《家畜环境卫生学及牧场设计》 | 第三章 有害气体、微粒和微生物（第四节 空气中的微生物）

空气是人类赖以生存的必需环境，也是微生物借以扩散的媒介。空气微生物是指悬浮于空气中的微生物，包括细菌、真菌和病毒等有生命的活体。空气微生物主要来源于土壤、水体表面、动植物、人体以及牧场生产活动、污水污物处理等。其种类多样，数量不稳定，已知存在于空气中的细菌有1200种，真菌有4万种。

但是空气并非是微生物的有利生活环境与繁殖场所，空气中缺乏水分和营养，紫外线的照射对微生物也有致死作用，因此空气中的微生物大部分在较短的时间内死亡。不过，空气中仍然飘浮着各种微生物，特别是在潮湿地区和温暖的季节。这些飘浮着的微生物一部分是能独立存在于空气中的，如抵抗力强、能产生芽孢或具有色素的细菌、真菌的孢子；另一部分是附着在空气中的微粒上的。所以，空气微生物的数量同微粒的多少有直接的关系，凡是能使空气中微粒增多的因素，都可能使微生物的数量随之而增加。据测定，在一般生产条件下，乳牛舍每升空气中含细菌总数121～2530个，用扫帚干扫墙壁或地面时，其细菌数可达16000个。在畜舍内，一方面有机微粒多、空气流动缓慢，有利于微生物附着；另一方面各种液滴、飞沫也较多，飞沫水分经过蒸发后形成滴核，滴核由蛋白质、盐类和黏液组成，微生物附着在滴核内，并受黏液与蛋白质的保护，因而微生物可以在滴核中长期存在；再者畜舍内缺乏紫外线照射，温度和湿度又适宜于微生物繁衍。因此，畜舍内的微生物无论从种类上还是数量上都比舍外多，并可在空气中长期存在，其中的病原微生物更可能对家畜造成严重的威胁。所以，了解畜舍内空气中微生物的种类与数量，对于其环境控制和预防传染病具有重要意义。

一、空气中微生物的种类及其危害

（一）大气中的微生物

1．大气中微生物的种类

大气中的微生物主要是非病原性腐生菌，存活时间较短。据研究表明，大气中各种球菌占66%，芽孢菌占25%，还有病毒、霉菌、放线菌和少量厌氧芽孢菌。病原微生物在空气中一般很易死亡，但结核菌、白喉杆菌、葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌、流感病毒和脊髓灰质炎病毒等，也可以在空气中存活一段时间。所以，空气中还存在着少量的病原微生物，尤其在潮湿、温暖、疫病流行季节的空气中，这些病原微生物能远距离传播疾病，威胁着人畜的健康。

2．大气中微生物的来源

主要来源于人、动植物及土壤。微生物通过水滴、尘埃、飞沫等进行散布；气流能把霉菌的孢子直接吹入空气中。一般在城市街道、集体宿舍、医院、学校及畜牧场等地的空气中，微生物含量较高；而在人烟稀少之地，如大洋、高山或极地上空的空气中，其含量就极少。

空气中微生物数量的测定常采用自然沉降法与撞击法。自然沉降法与撞击法测定的单位分别为cfu/皿与cfu/立方米。

3．卫生学指标

目前还无统一的关于空气的卫生学指标，一般以室内的空气中细菌总数作为指标。根据中华人民共和国国家标准GB/T17093-1997（室内空气中细菌总数卫生标准）规定，室内空气中细菌总数：撞击法测定值≤4000cfu/立方米，自然沉降法测定值≤45cfu/皿，其中cfu是指单位体积中的活菌个数。

（二）畜舍内微生物的种类及其危害

1．非病原微生物

畜舍内空气中常见的微生物为非病原微生物，比如来自青贮饲料干渣碎屑飞粒的乳酸菌与酵母菌，以及一些能分解纤维素的担子菌孢子、霉菌孢子等。它们在扩散过程中逐渐被稀释，致病力逐渐减弱，也可随风飘到很远的地方，有时由雨水或降雪带到地面。

2．病原微生物

尽管健康家畜所在的畜舍空气中病原微生物一般很少，而一旦舍内有家畜生病或带菌，就会导致舍内空气中含有较多的病原微生物。另外，在兽医院周围空气中，也含有大量的病原微生物。

畜舍内病原微生物主要来自于病畜的鸣叫、打喷嚏、咳嗽，这些行为会喷出含有病原微生物的飞沫，并且通过飞沫扩散到空气中。另外，带有病原微生物的分泌物和排泄物干燥后随尘埃进入空气中，病原微生物在空气中繁衍，这也能引起畜舍内病原微生物数量的增加。易感动物接触到带有病原微生物的飞沫和尘埃后，可引发相应的疫病，如吸入后容易引起结核、肺炎、流行性感冒等呼吸道传染病；有时会使新鲜创面发生化脓性感染，甚至引起全身感染等等。

畜舍内空气中病原微生物主要有病原细菌和病毒两大类。

（1）病原细菌。包括葡萄球菌、链球菌、波氏杆菌、结核分枝杆菌、巴氏杆菌、霉形体病菌、沙门氏杆菌与炭疽杆菌等。

葡萄球菌：致病性葡萄球菌可引起各种化脓性疾病和葡萄球菌病。

链球菌：常引起各种化脓性疾病，特别是牛乳房炎、猪链球菌病、羊链球菌病和鸡链球菌病。

波氏杆菌：能引起猪萎缩性鼻炎和兔、猫、狗、马等动物的慢性呼吸道疾病。

结核分枝杆菌：导致肺结核等多种结核病。

巴氏杆菌：能引起畜禽败血性传染病，如禽霍乱、猪肺疫。

霉形体病菌：能引起牛传染性胸膜肺炎、猪气喘病；鸡、火鸡等败血霉形体病。

沙门氏杆菌：能导致鸡白痢。

炭疽杆菌：能引起急性、热性、败血性传染病—炭疽病。

（2）病毒。包括口蹄疫病毒、猪瘟病毒、猪流感病毒、鸡新城疫病毒、疱疹病毒、传染性支气管炎病毒、传染性法氏囊病毒与禽流感病毒等。

口蹄疫病毒：能引起偶蹄动物口腔黏膜、蹄部和乳房皮肤发生水疱。

猪瘟病毒：能引起猪瘟。

猪流感病毒：能引起猪流行性感冒。

鸡新城疫病毒：能引起鸡新城疫，是一种急性、败血性和具有高度毁灭性的传染病。

疱疹病毒：能引起鸡马立克氏病，对养鸡业危害极大。

传染性支气管炎病毒：主要引起鸡传染性支气管炎，属于急性、高度接触性呼吸道传染病。

传染性法氏囊病毒：以侵害鸡腔上囊（法氏囊）为主，导致鸡淋巴细胞大量坏死，鸡免疫力下降，生产力降低。

禽流感病毒：引起鸡、鸭、鹅等家禽和野生鸟类暴发禽流感，也可通过家禽传染给人。

3．环境因素对病原微生物的影响

病原微生物在空气中的生存受温度、湿度、太阳紫外线等因素的影响。例如猪流行性感冒和猪传染性胃肠炎多发生在冬季，口蹄疫在湿度较高时更容易流行。

相对湿度对病毒的影响比温度大些，如具有脂质膜的流感病毒、猪瘟病毒、传染性胃肠炎病毒在低湿度下比较稳定；而没有脂质膜的口蹄疫病毒、肠炎病毒则在高湿下更稳定。温度和湿度对细菌生存的影响随其种类不同而不同，但细菌在低湿度和高湿度下都较稳定，而在中等湿度（相对湿度45%～64%）时，却不稳定。细菌芽孢对外界因素的耐受性很强，几乎不受畜舍内外一般气象因素的影响。

（三）空气变应原微生物

空气变应原是一种能激发变态反应的抗原性物质。常见的空气变应原污染物是饲料粉末、花粉、皮垢、毛屑、各种真菌孢子等。此类污染物进入畜体内可引起相应的反应性疾患。空气变应原的真菌孢子种类很多，如青霉属、曲霉属、根霉属、毛霉属、放线菌属等，这些孢子均可附着在饲料与饲草上。每年夏秋之交为各种植物花粉产生最多的时节，马在此时节可发生变应性哮喘——干草热病。

1．空气变应原微生物的种类

空气变应原微生物主要是真菌，它们产生的孢子和菌丝是引起过敏的主要部分，常见的真菌有青霉属、曲霉属、链格孢属、丛梗孢属、色串孢属等。室外的过敏源以孢子为主，室内真菌致敏以菌丝为主。

2．空气变应原微生物的危害

真菌变态反应可引发变应性鼻炎、支气管哮喘、变应性胃肠炎、接触性皮炎、变应性肺炎等多种变态反应疾病。以交链孢霉为代表的室外真菌无处不在，它们易生长在腐烂的动植物上及霉烂的蔬菜、水果、垃圾等处，也来自肥沃的土壤和枯草中，特别是当翻动麦收秸秆与堆肥时，孢子将大量飘散在空气中引起急性哮喘发作。其中真菌性哮喘的发病有一定的季节性，但不像花粉过敏性哮喘那样明显。病畜一般在接触真菌变应原后突然发病，前期症状可有鼻痒、喷嚏、清涕、咳嗽、胸闷等，如不及时处理，可因支气管堵塞加重而出现哮喘发作。

【教学案例21】孕妇小刘的结核病

小刘，已婚，25岁，怀孕1月余，近期出现恶心、呕吐、乏力、食欲差等症状，家人以为是妊娠反应所致，未引起重视，也未去医院就诊。接着出现胸闷、气促及持续发热等不适，到医院检查后，医生告知小刘患了肺结核。

为什么孕妇小刘患上了结核病呢？经查实，小刘长期在某养殖农户购买新鲜牛奶，该养殖户卫生防疫工作不到位，部分奶牛结核检查呈阳性，奶牛通过灰尘和飞沫相互传染导致牛奶中出现结核杆菌。加之孕期妇女体内内分泌及代谢功能紊乱，机体免疫力降低，引起人畜共患结核杆菌感染、播散，导致孕妇易患结核病。

提问：

1．奶牛场怎样避免结核病的传播？

2．饮用牛奶怎样避免结核病的感染？

3．小刘患上结核病后该采取什么治疗措施？

二、空气中微生物的传播

空气中微生物随空气流动而引起疾病传播称为疾病的“气源传播”，气源传播有三条途径。

（一）灰尘传播

各种病原微生物附着在各种固态微粒上进行灰尘传播。如清扫畜舍时扬起的灰尘，分发干粉料时飞扬的饲料粉尘，刷拭畜体产生的皮屑、毛垢。家畜走动扬起的粪便微粒等，均可造成病原微生物经灰尘传播。一般越是新扬起的灰尘微粒，致病性越强。通过灰尘传播的病原微生物，一般是对外界环境具有较强抵抗力的病原体，如鸡的马立克氏病毒、霉菌孢子、牛的结核杆菌等。因此，不能直接对着牛或羊的乳头吸奶，也不能直接喝刚挤出而没灭菌的奶。

（二）飞沫小滴传播

家畜在打喷嚏、咳嗽、鸣叫时，从鼻腔、口腔内喷出大量的飞沫小滴，其中可能包含了多种病原菌。当家畜打喷嚏时，可喷出百万个小液滴，喷射距离可达5m以上。飞沫小滴的直径大小不一，直径较大（在10μm左右）的飞沫因重力作用很快降落到地面；但打喷嚏和咳嗽出的飞沫小滴有90%以上直径小于5μm，这些飞沫小滴可以长期浮游在空气中，从而引起各种病原菌的传播，如猪气喘病、猪流行性感冒、牛传染性胸膜肺炎等，含病原体的飞沫被健康家畜吸入后，便会发生传染。

（三）飞沫小核传播

当飞沫小滴干燥后，就可以形成飞沫小核。飞沫小核直径很小，一般仅有1～2μm。这些滴核可以在空气中长时间飘浮，或者随气流飘到很远的地方，引起更广泛的疾病传播。

一般情况下，飞沫传染在流行病学上比灰尘传染更为重要。

三、减少畜舍内微生物污染的措施

随着集约化家畜养殖的发展，舍内家畜的高度集中导致疾病传播途径缩短，舍内致病微生物的传播、扩散成为影响家畜健康状况的主要原因。为了减小病原微生物对家畜健康和畜牧生产带来的危害，充分发挥优良畜禽的生产潜力，保证家畜产品的质量和人们的身体健康，必须减少畜牧场的有害微生物。

（一）选好场址，注意防护距离与防护措施

牧场要求远离医院、兽医院、皮革厂、屠宰场等，防止这些场所病原微生物对畜牧业生产造成危害。畜牧场应与公路主干线保持安全距离，以专用道与主干公路相连，防止过往车辆带来病原体。应在牧场周围设置防护林带，并以围墙封闭，防止一些小动物把外界疾病带入场内。畜牧场内部要分为管理区、生产区、病死畜及粪便处理区，以防病原微生物的蔓延，同时，牧场内舍与舍之间实际距离应保持在25m左右。

（二）严格执行消毒制度

消毒是畜舍及畜牧场消除微生物的重要手段。消毒畜舍时，一般常用的消毒液有10%～20%的生石灰乳、含有效氯2%～5%的漂白粉、2%～5%氢氧化钠溶液、3%～5%克辽林溶液、20%～30%草木灰水或2%～5%福尔马林溶液。另外，也可用甲醛熏蒸法对畜舍空气进行消毒。预防性消毒要作为制度按期执行。临时消毒是在发生传染病时，为了及时消灭病畜排出的病原体所进行的不定期消毒，根据实际需要，可进行一次或多次消毒。

畜牧场大门应设车辆和行人进出消毒池及喷雾消毒设施。入场消毒，入区消毒，入舍消毒，舍内定期消毒，全进全出。在各生产功能区入口处、各畜舍入口处及过往通道设置消毒池及紫外灯，饲养人员进入畜舍时，必须穿戴已消毒工作服、帽、鞋、手套等，并通过装有紫外线灯的通道，尽量减小带入病原微生物的机会。

做好病畜的隔离治疗与家畜粪尿的安全处理。

（三）注意通风换气，保持空气清洁

定时通风换气，减少一切有利于微生物生存的条件，必要时采用除尘器净化空气，除尘可大幅度减少空气中微粒和微生物数量。除尘后，空气中微粒净化率平均可达87.3%（气流速度v=2.2m/s）和94.8%（v=1.0m/s）。把经过过滤器的舍外空气送入畜舍内，对预防家畜的呼吸道疾病甚为有效。

另外，及时清理畜舍内外粪尿、垫料等污物，注意畜舍的防潮，搞好场区绿化等，也可以有效减少畜舍空气中微生物的含量。

【小结】

空气是人类与动物赖以生存的必要环境基础，由多种气体和微粒组成。自然变化与人类活动、动物的生产都可能会引起局部环境中空气成分的改变，一旦超出空气的自净能力，打破温室效应与阳伞效应的平衡，空气就会遭受污染。其中的有害气体、微粒及微生物就会给人类与动物造成危害，而PM2.5是评价空气中微粒的一个重要卫生学指标。

畜牧场有害气体、微粒的成分十分复杂，其构成和浓度因家畜种类、日粮组成、粪便和污水处理方式的不同而不同。畜舍内，对家畜危害最大的有害气体是NH3；而微粒是以有机性微粒为主。健康家畜所在的畜舍空气中病原微生物一般很少。

减少畜舍内有害气体、微粒和微生物的措施主要有：科学的畜牧场规划与建设、规范的饲养管理、合理的日粮配制及健全的消毒、防疫制度等。

【思考题】

1．怎样凭感官识别畜舍内的有害气体是否过多？

2．畜舍内的臭气主要包含哪些成分？怎样产生的？

3．测定鸡舍中的微粒数量时，一般采样点取在什么位置，为什么？

4．畜舍工艺设计时为什么要求全进全出？

5．为保证畜舍内良好的空气环境，畜牧场规划布局如何做？

6．制定畜舍卫生标准的依据是什么？有哪些必需的步骤？

7．在理论上，能否根据环境卫生参数设计一幢理想的畜舍和完善的饲养管理规程，使得家畜不再发生疾病？

8．案例分析题。

【教学案例22】畜禽粪污微生物除臭菌剂的研制

恶臭污染是全球公认的环境危害之一。随着我国经济结构的变化，虽然规模化、集约化畜牧业得到持续、健康、快速的发展，但由畜禽粪便引起的恶臭污染已成为我国恶臭污染的最主要因素之一。

粪便恶臭污染不仅给人们生活带来不便，而且恶臭含有多种有毒成分，其中的氨气、硫化氢、硫醇和甲硫醇是主要有害气体成分，给养殖环境带来不良影响。2013年10月，中国科学院成都生物研究所专家通过分离筛选高效除臭功能菌株并优化组合配伍成复合微生物除臭菌制剂，再接种于畜禽粪便中，有效降低了其释放的恶臭强度，从而达到了原位控制畜禽粪便恶臭的目的。

提问：

1．降低畜禽粪便恶臭的方法有哪些？

2．微生物除臭剂的原理是什么？

3．养殖场“无臭饲养”的综合措施有哪些？

（蒋立）