两层隔板固定设置有抽气泵；所述第一采样单元包括位于采样器本体一端的第一气体进口，依次设置在第一气体进口下方的第一颗粒物切割器、第一采样滤膜、第一压差检测传感器和设置在采样器本体侧壁第一气体出口；所述第二采样单元包括位于采样器本体另一端的第二气体进口，依次设置在第二气体进口下方的第二颗粒物切割器、第二采样滤膜、第二压差检测传感器和设置在采样器本体侧壁第二气体出口；所述抽气泵的抽气嘴上连接三通管，通过三通管连接第一抽气管和第二抽气管；所述第一抽气管位于第一压差检测传感器的下方；所述第二抽气管位于第二压差检测传感器的下方；

控制器，其设置在采样器本体外部，所述控制器的信息输入端分别与第一压差检测传感器和第一压差检测传感器连接，所述控制器的信息输出端与抽气泵连接；

用于使颗粒物采样器转动的采样器转动单元，其设置在采样器本体外壁上。

优选的是，所述采样器转动单元包括：

设置在采样器本体外壁两侧的固定圆柱腔，其内壁具有锯齿状结构；

转动轴，其上设置有与所述固定圆柱腔内壁的锯齿状结构相啮合的锯齿；所述转动轴通过锯齿与所述固定圆柱腔的内壁啮合连接；所述转动轴与旋转动力单元的旋转轴连接；所述旋转动力单元为电动机或减速机；所述旋转动力单元通过固定架固定在支撑机构上；所述支撑机构用于将颗粒物采样器输送至采样点。

优选的是，所述第一气体出口具有朝向第一气体进口的第一喇叭状延伸部；所述第二气体出口具有朝向第二气体进口的第二喇叭状延伸部。

优选的是，所述第一采样滤膜和第二采样滤膜与采样器本体内壁的连接方式均为：在所述采样器本体内壁上设置有环形凸起部和与环形凸起部相匹配的环形固定环；所述环形固定环的外壁上设置有个多个凸棱；所述采样器本体内壁上设置有与多个凸棱相匹配的多个滑槽；其中，所述第一采样滤膜和第二采样滤膜分别放置在环形凸起部上；所述环形固定环通过多个凸棱和多个滑槽的相匹配连接并将第一采样滤膜和第二采样滤膜分别顶紧在环形凸起部上；所述采样器本体内壁上还设置有将环形固定环固定的卡扣件。。

本发明至少包括以下有益效果：通过对畜禽舍内颗粒物进行连续性监测，采用多级颗粒物采样器采集饲料投放、畜禽舍清扫、垫料更换等行为下畜禽舍内空气细颗粒物粒径分布，分析研究畜禽管理、畜禽采食、排泄等因素对颗粒物化学特性的影响；通过在畜禽在体试验和体外实验模型，研究畜禽舍内pm2.5对不同生长阶段畜禽生理生化指标、行为学指标以及生产性能指标的影响，评估舍内pm2.5在畜禽不同生长阶段的阈剂量效应，分析敏感指标，从整体、器官、细胞和分子水平揭示畜舍pm2.5对畜禽(生长和繁殖)健康影响并探索其内部作用机制，为保证和提高畜禽健康提供理论依据，通过研究畜禽舍内颗粒物浓度演变规律及播散模式，掌握环境病原本底，明确其影响动物健康和生产性能的作用机制，提出相关防治规范和浓度限量数据，从“环境空气”这一关口，规避动物健康威胁因子，为实现养殖环境空气质量预警评估和高效防护提供技术支撑。本发明采用的颗粒物采样器具有双采样模式，可以进行转动采样，提高采样效率，并且使颗粒物采样更加符合实际标准。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本发明实施例1中的网床猪舍俯视图采样点示意图；

图2为本发明实施例3中的地面养殖鸡舍俯视图采样点示意图；

图3为本发明所述颗粒物采样器的结构示意图；

图4为本发明所述采样器本体的内壁局部结构示意图；

图5为本发明所述环形固定环的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1：

一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设：如图1网床猪舍俯视图采样点示意图所示，网床猪舍内按照四等分对角线选点法进行布点，取样点设置至少5个点，取样高度为离畜禽舍地面0.6m；所述四等分对角线选点法是指以猪舍中心为起点，从起点到畜禽舍四个拐角的方向选择等分采样点，并以等分采样点和畜禽舍中心点组成5个采样点；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样；所述颗粒物采样器采用手持式激光粒子计数器aerotect8220结合滤膜式环境颗粒物采样器btpm-hs1或anderson六级颗粒物采样器监测颗粒物浓度。

实施例2：

一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设：笼养蛋鸡舍内按照四等分对角线选点法进行布点，取样点设置至少5个点，取样高度为离畜禽舍地面1.6m；所述四等分对角线选点法是指以猪舍中心为起点，从起点到畜禽舍四个拐角的方向选择等分采样点，并以等分采样点和畜禽舍中心点组成5个采样点；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样；所述颗粒物采样器采用手持式激光粒子计数器aerotect8220结合滤膜式环境颗粒物采样器btpm-hs1或anderson六级颗粒物采样器监测颗粒物浓度。

实施例3：

一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设：如图2地面养殖鸡舍俯视图采样点示意图所示，地面养殖鸡舍内按照z形图案选点法进行布点，取样点设置6个点，取样高度为离畜禽舍地面0.3m；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样；所述颗粒物采样器采用手持式激光粒子计数器aerotect8220结合滤膜式环境颗粒物采样器btpm-hs1或anderson六级颗粒物采样器监测颗粒物浓度。

实施例4：

一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设：地面养殖羊舍内按照w形图案选点法进行布点，取样点设置8个点，取样高度为离畜禽舍地面1.2m；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样；所述颗粒物采样器采用手持式激光粒子计数器aerotect8220结合滤膜式环境颗粒物采样器btpm-hs1或anderson六级颗粒物采样器监测颗粒物浓度。

实施例5：

一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设，地面鸡舍内按照四等分对角线选点法进行布点，取样点设置至少5个点，取样高度为离畜禽舍地面0.3m；所述四等分对角线选点法是指以猪舍中心为起点，从起点到畜禽舍四个拐角的方向选择等分采样点，并以等分采样点和畜禽舍中心点组成5个采样点；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样；所述颗粒物采样器采用手持式激光粒子计数器aerotect8220结合滤膜式环境颗粒物采样器btpm-hs1或anderson六级颗粒物采样器监测颗粒物浓度。

实施例6：

一种封闭式畜禽舍内环境空气颗粒物监测方法，包括以下步骤：

步骤一、采样点布设，地面鸡舍内按照四等分对角线选点法进行布点，取样点设置至少5个点，取样高度为离畜禽舍地面0.3m；所述四等分对角线选点法是指以猪舍中心为起点，从起点到畜禽舍四个拐角的方向选择等分采样点，并以等分采样点和畜禽舍中心点组成5个采样点；

步骤二、在畜禽舍内通过颗粒物采样器对采样点进行连续采样，监测颗粒物浓度；其中连续采样过程包括对进行饲料投放、吃料高峰期、畜禽休息、畜禽自由活动、畜禽舍清扫、垫料更换行为时的采样；

所述颗粒物采样器的结构包括：如图3所示，采样器本体1，其内对称设置有第一采样单元2和第二采样单元3；所述第一采样单元2和第二采样单元3之间通过两层隔板4固定设置有抽气泵5；所述第一采样单元包括位于采样器本体一端的第一气体进口21，依次设置在第一气体进口21下方的第一颗粒物切割器22、第一采样滤膜23、第一压差检测传感器24和设置在采样器本体侧壁第一气体出口25；所述第二采样单元3包括位于采样器本体1另一端的第二气体进口31，依次设置在第二气体进口31下方的第二颗粒物切割器32、第二采样滤膜33、第二压差检测传感器34和设置在采样器本体侧壁第二气体出口35；所述抽气泵5的抽气嘴上连接三通管(未示出)，通过三通管连接第一抽气管26和第二抽气管36；所述第一抽气管26位于第一压差检测传感器24的下方；所述第二抽气管36位于第二压差检测传感器34的下方；

控制器(未示出)，其设置在采样器本体外部，所述控制器的信息输入端分别与第一压差检测传感器24和第二压差检测传感器34连接，所述控制器的信息输出端与抽气泵5连接；所述控制器为单片机；所述单片机为为51单片机、avr单片机、pic单片机、stm32单片机、tms单片机、stc单片机中的任意一种。

用于使颗粒物采样器转动的采样器转动单元7，其设置在采样器本体外壁上。

采用这种技术方案，将使颗粒物采样器运送至采样点，通过抽气泵抽气，环境颗粒物通过进气口进入颗粒物切割器，然后采集在采样滤膜上，所述的压差检测传感器接收到颗粒物的压力信号后将信号传递控制器，控制器将信号传递给抽取泵，来改变抽气泵的转速，采样完成后，对采样滤膜上的颗粒物进行分析，得到畜禽舍内颗粒物浓度；这种技术方案中，在一个采样器本体上设置有两个同时采样的采样单元，并且通过采样器转动单元使采样器旋转采样，采用这种方式，提高了采样速率，使采样结果更加符合实际。

在上述技术方案中所述采样器转动单元7包括：

设置在采样器本体1外壁两侧的固定圆柱腔71，其内壁具有锯齿状结构(未示出)；转动轴72，其上设置有与所述固定圆柱腔71内壁的锯齿状结构相啮合的锯齿73；所述转动轴72通过锯齿73与所述固定圆柱腔71的内壁啮合连接；所述转动轴72与旋转动力单元74的旋转轴75连接；所述旋转动力单元74为电动机或减速机；所述旋转动力单元74通过固定架76固定在支撑机构(未示出)上；所述支撑机构用于将颗粒物采样器输送至采样点。

在这种技术方案，通过控制旋转动力单元74的转动轴72转动，以带动采样器本体1旋转，实现了采样的需求；所述支撑机构可以是具有伸缩臂的机动车等设备，控制伸缩臂将颗粒物采样器输送至采样点。

在这种技术方案中，所述第一气体出口25具有朝向第一气体进口21的第一喇叭状延伸部；所述第二气体出口35具有朝向第二气体进口31的第二喇叭状延伸部。

在这种技术方案中，如图4，5所示，所述第一采样滤膜23和第二采样滤膜33与采样器本体内壁的连接方式均为：在所述采样器本体内壁上设置有环形凸起部8和与环形凸起部8相匹配的环形固定环9；所述环形固定环9的外壁上设置有个多个凸棱10；所述采样器本体内壁上设置有与多个凸棱10相匹配的多个滑槽11；其中，所述第一采样滤膜23和第二采样滤膜33分别放置在环形凸起部8上；所述环形固定环9通过多个凸棱10和多个滑槽11的相匹配连接并将第一采样滤膜23和第二采样滤膜33分别顶紧在环形凸起部8上；所述采样器本体内壁上还设置有将环形固定环固定的卡扣件12。采用这种技术方案，可以方便的实现对采用滤膜的更换，并且固定更加稳固，有利于采样器的采样。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。