近年来，人们对动物福利和环境保护日益重视， 目前对于改善畜禽舍内空气质量的方法主要包括通风、饲粮调控、空气电净化等，但在带畜带禽状态下进行大范围净化尚处于摸索阶段。有研究报道， 利用臭氧的氧化能力可净化禽舍空气，并取得了显著效果。20 世纪70 年代随着光触媒技术的兴起和研究发展，其在抗菌、空气净化、水治理等领域有了广泛的应用。在畜禽舍中应用空气净化设备的研究尚未得到突破性进展， 本课题组就高能光电除臭设备对猪舍空气质量、猪只健康和生产性能的影响已获得初步的研究结果。本研究采用课题组研制的2 种空气净化设备即高能光电除臭设备和光电除臭仪应用在鸡舍，探讨其在净化空气方面的效果，为生产中选择应用提供理论参考依据。

1 材料与方法 

1.1 试验设计

高能光电除臭设备是利用不同波长的超短紫外线（UVC）光源使空气中产生臭氧和原子氧，并利用臭氧和氧原子的强氧化性，来高效去除空气中的有害物质等；而光电除臭仪则是根据光触媒二氧化钛（TiO₂）在紫外线的照射后，发生强烈的氧化还原反应，激活材料表面吸附氧和水，形成强氧化性的氢氧自由基和活性氧，把空气中游离的有害物质如有害气体、有机物、细菌及病毒分解成无害的二氧化碳和。高能光电除臭设备工作原理示意图见图1，光电除臭仪工作原理示意图见图2。 

高能光电除臭设备和光电除臭仪对定量氨气（NH₃）的净化效果 

制作一间密闭的小室，规格为1.98 m×2.5 m×1.9 m，将高能光电除臭设备、光电除臭仪置于其中。向室内喷洒定量的氨水，分别制造高、中、低3 个起始浓度，并用小型风机使NH3 分布均匀，使空气净化器运行。采样点选择为四角中心五点采样。高能光电除臭设备、光电除臭仪分别每隔3、15 min 记录温湿度、风速、NH₃ 浓度并进行分析。 

设备对鸡舍空气净化的研究

试验选择建筑结构相同、饲养管理水平一致的3 栋肉鸡舍，肉鸡均为1 ～ 42 日龄，一栋作为对照（1 组），不使用空气净化设备，另外两栋（2 组、3 组）分别使用高能光电除臭设备和光电除臭仪，均在08:00—20:00 范围内每2 h 运行15 min， 同时对舍内空气中的NH₃、微粒、微生物进行测定。 

1.2 饲养管理

试验饲养密度约为15 只/m²。饲养采用玉米- 豆粕型基础日粮，其代谢能为12.62 MJ/kg，粗蛋白含量为20.83%。试验所用的每栋鸡舍栏规格均为120 m×27 m， 鸡舍采取人工光照和机械通风。试验鸡均为高床平养， 试验结束后一次性清粪。肉鸡自由采食和饮水。试验鸡舍样式、布局以及采样点如图3 所示，A、B、C、D、E 为采样点位置，设备位于E 点位置。  

1.3 指标测定与方法

鸡舍内NH₃ 和微粒的测定 

空气中的NH₃、微粒分为2 个阶段进行，第1 阶段连续5 d、第2 阶段连续3 d 采样测定。选择有代表性的设备所在处及分散的四周共5 个测定点进行测定。 在第1 阶段的每个测量日08：00、14：00、20：00 对各组进行五点采样，第2 阶段每隔2 h 进行采样测定，NH3 浓度使用便携式测定仪 进行测量。微粒测定用DS-21B 粉尘采样器进行采样。

鸡舍内微生物的测定 

分别在试验初始时、试验中期、试验结束时进行微生物采样。采样点选择为四角中心五点采样。将提前准备好的培养皿， 用平板自然沉降法来测量肉鸡舍微生物总数，采集结束进行37℃恒温培养。

空气中微生物含量计算公式：P=5N/A×T

其中，P 为每立方米空气中细菌的菌落数（×104/m³）， N 为平皿上的菌落数（个） ；A 为平皿面积（cm²），T 为平皿暴露时间（min）。

2 结果与分析

2.1    2 种设备对NH₃ 降解效果 

在3 种不同起始浓度的密闭小室下进行氨降解试验，数据显示试验过程中温热因素对测定结果没有显著影响。

由图4 可知， 高能光电除臭设备运行15 min 时，NH₃ 浓度已经得到有效降解。在5.80（高）、3.65（中）、2.47 mg/m3（低） 3 个不同起始浓度下，在运行15、30 min 后NH₃降解率分别为52.33%、50.08%、51.68% 和71.04%、66.47%、57.61%，运行30 min 以后NH₃ 的降解速率几乎不再变化，考虑到设备生成的臭氧在自然状态下的分解速度，在实际生产中建议设备运行15 min。

由图5 可知，光电除臭仪在14.74（高）、6.54 mg/m³（中）、3.80 mg/m³ （低）的初起始浓度下，运行15、30 min 后， NH3 的降解率分别为38.89%、14.07%、23.95% 和51.42%、48.74%、40.00%，运行2.5 h 时，不同起始浓度的NH₃ 降解率分别为89.7%、93.0%、88.0%， 光电除臭仪对NH₃ 降解在2.5 h 时已达到理想效果。因此，试验期间2 种空气净化器的运行时间选定为15 min。 

2.2   2 种设备对鸡舍空气净化效果比较鸡舍内NH₃ 浓度的变化 

由表1 可知，2 组和3 组在试验第1 阶段08:00、14:00、20:00 的平均NH3 浓度和测定期间的总平均浓度均显著低于1 组（P ＜ 0.05），且2 组在不同时间的平均NH3 浓度和总平均浓度显著低于3 组（P ＜ 0.05）。

由图6 可知， 2 组和3 组的NH3 浓度始终低于1 组，且2 组始终低于3 组；2 组和3 组较1 组分别有效降低NH3 浓度46.14%、20.26%； 在08:00—14:00 各组NH3 浓度呈降低趋势，14:00—04:00 呈逐渐上升的趋势。

微粒浓度的变化

由表2 可知，2 组和3 组在试验第1 阶段08:00、14:00、20:00 的平均微粒浓度和总平均浓度均显著低于1 组（P ＜ 0.05），且2 组在不同时间的平均微粒浓度和总平均浓度显著低于3 组（P ＜ 0.05）。

由图7 可知，在试验第2 阶段的连续24 h 测定中，2 组的微粒浓度均低于1 组和3 组；除04:00 测定的微粒浓度外，其余时间3 组微粒浓度均低于1 组，这可能是由于04:00 饲养员巡视鸡群造成鸡群躁动所致。

微生物浓度的变化

由表3 可知，在试验前期微生物数量差异不大，在使用空气净化器后，试验中期和试验后期2 组的微生物数量显著低于1 组和3 组（P ＜ 0.05），且3 组显著低于1 组（P ＜ 0.05）。 

3 讨  论

据资料分析表明，家畜的生产力大约20% 取决于遗传，40%~50% 取决于营养，30%~40% 取决于环境条件。鸡舍内NH₃ 的大量聚集会抑制肉鸡的生长，并对肉鸡日常行为的正常表达产生一定的影响，从而影响肉鸡的健康与福利。利用臭氧的强氧化性，高能光电除臭设备产生的臭氧能够有效降低畜禽舍内的NH₃ 浓度。光触媒能够降解空气中NH₃ 浓度90% 以上，这与在光触媒TiO₂ 表面光催化氧化NH₃ 生成NO₂^-/NO₃^- 分解NH₃ 有关。本试验中使用高能光电除臭设备和光电除臭仪均能有效降低鸡舍NH₃ 浓度，且高能光电除臭设备降低NH₃ 浓度效果优于光电除臭仪。

畜禽舍空气中的微粒，少量是在通风换气中由外界大气带入，而大部分来自生产管理。微粒不仅会造成畜禽的呼吸道疾病，而且会诱发一些饲养员出现急性和慢性呼吸系统症状，甚至影响肺功能。高能光电除臭设备产生的臭氧和原子氧极为活泼， 在其作用下，由碳氢化合物构成的微粒被分解为二氧化碳和水，目前使用高能光电除臭设备降低畜舍微粒已取得初步成效。使用光触媒能够降低空气中微粒浓度，这可能与其激发后产生的强氧化性的氢氧自由基和活性氧有关。

张永东等进行了臭氧对肉鸡的毒性试验， 初步确定利用臭氧进行畜禽舍带动物消毒是安全的。有研究表明，臭氧对空气自然菌的消毒杀菌效果随着通入臭氧时间的增加而有明显的提高，这可能和臭氧能直接与细菌、病毒发生作用，使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏有关。另外，利用光触媒在环境抗菌、提高空气质量方面前景非常广阔。试验中高能光电除臭设备组和光电除臭仪均能有效降低微生物浓度，且前者效果更加明显。

4 结  论

高能光电除臭设备、光电除臭仪均能够显著降低鸡舍NH3 浓度、微粒数量和微生物浓度，改善鸡舍空气质量，且高能光电除臭设备应用效果显著优于光电除臭仪。因此，高能光电除臭设备在鸡舍的空气净化效果方面更佳。