Определение санитарно-показательных микробов в воздухе

Показателями санитарного состояния воздуха считаются гемолитические стрептококки и золотистый стафилококк. Для их обнаружения в воздухе используются вместо МПА другие питательные среды, а принципы посева воздуха и подсчета микроорганизмов остаются те же, что и при определении микробного числа воздуха.

Гемолитические стрептококки, являющиеся транзиторными обитателями носоглотки, зева животных, выделяются с капельками слизи орально-капельным путем. Сроки их выживания в воздухе и в окружающей среде практически не отличаются от сроков, характерных для большинства других возбудителей воздушно-капельных инфекций. Обнаружение гемолитических стрептококков в воздухе помещений указывает на возможное его загрязнение патогенными микроорганизмами (бактериями, вирусами), содержащимися в зеве, носоглотке, верхних отделах респираторного тракта животных и являющимися возбудителями воздушно-капельных инфекций. Для обнаружения гемолитических стрептококков используют питательную среду с содержанием крови. Ее засевают, инкубируют, затем анализируют результаты посева. По отношению к кровяному агару стрептококки делятся на три группы:

1) альфа-гемолитический стрептококк, вызывающий гемолиз (растворение) эритроцитов, проявляющийся в образовании светлой зоны вокруг колонии бактерий;

2) бета-гемолитический стрептококк, образующий вокруг колонии зеленую зону (зеленящий стрептококк);

3) гамма-стрептококк негемолитический, не изменяющий кровь вокруг колонии.

Учитываются все колонии стрептококков, выросшие на чашке с кровяным агаром.

Золотистый стафилококк, являющийся вторым показателем санитарного состояния воздуха, встречается обычно на кожных покровах животных. Золотистый стафилококк – факультативный обитатель носоглотки и зева. Его присутствие свидетельствует об орально-капельном загрязнении воздуха. Определяют стафилококк посевом воздуха на питательную среду – желточно-солевой агар одним из описанных выше способов. Учитывают посевы после инкубации чашек по наличию колоний, вокруг которых произошло разрушение желтка (посветление среды) за счет фермента лецитиназы, вырабатываемого стафилококком. Подсчитывают количество таких колоний.

Одновременное обнаружение в воздухе животноводческих помещений гемолитических стрептококков и золотистого стафилококка свидетельствует о высокой степени его загрязненности.

НОРМЫ СОДЕРЖАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ В ВОЗДУХЕ

Микрофлору воздуха в животноводческих помещениях характеризуют по общепринятым нормам, которые приведены в прил. 14.

Для создания нормального санитарного состояния воздуха необходимы соблюдение чистоты в животноводческих помещениях, своевременная влажная уборка, изоляция заболевших животных, дезинфекция.

ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

Воздухообмен в помещениях необходим для поддержания микроклимата, отвечающего физиологическим потребностям животных, предупреждения загрязнения воздуха. Приточный воздух должен равномерно распределяться в зоне размещения животных и птицы, не создавая сквозняков и мест застоя («воздушные мешки»), для чего приточные каналы следует располагать от вытяжных труб на расстоянии не менее 2,5-3 м. Вентиляционное оборудование должно создавать требуемый обмен воздуха в помещении независимо от внешних атмосферных условий и массы животных, находящихся в помещении. Вентиляционные системы, работающие как общеобменные, по принципу действия и конструктивным особенностям подразделяются на приточно-вытяжные с естественной тягой воздуха (гравитационные), с механическим побуждением и комбинированные (рис. 26).

Рис. 26. Классификация систем вентиляции в животноводстве

При естественной вентиляции воздух поступает в помещение и удаляется из него вследствие разности удельных масс наружного и внутреннего воздуха, а также под влиянием ветра. Следует учитывать, что эффективность работы естественной приточно-вытяжной вентиляции во многом зависит от выбора соотношения площадей приточных каналов и вытяжных труб, их расположения в помещении, времени года. Такая система вентиляции применяется в большинстве помещений для крупного рогатого скота и овец или как резервная на комплексах.

Вентиляцию с механическим побуждением притока или притока и вытяжки воздуха оборудуют в животноводческих помещениях крупных ферм, промышленных комплексов, птицефабрик. В зависимости от требуемого направления основного потока воздуха в помещении системы вентиляции бывают вертикальные и горизонтальные. Наиболее распространена вертикальная подача воздуха по схеме «сверху – вниз», при этом воздух нагнетают центробежные вентиляторы, а удаляют осевые, расположенные в стенах нижней части здания.

Сущность комбинированной вентиляции в том, что в одном случае механизирован процесс удаления воздуха, а подача воздуха через приточные каналы происходит естественным путем, в другом случае – наоборот. Иными словами, комбинированная вентиляция состоит из естественной и механической.

Во многих районах страны в зимне-стойловый период из-за недостатка животного тепла приточный холодный воздух подогревают в калориферах или отапливают помещение. Для обогрева приточного воздуха применяют калориферы водяного (КБФ, КФС, КМБ), огневого (теплогенераторы ТГ-75, ТГ-150, ТГ-500 и др.) и электрического (ОКБ, СФОЦ на 5, 10, 15, 25, 40, 60, 100 кВт) действия. Промышленность выпускает серию вентиляционно-отопительных агрегатов типа ТВ, называемых тепловентиляторами, которые применяются на комплексах по производству говядины и свинины. Типоразмерный ряд их включает различные модификации, рассчитанные на подачу воздуха от 6 до 36 тыс. м³/ч. Кроме того, промышленность производит комплекты автоматизированного вентиляционно-отопительного оборудования системы «Климат» различных модификаций, приточно-вытяжные установки типа ПВУ, особенностью которых является совмещение притока и вытяжки воздуха в одном агрегате, что исключает необходимость устройства распределительных воздуховодов в помещениях. Объемный расход воздуха ПВУ на притоке от 4000 до 9000 м³/ч, а на вытяжке – от 3400 до 8000 м³/ч.

В целях экономии тепловой энергии в отечественной и зарубежной практике предложены различные системы вентиляции, которые производят теплообмен между выводным и поступающим воздухом. Принцип действия состоит в том, что в вытяжной воздуховод вмонтирован приточный трубопровод с меньшим диаметром. Теплый удаляемый воздух отдает тепло стенке трубопровода, а от нее нагревается приточный холодный воздух. Это теплообменная вентиляция.

Основным преимуществом принудительных систем вентиляции является возможность автоматического регулирования их работы (или с привлечением одного человека). Эффективность этих систем зависит от правильного подбора, установки и точного соблюдения режима эксплуатации вентиляторов, моторов, калориферов, воздуховодов, автоматических устройств измерения и другого оборудования, а не от разности температур и скорости ветра.

Для правильной эксплуатации приточно-вытяжной вентиляции требуется сравнительно точный оптимальный расчет объема естественного притока воздуха для каждого помещения с учетом вида и числа животных, их возраста и продуктивности, а также климатических условий.

За основу расчета объемов вентиляции животноводческих помещений принимают, в зависимости от климатической зоны, содержание в воздухе водяных паров, углекислого газа и тепловыделений.

Объем воздухообмена, рассчитанный по содержанию углекислого газа, в большинстве случаев оказывается недостаточным для удаления образующихся в помещении водяных паров. Поэтому расчеты лучше вести по влажности воздуха, так как при этом обмен воздуха почти всегда обеспечит и нормальное содержание углекислого газа в воздухе помещения. Установлена примерная потребность в свежем воздухе на одно животное в час (прил. 15).

Для расчета искусственной вентиляции животноводческого помещения необходимы следующие данные: существующий или проектный объем помещения, количество животных в помещении, их живая масса, возраст, физиологическое состояние, продуктивность, нормативные показатели основных параметров микроклимата помещения, температура, относительная влажность или допустимая концентрация углекислого газа в воздухе помещения, а также атмосферного.

При любом методе расчета объема вентиляции воздухообмен не должен быть ниже минимального требования. При расчетах определяют часовой объем вентиляции, кратность воздухообмена, суммарную площадь сечения вытяжных труб и приточных каналов и их количество.

РАСЧЕТ ОБЪЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПО УГЛЕКИСЛОМУ ГАЗУ

1. Часовой объем вентиляции рассчитывают по формуле

,

где часовой объем вентиляции или количество воздуха, которое надлежит вывести из помещения за 1 ч, м³;

количество углекислого газа, которое выделяют все животные за 1 ч, л (прил. 16);

допустимое количество углекислого газа в 1 м³ воздуха помещения, л;

количество углекислого газа в 1 м³ атмосферного воздуха, л.

2. Частоту или кратность обмена воздуха в помещении определяют путем деления часового объема вентиляции на внутренний объем помещения :

.

3. Объем вентиляции на одно животное определяют делением часового объема вентиляции на количество находящихся в помещении животных :

.

4. Общую площадь сечения вытяжных каналов, которая в состоянии обеспечить расчетный объем вентиляции, определяют по формуле

,

где искомая площадь сечения вытяжных каналов, м²;

часовой объем вентиляции, м³/ч;

скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/с (прил. 17);

расчетное время, 1 ч = 3600 с.

5. Число вытяжных каналов определяют делением общей площади вытяжных каналов на площадь сечения одного канала :

.

6. При определении общей площади приточных каналов исходят из того, что она составляет 80% (0,8 части) от общей площади сечения вытяжных каналов :

.

7. Количество приточных каналов определяют делением общей площади приточных каналов на площадь сечения одного канала :

.

П р и м е р. Новосибирская область. Коровник на 200 голов с четырехрядным размещением размером 64х17х2,7 м, в котором 120 коров имеют среднюю живую массу 400 кг и среднесуточный удой 10 кг, 50 коров – соответственно 600 и 15 кг и 30 сухостойных коров с живой массой 600 кг. Температура внутри коровника 10ºС, снаружи -15ºС. Высота вытяжной шахты 4 м, сечение 0,9х0,9 м. Сечение приточного канала 0,2х0,2 м.

Р а с ч е т. Из приложения 16 берем данные о том, какое количество углекислого газа выделяет одно животное (л) за 1 ч: корова массой 400 кг и удоем 10 кг – 117, а 120 коров – 14040; корова массой 600 кг и удоем 15 кг – 171, а 50 коров – 8550; сухостойная корова массой 600 кг – 138, а 30 коров – 4140.

Следовательно, все животные за 1 ч выделяют углекислого газа л.

Величину определяют исходя из норматива углекислого газа в воздухе помещения для коров, равного 0,25% (объемных), т. е. в 1 м³ воздуха содержится 2,5 л газа. Показатель – исходя из содержания в наружном воздухе 0,03% (объемных) углекислого газа, т. е. в 1 м³ воздуха содержится 0,3 л газа.

Для расчета часового объема вентиляции подставим данные в формулу

м³/ч.

Объем помещения составляет м³.

Кратность воздухообмена равна: , т.е. 4,1 раза в 1 ч.

Объем вентиляции на одно животное составит:

м³/ч.

Для расчета необходимой общей площади вытяжных каналов нужно знать скорость движения воздуха в них. Согласно приложению 17, при высоте канала 4 м и разности температур внутреннего и наружного воздуха 25ºС она составляет 1,38 м/с. Подставим данные в формулу и получим:

м².

Количество вытяжных каналов будет равно:

.

Общая площадь приточных каналов равна:

м²,

а их количество – соответственно .

РАСЧЕТ ОБЪЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПО ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Часовой объем вентиляции рассчитывают по формуле:

,

где часовой объем вентиляции или количество воздуха, которое надлежит вывести из помещения за 1 ч, чтобы поддержать в нем относительную влажность в допустимых пределах, м³;

количество влаги, выделяемое всеми животными, г/ч (см. прил. 16);

поправка на количество водяных паров, поступающих в воздух вследствие испарения с влажных поверхностей (пол, кормушки), поилок, системы канализации и др., г/ч (прил. 18);

абсолютная влажность воздуха помещения, при которой относительная влажность остается в пределах допустимых нормативов, г/м³;

абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха, г/м³ (прил. 19).

Частоту воздухообмена, объем вентиляции на одно животное, необходимую площадь сечения и количество вытяжных и приточных каналов определяют теми же методами, что и при расчетах объема вентиляции по углекислому газу.

П р и м е р. Новосибирская область. Январь. Коровник на 200 голов с четырехрядным размещением размером 64х17х2,7 м, в котором 120 коров имеют среднюю живую массу 400 кг и среднесуточный удой 10 кг; 50 коров – соответственно 600 и 15 кг и 30 сухостойных коров с живой массой 600 кг. Температура внутри коровника 10ºС. Высота вытяжной шахты 4 м, сечение 0,9х0,9 м. Сечение приточного канала 0,2х0,2 м.

Р а с ч е т. Из приложения 16 берем данные о том, какое количество водяных паров выделяет одно животное (г) за 1 ч: корова массой 400 кг и удоем 10 кг – 404, а 120 коров – 48480; корова массой 600 кг и удоем 15 кг – 549, а 50 коров – 27450; сухостойная корова массой 600 кг – 440, а 30 коров – 13200.

Следовательно все животные за 1 ч выделяют водяных паров г.

Испарения с пола стойл, с кормушек, стен и других ограждений зависят от санитарного состояния помещения (см. прил. 18). В нашем примере это составляет 10% от количества влаги, выделяемой животными, т.е. г/ч.

Максимальная влажность при температуре 10ºС составляет 9,17 г/м³ (прил. 4). Следовательно, при 100%-й влажности и температуре 10ºС влаги содержится 9,17 г/м³, а при 70%-й влажности – х. Таким образом

г/м³.

Значение за январь по Новосибирской области составляет 1,05 г/м³ (см. прил. 19).

Для расчета часового объема вентиляции подставим данные в формулу

м³/ч.

Объем помещения составляет м³.

Кратность воздухообмена равна:

, т. е. 6 раз в 1 ч.

Объем вентиляции на одно животное составит:

м³/ч.

Для расчета необходимой общей площади вытяжных каналов нужно знать скорость движения воздуха в них. Согласно приложению 17, при высоте канала 4 м и разности температур внутреннего и наружного воздуха 29ºС она составляет 1,5 м/с. Подставим данные в формулу и получим:

м².

Количество вытяжных каналов будет равно:

.

Общая площадь приточных каналов равна:

м²,

а их количество – соответственно .

Сопоставив рассчитанное количество вытяжных труб и приточных каналов с числом фактически имеющихся в помещении, можно судить о системе вентиляции и при необходимости рекомендовать оборудовать недостающее число вытяжных труб и приточных каналов, обеспечивающих достаточный воздухообмен.

При определении мощности механической системы вентиляции необходимо исходить из расчетного воздухообмена и производительности вентиляторов. Производительность механической вентиляции можно определить путем замера подвижности воздуха в воздуховоде с помощью анемометра. Производительность одного вентилятора рассчитывают по формуле:

,

где производительность вентилятора, м³/ч;

площадь сечения воздуховода, м²;

скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с;

пересчет часов в секунды.

Воздуховоды способствуют равномерному распределению приточного воздуха внутри помещения. Вытяжной вентиляцией рекомендуется удалять воздух из зоны нахождения животных в количестве 50-80% от необходимого воздухообмена. Остальная часть загрязненного воздуха удаляется естественным путем через вытяжные вентиляционные трубы.

Задание 1.Москва. Январь. Свинарник размером 83×12×3 м, в котором содержатся 120 голов ремонтного молодняка с живой массой 80 кг, 40 голов поросят-отъемышей с живой массой 30 кг и 40 поросят-отъемышей с живой массой 40 кг. Температура внутри свинарника +12, снаружи – -10°С. Система вентиляции на естественной тяге. Высота вытяжной шахты 5 м, сечение 0,9×1 м. Сечение приточного канала 0,2×0,3 м. Рассчитать объем вентиляции по углекислому газу и влажности (часовой объем вентиляции общий и на 1 голову, кратность воздухообмена, площадь сечения и количество вытяжных шахт и приточных каналов). Сравнить полученные результаты и сделать заключение.

Задание 2. Челябинск. Февраль. Кошара 70×8×3 м, в которой находятся 60 суягных овец с живой массой 60 кг, 50 холостых овец с живой массой 40 кг и 40 голов молодняка 7 месяцев с живой массой 40 кг. Температура внутри кошары +10, снаружи – -14°С. Высота вытяжной шахты 5 м, сечение 0,9×1 м. Сечение приточного канала 0,3×0,3 м. Рассчитать объем вентиляции по углекислому газу и влажности (часовой объем вентиляции общий и на 1 голову, кратность воздухообмена, площадь сечения и количество вытяжных шахт и приточных каналов). Сравнить полученные результаты и сделать заключение.