第三章 空气中的有害物质与空气离子大气有害物质对人畜的影响大气的结构及组成大气圈及其结构大气是自然环境的重要组成部分，是人和动物赖以生存的物质基础。在地理学上，把由于地心引力而随地球旋转的大气层叫做大气圈，大气圈的厚度约有1000km，并随着海拔高度的增加而变得稀薄。但由于大气圈与宇宙空间很难确切划分，在大气物理学和污染气象学研究中，常把大气圈层上部边缘界定为距地面1200~1400km的空气层，距地面距离大于1400 km的空间，则是宇宙空间。
大气圈中空气分布是不均匀的，海平面上的大气最稠密，近地层的大气密度随海拔高度上升而递减。根据大气层的物理性质，可将大气层分为：
1.对流层
对流层是大气圈中靠近地面密度最大的一层空气，该层空气厚度因地球纬度不同而有所差别，在极地地区其厚度为6~10km;在中纬度地区其厚度约为10~12km，；在赤道地区其厚度可达16~18km。对流层平均厚度约为12km，而其空气质量约占大气层总量的75%左右。在对流层大气里除了含有纯净的空气外，还含有一定量的水蒸气，对流层空气湿度适宜，对人和动植物的生存具有重要作用。在对流层，温度随着海拔高度的增加而减少（速率为0.65℃/100m），这种对流层上下层空气的温差导致了大气强烈的对流运动。由于太阳辐射和大气环流的作用，对流层出现“冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电”等极其复杂的天气现象。此外，人类和动物活动排放的污染物也大多聚集于对流层，即大气污染主要发生在对流层。因此，对流层尤其是靠近地面1~2km的近地层空气与动植物生产和人类活动关系最为密切。
2.平流层
平流层位于对流层之上，上层边缘高度达80~90km。平流层下部空气温度几乎不随高度而变化，称之为低温恒温层（空气温度为-55(C）。低温恒温层上部边缘大约距地面为20~40km。平流层的上部（距离地面40~50km）空气温度随海拔高度上升而增高，在距地面50~55km的平流层层顶处，气温可升至-3(C~0(C，比对流层顶部的气温高出60~70(C。这是因为在平流层的上部存在着厚度为20km的臭氧层，臭氧层能强烈吸收波长为200~300nm的太阳紫外线，致使平流层上部气温明显地升高。
在平流层中，由于上热下冷呈现逆温，因而该层很少发生大气的上下对流，极少出现云、雨、风暴等天气，大气透明度好，气流稳定。进入平流层的污染物，由于在大气层中扩散速度较慢，污染物能够在该层长期停留，有时可达数十年之久。进入平流层的氮氧化物、氯化氢以及氟利昂有机制冷剂等能与臭氧层中的臭氧发生化学反应，致使臭氧浓度降低，严重时可导致臭氧层出现“空洞”。由于空洞的出现，使到达地面的太阳辐射及紫外线增强，一方面使患皮肤癌等病的人比率增加，另一方面对地球上的生态系统构成了极大的威胁。
3.中间层
中间层位于平流层层顶之上，距地面高度大约为80~85km。中间层没有臭氧，不能吸收紫外线，气温随高度增加而迅速下降，中间层顶部温度可降至-100(C左右。由于上冷下热，该层经常发生强烈的大气垂直对流运动。
4,暖层（电离层 ）
暖层（电离层 ）位于中间层的上部，暖层的上界距地球表面约有800多公里，其下部基本上是由分子氮组成，而上部是由原子氧组成。原子氧可吸收太阳辐射光中的紫外线，因而，暖层中气体的温度随高度增加而迅速上升；由于太阳光和宇宙射线的作用，使得暖层中气体分子被大量电离，所以，暖层又称为电离层。
5.外层
外层是大气圈的最外层，在暖层的上部，这层相当厚，是从大气圈逐步过渡到星际空间的大气层。距地面高度大约有800~1400km，外层空气极为稀薄。
（二）大气的组成大气是多种气体的混合物。首先，大气是由氮（N）、氧（O）、氩（Ar）及微量的的氖（Ne）、氦（He）、氪（K r）、氙（Xe）等稀有气体组成，其中N、O、Ar三种气体占大气总体积的99.96%，这些气体的组分含量基本不变，可称之为恒定组分，主要集中在地面到高空85km这段大气层中。其次，大气中还含有CO2和水蒸气，这些气体的含量由于受地区、季节、气象以及人们生活和生产活动等因素的影响而发生变化，这些气体组分称之为可变组分；在通常情况下，水蒸气的含量为0~4%，CO2的含量近年来已达0.036%（详见表3-1）。
表3-1 标准状态下干燥空气的组成空气成分 体积百分比（%） 重量百分比（%）
氮（N2） 78.09 75.1
氧（O2） 20.95 23.15
氩（Ar） 0.93 1.28
氖（Ne） 0.0018 0.00125
氦（He） 0.00052 0.000072
氪（K r） 0.0001 0.00029
氙（Xe） 0.000008 0.0000036
氢（H） 0.00005 0.0000035
臭氧（O3） 0.000004 0.000007
二氧化碳（CO2） 0.03 0.046
甲烷（CH4） 0.00022 0.00012
据蒋展鹏，环境工程学.北京：高等教育出版社，1992
大气中还含有各种不同来源的微细尘埃和自然界产生的某些化合物，称为不定组分。进入大气的尘埃有土壤和岩石表层风化及粉碎而形成的地面尘，有工业生产、交通和人类活动产生的粉尘和烟尘，有火山爆发喷发出的火山尘，有森林、泥炭和草原火灾产生的烟尘，有因暴风雨溅起海水形成的细小海盐微粒——海洋尘，有从宇宙空间飞来的宇宙尘埃，此外，还有有机微粒如动植物碎屑（粪、毛、皮屑及植物碎片、花粉、孢子等）以及微生物、真菌、细菌等，还有来源于自然灾害和人类社会生活消费、交通和工农业生产排放的废气，如硫、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物及恶臭气体等。这些不定组分进入大气中，可造成一定空间范围内暂时性的大气污染。
空气不利于微生物生活和繁衍，主要原因是：（1）干燥的空气可使微生物失去水分而干瘪；（2）空气中缺乏营养物质；（3）太阳辐射中紫外线具有的杀菌作用。因此，大部分微生物在空气中存活时间较短。但是，当空气中存在气溶胶（固体微粒和液体微滴）时，则可为微生物提供庇护和营养。因此，空气中微生物含量与空气含尘量呈正相关，刮风时空气含尘量高，微生物附着在粒径为5μm的微粒上随风传播30Km，而降水可使空气中微生物大大减少。大气中微生物有上百种，有人测定，其含量约有10000个/m3，有杆菌37种、球菌26种、丝状菌20种、芽孢菌7种，但大多数是非致病菌。
二、大气污染
（一）大气污染的概念
大气污染就是指在空气的正常成分之外又增加新的成分，或者使原有某种成分骤然增加，对人、畜和其它生物的健康产生了不良的影响，甚至会引起自然界发生某些变化。
大气中的污染物质来自自然界和人为两方面。自然界的火山爆发、森林火灾、地震和开采各种天然矿藏可产生大量的污染物质(如各种微粒、硫化氢、硫氧化物、各种盐类和异常气体)等，能造成局部的或短期的大气污染。人为的污染物主要来自为工业生产过程和人类生活排放的有毒、有害气体、微生物和烟尘，如氟化物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧化铁微粒、氧化钙微粒、砷、汞、氯化物、各种农药的气体等。畜牧场和畜产品加工厂既可排放氨、硫化氢、甲烷、吲哚、粪臭素等有害气体，也可以排放粉尘和微生物（详见表3-2）。
表3-2 空气污染物的种类固体（颗粒）
污染物种类
气体状态污染物种类
一次性气体污染物
二次性气体污染物
粉尘飞尘烟黑烟雾煤烟
含硫化合物碳氧化合物含氮化合物碳氢化合物卤素化合物
SO2，H2S
CO2、CO
NO、NH3、NO2
CmHn
HCL，HF
SO3、H2SO4、M SO4（硫酸盐）
无
H NO3,MNO3（硝酸盐）、O3
醛、酮、酯无
（二）大气污染的危害大气污染对空气环境的危害
烟尘对太阳光有一定的吸收和散射能力，因此，烟尘可以减少太阳直接辐射到地球表面的辐射强度，导致空气浑浊度增加，能见度降低。大气中的酸性污染物与降水结合，产生酸雨，造成水体污染，导致水生生物大量死亡，污染土壤，导致农作物减产。大气中的二氧化碳、尘埃等能使大气产生“温室效应”，引起全球气温升高，造成冰川融化，海平面上升，导致沿海城市被淹，土壤盐碱化，气温升高还导致大陆局部地区干旱，水涝、土地沙漠化等灾害频繁发生。由于人类使用氯氟烃做空调、冰箱等制冷剂，可导致大气层臭氧层被破坏。
大气污染对动物的危害
大气污染首先对动物呼吸器官造成危害，当动物吸入受到污染的空气时，可引起呼吸器官机能的改变，影响肺组织的气体交换。同时，进入肺泡的污染物质可迅速被吸收、不经肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；其次，大气污染可以影响动物体血液中血红蛋白的运输氧的功能。实验证明：当血液中碳氧血红蛋白达到5%时，可损害血红蛋白输送氧的能力相当于丧失200毫升的血液。对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重影响。第三，大气污染对动物体可产生急性和慢性中毒，当大量有毒物质浓度急剧增加时，可产生急性毒害作用，当大气污染物浓度低，但长期作用也能使动物产生慢性中毒。
3．大气污染对植物的危害
绿色植物除提供动物营养物质以外还具有吸收有害气体、过滤烟尘、杀灭病菌、减弱噪音等作用。但是，大气污染物如二氧化硫、氟化氢、光化学烟雾、乙烯等可对植物产生毒害作用，造成植物倒伏枯死，烟尘堵塞植物呼吸孔，影响植物光合作用，使植物营养供给发生障碍，导致植物不能正常生长。
4．大气污染对水生生物系统的影响
大气污染物中的硫氧化物、氮氧化物及二氧化硫在金属离子催化剂作用下，与大气中的水气结合形成酸雨，酸雨降落到湖泊江河对水生生物构成潜在的危害。由于酸雨的作用使水pH降低，导致有些重金属如镉、锌、铅和汞等溶解，这些重金属离子通过食物链被水生生物吸收和富集，对人类健康构成很大威胁。
（三）大气中的主要污染物
1.二氧化碳
二氧化碳（CO２）含量的变动与气温关系极为密切，CO２允许来自太阳的短波辐射通过而到达地面，从而使地温和低层大气的温度增高。但是却不允许从地表放射出来的长波辐射(热辐射)透过，而且能够强烈地吸收长波辐射，从而阻止热辐射扩散到高空中去，从而把热量储存在大气中，使大气的平均温度增高，这种现象称之为二氧化碳的“温室效应”。因此，所谓温室效应就是指大气CO２含量的增加引起气温升高的现象。
近一个世纪以来，工业发展排放的二氧化碳量大为增加，其中约有1/3不能被绿色植物和水体所吸收而在大气中积累起来，这样，随着二氧化碳数量的不断增加，“温室效应”亦越来越强，导致地表上的空气温度越来越高。据估测，如果空气二氧化碳含量增加一倍，则平均气温至少上升2℃。温室效应导致全球气候变暖，其结果是冰山溶化，海平面上升，沿海城市和农田被淹没，局部地区出现严重的干旱或洪涝。
为了避免上述不良倾向，首先必须把二氧化碳浓度控制在一个合理的范围内，通常应将大气中的二氧化碳含量控制在0.03%。减少二氧化碳污染的最根本的措施是改变能源结构，尽量减少使用有污染的能源，增加利用太阳能、风能、水能、核能等清洁能源。此外，还要大规模地植树造林，据推测，地球上现有的森林和绿色植物不但每年大约可吸收二氧化碳1000亿吨，而且能制造出占空气中氧总量的60%左右的氧。因此，植树造林，种草种树，对于维持生态系统空气环境二氧化碳的动态平衡具有重大的意义。
2.空气尘粒
空气尘粒的种类 大气中颗粒物的粒径分布范围较广，一般是1000(m以下，小于100(m者居多，最小的粒径大约为10-3(m左右，接近气体分子直径数量级，粒径大于100(m，肉眼可以观察到。粒径大于10(m的粒子能够较早地在发生源附近沉降，称为降尘；小于10(m的颗粒物多悬浮于大气中，称为飘尘；飘尘中粒径为0.01~0.1(m的颗粒数目最多，可长期漂浮，落至地面需要5～10年。空气中的尘粒主要有,①粉尘 粉尘是指分散于空气中的细小固体粒子，这些粒子通常是由煤、矿石和其他固体物料在运输、筛分、碾磨、装卸等机械处理过程中或由于风的吹拂所产生。粉尘的粒径一般在1~200(m之间；大于10(m的粒子，在重力作用下，能在较短时间内沉降到地面，称为降尘；小于10(m的粒子，能长期飘浮于大气，称为飘尘；②烟 烟是指由于固体升华、液体蒸发、化学反应等过程中在空气或气体中凝结成的浮游粒子气溶胶；烟气溶胶粒子的粒径通常小于1(m；③飞尘 飞尘是指燃料燃烧后，在烟道气中所悬浮的呈灰状细小微粒；④黑烟 黑烟是指在燃烧固体或液体燃料过程中所生成的细小粒子在大气中飘浮形成的气溶胶现象。黑烟中含有煤烟尘和硫酸微粒；⑤雾 雾是指物质由蒸汽状态凝结成液体小滴悬浮于空气中所出现的现象，其粒径小于100(m,起雾时空气相对湿度为100%，影响1公里以外的空气水平能见度；⑥煤烟尘 煤烟尘是指伴随燃料和其他物质燃烧所发生的黑色烟尘，其中含有50% 的炭，粒径大约在1~20(m 左右；⑦总悬浮微粒 总悬浮微粒是指大气中粒径小于100(m的所有固体颗粒。
（2）空气尘粒引起“阳伞效应” 在空气中，存在有大量的尘粒，这些尘粒可产生“阳伞效应”。所谓阳伞效应是指由于空气中尘粒增多而引起气温下降的现象。这种效应主要是由于大气中飘浮着许多固体的微粒，统称为“气溶胶”引起的。它们对太阳短波辐射具有强烈的吸收作用［丁铎尔(Tyndall)效应］，从而使到达地表的太阳总辐射量和直接辐射量减少，对地面产生冷却作用。据估测，如果到达地表的太阳总辐射量减少1%，地表上平均气温将下降1.2～1.5℃。因此，阳伞效应能抑制温室效应的单向发展。正因为大气中同时存在着这样两种作用相反的效应，才使地表空气层保持着相对稳定的温度。 据估计，近年来，每年约有9580～26150万吨的污染物质进入大气，其中天然污染(如火山、烟尘、森林火灾、地表尘埃、有机性灰尘等)约为7732～22000万吨，人为的污染物(如燃烧化石燃料、工厂排放的烟尘和废气、汽车尾气等)约为1850～4150万吨。这些污染物质进入空气中，使温室效应与阳伞效应失去相对平衡，从而引起局部地区气候异常。
空气颗粒对人畜的危害 粒径大于10(m的颗粒物，几乎都可被鼻腔所阻隔，而不进入肺泡，但微粒可引起鼻腔干裂；如果微粒中夹带病菌，可导致感染。粒径小于10(m颗粒物（飘尘）可以经过呼吸道沉积于肺泡，对动物危害最大。5~10(m的微粒可吸入支气管，进入气管和支气管内的微粒，一部分由于纤毛上皮运动，随痰咳出，另一部分由吞噬细胞作用而引起转移。5(m以下的微粒可吸入细支气管和肺泡，飘尘在肺泡的沉积率与飘尘颗粒的粒径有很大关系，粒径为10~0.1(m的颗粒物90%沉积于呼吸道和肺泡内；其中，粒径为2~4(m的颗粒物在肺泡内沉积率最大，粒径为0.4(m的颗粒物在呼吸道和肺泡膜内沉积率最低，可以自由出入肺部；颗粒物随粒径的增大沉积率相应增大。
沉积在肺部的污染物如被溶解，就会直接侵入血液，造成血液中毒；如部分溶解在支气管粘膜内，就可引发气管炎和支气管炎。没有溶解的污染物有可能被细胞所吸收，导致细胞破坏，停留在肺组织的微粒，可通过肺泡间隙，侵入周围结缔组织的淋巴间隙和淋巴管内，并能阻塞淋巴管侵入肺组织或淋巴结的空气颗粒，引起尘肺病 。
（4）卫生学要求 我国大气环境质量标准规定，居民区空气中总悬浮物微粒日平均不得超过0.3mg/m3。
3．氟化物
（1）性质 氟是淡黄色有刺激性臭味的气体，在自然界中非常活跃，常温下与空气中许多成分相互作用，在潮湿的空气中可形成HF、OF2等。
（2）来源 氟除了在空气中存在外，还存在于土壤、水体，动物和植物体内。世界卫生组织(WHO)根据土壤氟化物含量将全世界划分为富氟区和贫氟区。我国沿海一带大部属于人为的富氟区，主要是由工矿区排放的氟化物污染所造成。
随着工农业的发展，氟化物已广泛应用于化工原料，在炼钢厂、磷肥厂、电解铝厂、玻璃厂、石油化工厂等的生产过程中，均可排放氟化物，因此，造成工业性氟污染。据测定，在过磷酸钙生产过程中，主要排放四氟化硅(SiF４)，在钙镁磷肥生产过程中，主要排放氟化氢(HF)和四氟化硅。一座年产4～5万吨钙磷肥高炉，每小时排放含氟的废气约为3.5万立方米，含氟浓度约1.5g/m3，每小时排氟量高达50多公斤。
(3) 氟化物对家畜的危害
含氟的空气和微粒从呼吸道吸入动物体后，对呼吸道粘膜发生强烈的刺激作用。经口腔摄入的含氟微粒，可经消化道吸收，迅速进入血液循环，大约有75%的氟可与血浆蛋白结合。进入动物体内的氟，主要蓄积于牙齿和骨骼中；也可分布于心脏、肺脏、脾脏、肾脏内。氟在家畜体内可影响钙、磷代谢，过量的氟可与钙结合为氟化钙(CaF2)沉积于骨骼中，并引起血钙减少，溶血细胞增加，促使骨质溶解，骨骼变形。氟化钙还能抑制肾小管对磷的吸收，使磷从尿中大量排出。氟化钙影响牙齿的钙化，使牙冠钙化不全，釉质受损，发生牙齿变形。长期在磷肥厂附近放牧的耕牛，因受氟化物的毒害，表现为牙齿发黄、松动、缺损，牛蹄变形，趾角质增生，形成剪刀状蹄，跛行，四肢僵硬，采食量减少，体重减轻，逐渐衰竭而死亡。经尸体剖检发现，病牛骨骼中的含氟量明显增加，跖骨含氟量达630 mg/kg，趾骨含氟量达1270 mg/kg，而正常的家畜含氟量为430 mg/kg。动物氟中毒在工业污染区时有发生，危害甚大。据报道，在1980年5～9月间，内蒙古包头市区和近郊六个地区的大气中氟的污染持续多年使大群家畜发生氟中毒，羊的发病率达100%，死亡率达60%。 1975年在乌拉特前旗有适龄母畜35.8万头，因氟中毒使20.7万头空怀或流产，只有15.1万头产仔，而存活的幼畜10.4万头，其繁殖成活率不到30%。
值得注意的是，氟化物通过水体和土壤富集在饲料中，对动物生产也可能产生不利影响，冯军（2001年）等人研究表明，随着饲料氟含量升高，肉鸡股骨中氟含量增加，氟化物在短期内提高淋巴细胞转化率和生成率（毒物应激初期引起免疫功能提高），但长期饲喂含有大量氟化物的饲料，可抑制淋巴细胞生成，降低淋巴细胞转化率，对动物免疫功能有害；用含有氟的饲料喂鸡，随着时间推移，肉鸡股骨中氟含量增加，淋巴细胞生成率和转化率降低（如表6-3所示）
(4)卫生学要求 我国大气环境质量标准规定，空气中氟的最高容许浓度一次量为0.02mg/m3，日平均为0.007mg/m3。
表3-3 饲料氟含量对肉用仔鸡股骨氟含量、淋巴细胞生成率和转化率的影响饲料氟含量（mg/Kg）
股骨氟含量
（mg/Kg）
淋巴细胞生（酸性α-醋酸萘酯酶）阳性率
淋巴细胞转化率
（%）
胸腺重量
（g/个）
14d 28d 42d
14d 28d 42d
14d 28d 42d
14d 28d 42d
64
300
500
960 1558 2081
2427 4662 6604
3704 6740 9721
73.1 70.9 76.4
74.2 64.0 41.5
80.5 62.7 40.6
63.4 61.1 60.7
64.5 61.7 58.9
66.7 59.8 55.8
0.73 1.47 1.84
0.81 1.55 2.71
0.81 1.33 1.33
引自冯军，王政富，池仕红，氟化物对雏鸡细胞免疫功能的影响.畜牧与兽医，2001，33（2）：10-13
4,硫氧化物
(1) 性质 二氧化硫为无色有刺激性气体，比重为1.434，易溶于水，形成亚硫酸。二氧化硫能被氧化生成三氧化硫，遇水形成硫酸。
(2) 来源 硫氧化物主要来源是燃烧含硫的煤和石油而产生的气体。在冶炼厂、硫酸厂等生产过程中，可排放大量的硫氧化物气体。据估计，一吨煤中含硫5～50kg，一吨石油中含硫5～30 kg。根据燃烧特性，硫可分为可燃性硫和不可燃性硫两种。可燃性硫在燃烧过程中，大部分生成二氧化硫，其中约有5%的二氧化硫在空气中被氧化生成三氧化硫，这些气体遇水生成硫酸，降落为酸雨，污染水源，土壤，对植物危害甚大，家畜饮用酸水或采食此种酸污染的饲料后，直接受害，发生酸中毒。目前我国酸雨主要分布在西南、中南、华东地区，由北向南逐渐增加，西南地区最为严重，中南次之，华东再次之。以河流来说，集中在长江流域以南。以江苏、安徽为例，苏南为主要酸雨地区，苏州地区降雨pH值为4.7。皖南安庆地区酸雨频率达85%。
（3）对人畜的危害 SO2是无色具有恶臭的刺激性气体，对一般人来说，SO2嗅阈值浓度是1mg/m3，对二氧化硫敏感者嗅阈值浓度为0.5mg/m3，当吸入浓度为5mg/m3时，鼻腔和呼吸道粘膜都会出现刺激感，发生呼吸不畅。二氧化硫对于各种家畜均可引起伤害，甚至致死。二氧化硫浓度为0.01～0.1 mg/m3时，就能刺激眼结膜，影响视觉，缩短视程；还能刺激鼻咽等粘膜。在潮湿空气中，二氧化硫形成亚硫酸，使毒害作用加强。当二氧化硫浓度在0.3～1 mg/m3 时，开始由嗅觉感知；当二氧化硫浓度达1～3 mg/m3 时，刺激鼻咽和呼吸道粘膜，发生呼吸不畅，喘息等症状。当二氧化硫浓度达3～5 mg/m3 时，经10～15 min可引起气管和支气管平滑肌的反射性收缩，使呼吸道的阻力增加。当二氧化硫浓度达5～10 mg/m3 时，经15 min后，可引起慢性支气管炎、慢性鼻咽炎等；当二氧化硫浓度达20 mg/m3时，引起眼结膜炎症；当二氧化硫浓度达30 mg/m3 时，可使呼吸道深部发生炎症、咳嗽，甚至引起肺水肿等。牛对二氧化硫的反应最为敏感，当二氧化硫浓度在30～100 mg/m3 时，表现为呼吸困难，口吐白沫，体温上升，尸体剖检呈现严重的支气管炎、肺气肿等。当二氧化硫浓度在100～300 mg/m3 时，使仔猪精神萎靡，增重减缓。雏鸡在高浓度（300 mg/m3 ）二氧化硫环境中，口吐黄水，食欲停止，甚至死亡。羊与马对SO2抵抗力较强，但当二氧化硫为1000 mg/m3 时，首先对羔羊和幼驹发生不良影响，进而抑制其生长发育，使其对病原菌的抵抗力减弱，特别容易引起呼吸道疾患和肺水肿等，最后使动物窒息而死。
在大气污染中，SO2与多种污染物共存，吸入含有多种污染物的大气对人畜产生的危害比各种污染物各自作用之和大得多，特别是在SO2与颗粒物同时吸入时，对人畜产生的危害更为严重。这是因为飘尘气溶胶粒子把SO2带入呼吸道和肺泡内，其毒性增大3~4倍。如果飘尘为重金属粒子，它可催化SO2使之氧化为硫酸雾，其刺激作用增强10倍。
(4) 卫生学要求 我国大气质量标准规定，居民区空气中SO2任何一次浓度不得超过0.5 mg/m３，日平均浓度不得超过0.15mg/m３。
5.氮氧化合物（NOx）
(1) 性质 大气中的氮二氧化合物包括一氧化二氮(N２O)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N2O3)、二氧化氮(NO2)和五氧化二氮(N2O5)等。空气中氮氧化合物最多的是二氧化氮和一氧化氮。在高温下的二氧化氮为红褐色气体，有强烈的刺激性，比重1.448g/cm3(20℃)。一氧化氮为无色气体，遇氧则生成二氧化氮。
(2) 来源 空气中的氮氧化物一个最主要的来源是各种燃料燃烧产生的废气，在工农业生产过程中，如氮肥厂、硝酸制造厂、染料工厂等排放出大量的一氧化氮，与空气中的氧结合，生成二氧化氮。在硝酸制造厂的废气中，一氧化氮浓度可达0.1～0.69%，火力发电厂排放的烟尘中，一氧化氮可达200～1500 mg/m3，低温锅炉排出的一氧化氮烟气达10～100 mg/m3。氮氧化合物另一个主要来源为汽车和拖拉机排放的废气，其浓度可达3000～6000 mg/m3，可对人类和家畜造成严重的危害。
(3) 氮氧化合物对家畜的危害 污染大气的氮氧化物主要是指NO和NO2,氮氧化合物难溶于水，对家畜眼结膜和上部呼吸道粘膜刺激作用较小，但它易于被吸入呼吸道深部。当低浓度时，可引起慢性中毒，高浓度时，则可发生急剧中毒。当二氧化氮浓度为0.12～0.22 mg/m3时，即可嗅到有异臭；浓度为0.5 mg/m3时，接触4 h后，肺泡受到影响，一个月后，家畜发生气管炎，进而引起肺水肿；浓度为5 mg/m3时，吸入10 min可使呼吸道平滑肌收缩，使呼吸作用的阻力增加。动物试验证明，二氧化氮能破坏肺脏中的蛋白质、脂肪和细支气管的纤毛上皮细胞。长期生活在0.8 mg/m3的二氧化氮的空气环境中，家畜呼吸频率增加，红细胞数量增多，表明家畜已慢性缺氧，二氧化氮已干扰了家畜对氧的利用，使肺组织受到损伤，影响呼吸机能。当二氧化氮浓度为17 mg/m3作用10 min时，家畜即可发生呼吸困难，支气管痉挛，引起肺气肿；当二氧化氮浓度达60～150 mg/m3时，强烈刺激鼻腔和咽喉，发生咳嗽，喉头和肺部有烧灼感，肺部紧缩，呼吸紧迫，进而昏迷，甚至死亡；当二氧化氮浓度为100～700 mg/m3时，短时间吸入，动物剧烈咳嗽，引起急性中毒而死亡。
氮氧化合物对环境产生的危害是产生光化学烟雾。一般认为光化学烟雾是大气中氮氧化合物、碳氢化合物和一氧化碳等污染物，在强烈的太阳光照射下发生光化学反应而形成的一种有刺激性气味的气体。其主要成分为臭氧、过氧酰基硝酸酯和醛类等化合物。它们氧化能力强，对人畜皮肤、眼睛和呼吸系统具有很大的危害。据实验统计，人在臭氧浓度为0.1 mg/m3的空气环境中停留1小时未出现明显症状；人在0.5~1.0 mg/m3的臭氧环境中停留1~2小时，引起呼吸道阻力增加，CO2扩散功能和肺活量降低；人在运动状态下与臭氧接触危害更大。长期与小于0.2 mg/m3的臭氧接触的工人，一般无明显影响，当臭氧浓度为0.3 mg/m3时，对鼻、喉等呼吸器官发生刺激作用；当臭氧浓度达到0.5 mg/m3时，每周工作6天，每天接触3小时，连续12周后，肺换气功能下降。
人体对臭氧的嗅阈值是0.02 mg/m3，浓度为0.1 mg/m3短暂接触对眼睛有刺激感；如果臭氧浓度为0.25 mg/m3，使哮喘病患者发病率增加；臭氧浓度达0.25~0.70 mg/m3时，患慢性呼吸器官疾病的患者病情恶化。
动物实验表明，上呼吸道对臭氧的摄取率低，臭氧可直接侵入呼吸道深处；与1 mg/m3臭氧接触1小时能引起肺细胞蛋白质发生变化；接触4小时，在24小时后出现肺水肿，接触时间长些，则使支气管炎和肺水肿更加恶化。
(4) 卫生学要求 我国大气质量标准规定，空气中二氧化氮的最高容许浓度为0.15mg/m3(一次监测浓度)。
大气污染物会因水平流动而逐渐扩散，也会因气流垂直运动而被带到高空，或稀释或分解，从而达到自然净化；但是自然净化能力毕竟有限，只有减少污染物产生，才是保护环境的根本措施。
第二节 畜舍中有害气体及其对家畜的影响一、畜舍中有害气体的产生畜舍外空气环境一般比较稳定，但由于畜禽的呼吸、排泄、生产中有机物分解等的影响而使畜舍内空气的成分和数量变化较大，有害气体的浓度也较大。畜舍内外有害气体的差异首先表现为舍内NH3与H2S含量大幅度增加，其次为CO2、H2O、CO、CH4、粪臭素和吲哚等含量增加，空气中O2含量下降。对于封闭式畜舍，如果通风不良、卫生管理差、畜禽饲养密集，这些有害气体浓度增大，对畜禽生产危害极大，甚至造成慢性中毒或急性中毒。 畜舍内有害气体主要来源是：
动物代谢活动产生的气体，如CO2、CH4和少量的水气。
动物消化食物过程中产生的少量臭气，主要是食物在消化道消化分解过程中产生气体。
动物粪便和尿液中的碳水化合物、蛋白质和脂肪在体外分解产生的大量臭气，如NH3、胺、CH4、H2S、酰胺类、硫醇类。本节主要讨论氨、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳对动物生产和健康的影响以及消除或减少畜舍中有害气体的措施。
二、畜舍主要有害气体对动物的危害
（一）氨（NH3）
性质
NH3是无色、带有刺激性臭味的气体，分子量为17.03，相对密度为0.596(与相同容积干洁空气重量之比，下同)；NH3极易溶于水，0(C时，1升水可以溶解907克NH3。在标准状态下，每升NH3的重量为0.771g，每毫克NH3的容积为1.316ml。
来源
在大气中，氨主要来自工农业废气；在畜舍内，氨主要由含氮有机物(如粪、尿、饲料、垫草等)分解产生。根据畜舍内空气采样测定，氨含量少者为4.56～26.6 mg/m3，而多者可达114～380 mg/m3。其含量的多少，取决于家畜的密度、畜舍地面的结构、舍内通风换气情况和舍内管理水平等。氨的比重较小，在温暖的畜舍内一般上部空气氨浓度较高，同时由于氨发生在地面和家畜的周围，因此在空气潮湿的畜舍内地面空气氨含量较高。畜舍内NH3的浓度与畜舍的潮湿程度、封闭状况和通风性能有关，封闭程度高又通风不良时，由于水汽不易逸散，NH3的浓度升高。
对家畜的危害
在畜舍中，氨常被溶解或吸附在潮湿的地面、墙壁和家畜的呼吸道粘膜上。氨能刺激呼吸道粘膜，引起粘膜充血、喉间水肿。氨被动物吸入呼吸系统后，可引起上呼吸道粘膜充血、支气管炎，严重者引起肺水肿、肺出血等；NH3由肺泡进入血液后，可与血红蛋白结合成碱性高铁血红素，降低血液的输氧能力，导致组织缺氧；低浓度的氨可刺激三叉神经末稍，引起呼吸中枢的反射性兴奋；吸入肺部的氨，可通过肺泡上皮组织，引起碱性化学性灼伤，使组织溶解、坏死；进入呼吸系统的氨还能引起中枢神经系统麻痹，中毒性肝病，心肌损伤等症。根据临床观察，空气中含有38 mg/m3的氨，能使兔的呼吸频率减慢，猪的增重滞缓。76~152 mg/m3时可引起猪摇头、流涎、喷涕、丧失食欲。动物在氨含量为304 mg/m3的空气中长期停留，可使粘膜因角蛋白、脂肪、胆固醇被分解而遭到破坏，从而使细支气管内粘膜充血、水肿、肺泡膨胀不全、出血、气肿，并使整个呼吸道的粘液量增加。据对体重54kg的猪的试验，在气温21.1℃、相对温度77%的空气环境中，38 mg/m3氨能使猪的口腔、鼻腔、泪腺的分泌量显著增加，但3~4天后，分泌量普遍减少，仅略高于对照组猪，经1~2周后，上述症状逐渐消失，猪对氨已产生了适应能力。猪的咳嗽次数，38 mg/m3者略高于7.6 mg/m3者，在76 mg/m3和114 mg/m3者则为上两组的3倍以上。在整个5周试验期内，氨浓度为76 mg/m3和114 mg/m3的猪的平均日增重和饲料消耗量都显著地低于7.6 mg/m3和38 mg/m3者，而且从氨浓度为76 mg/m3和114 mg/m3这两组猪的筛骨和鼻甲骨上发现有棒状杆菌和巴氏杆菌，而另两组则没有。这表明高浓度的氨已严重地损伤了猪的呼吸道粘膜的防御功能。 据15日龄和6日龄的仔猪的两次试验，将所有小猪暴露在空气中含有105个/L非病原性埃希氏菌的环境中，经一段时间后分为3组，对照组饲养在空气洁净的猪舍内，另外两个试验组分别饲养于含38 mg/m3和53.2 mg/m3氨的猪舍内，经2h后全部屠宰，两个试验组的猪肺内埃希氏菌的数量分别比对照组多46%和72%。由此可见，空气中的氨阻抑了动物对肺内微生物的清除。家畜长期处于含低浓度氨的空气中，对结核病和其他传染病的抵抗力显著减弱。在氨的毒害下，炭疽杆菌、大肠杆菌、肺炎球菌的感染过程显著加快。鸡对NH3的反应特别敏感，即使在5 mg/m3 NH3的长期作用下，鸡的健康也会受到影响，当空气NH3为15.2 mg/m3时可引起角膜炎、结膜炎，也可以导致鸡新城疫发病率大幅度提高，氨对呼吸系统毒害随时间的延长而加重（见表6-4）。NH3对产蛋鸡的生产性能、鸡蛋质量和饲料报酬有显著影响，见表6-5。NH3对肉仔公鸡的增重、饲料报酬和死亡率的影响见表6-6。
家畜在低浓度氨的作用下，体质变弱，对某些疾病产生敏感，采食量、日增重、生产力都下降，这种症状称为“氨的半中毒”或“慢性中毒”。如氨的浓度较高，则可使对家畜出现明显的病理反应和症状，这种症状称为“氨中毒”。在畜牧业生产中，氨中毒易被人发现，而慢性中毒往往不易觉察，却给生产造成了巨大的损失。因此，不能忽视低浓度氨引起的慢性中毒对畜牧生产的危害。在寒冷地区，冬季为了保暖，常紧闭门、窗(尤其在夜间)，由于通风换气不良，舍内的氨易大量滞留，饲养人员在舍内工作，高浓度的氨刺激眼结膜，产生灼伤和流泪，并引起咳嗽，严重者可导致眼结膜炎、支气管炎和肺炎等，故畜舍内的氨对人的危害很大，应引起重视。
表3-4 氨持续时间对鸡的影响持续天数（周） NH3浓度（mg/m3） 症状和病变
1 15.2 无明显反应
2 15.2 无明显反应
3 15.2 部分鸡喉头水肿
4 15.2 部分鸡喉头水肿
6 15.2 肺部充血，伴随暗红色水肿
12 15.2 肺部暗红色水肿，有出血现象
表 3-5 NH3对产蛋鸡生产性能的影响（试验17天）
空气中NH3含量（mg/m3） 0 76 152
日产蛋率（%） 72.4 71.0 66.0
采食量（g/d） 110 105 87
蛋重（g） 62.7 62.3 63.1
料蛋比 2.42 2.37 2.09
体重减轻（g） 13 47 118
蛋壳破裂强度（kg） 3.08 2.99 2.93
表3-6 NH3对肉仔公鸡的增重、饲料报酬和球虫病死亡率的影响
NH3 球虫病 8周龄体重 料重比 死亡率
（mg/m3 ） （g） （%）
0 无 2040 1.94 0.3
38 有 2003 1.97 1.3
0 无 1905 2.14 3.1
38 有 1857 2.18 6.2
人对于7.6 mg/m3的氨一般不易觉察，在15.2 mg/m３时已有感觉，38 mg/m３可引起流泪和鼻塞，76 mg/m３会使眼泪、鼻涕和口涎显著增多。
卫生学要求我国劳动卫生标准规定空气中的氨含量最高不得超过30mg/m３。家畜、特别是笼饲家畜因为长期处在畜舍中，氨的容许浓度应适当降低些，有的国家规定畜舍中氨的最高浓度为20 mg/m３，鸡对氨特别敏感，鸡舍中氨的最高浓度为15 mg/m３。
（二）硫化氢
性质
硫化氢(H2S)是一种无色、易挥发的恶臭气体，易溶于水，在0℃时，1体积的水可溶解4.65体积的硫化氢。分子量为34.09，比重为1.19。在标准状态下，1L的硫化氢重量为1.526 g，每毫克硫化氢的容积为0.6497 ml。
2,来源
大气中，硫化氢来自石油化工石、炼焦厂、化学纤维厂和造纸厂等排放废气。当浓度达到0.1558 mg/m３时，就可闻出它的臭气。硫化氢通过燃烧容易变成二氧化硫。在畜舍中，硫化氢主要是由含硫有机物分解而来。当家畜采食富含蛋白质的饲料而消化不良时，可由肠道排出大量的硫化氢。一般在鸡舍和奶牛舍中，由于供给的饲料蛋白质成分较高，舍内空气中硫化氢的含量亦较高。在通风良好的畜舍中，硫化氢浓度可在15.58 mg/m３以下，如果通风不良或管理不善，则硫化氢浓度大为增加，甚至达到中毒的程度。在大型封闭式的蛋鸡舍中，当破损鸡蛋较多时，空气中的硫化氢显著增加。
硫化氢气体不但产生于地面和畜床，而且比重较大，故愈接近地面，硫化氢气体浓度愈大。鸡舍的一次实测结果为：距地面30.5 cm处的硫化氢浓度为5.29 mg/m３，而在122 cm高处硫化氢气体浓度为0.623 mg/m３。
3,硫化氢对家畜的危害
硫化氢主要是刺激动物呼吸系统及其它系统粘膜，易溶于动物粘膜中的水分，与粘液中的钠离子结合生成硫化钠，对粘膜产生刺激作用，引起眼结膜炎，表现流泪，角膜混浊，畏光等症状；硫化氢还引起鼻炎、气管炎、咽喉灼伤甚至肺水肿。动物经常吸入低浓度的硫化氢，可出现植物性神经紊乱，偶尔发生多发性神经炎。硫化氢在肺泡内很快被吸收进入血液内，氧化成硫酸盐或硫代硫酸盐等；游离在血液中的硫化氢，能和氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合，使酶失去活性，影响细胞的氧化过程，造成组织缺氧。所以，长期处在低浓度硫化氢的环境中的家畜体质变弱，抗病力下降，易发生肠胃病、心脏衰弱等。高浓度的硫化氢可直接抑制呼吸中枢，引起动物窒息和死亡。
猪长期生活在含低浓度硫化氢的空气中会感到不舒适，生长缓慢。空气中硫化氢浓度为20 mg/m３时，猪变得畏光，丧失食欲，神经质；空气中硫化氢浓度为50～200 mg/m３时，猪会突然呕吐，失去知觉，接着因呼吸中枢和血管运动中枢麻痹而死亡。猪在脱离硫化氢的毒害以后，对肺炎和其他呼吸道疾患仍很敏感，能经常引起气管炎和咳嗽等症状。硫化氢可引起人类慢性中毒，其症状为眼球酸痛，有烧灼感，眼睛肿胀，畏光等，并引起气管炎和头痛。人长期接触硫化氢，出现头痛、恶心，心跳缓慢，组织缺氧和肺水肿等。H２S高浓度(900 mg/m３)时，可直接抑制呼吸中枢，引起窒息死亡。
4.卫生标准
畜舍空气中硫化氢含量最高不得超过15.58 mg/m３。我国劳动卫生部门规定，空气硫化氢含量不得超过10 mg/m３。
（三） 一氧化碳
性质
一氧化碳为无色、无味、无臭的气体，分子量为28.01，比重0.967，在标准状态下，1 L一氧化碳重1.25 mg，每毫克一氧化碳的容积0.8 ml，比空气略轻。
来源
大气中的一氧化碳主要来自含碳燃料的不完全燃烧。随着工业的发展，各种工厂、矿场排放的一氧化碳日益增加，各种机动车辆排放的尾气也是一氧化碳的来源之一，若汽车排放的一氧化碳超过1%，就会对空气造成严重的污染。畜舍空气中一般不含有一氧化碳，冬季在封闭式畜舍内生火炉取暖时，如空气流通过差，煤炭燃烧不完全，则可能产生一氧化碳。特别是在夜间，门窗关闭，通风不良，此时一氧化碳浓度可达到中毒的程度。另外，人们吸烟时散发的烟气也含有一氧碳，吸一支烟可放出100 ml的一氧化碳。
3.一氧化碳对家畜的危害
一氧化碳对血液和神经系统具有毒害作用，它与卟啉中的铁作用，抑制细胞的含铁呼吸酶。一氧化碳随空气吸入体内后，通过肺泡进入血液循环系统，与血红蛋白和肌红蛋白进行可逆性结合。一氧化碳与血红蛋白的结合力要比氧和血红蛋白的结合力大200～300倍，形成相对稳定的碳氧基血红蛋白(COHb)。这种COHb不易解离，不仅减少了血细胞的携氧功能，而且还能抑制和减缓氧合血红蛋白的解离与氧的释放，造成机体急性缺氧，发生血管和神经细胞的机能障碍，机体各部脏器的功能失调，出现呼吸、循环和神系统的病变。中枢神经系统对缺氧最为敏感，缺氧后，可发生血管壁细胞变性，渗透性增高，严重者呈脑水肿，大脑及脊髓有不同程度的充血、出血和血栓形成。COHb的解离要比氧合血红蛋白慢3600倍，因此，一氧化碳中毒后对机体有持久的毒害作用。一氧化碳的危害性主要取决于空气中一氧化碳的浓度和接触的时间。血液中COHb的含量与空气中一氧化碳的浓度呈正相关。中毒症状则取决于血液中COHb的含量。当血液中的COHb浓度达5%时，冠状动脉血流量显著增加，COHb浓度达10%时，冠状动脉血流量可增加25%，易导致心肌损伤。兔处在一氧化碳浓度为100 mg/m3的空气中，经4h后，血液中的COHb浓度可达8~9%；在电子显微镜下，可看到心肌出现收缩带，肌原纤维分解，形成髓质小体。一氧化碳易与肌红蛋白结合，生成碳氧基肌红蛋白(COMb)，而肌红蛋白在肌细胞中有贮备氧的作用，还可促进氧在细胞内的运输。在接触低浓度一氧化碳后，当COMb在12%以下时，COMb与COHb比例为3∶1。如果动脉氧分压与一氧化碳分压的比例数下降时，心肌就比其他器官先达到临界点而受到损害。
动物试验表明：一氧化碳在500 mg/m3时，经短时间即可引起急性中毒，在6000 mg/m3时，可使马在20~25 min内死亡。
4.卫生学要求
我国卫生标准规定空气一氧化碳的日平均量最高容许浓度为1mg/m3；一次最高容许浓度为3mg/m3。（四）二氧化碳性质
二氧化碳为无色、无臭、略带酸味的气体。分子量为44.01，在标准状态下1L重量为1.98g。每毫克容积0.509ml。
2.来源
大气中二氧化碳的含量为0.03%(0.02~0.04%)，而在畜舍空气中二氧化碳含量可大大增加。畜舍中二氧化碳主要来源于家畜呼吸，例如一头体重100kg的肥猪，每小时可呼出二氧化碳43L；一头体重为600kg、日产奶30kg的奶牛，每小时可呼出200L二氧化碳；1000只母鸡每小时可排出1700L二氧化碳。因此，畜舍空气中的二氧化碳含量往往要比大气中高出许多倍。冬季在换气良好的猪舍内，二氧化碳为1178.8~ 3535.2 mg/m3，而换气不良的猪舍二氧化碳可达7856 mg/m3以上。
二氧化碳对家畜的危害
二氧化碳本身无毒性，它的危害主要是造成动物缺氧，引起慢性毒害。家畜长期在缺氧的环境中，表现为精神萎靡，食欲减退，体质下降，生产力降低，对疾病的抵抗力减弱，特别易感结核病等传染病。根据试验，二氧化碳浓度为1%时，家畜呼吸加快，出现轻微气喘现象；当二氧化碳浓度为2%时，牛在其中停留4h后，气体代谢和能量代谢下降24～26%；动物因氧化过程和热的生成受阻，体温有所降低。当二氧化碳浓度为4%时，血液中发生二氧化碳积累；当二氧化碳为10%时，引起严重气喘，呈现麻痹；当二氧化碳浓度高达25%时，动物数小时窒息而死。当畜舍空气二氧化碳浓度为2%时，猪尚无明显症状；当二氧化碳为4%时，呼吸变深变快；当二氧化碳为10%时，呈昏迷状态；当二氧化碳浓度为20%时，体重68kg的猪只要超过1h，就有死亡的危险。当畜舍空气二氧化碳为4%时，雏鸡无明显生理反应；当空气二氧化碳浓度为5.8%时，鸡表现轻微痛苦状；当空气二氧化碳为6.8～8.2%时，雏鸡呼吸次数增加；当空气二氧化碳为8.6～11.8%，鸡痛苦显著加剧；当空气二氧化碳为15.2%时鸡处于昏迷状态，二氧化碳浓度为17.4%时鸡窒息而死。成年绵羊在二氧化碳浓度分别为4、8、12、16、18%时，每公斤体重的干物质采食量和总能、粗蛋白、粗纤维、灰分消化率，都随浓度增加而下降。
在一般畜舍中，二氧化碳浓度很少会达到引起家畜中毒的程度。畜舍中二氧化碳浓度常与空气中氨、硫化氢和微生物含量成正相关，二氧化碳浓度在一定程度上可以反映畜舍空气污浊程度，因此，二氧化碳的增减可作为评定畜舍空气卫生状况的一项间接指标。
4.卫生学要求
畜舍空气中二氧化碳应不高于2947 mg/m3。
三、减少畜舍中有害气体的措施消除畜舍的有害气体是改善畜舍环境的一项重要措施，由于产生有害气体的途径多种多样，因而消除有害气体也必须从多方面入手，采取综合措施。
科学进行畜舍建筑设计
畜舍的建筑合理与否直接影响舍内环境卫生状况，因而在建筑畜舍时就应精心设计，做到及时排除粪污、通风、保温、隔热、防潮，以利于有害气体的排出。采用粪和尿、水分离的干清粪工艺和相应的清粪排污设施，确保畜舍粪尿和污水及时排出，以减少有害气体和水汽产生。
当畜舍中湿度太大时，一方面有机物易腐败变质产生有害气体，另一方面有害气体溶于水汽不易排除。为了保证有害气体的排出，必须对畜舍的地基、地下墙体、外墙勒脚、地面设防潮层，通过减小畜舍潮湿来排出有害气体。
在寒冷季节，隔热不好的畜舍舍内温度低，当低于露点温度时，水汽容易凝结于墙壁与屋顶上，溶解有害气体，因而对于屋顶，墙壁都要进行保温和隔热设计。
2,日常管理及时清理粪尿、污水，避免在粪尿在畜舍内分解产生有害气体；训练家畜定点排泄，或者到舍外排泄，从而有效地减少畜舍内有害气体的产生。
注意畜舍防潮。因为氨和硫化氢都易溶于水，当舍内温度过大时，氨和硫化氢被吸附在墙壁和天棚上，并随着水分透入建筑材料中。当舍内温度上升时，又挥发逸散出来，污染空气。因此，畜舍的防潮、保暖和尽量减少冲圈等饲养管理用水是减少有害气体的重要措施。
勤换垫料与垫草 对于规模较小的农户养殖场，在舍内地面尤其是在畜床上应辅以垫料，减少有害气体。垫料可吸收一定量的有害气体，其吸收能力与垫料的种类和数量有关。一般麦秸、稻草或干草等对有害气体均有良好的吸收能力。在小型猪舍内可用干土垫圈，以吸收粪尿和有害气体。
适当降低饲养密度 在规模化集约化畜牧场，冬季畜舍密闭，通风不良，换气量小，畜舍饲养密度过大产生有害气体量超过正常换气量，易导致空气污浊，适当降低饲养密度可以减少畜舍有害气体。
建立合理的通风换气制度 采用科学的方法合理组织通风换气方式，保证气流均匀不留死角，可及时排出畜舍有害气体。值得注意的是，在冬季畜舍通风时，进入畜舍的空气温度应高于水汽露点温度，否则，舍内水汽凝结成小滴，不易排出水汽及有害气体，在条件许可的情况下，尽量采用可对进入空气进行加热或降温处理的有管道正压通风系统以提高污浊空气排出量，减少畜舍污浊空气。
在粪便中加入化学试剂减少有害气体产生 采用以上方法还未能消除有害气体时，可采取化学试剂方法，比如氨的消除可采用过磷酸钙中和，生成铵盐。
CaHPO4+NH3——(CaNH4PO4
据有关资料统计，在NH3浓度为100 mg/m3的蛋鸡舍中，按每只鸡撒布16克过磷酸钙后，NH3可降至50 mg/m3。在肉鸡舍中，NH3浓度达50 mg/m3时，按每只鸡撒布10克过磷酸钙后，NH3可降至10 mg/m3。
（7） 采用微生物活菌制剂降解有害物质 据有关资料表明，在畜舍内和粪便中投放EM菌剂等有益微生物复合制剂，能有效地降解NH3、、H2S等有害气体（见表6-7，表6-8）。
此外，EM菌剂中含有多种有效微生物菌群，例如，其中的好气和光合微生物能利用H2S进行光合作用，放线菌产生的分泌物对病原微生物有抑制作用等；一方面抑制臭气成分的产生，另一方面对上述有害成分直接利用，从而达到净化空气的目的。
（8）合理配合日粮和使用添加剂以减少有害气体的排放量 采用理想蛋白质体系，适当降低日粮中粗蛋白质含量，添加必要的必需氨基酸，提高日粮蛋白质的利用率，可以尽量减少粪便中氮、磷、硫的含量，减少粪便和肠道臭气的排放量。例如，在保持生产性能不变的情况下，添加必需氨基酸，将肥育猪日粮粗蛋白质从16%减至12%时，猪粪尿中氨气的散发量减少79%。在日粮中添加非营养性添加剂如膨润土和沸石粉，可吸附粪尿中的有害气体，如Canh（1997年）报道，在生长猪日粮中添加2%海泡石，可使粪尿中氨含量减少6%。在幼畜日粮中添加酶制剂，可有效提高饲料消化利用率，降低粪尿中有害气体的产生量。
表3-7 日粮添加EM菌剂对猪舍空气氨含量的影响试验次数 1 2 3 4 平均数
添加EM菌剂前舍内氨浓度（mg/m3） 66.8 57.5 48.4 62.6 58.8(7.9
添加EM菌剂后舍内氨浓度（mg/m3） 17.5 16.1 14.2 16.5 16.1(1.4
添加EM菌剂舍内氨降解率（%） 73.8 72.0 70.7 73.4 72.5(1.4
表3-8 添加EM菌剂对蛋鸡舍硫化氢的降解效果试验次数 1 2 3 4 平均数
未添加EM菌舍内H2S浓度（mg/m3） 20.4 22.8 19.8 20.2 20.8(1.4
添加EM菌舍内H2S浓度（mg/m3） 3.9 4.2 3.5 3.8 3.9(0.3
舍内H2S降解率（%） 80.9 81.6 82.3 81.2 81.5(0.6
第三节 畜舍和畜牧场空气中的微粒一、畜舍和畜牧场空气中微粒的种类畜牧场内空气微粒的种类和数量随自然环境、季节特点、土壤性质和植被等因素而变化，畜舍内的空气微粒的种类和数量因动物种类、饲养密度、饲料类型、饲养管理方式、畜舍内湿度不同而存在差异。
畜舍和畜牧场空气中的微粒分为无机微粒和有机微粒两大类。无机微粒主要是扬起的干燥粉尘；有机微粒很复杂，有外界产生的孢子、花粉、植物碎片、腐殖质，有粪粒、饲料粉尘、被毛的细屑、皮屑、喷嚏飞沫等。畜舍和畜牧场空气微粒主要以有机微粒为主。
二,畜舍内微粒的来源畜舍中的微粒，一部分由畜牧生产过程产生，另一部分由外界气流带入。
畜禽的走动、管理人员清扫畜床和地面、翻动或更换垫草垫料、分发干草和粉料、刷拭畜体等，都可使舍内微粒大量增加。
在封闭式畜舍内，病菌可通过微粒传播，使疾病迅速蔓延。
空气中微粒的含量可用密度法和重量法来度量，密度法是指单位体积空气中的微粒数，一般用每立方米所含微粒个数表示（个/m3）；重量法是指单位体积空气中所含微粒的毫克数，一般用mg/m3表示。
据统计，畜舍空气中微粒一般在103~106粒(m3之间，在翻动垫草或干饲草时，数量可以增加数十倍。
三、微粒对动物生产与健康的影响
1.微粒对畜禽健康的直接危害
微粒降落在家畜体表上，可与皮脂腺和汗腺分泌物、细毛、皮屑、微生物混合在一起，粘结在皮肤上，引起皮肤骚痒和发炎。同时堵塞皮脂腺和汗腺出口，使分泌受阻，从而导致皮肤干燥脆弱，易于损伤和破烈。微粒还可堵塞皮脂腺和汗腺出口，使汗腺分泌受阻，不但影响了畜体蒸发散热和体热调节，而且导致皮肤干燥，易于损伤和破裂。
尘埃微粒长期作用于眼睛，可使眼睛干燥发涩，引起角膜炎、结膜炎。如前所述，尘埃微粒吸入呼吸道，还可引起尘肺病。
2.微粒可作为有害气体的载体侵入动物体内
微粒在潮湿环境下可吸附水汽，也可吸附NH3、SO2、H2S等有害气体，这些吸附了有害气体的微粒进入呼吸道后，给呼吸道粘膜以更大的刺激，引起粘膜损伤。微粒体积越小，吸收有害气体后对呼吸系统的危害越大。
3.微粒可作为病原微生物的载体
微生物多附着在空气微粒上运动与传播，畜舍中的微生物随尘埃等微粒的增多而增多（见表6-9）。
表3-9 畜舍空气中细菌数和降尘量的关系指标 夏季 冬季
哺乳母猪舍 肉种鸡舍 蛋鸡舍 哺乳母猪舍 肉种鸡舍 蛋鸡舍
细菌数(个/L) 127534 275446 776780 329551 807628 1167253
降尘量（g/m2.d） 0.9666 2.1850 2.7610 0.6080 2.8392 5.5647
相对湿度（%） 77.9 78.6 72.8 88.8 72.5 80.3
从表6-9测定结果可以看出，不但肉种鸡舍和蛋鸡舍冬季空气中细菌数和降尘量均高于夏季，而且畜舍空气中降尘量越高，细菌数越多。畜舍空气中飘浮的有机性灰尘与潮湿、污浊的气体环境相结合，为微生物的生存和繁殖提供了良好条件。因此，冬季哺乳母猪舍虽然降尘量减小，但因湿度大而使细菌数仍较高。减少空气微粒，是减少病原传播的重要措施。
4．微粒对动物生产的影响
一方面，尘埃等微粒通过影响畜禽机体健康而影响畜禽优良生产性状的充分发挥；另一方面，微粒也可直接影响动物的产品，比如在毛皮动物生产中，过分干燥的环境，加之尘埃的作用，会极大地降低毛绒品质与板皮质量。
四、消除或减少畜舍空气微粒的措施在畜牧场四周种植防护林带，减小风力，阻滞外界尘埃的产生；对畜牧场场内进行绿化，路旁种植草皮、灌木、乔木，高矮结合，尽量减少裸地面积，以减少尘粒的产生。
饲料车间、干草垛应远离畜舍，且避免在畜舍上风向，以减少饲料粉尘对畜舍空气的污染。
在畜舍内分发干草和翻动垫料要轻，以减少尘粒的产生。
尽量减少干粉料饲喂动物，改用颗粒饲料，或者拌湿饲喂。
禁止带畜干扫畜舍地面，禁止在畜舍中刷拭家畜。
适当减少饲养密度，可以减少空气微粒的产生。
定时通风换气，及时排除舍内微粒及有害气体。
必要时进风口可安装滤尘器，或采用管道正压通风，在风管中设除尘、消毒装置，对空气进行过滤，以减少微粒量。
第五节 畜舍空气中的微生物一方面畜舍中有机微粒多，空气流动缓慢，有利于微生物附着；另一方面畜舍中各种液滴、飞沫也比较多，飞沫水分经过蒸发后形成滴核，滴核由蛋白质、盐类和粘液组成，微生物附着在滴核内，并受粘液与蛋白质的保护。因此，微生物可以在滴核中长期存在。畜舍内缺乏紫外线照射，温度和湿度又适宜于微生物繁衍，因而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。
一、畜舍空气微生物种类及危害非病原微生物空气中常见的一些微生物是非病原微生物，如青贮饲料干渣碎屑飞粒中的乳酸菌、酵母菌，一些能分解纤维素的担子菌孢子、霉菌孢子等。
（二）病原微生物种类及其危害尽管健康畜禽所在的畜舍空气中一般病原微生物很少。但在病畜的附近和兽医院周围空气，有大量的病原微生物。主要是因为病畜鸣叫、打喷嚏、咳嗽时喷出含有病原体的微细泡沫飞散到空气中，或者其带有病原体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。带有病原微生物的飞沫和尘埃被易感动物接触后引发相应的疫病，如吸入后容易引起呼吸道传染病，如结核、肺炎、流行性感冒。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。空气中病原微生物主要有以下几种：
1．病原细菌
（1）葡萄球菌属 致病性葡萄球菌可引起各种化脓性疾病和葡萄球菌病。
（2）链球菌属 本属细菌常引起各种化脓性疾病，特别是马腺疫、牛乳房炎、猪链球菌病、羊链球菌病和鸡链球菌病。
（3）波氏杆菌属 包括百日咳波氏杆菌、副百日咳波氏杆菌和支气管败血波氏杆菌三个种；前两种为幼儿百日咳病原菌，后一种是猪萎缩性鼻炎的主要病原菌，该菌还能引起兔、猫、狗、马等动物发生慢性呼吸道疾病。
（4）结核分枝杆菌 导致肺结核等多种结核病。
（5）巴氏杆菌 由多杀性巴氏杆菌引起的畜禽败血性传染病，因畜禽种类不同，病名不同。牛称为牛出血性败血症、猪称为猪肺疫、禽称为禽霍乱。
（6）霉形体病菌
牛肺疫丝状霉形体 引起牛传染性胸膜肺炎。
猪肺炎霉形体 引起猪气喘病。
鸡败血霉形体 引起鸡、火鸡等败血霉形体病，表现为喘气、咳嗽、流涕、窦部肿胀，呼吸锣音，属于一种慢性呼吸道传染病。
（7）沙门氏杆菌 导致鸡白痢。
（8）炭疽杆菌 引起急性、热性、败血性传染病——炭疽病。
2．病毒
（1）口蹄疫病毒 引起偶蹄动物口腔粘膜、蹄部和乳房皮肤发生水疱。
（2）痘病毒 引起皮肤、粘膜发生丘疹和水疱。
（3）猪瘟病毒 引起猪瘟，也称传染性胃肠炎瘟。
（4）猪流感病毒 引起猪流行性感冒。
（5）鸡新城疫病毒 引起鸡城疫（鸡瘟），是一种急性、败血性和具有高度毁灭性的传染病；以呼吸困难、下痢、神经机能紊乱，粘膜和浆膜出血为特征。
（6）B群疱疹病毒 引起鸡马立克氏病，对养鸡业危害极大。
（7）传染性喉气管炎病毒 主要引起鸡的喉气管炎，属于一种急性呼吸道传染病。
（8）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。
（9）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。。
（10）禽流感病毒 引起鸟类如鸡、鹅、鸭等家禽和野生鸟类爆发禽流感，也可通过家禽传染给人。
３．空气变应原
空气变应原是一种能激发变态反液压的抗原性物质，常见的有花粉粒、皮垢、皮屑、真菌孢子等，吸入呼吸道后，粘附在粘膜上引起变应性哮喘等疾病。病原微生物不仅直接危害畜禽机体健康，还严重影响畜牧业生产效益（见表3-10，表3-11，表3-12）。
表3-10 孵化室空气过滤对家禽生产的影响
孵化率 雏鸡四周龄 每公斤增重饲料 大肠杆菌检出率 雏鸡死亡率
（%） 体重（g） 消耗（kg） （%） （%）
过滤 82 560 1.62 21 2
未过滤 77 539 1.62 58 7
表3-11 蛋鸡舍空气细菌数对鸡蛋和雏鸡的影响空气细菌数 大肠杆菌数 鸡蛋细菌数 每个受精卵上大肠杆菌阳性率（%）
（万个/m3） （万个/m3） （万个/ 枚） --------------------------------------
弱死雏 中死雏 雏鸡
46 3.9 4.1 94 100 73
2.1 0.6 0.23 33 33 20
表3-12 清洗消毒与全进全出制对乳用犊牛生产的影响
犊牛数量（头数） 平均日增重（g） 犊牛发病率（%）
单个清洗消毒 39 312 18
全进全出不清洗消毒 42 26 12
全进全出清洗消毒 28 501 11
二、空气中微生物的传播途径空气微生物主要通过飞沫和尘埃传播
1．飞沫传播 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，多种病原菌可存在于其中，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畜禽吸入后，发生传染。
飞沫小滴的直径大小不一，直径较大的飞沫很快降落到地面，但从喷嚏和咳嗽出的飞沫小滴有90%以上的直径小于5(m,这些飞沫可以长期浮游在空气中，从而引起各种病原菌的传播。
2．飞沫滴核传播 当飞沫小滴干燥后，就形成飞沫小核，飞沫小核直径很小，一般仅有1~2(m.。这些滴核可以在空气中长期飘浮，或者随气流带到很远的地方，引起传染病大面积扩散。
3．尘埃传播。各种病原微生物可附着在尘粒上，如清扫畜舍时扬起的灰尘、分发粉料时的饲料粉尘、刷拭畜体产生的皮屑、毛垢、畜禽走动扬起的粪便微粒等，均可造成灰尘传播。一般越是新扬起的灰尘微粒，致病性越强。
三、减少畜牧场空气微生物的措施为了减小病原微生物对畜牧生产带来的危害，充分发挥优良畜禽的生产潜力，保证畜产品的质量和人民身体健康，发展高产、优质、高效的绿色畜牧产业，必须减少畜牧场的有害微生物。
第一，在选择畜牧场场址时，应远离传染病源，如医院、兽医院、皮革厂、屠宰场等各种加工厂，防止这些场所病原微生物对畜牧业生产造成损害。
第二，畜牧场周围应设防护林带，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；畜牧场内部要分为管理区、生产区、病尸畜及粪便处理区，以防病原微生物的蔓延。
第三，在畜牧场的大门设置消毒及车辆喷雾消毒设施，保证外出车辆不带入病原；在各生产功能区入口处，各畜禽舍入口处及过往通道设置消毒池及紫外灯，尽量减小带入病原微生物的机会。
第四，场内要绿化，畜舍内要保持清洁，减少尘埃粒子。
第五，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（见表3-13，表3－１４）。除尘器后，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 ),采用滤菌器计数，禽舍微生物的净化效率平均为81.7%。
表3-13 蛋鸡舍除尘前后的微粒数量与净化效率除尘前含有微粒（mg/m3）
除尘后含有微粒（mg/m3）
净化效率（%）
V=2.2m/s
5.60
0.62
89.0
3.60
0.50
86.1
1.50
0.25
83.3
2.60
0.32
87.5
10.08
1.10
89.8
2.53
0.32
87.5
2.22
0.23
89.7
3.50
0.50
85.8
V=1.0m/s
2.20
0.06
97.3
3.87
0.08
98.0
2.80
0.25
93.0
1.03
0.08
92.0
4.00
0.20
95.0
2.10
0.13
93.7
第五，定期和不定期消毒。消毒是畜禽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%草木灰水及2~5%福尔马林溶液。另外，也可用甲醛薰蒸法对畜舍空气进行消毒。
预防性消毒要作为制度按期消毒；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。
表3-14除尘前后的禽舍空气中的微生物数量禽舍空气中微生物数（百万单位/m3）
净化效率（%）
除尘净化前
除尘净化后
104100(2500
21500(970
79.5
112800(3200
22900(890
83.9
121500(2640
22020(1090
82.0
第六节 空气离子
一、空气离子的产生空气中的气体分子如氧、氨等，都是由相同或不同的原子组成的，原子是构成分子的基本单位；在原子中，有许多电子围绕着原子核按照固定的轨道运动，当受到外界某种因素的作用时，原子中最外层的电子就会摆脱原子核的束缚，从轨道上跃出去，成为自由电子，它被另外的中性气体分子俘获后，则中性气体分子带负电荷变成负离子，原来的电中性分子因失去了电子，电中性受到破坏带正电荷，成为正离子，这一过程称为空气的电离。空气电离是大气普遍存在的物理现象。距离地面约55-60Km以上的大气层称为电离层，稀薄的空气由于太阳紫外线和X射线的光致电离作用，使空气中氧和氮分子出现电离现象。带电离子浓度随高度的递升而增加，在60Km处空气离子浓度为102/cm3粒子，100Km处空气离子浓度为103/cm3粒子。电离层的空气电离现象，对大气下层的生物无直接影响。距地面60Km以下的空气离子主要来源于宇宙辐射和其它因素，数量相对较少，但对生物产生直接影响。
近地大气层的空气电离，是由于自然界的放电、紫外线照射、其它宇宙射线、放射性物质作用、海洋、河流及瀑布等水域的湍流、喷溅等致离作用，使空气某些原子丢失一个或几外层电子，形成带正电荷的离子和自由电子。自由电子与气体的中性原子或分子碰撞形成负离子，其直径为10-8cm，这种负离子寿命很短，只能存在几十秒钟，它很容易附着在空气中的气溶胶上，形成重离子。
在自然界里，空气离子化主要由下列途径产生：
1．放射性物质，如镭和钍等，通过(射线（土壤）、(射线（大气）、氡及其子体使空气电离。
2．宇宙射线的作用，使空气分子发生电离，其强度随高度增加而增强。
3．中子流、紫外线、闪电、冰雪、狂风的作用，使使空气分子发生电离。
4．雷纳德（Lernacl）效应，瀑布、喷泉、浪花等，被击碎的水滴带正电，其周围的气体带负电。
5．火焰、金属盐类烧灼到一定高温后，便发射出电子，附着于氧原子周围形成空气离子。
接近分子大小的带电荷的原子或分子，都属于小的空气离子，包括正离子（n+）与负离子（n-）两种。这种较小的空气离子具有极高的运动速度，可达1~2cm/s，它们在大气中互相碰撞，不断聚集形成正重离子（N+）和负重离子（N-）。在被污染的空气中，空气中污染物与空气离子结合，使其中和、沉降和衰减。
在特定环境下，小的空气离子不断产生，又不断衰减，大约每秒毫升空气中可产生5~10对正负离子，在清洁的空气中可以停留4~6分钟，在污浊的空气中则只能保持1分钟。在自然界2.7×1019个/cm3空气分子中，小离子仅占102~103个/cm3，即使人造空气离子环境，也不过是106~107个/cm3,仅为空气分子含量的1012分之一，但空气离子具有很高的生物活性，对大气环境的质量以及整个生态系统具有重要的影响。
二、空气离子对生态环境的影响
1．除尘作用 由于小的正、负离子与带电荷及未带荷电的污染物相互作用，可使空气中的微粒带电，使其达到一定的电势而沿电磁场的电力线运动，沉浮在地板、天花板或物体上，从而减少畜舍中的尘埃与微生物，有资料表明，使用空气电离的畜舍，空气尘埃量可减少2/3~3/4，微生物减少30~66%。空气离子尤其对小至0.01(m的微粒和难以除去的飘尘有明显的降尘效果。
2．抑菌、杀菌作用 在人造空气负离子的环境中，霉菌、细菌数可降低90%以上。据报道负离子空气能预防“鸡新城疫”病毒的传播；空气负离子可显著提高肉鸡体质和增重，蛋鸡产蛋率和孵化率，并能降低耗料量；空气负离子对预防牛和猪疾病，促进牛和猪生长，具有重要作用。
3．空气离子与大气环境 空气环境的物理特性、气候、季节、一天不同时刻太阳辐射以及大气中污染物的种类和数量等对空气离子浓度产生重要影响。据测定，环境清洁、天气晴朗，小的负离子浓度可在300个/cm3以上，正负离子浓度比（R+/-）在1：1~3范围内，比例比较适当；当环境被污染或者有阴雨天气，小离子附加到污染物上，则小离子浓度迅速降低，负离子浓度可小于100个/cm3。在大多数情况下，小的负离子衰减比正离子有更明显的倾向，因而正负离子会出现很不平衡的状态，当正负离子浓度比（R+/-）增至3：1以上时，人们会感到很不舒适和烦躁不安。
在舒适环境中，空气中含有大量的负离子，在令人感到不舒服的环境中，空气中无负离子，而含有大量的正离子。据报道，高30米的瀑布，负离子浓度为50，000个/cm3，正离子浓度为0；而高25米的平利烟雾瀑布，负离子浓度为100，000个/cm3，正离子浓度为750个/cm3；杉木林负离子浓度为13，000个/cm3，正离子浓度为4，000个/cm3；农药厂的六六六粉包装车间负离子浓度为0，正离子浓度为30，000个/cm3。这些数据足以说明，空气正负离子的浓度及比例直接反映空气质量的状况。
四、空气离子对人与动物生命活动的影响
1．空气离子进入机体的途径空气离子进入机体的途径有两条，其一是离子进入呼吸道，刺激肺末梢神经感受器，传到中枢神经，反射到全身；其二是离子电荷刺激肺动脉，引起血液胶体成分和细胞成分的自然电荷增加，使机体电化学改变，作用于血管内感受器，传到神经。
2．空气离子生物学效应机理目前关于空气生物学效应的机理尚无定论，但普遍认同两种理论。
(1)空气离子能影响组织中五羟色胺的释放，从而影响植物性神经系统的调节，正离子有刺激、兴奋作用，高浓度的正离子可以使向血液中释放的五羟色胺增加，引起心律加快、血压升高等一系列反应；如果正离子的数量过多，就会引起不快感、失眠、心烦、头痛、呼吸急促、体力恢复延迟等一系列症状。
高浓度的负离子作用则相反，它可促进五羟色胺的生物氧化而使其降解加快，导致血液和组织中五羟色胺的浓度降低；空气负离子对人体能起镇静、催眠、镇痛、镇咳、止痒、止汗、利尿、增进食欲和降低血压等作用。
无论是正离子，还是负离子，其生物学作用已被多方面的科学试验与实践应用结果所证实。
（2）在生物机体中，每一个细胞都象一个微型电池，它的膜内外有50~90mv的电位差，机体神经系统就是依靠这些“微电池”的不断充电和放电作用，把视觉、听觉等各种信号输送至大脑，或将大脑的指令传送给各个器官。只有不断补充空气负离子，才能维持组织细胞的电荷平衡，否则就会破坏组织细胞电荷平衡，影响正常生理活动，产生如胸闷和头昏等症状。
3．空气离子对人与动物生命活动的影响
(1) 新陈代谢 吸入空气负离子，可降低血糖、胆固醇、甘油三脂含量，增加糖元有氧代谢，使无氧代谢产物乳酸维持在较低水平；吸入空气负离子，可加强肝、肾、脑和肾上腺的组织氧化能力，加速氧化游离五羟色胺，可增强运动耐力。当小鼠吸入105~107/cm3浓度的负离子2天，每天2次，每次3小时，在水中耐受时间增加1倍以上，死亡时间由209分钟延长至460分钟，。
（2）神经系统 空气负离子能调节和改进神经系统及大脑的功能状态，使抑制过程加强，因而能镇静、催眠、稳定情绪、增加舒适感，使运动感觉和光适应时间缩短。此外空气负离子对人与动物学习和记忆有良好作用，并且对性格、情绪和行为也产生有益作用。
据医学保健资料记载，空气负离子对神经衰弱、神经官能症、植物性神经紊乱、原因不明的神经痛、过敏性疾病、偏头痛、更年期综合症、抑郁症等治疗效果明显。有人用水离子发生器治疗111名精神异常患者，对缓解无力、易怒、焦虑等，具有较好的效果。
（3）呼吸系统 空气负离子能增加气管、支气管纤毛活动，有利于粘液排出，并使支气管平滑肌松弛、具有解除痉挛，起止咳、平喘、祛痰的作用。负离子还能逆转正离子所引起的支气管壁感染；增强肺通气功能和换气功能，使吸氧量增加20.0%，二氧化碳排出量增加14.8%。
空气负离子在治疗慢性阻塞性肺病、支气管哮喘、慢性支气管炎、支气管扩张、肺气肿、肺尘埃沉着症、感冒、慢性鼻炎等作用显著。
（4）免疫系统 吸入空气负离子可提高巨噬细胞比率，使血液中(-球蛋白升高，提高淋巴细胞增殖和存活能力，对移植肿瘤细胞有抑制和衰减作用。
（5）心血管系统 吸入负离子有明显降压作用，可改善心肌功能，增加心肌营养，使周围毛细血管扩张，皮肤温度增加。
吸入负离子对治疗高血压，冠心病、心绞痛、心脏性哮喘、高血脂症具有明显作用。
（6）造血系统 正负离子均能刺激造血功能，使红细胞、血小板增加，活化网状内皮系统功能，增加球蛋白质及pH值，缩短血凝时间，使血液粘稠度增加。
（7）消化系统 负离子可促进胃液分泌，增进食欲。
（8）皮肤、外科 空气负离子有抑制和杀灭细菌的作用，并促进上皮生长、加速伤口愈合和机体修复。微弱的负离子流，能使表浅溃疡干燥，并形成保护膜，改变创面酸碱度，促进上皮增生。
空气负离子对风湿性关节炎、烧伤、创伤、神经性皮炎，慢性皮肤溃疡有疗效。
五、影响大气离子浓度的因素
1．环境污染 空气中总悬浮物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物与空气负离子呈明显负相关，环境污染越严重则负离子浓度越低。
2．气象因素 有关实验资料表明，相对湿度与空气负离子呈正相关；气温气压与负离子呈负相关；风速、风向与空气离子浓度无关。
3．雾和海浪 统计资料表明，有雾时空气中正负离子浓度明显低于无雾时，空气中负离子浓度与雾大小呈反比，与雾的种类无关，在无雾情况下，海浪越大，空气负离子浓度越高。
4．空气耗氧量 据报道，空气中离子浓度与空气耗氧量呈负相关，空气中耗氧越高，空气中负离子越低。
大气圈中空气分布是不均匀的，海平面上的大气最稠密，近地层的大气密度随海拔高度上升而递减。根据大气层的物理性质，可将大气层分为：
1.对流层
对流层是大气圈中靠近地面密度最大的一层空气，该层空气厚度因地球纬度不同而有所差别，在极地地区其厚度为6~10km;在中纬度地区其厚度约为10~12km，；在赤道地区其厚度可达16~18km。对流层平均厚度约为12km，而其空气质量约占大气层总量的75%左右。在对流层大气里除了含有纯净的空气外，还含有一定量的水蒸气，对流层空气湿度适宜，对人和动植物的生存具有重要作用。在对流层，温度随着海拔高度的增加而减少（速率为0.65℃/100m），这种对流层上下层空气的温差导致了大气强烈的对流运动。由于太阳辐射和大气环流的作用，对流层出现“冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、霜、雾、雷、电”等极其复杂的天气现象。此外，人类和动物活动排放的污染物也大多聚集于对流层，即大气污染主要发生在对流层。因此，对流层尤其是靠近地面1~2km的近地层空气与动植物生产和人类活动关系最为密切。
2.平流层
平流层位于对流层之上，上层边缘高度达80~90km。平流层下部空气温度几乎不随高度而变化，称之为低温恒温层（空气温度为-55(C）。低温恒温层上部边缘大约距地面为20~40km。平流层的上部（距离地面40~50km）空气温度随海拔高度上升而增高，在距地面50~55km的平流层层顶处，气温可升至-3(C~0(C，比对流层顶部的气温高出60~70(C。这是因为在平流层的上部存在着厚度为20km的臭氧层，臭氧层能强烈吸收波长为200~300nm的太阳紫外线，致使平流层上部气温明显地升高。
在平流层中，由于上热下冷呈现逆温，因而该层很少发生大气的上下对流，极少出现云、雨、风暴等天气，大气透明度好，气流稳定。进入平流层的污染物，由于在大气层中扩散速度较慢，污染物能够在该层长期停留，有时可达数十年之久。进入平流层的氮氧化物、氯化氢以及氟利昂有机制冷剂等能与臭氧层中的臭氧发生化学反应，致使臭氧浓度降低，严重时可导致臭氧层出现“空洞”。由于空洞的出现，使到达地面的太阳辐射及紫外线增强，一方面使患皮肤癌等病的人比率增加，另一方面对地球上的生态系统构成了极大的威胁。
3.中间层
中间层位于平流层层顶之上，距地面高度大约为80~85km。中间层没有臭氧，不能吸收紫外线，气温随高度增加而迅速下降，中间层顶部温度可降至-100(C左右。由于上冷下热，该层经常发生强烈的大气垂直对流运动。
4,暖层（电离层 ）
暖层（电离层 ）位于中间层的上部，暖层的上界距地球表面约有800多公里，其下部基本上是由分子氮组成，而上部是由原子氧组成。原子氧可吸收太阳辐射光中的紫外线，因而，暖层中气体的温度随高度增加而迅速上升；由于太阳光和宇宙射线的作用，使得暖层中气体分子被大量电离，所以，暖层又称为电离层。
5.外层
外层是大气圈的最外层，在暖层的上部，这层相当厚，是从大气圈逐步过渡到星际空间的大气层。距地面高度大约有800~1400km，外层空气极为稀薄。
（二）大气的组成大气是多种气体的混合物。首先，大气是由氮（N）、氧（O）、氩（Ar）及微量的的氖（Ne）、氦（He）、氪（K r）、氙（Xe）等稀有气体组成，其中N、O、Ar三种气体占大气总体积的99.96%，这些气体的组分含量基本不变，可称之为恒定组分，主要集中在地面到高空85km这段大气层中。其次，大气中还含有CO2和水蒸气，这些气体的含量由于受地区、季节、气象以及人们生活和生产活动等因素的影响而发生变化，这些气体组分称之为可变组分；在通常情况下，水蒸气的含量为0~4%，CO2的含量近年来已达0.036%（详见表3-1）。
表3-1 标准状态下干燥空气的组成空气成分 体积百分比（%） 重量百分比（%）
氮（N2） 78.09 75.1
氧（O2） 20.95 23.15
氩（Ar） 0.93 1.28
氖（Ne） 0.0018 0.00125
氦（He） 0.00052 0.000072
氪（K r） 0.0001 0.00029
氙（Xe） 0.000008 0.0000036
氢（H） 0.00005 0.0000035
臭氧（O3） 0.000004 0.000007
二氧化碳（CO2） 0.03 0.046
甲烷（CH4） 0.00022 0.00012
据蒋展鹏，环境工程学.北京：高等教育出版社，1992
大气中还含有各种不同来源的微细尘埃和自然界产生的某些化合物，称为不定组分。进入大气的尘埃有土壤和岩石表层风化及粉碎而形成的地面尘，有工业生产、交通和人类活动产生的粉尘和烟尘，有火山爆发喷发出的火山尘，有森林、泥炭和草原火灾产生的烟尘，有因暴风雨溅起海水形成的细小海盐微粒——海洋尘，有从宇宙空间飞来的宇宙尘埃，此外，还有有机微粒如动植物碎屑（粪、毛、皮屑及植物碎片、花粉、孢子等）以及微生物、真菌、细菌等，还有来源于自然灾害和人类社会生活消费、交通和工农业生产排放的废气，如硫、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物及恶臭气体等。这些不定组分进入大气中，可造成一定空间范围内暂时性的大气污染。
空气不利于微生物生活和繁衍，主要原因是：（1）干燥的空气可使微生物失去水分而干瘪；（2）空气中缺乏营养物质；（3）太阳辐射中紫外线具有的杀菌作用。因此，大部分微生物在空气中存活时间较短。但是，当空气中存在气溶胶（固体微粒和液体微滴）时，则可为微生物提供庇护和营养。因此，空气中微生物含量与空气含尘量呈正相关，刮风时空气含尘量高，微生物附着在粒径为5μm的微粒上随风传播30Km，而降水可使空气中微生物大大减少。大气中微生物有上百种，有人测定，其含量约有10000个/m3，有杆菌37种、球菌26种、丝状菌20种、芽孢菌7种，但大多数是非致病菌。
二、大气污染
（一）大气污染的概念
大气污染就是指在空气的正常成分之外又增加新的成分，或者使原有某种成分骤然增加，对人、畜和其它生物的健康产生了不良的影响，甚至会引起自然界发生某些变化。
大气中的污染物质来自自然界和人为两方面。自然界的火山爆发、森林火灾、地震和开采各种天然矿藏可产生大量的污染物质(如各种微粒、硫化氢、硫氧化物、各种盐类和异常气体)等，能造成局部的或短期的大气污染。人为的污染物主要来自为工业生产过程和人类生活排放的有毒、有害气体、微生物和烟尘，如氟化物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧化铁微粒、氧化钙微粒、砷、汞、氯化物、各种农药的气体等。畜牧场和畜产品加工厂既可排放氨、硫化氢、甲烷、吲哚、粪臭素等有害气体，也可以排放粉尘和微生物（详见表3-2）。
表3-2 空气污染物的种类固体（颗粒）
污染物种类
气体状态污染物种类
一次性气体污染物
二次性气体污染物
粉尘飞尘烟黑烟雾煤烟
含硫化合物碳氧化合物含氮化合物碳氢化合物卤素化合物
SO2，H2S
CO2、CO
NO、NH3、NO2
CmHn
HCL，HF
SO3、H2SO4、M SO4（硫酸盐）
无
H NO3,MNO3（硝酸盐）、O3
醛、酮、酯无
（二）大气污染的危害大气污染对空气环境的危害
烟尘对太阳光有一定的吸收和散射能力，因此，烟尘可以减少太阳直接辐射到地球表面的辐射强度，导致空气浑浊度增加，能见度降低。大气中的酸性污染物与降水结合，产生酸雨，造成水体污染，导致水生生物大量死亡，污染土壤，导致农作物减产。大气中的二氧化碳、尘埃等能使大气产生“温室效应”，引起全球气温升高，造成冰川融化，海平面上升，导致沿海城市被淹，土壤盐碱化，气温升高还导致大陆局部地区干旱，水涝、土地沙漠化等灾害频繁发生。由于人类使用氯氟烃做空调、冰箱等制冷剂，可导致大气层臭氧层被破坏。
大气污染对动物的危害
大气污染首先对动物呼吸器官造成危害，当动物吸入受到污染的空气时，可引起呼吸器官机能的改变，影响肺组织的气体交换。同时，进入肺泡的污染物质可迅速被吸收、不经肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身；其次，大气污染可以影响动物体血液中血红蛋白的运输氧的功能。实验证明：当血液中碳氧血红蛋白达到5%时，可损害血红蛋白输送氧的能力相当于丧失200毫升的血液。对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重影响。第三，大气污染对动物体可产生急性和慢性中毒，当大量有毒物质浓度急剧增加时，可产生急性毒害作用，当大气污染物浓度低，但长期作用也能使动物产生慢性中毒。
3．大气污染对植物的危害
绿色植物除提供动物营养物质以外还具有吸收有害气体、过滤烟尘、杀灭病菌、减弱噪音等作用。但是，大气污染物如二氧化硫、氟化氢、光化学烟雾、乙烯等可对植物产生毒害作用，造成植物倒伏枯死，烟尘堵塞植物呼吸孔，影响植物光合作用，使植物营养供给发生障碍，导致植物不能正常生长。
4．大气污染对水生生物系统的影响
大气污染物中的硫氧化物、氮氧化物及二氧化硫在金属离子催化剂作用下，与大气中的水气结合形成酸雨，酸雨降落到湖泊江河对水生生物构成潜在的危害。由于酸雨的作用使水pH降低，导致有些重金属如镉、锌、铅和汞等溶解，这些重金属离子通过食物链被水生生物吸收和富集，对人类健康构成很大威胁。
（三）大气中的主要污染物
1.二氧化碳
二氧化碳（CO２）含量的变动与气温关系极为密切，CO２允许来自太阳的短波辐射通过而到达地面，从而使地温和低层大气的温度增高。但是却不允许从地表放射出来的长波辐射(热辐射)透过，而且能够强烈地吸收长波辐射，从而阻止热辐射扩散到高空中去，从而把热量储存在大气中，使大气的平均温度增高，这种现象称之为二氧化碳的“温室效应”。因此，所谓温室效应就是指大气CO２含量的增加引起气温升高的现象。
近一个世纪以来，工业发展排放的二氧化碳量大为增加，其中约有1/3不能被绿色植物和水体所吸收而在大气中积累起来，这样，随着二氧化碳数量的不断增加，“温室效应”亦越来越强，导致地表上的空气温度越来越高。据估测，如果空气二氧化碳含量增加一倍，则平均气温至少上升2℃。温室效应导致全球气候变暖，其结果是冰山溶化，海平面上升，沿海城市和农田被淹没，局部地区出现严重的干旱或洪涝。
为了避免上述不良倾向，首先必须把二氧化碳浓度控制在一个合理的范围内，通常应将大气中的二氧化碳含量控制在0.03%。减少二氧化碳污染的最根本的措施是改变能源结构，尽量减少使用有污染的能源，增加利用太阳能、风能、水能、核能等清洁能源。此外，还要大规模地植树造林，据推测，地球上现有的森林和绿色植物不但每年大约可吸收二氧化碳1000亿吨，而且能制造出占空气中氧总量的60%左右的氧。因此，植树造林，种草种树，对于维持生态系统空气环境二氧化碳的动态平衡具有重大的意义。
2.空气尘粒
空气尘粒的种类 大气中颗粒物的粒径分布范围较广，一般是1000(m以下，小于100(m者居多，最小的粒径大约为10-3(m左右，接近气体分子直径数量级，粒径大于100(m，肉眼可以观察到。粒径大于10(m的粒子能够较早地在发生源附近沉降，称为降尘；小于10(m的颗粒物多悬浮于大气中，称为飘尘；飘尘中粒径为0.01~0.1(m的颗粒数目最多，可长期漂浮，落至地面需要5～10年。空气中的尘粒主要有,①粉尘 粉尘是指分散于空气中的细小固体粒子，这些粒子通常是由煤、矿石和其他固体物料在运输、筛分、碾磨、装卸等机械处理过程中或由于风的吹拂所产生。粉尘的粒径一般在1~200(m之间；大于10(m的粒子，在重力作用下，能在较短时间内沉降到地面，称为降尘；小于10(m的粒子，能长期飘浮于大气，称为飘尘；②烟 烟是指由于固体升华、液体蒸发、化学反应等过程中在空气或气体中凝结成的浮游粒子气溶胶；烟气溶胶粒子的粒径通常小于1(m；③飞尘 飞尘是指燃料燃烧后，在烟道气中所悬浮的呈灰状细小微粒；④黑烟 黑烟是指在燃烧固体或液体燃料过程中所生成的细小粒子在大气中飘浮形成的气溶胶现象。黑烟中含有煤烟尘和硫酸微粒；⑤雾 雾是指物质由蒸汽状态凝结成液体小滴悬浮于空气中所出现的现象，其粒径小于100(m,起雾时空气相对湿度为100%，影响1公里以外的空气水平能见度；⑥煤烟尘 煤烟尘是指伴随燃料和其他物质燃烧所发生的黑色烟尘，其中含有50% 的炭，粒径大约在1~20(m 左右；⑦总悬浮微粒 总悬浮微粒是指大气中粒径小于100(m的所有固体颗粒。
（2）空气尘粒引起“阳伞效应” 在空气中，存在有大量的尘粒，这些尘粒可产生“阳伞效应”。所谓阳伞效应是指由于空气中尘粒增多而引起气温下降的现象。这种效应主要是由于大气中飘浮着许多固体的微粒，统称为“气溶胶”引起的。它们对太阳短波辐射具有强烈的吸收作用［丁铎尔(Tyndall)效应］，从而使到达地表的太阳总辐射量和直接辐射量减少，对地面产生冷却作用。据估测，如果到达地表的太阳总辐射量减少1%，地表上平均气温将下降1.2～1.5℃。因此，阳伞效应能抑制温室效应的单向发展。正因为大气中同时存在着这样两种作用相反的效应，才使地表空气层保持着相对稳定的温度。 据估计，近年来，每年约有9580～26150万吨的污染物质进入大气，其中天然污染(如火山、烟尘、森林火灾、地表尘埃、有机性灰尘等)约为7732～22000万吨，人为的污染物(如燃烧化石燃料、工厂排放的烟尘和废气、汽车尾气等)约为1850～4150万吨。这些污染物质进入空气中，使温室效应与阳伞效应失去相对平衡，从而引起局部地区气候异常。
空气颗粒对人畜的危害 粒径大于10(m的颗粒物，几乎都可被鼻腔所阻隔，而不进入肺泡，但微粒可引起鼻腔干裂；如果微粒中夹带病菌，可导致感染。粒径小于10(m颗粒物（飘尘）可以经过呼吸道沉积于肺泡，对动物危害最大。5~10(m的微粒可吸入支气管，进入气管和支气管内的微粒，一部分由于纤毛上皮运动，随痰咳出，另一部分由吞噬细胞作用而引起转移。5(m以下的微粒可吸入细支气管和肺泡，飘尘在肺泡的沉积率与飘尘颗粒的粒径有很大关系，粒径为10~0.1(m的颗粒物90%沉积于呼吸道和肺泡内；其中，粒径为2~4(m的颗粒物在肺泡内沉积率最大，粒径为0.4(m的颗粒物在呼吸道和肺泡膜内沉积率最低，可以自由出入肺部；颗粒物随粒径的增大沉积率相应增大。
沉积在肺部的污染物如被溶解，就会直接侵入血液，造成血液中毒；如部分溶解在支气管粘膜内，就可引发气管炎和支气管炎。没有溶解的污染物有可能被细胞所吸收，导致细胞破坏，停留在肺组织的微粒，可通过肺泡间隙，侵入周围结缔组织的淋巴间隙和淋巴管内，并能阻塞淋巴管侵入肺组织或淋巴结的空气颗粒，引起尘肺病 。
（4）卫生学要求 我国大气环境质量标准规定，居民区空气中总悬浮物微粒日平均不得超过0.3mg/m3。
3．氟化物
（1）性质 氟是淡黄色有刺激性臭味的气体，在自然界中非常活跃，常温下与空气中许多成分相互作用，在潮湿的空气中可形成HF、OF2等。
（2）来源 氟除了在空气中存在外，还存在于土壤、水体，动物和植物体内。世界卫生组织(WHO)根据土壤氟化物含量将全世界划分为富氟区和贫氟区。我国沿海一带大部属于人为的富氟区，主要是由工矿区排放的氟化物污染所造成。
随着工农业的发展，氟化物已广泛应用于化工原料，在炼钢厂、磷肥厂、电解铝厂、玻璃厂、石油化工厂等的生产过程中，均可排放氟化物，因此，造成工业性氟污染。据测定，在过磷酸钙生产过程中，主要排放四氟化硅(SiF４)，在钙镁磷肥生产过程中，主要排放氟化氢(HF)和四氟化硅。一座年产4～5万吨钙磷肥高炉，每小时排放含氟的废气约为3.5万立方米，含氟浓度约1.5g/m3，每小时排氟量高达50多公斤。
(3) 氟化物对家畜的危害
含氟的空气和微粒从呼吸道吸入动物体后，对呼吸道粘膜发生强烈的刺激作用。经口腔摄入的含氟微粒，可经消化道吸收，迅速进入血液循环，大约有75%的氟可与血浆蛋白结合。进入动物体内的氟，主要蓄积于牙齿和骨骼中；也可分布于心脏、肺脏、脾脏、肾脏内。氟在家畜体内可影响钙、磷代谢，过量的氟可与钙结合为氟化钙(CaF2)沉积于骨骼中，并引起血钙减少，溶血细胞增加，促使骨质溶解，骨骼变形。氟化钙还能抑制肾小管对磷的吸收，使磷从尿中大量排出。氟化钙影响牙齿的钙化，使牙冠钙化不全，釉质受损，发生牙齿变形。长期在磷肥厂附近放牧的耕牛，因受氟化物的毒害，表现为牙齿发黄、松动、缺损，牛蹄变形，趾角质增生，形成剪刀状蹄，跛行，四肢僵硬，采食量减少，体重减轻，逐渐衰竭而死亡。经尸体剖检发现，病牛骨骼中的含氟量明显增加，跖骨含氟量达630 mg/kg，趾骨含氟量达1270 mg/kg，而正常的家畜含氟量为430 mg/kg。动物氟中毒在工业污染区时有发生，危害甚大。据报道，在1980年5～9月间，内蒙古包头市区和近郊六个地区的大气中氟的污染持续多年使大群家畜发生氟中毒，羊的发病率达100%，死亡率达60%。 1975年在乌拉特前旗有适龄母畜35.8万头，因氟中毒使20.7万头空怀或流产，只有15.1万头产仔，而存活的幼畜10.4万头，其繁殖成活率不到30%。
值得注意的是，氟化物通过水体和土壤富集在饲料中，对动物生产也可能产生不利影响，冯军（2001年）等人研究表明，随着饲料氟含量升高，肉鸡股骨中氟含量增加，氟化物在短期内提高淋巴细胞转化率和生成率（毒物应激初期引起免疫功能提高），但长期饲喂含有大量氟化物的饲料，可抑制淋巴细胞生成，降低淋巴细胞转化率，对动物免疫功能有害；用含有氟的饲料喂鸡，随着时间推移，肉鸡股骨中氟含量增加，淋巴细胞生成率和转化率降低（如表6-3所示）
(4)卫生学要求 我国大气环境质量标准规定，空气中氟的最高容许浓度一次量为0.02mg/m3，日平均为0.007mg/m3。
表3-3 饲料氟含量对肉用仔鸡股骨氟含量、淋巴细胞生成率和转化率的影响饲料氟含量（mg/Kg）
股骨氟含量
（mg/Kg）
淋巴细胞生（酸性α-醋酸萘酯酶）阳性率
淋巴细胞转化率
（%）
胸腺重量
（g/个）
14d 28d 42d
14d 28d 42d
14d 28d 42d
14d 28d 42d
64
300
500
960 1558 2081
2427 4662 6604
3704 6740 9721
73.1 70.9 76.4
74.2 64.0 41.5
80.5 62.7 40.6
63.4 61.1 60.7
64.5 61.7 58.9
66.7 59.8 55.8
0.73 1.47 1.84
0.81 1.55 2.71
0.81 1.33 1.33
引自冯军，王政富，池仕红，氟化物对雏鸡细胞免疫功能的影响.畜牧与兽医，2001，33（2）：10-13
4,硫氧化物
(1) 性质 二氧化硫为无色有刺激性气体，比重为1.434，易溶于水，形成亚硫酸。二氧化硫能被氧化生成三氧化硫，遇水形成硫酸。
(2) 来源 硫氧化物主要来源是燃烧含硫的煤和石油而产生的气体。在冶炼厂、硫酸厂等生产过程中，可排放大量的硫氧化物气体。据估计，一吨煤中含硫5～50kg，一吨石油中含硫5～30 kg。根据燃烧特性，硫可分为可燃性硫和不可燃性硫两种。可燃性硫在燃烧过程中，大部分生成二氧化硫，其中约有5%的二氧化硫在空气中被氧化生成三氧化硫，这些气体遇水生成硫酸，降落为酸雨，污染水源，土壤，对植物危害甚大，家畜饮用酸水或采食此种酸污染的饲料后，直接受害，发生酸中毒。目前我国酸雨主要分布在西南、中南、华东地区，由北向南逐渐增加，西南地区最为严重，中南次之，华东再次之。以河流来说，集中在长江流域以南。以江苏、安徽为例，苏南为主要酸雨地区，苏州地区降雨pH值为4.7。皖南安庆地区酸雨频率达85%。
（3）对人畜的危害 SO2是无色具有恶臭的刺激性气体，对一般人来说，SO2嗅阈值浓度是1mg/m3，对二氧化硫敏感者嗅阈值浓度为0.5mg/m3，当吸入浓度为5mg/m3时，鼻腔和呼吸道粘膜都会出现刺激感，发生呼吸不畅。二氧化硫对于各种家畜均可引起伤害，甚至致死。二氧化硫浓度为0.01～0.1 mg/m3时，就能刺激眼结膜，影响视觉，缩短视程；还能刺激鼻咽等粘膜。在潮湿空气中，二氧化硫形成亚硫酸，使毒害作用加强。当二氧化硫浓度在0.3～1 mg/m3 时，开始由嗅觉感知；当二氧化硫浓度达1～3 mg/m3 时，刺激鼻咽和呼吸道粘膜，发生呼吸不畅，喘息等症状。当二氧化硫浓度达3～5 mg/m3 时，经10～15 min可引起气管和支气管平滑肌的反射性收缩，使呼吸道的阻力增加。当二氧化硫浓度达5～10 mg/m3 时，经15 min后，可引起慢性支气管炎、慢性鼻咽炎等；当二氧化硫浓度达20 mg/m3时，引起眼结膜炎症；当二氧化硫浓度达30 mg/m3 时，可使呼吸道深部发生炎症、咳嗽，甚至引起肺水肿等。牛对二氧化硫的反应最为敏感，当二氧化硫浓度在30～100 mg/m3 时，表现为呼吸困难，口吐白沫，体温上升，尸体剖检呈现严重的支气管炎、肺气肿等。当二氧化硫浓度在100～300 mg/m3 时，使仔猪精神萎靡，增重减缓。雏鸡在高浓度（300 mg/m3 ）二氧化硫环境中，口吐黄水，食欲停止，甚至死亡。羊与马对SO2抵抗力较强，但当二氧化硫为1000 mg/m3 时，首先对羔羊和幼驹发生不良影响，进而抑制其生长发育，使其对病原菌的抵抗力减弱，特别容易引起呼吸道疾患和肺水肿等，最后使动物窒息而死。
在大气污染中，SO2与多种污染物共存，吸入含有多种污染物的大气对人畜产生的危害比各种污染物各自作用之和大得多，特别是在SO2与颗粒物同时吸入时，对人畜产生的危害更为严重。这是因为飘尘气溶胶粒子把SO2带入呼吸道和肺泡内，其毒性增大3~4倍。如果飘尘为重金属粒子，它可催化SO2使之氧化为硫酸雾，其刺激作用增强10倍。
(4) 卫生学要求 我国大气质量标准规定，居民区空气中SO2任何一次浓度不得超过0.5 mg/m３，日平均浓度不得超过0.15mg/m３。
5.氮氧化合物（NOx）
(1) 性质 大气中的氮二氧化合物包括一氧化二氮(N２O)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N2O3)、二氧化氮(NO2)和五氧化二氮(N2O5)等。空气中氮氧化合物最多的是二氧化氮和一氧化氮。在高温下的二氧化氮为红褐色气体，有强烈的刺激性，比重1.448g/cm3(20℃)。一氧化氮为无色气体，遇氧则生成二氧化氮。
(2) 来源 空气中的氮氧化物一个最主要的来源是各种燃料燃烧产生的废气，在工农业生产过程中，如氮肥厂、硝酸制造厂、染料工厂等排放出大量的一氧化氮，与空气中的氧结合，生成二氧化氮。在硝酸制造厂的废气中，一氧化氮浓度可达0.1～0.69%，火力发电厂排放的烟尘中，一氧化氮可达200～1500 mg/m3，低温锅炉排出的一氧化氮烟气达10～100 mg/m3。氮氧化合物另一个主要来源为汽车和拖拉机排放的废气，其浓度可达3000～6000 mg/m3，可对人类和家畜造成严重的危害。
(3) 氮氧化合物对家畜的危害 污染大气的氮氧化物主要是指NO和NO2,氮氧化合物难溶于水，对家畜眼结膜和上部呼吸道粘膜刺激作用较小，但它易于被吸入呼吸道深部。当低浓度时，可引起慢性中毒，高浓度时，则可发生急剧中毒。当二氧化氮浓度为0.12～0.22 mg/m3时，即可嗅到有异臭；浓度为0.5 mg/m3时，接触4 h后，肺泡受到影响，一个月后，家畜发生气管炎，进而引起肺水肿；浓度为5 mg/m3时，吸入10 min可使呼吸道平滑肌收缩，使呼吸作用的阻力增加。动物试验证明，二氧化氮能破坏肺脏中的蛋白质、脂肪和细支气管的纤毛上皮细胞。长期生活在0.8 mg/m3的二氧化氮的空气环境中，家畜呼吸频率增加，红细胞数量增多，表明家畜已慢性缺氧，二氧化氮已干扰了家畜对氧的利用，使肺组织受到损伤，影响呼吸机能。当二氧化氮浓度为17 mg/m3作用10 min时，家畜即可发生呼吸困难，支气管痉挛，引起肺气肿；当二氧化氮浓度达60～150 mg/m3时，强烈刺激鼻腔和咽喉，发生咳嗽，喉头和肺部有烧灼感，肺部紧缩，呼吸紧迫，进而昏迷，甚至死亡；当二氧化氮浓度为100～700 mg/m3时，短时间吸入，动物剧烈咳嗽，引起急性中毒而死亡。
氮氧化合物对环境产生的危害是产生光化学烟雾。一般认为光化学烟雾是大气中氮氧化合物、碳氢化合物和一氧化碳等污染物，在强烈的太阳光照射下发生光化学反应而形成的一种有刺激性气味的气体。其主要成分为臭氧、过氧酰基硝酸酯和醛类等化合物。它们氧化能力强，对人畜皮肤、眼睛和呼吸系统具有很大的危害。据实验统计，人在臭氧浓度为0.1 mg/m3的空气环境中停留1小时未出现明显症状；人在0.5~1.0 mg/m3的臭氧环境中停留1~2小时，引起呼吸道阻力增加，CO2扩散功能和肺活量降低；人在运动状态下与臭氧接触危害更大。长期与小于0.2 mg/m3的臭氧接触的工人，一般无明显影响，当臭氧浓度为0.3 mg/m3时，对鼻、喉等呼吸器官发生刺激作用；当臭氧浓度达到0.5 mg/m3时，每周工作6天，每天接触3小时，连续12周后，肺换气功能下降。
人体对臭氧的嗅阈值是0.02 mg/m3，浓度为0.1 mg/m3短暂接触对眼睛有刺激感；如果臭氧浓度为0.25 mg/m3，使哮喘病患者发病率增加；臭氧浓度达0.25~0.70 mg/m3时，患慢性呼吸器官疾病的患者病情恶化。
动物实验表明，上呼吸道对臭氧的摄取率低，臭氧可直接侵入呼吸道深处；与1 mg/m3臭氧接触1小时能引起肺细胞蛋白质发生变化；接触4小时，在24小时后出现肺水肿，接触时间长些，则使支气管炎和肺水肿更加恶化。
(4) 卫生学要求 我国大气质量标准规定，空气中二氧化氮的最高容许浓度为0.15mg/m3(一次监测浓度)。
大气污染物会因水平流动而逐渐扩散，也会因气流垂直运动而被带到高空，或稀释或分解，从而达到自然净化；但是自然净化能力毕竟有限，只有减少污染物产生，才是保护环境的根本措施。
第二节 畜舍中有害气体及其对家畜的影响一、畜舍中有害气体的产生畜舍外空气环境一般比较稳定，但由于畜禽的呼吸、排泄、生产中有机物分解等的影响而使畜舍内空气的成分和数量变化较大，有害气体的浓度也较大。畜舍内外有害气体的差异首先表现为舍内NH3与H2S含量大幅度增加，其次为CO2、H2O、CO、CH4、粪臭素和吲哚等含量增加，空气中O2含量下降。对于封闭式畜舍，如果通风不良、卫生管理差、畜禽饲养密集，这些有害气体浓度增大，对畜禽生产危害极大，甚至造成慢性中毒或急性中毒。 畜舍内有害气体主要来源是：
动物代谢活动产生的气体，如CO2、CH4和少量的水气。
动物消化食物过程中产生的少量臭气，主要是食物在消化道消化分解过程中产生气体。
动物粪便和尿液中的碳水化合物、蛋白质和脂肪在体外分解产生的大量臭气，如NH3、胺、CH4、H2S、酰胺类、硫醇类。本节主要讨论氨、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳对动物生产和健康的影响以及消除或减少畜舍中有害气体的措施。
二、畜舍主要有害气体对动物的危害
（一）氨（NH3）
性质
NH3是无色、带有刺激性臭味的气体，分子量为17.03，相对密度为0.596(与相同容积干洁空气重量之比，下同)；NH3极易溶于水，0(C时，1升水可以溶解907克NH3。在标准状态下，每升NH3的重量为0.771g，每毫克NH3的容积为1.316ml。
来源
在大气中，氨主要来自工农业废气；在畜舍内，氨主要由含氮有机物(如粪、尿、饲料、垫草等)分解产生。根据畜舍内空气采样测定，氨含量少者为4.56～26.6 mg/m3，而多者可达114～380 mg/m3。其含量的多少，取决于家畜的密度、畜舍地面的结构、舍内通风换气情况和舍内管理水平等。氨的比重较小，在温暖的畜舍内一般上部空气氨浓度较高，同时由于氨发生在地面和家畜的周围，因此在空气潮湿的畜舍内地面空气氨含量较高。畜舍内NH3的浓度与畜舍的潮湿程度、封闭状况和通风性能有关，封闭程度高又通风不良时，由于水汽不易逸散，NH3的浓度升高。
对家畜的危害
在畜舍中，氨常被溶解或吸附在潮湿的地面、墙壁和家畜的呼吸道粘膜上。氨能刺激呼吸道粘膜，引起粘膜充血、喉间水肿。氨被动物吸入呼吸系统后，可引起上呼吸道粘膜充血、支气管炎，严重者引起肺水肿、肺出血等；NH3由肺泡进入血液后，可与血红蛋白结合成碱性高铁血红素，降低血液的输氧能力，导致组织缺氧；低浓度的氨可刺激三叉神经末稍，引起呼吸中枢的反射性兴奋；吸入肺部的氨，可通过肺泡上皮组织，引起碱性化学性灼伤，使组织溶解、坏死；进入呼吸系统的氨还能引起中枢神经系统麻痹，中毒性肝病，心肌损伤等症。根据临床观察，空气中含有38 mg/m3的氨，能使兔的呼吸频率减慢，猪的增重滞缓。76~152 mg/m3时可引起猪摇头、流涎、喷涕、丧失食欲。动物在氨含量为304 mg/m3的空气中长期停留，可使粘膜因角蛋白、脂肪、胆固醇被分解而遭到破坏，从而使细支气管内粘膜充血、水肿、肺泡膨胀不全、出血、气肿，并使整个呼吸道的粘液量增加。据对体重54kg的猪的试验，在气温21.1℃、相对温度77%的空气环境中，38 mg/m3氨能使猪的口腔、鼻腔、泪腺的分泌量显著增加，但3~4天后，分泌量普遍减少，仅略高于对照组猪，经1~2周后，上述症状逐渐消失，猪对氨已产生了适应能力。猪的咳嗽次数，38 mg/m3者略高于7.6 mg/m3者，在76 mg/m3和114 mg/m3者则为上两组的3倍以上。在整个5周试验期内，氨浓度为76 mg/m3和114 mg/m3的猪的平均日增重和饲料消耗量都显著地低于7.6 mg/m3和38 mg/m3者，而且从氨浓度为76 mg/m3和114 mg/m3这两组猪的筛骨和鼻甲骨上发现有棒状杆菌和巴氏杆菌，而另两组则没有。这表明高浓度的氨已严重地损伤了猪的呼吸道粘膜的防御功能。 据15日龄和6日龄的仔猪的两次试验，将所有小猪暴露在空气中含有105个/L非病原性埃希氏菌的环境中，经一段时间后分为3组，对照组饲养在空气洁净的猪舍内，另外两个试验组分别饲养于含38 mg/m3和53.2 mg/m3氨的猪舍内，经2h后全部屠宰，两个试验组的猪肺内埃希氏菌的数量分别比对照组多46%和72%。由此可见，空气中的氨阻抑了动物对肺内微生物的清除。家畜长期处于含低浓度氨的空气中，对结核病和其他传染病的抵抗力显著减弱。在氨的毒害下，炭疽杆菌、大肠杆菌、肺炎球菌的感染过程显著加快。鸡对NH3的反应特别敏感，即使在5 mg/m3 NH3的长期作用下，鸡的健康也会受到影响，当空气NH3为15.2 mg/m3时可引起角膜炎、结膜炎，也可以导致鸡新城疫发病率大幅度提高，氨对呼吸系统毒害随时间的延长而加重（见表6-4）。NH3对产蛋鸡的生产性能、鸡蛋质量和饲料报酬有显著影响，见表6-5。NH3对肉仔公鸡的增重、饲料报酬和死亡率的影响见表6-6。
家畜在低浓度氨的作用下，体质变弱，对某些疾病产生敏感，采食量、日增重、生产力都下降，这种症状称为“氨的半中毒”或“慢性中毒”。如氨的浓度较高，则可使对家畜出现明显的病理反应和症状，这种症状称为“氨中毒”。在畜牧业生产中，氨中毒易被人发现，而慢性中毒往往不易觉察，却给生产造成了巨大的损失。因此，不能忽视低浓度氨引起的慢性中毒对畜牧生产的危害。在寒冷地区，冬季为了保暖，常紧闭门、窗(尤其在夜间)，由于通风换气不良，舍内的氨易大量滞留，饲养人员在舍内工作，高浓度的氨刺激眼结膜，产生灼伤和流泪，并引起咳嗽，严重者可导致眼结膜炎、支气管炎和肺炎等，故畜舍内的氨对人的危害很大，应引起重视。
表3-4 氨持续时间对鸡的影响持续天数（周） NH3浓度（mg/m3） 症状和病变
1 15.2 无明显反应
2 15.2 无明显反应
3 15.2 部分鸡喉头水肿
4 15.2 部分鸡喉头水肿
6 15.2 肺部充血，伴随暗红色水肿
12 15.2 肺部暗红色水肿，有出血现象
表 3-5 NH3对产蛋鸡生产性能的影响（试验17天）
空气中NH3含量（mg/m3） 0 76 152
日产蛋率（%） 72.4 71.0 66.0
采食量（g/d） 110 105 87
蛋重（g） 62.7 62.3 63.1
料蛋比 2.42 2.37 2.09
体重减轻（g） 13 47 118
蛋壳破裂强度（kg） 3.08 2.99 2.93
表3-6 NH3对肉仔公鸡的增重、饲料报酬和球虫病死亡率的影响
NH3 球虫病 8周龄体重 料重比 死亡率
（mg/m3 ） （g） （%）
0 无 2040 1.94 0.3
38 有 2003 1.97 1.3
0 无 1905 2.14 3.1
38 有 1857 2.18 6.2
人对于7.6 mg/m3的氨一般不易觉察，在15.2 mg/m３时已有感觉，38 mg/m３可引起流泪和鼻塞，76 mg/m３会使眼泪、鼻涕和口涎显著增多。
卫生学要求我国劳动卫生标准规定空气中的氨含量最高不得超过30mg/m３。家畜、特别是笼饲家畜因为长期处在畜舍中，氨的容许浓度应适当降低些，有的国家规定畜舍中氨的最高浓度为20 mg/m３，鸡对氨特别敏感，鸡舍中氨的最高浓度为15 mg/m３。
（二）硫化氢
性质
硫化氢(H2S)是一种无色、易挥发的恶臭气体，易溶于水，在0℃时，1体积的水可溶解4.65体积的硫化氢。分子量为34.09，比重为1.19。在标准状态下，1L的硫化氢重量为1.526 g，每毫克硫化氢的容积为0.6497 ml。
2,来源
大气中，硫化氢来自石油化工石、炼焦厂、化学纤维厂和造纸厂等排放废气。当浓度达到0.1558 mg/m３时，就可闻出它的臭气。硫化氢通过燃烧容易变成二氧化硫。在畜舍中，硫化氢主要是由含硫有机物分解而来。当家畜采食富含蛋白质的饲料而消化不良时，可由肠道排出大量的硫化氢。一般在鸡舍和奶牛舍中，由于供给的饲料蛋白质成分较高，舍内空气中硫化氢的含量亦较高。在通风良好的畜舍中，硫化氢浓度可在15.58 mg/m３以下，如果通风不良或管理不善，则硫化氢浓度大为增加，甚至达到中毒的程度。在大型封闭式的蛋鸡舍中，当破损鸡蛋较多时，空气中的硫化氢显著增加。
硫化氢气体不但产生于地面和畜床，而且比重较大，故愈接近地面，硫化氢气体浓度愈大。鸡舍的一次实测结果为：距地面30.5 cm处的硫化氢浓度为5.29 mg/m３，而在122 cm高处硫化氢气体浓度为0.623 mg/m３。
3,硫化氢对家畜的危害
硫化氢主要是刺激动物呼吸系统及其它系统粘膜，易溶于动物粘膜中的水分，与粘液中的钠离子结合生成硫化钠，对粘膜产生刺激作用，引起眼结膜炎，表现流泪，角膜混浊，畏光等症状；硫化氢还引起鼻炎、气管炎、咽喉灼伤甚至肺水肿。动物经常吸入低浓度的硫化氢，可出现植物性神经紊乱，偶尔发生多发性神经炎。硫化氢在肺泡内很快被吸收进入血液内，氧化成硫酸盐或硫代硫酸盐等；游离在血液中的硫化氢，能和氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合，使酶失去活性，影响细胞的氧化过程，造成组织缺氧。所以，长期处在低浓度硫化氢的环境中的家畜体质变弱，抗病力下降，易发生肠胃病、心脏衰弱等。高浓度的硫化氢可直接抑制呼吸中枢，引起动物窒息和死亡。
猪长期生活在含低浓度硫化氢的空气中会感到不舒适，生长缓慢。空气中硫化氢浓度为20 mg/m３时，猪变得畏光，丧失食欲，神经质；空气中硫化氢浓度为50～200 mg/m３时，猪会突然呕吐，失去知觉，接着因呼吸中枢和血管运动中枢麻痹而死亡。猪在脱离硫化氢的毒害以后，对肺炎和其他呼吸道疾患仍很敏感，能经常引起气管炎和咳嗽等症状。硫化氢可引起人类慢性中毒，其症状为眼球酸痛，有烧灼感，眼睛肿胀，畏光等，并引起气管炎和头痛。人长期接触硫化氢，出现头痛、恶心，心跳缓慢，组织缺氧和肺水肿等。H２S高浓度(900 mg/m３)时，可直接抑制呼吸中枢，引起窒息死亡。
4.卫生标准
畜舍空气中硫化氢含量最高不得超过15.58 mg/m３。我国劳动卫生部门规定，空气硫化氢含量不得超过10 mg/m３。
（三） 一氧化碳
性质
一氧化碳为无色、无味、无臭的气体，分子量为28.01，比重0.967，在标准状态下，1 L一氧化碳重1.25 mg，每毫克一氧化碳的容积0.8 ml，比空气略轻。
来源
大气中的一氧化碳主要来自含碳燃料的不完全燃烧。随着工业的发展，各种工厂、矿场排放的一氧化碳日益增加，各种机动车辆排放的尾气也是一氧化碳的来源之一，若汽车排放的一氧化碳超过1%，就会对空气造成严重的污染。畜舍空气中一般不含有一氧化碳，冬季在封闭式畜舍内生火炉取暖时，如空气流通过差，煤炭燃烧不完全，则可能产生一氧化碳。特别是在夜间，门窗关闭，通风不良，此时一氧化碳浓度可达到中毒的程度。另外，人们吸烟时散发的烟气也含有一氧碳，吸一支烟可放出100 ml的一氧化碳。
3.一氧化碳对家畜的危害
一氧化碳对血液和神经系统具有毒害作用，它与卟啉中的铁作用，抑制细胞的含铁呼吸酶。一氧化碳随空气吸入体内后，通过肺泡进入血液循环系统，与血红蛋白和肌红蛋白进行可逆性结合。一氧化碳与血红蛋白的结合力要比氧和血红蛋白的结合力大200～300倍，形成相对稳定的碳氧基血红蛋白(COHb)。这种COHb不易解离，不仅减少了血细胞的携氧功能，而且还能抑制和减缓氧合血红蛋白的解离与氧的释放，造成机体急性缺氧，发生血管和神经细胞的机能障碍，机体各部脏器的功能失调，出现呼吸、循环和神系统的病变。中枢神经系统对缺氧最为敏感，缺氧后，可发生血管壁细胞变性，渗透性增高，严重者呈脑水肿，大脑及脊髓有不同程度的充血、出血和血栓形成。COHb的解离要比氧合血红蛋白慢3600倍，因此，一氧化碳中毒后对机体有持久的毒害作用。一氧化碳的危害性主要取决于空气中一氧化碳的浓度和接触的时间。血液中COHb的含量与空气中一氧化碳的浓度呈正相关。中毒症状则取决于血液中COHb的含量。当血液中的COHb浓度达5%时，冠状动脉血流量显著增加，COHb浓度达10%时，冠状动脉血流量可增加25%，易导致心肌损伤。兔处在一氧化碳浓度为100 mg/m3的空气中，经4h后，血液中的COHb浓度可达8~9%；在电子显微镜下，可看到心肌出现收缩带，肌原纤维分解，形成髓质小体。一氧化碳易与肌红蛋白结合，生成碳氧基肌红蛋白(COMb)，而肌红蛋白在肌细胞中有贮备氧的作用，还可促进氧在细胞内的运输。在接触低浓度一氧化碳后，当COMb在12%以下时，COMb与COHb比例为3∶1。如果动脉氧分压与一氧化碳分压的比例数下降时，心肌就比其他器官先达到临界点而受到损害。
动物试验表明：一氧化碳在500 mg/m3时，经短时间即可引起急性中毒，在6000 mg/m3时，可使马在20~25 min内死亡。
4.卫生学要求
我国卫生标准规定空气一氧化碳的日平均量最高容许浓度为1mg/m3；一次最高容许浓度为3mg/m3。（四）二氧化碳性质
二氧化碳为无色、无臭、略带酸味的气体。分子量为44.01，在标准状态下1L重量为1.98g。每毫克容积0.509ml。
2.来源
大气中二氧化碳的含量为0.03%(0.02~0.04%)，而在畜舍空气中二氧化碳含量可大大增加。畜舍中二氧化碳主要来源于家畜呼吸，例如一头体重100kg的肥猪，每小时可呼出二氧化碳43L；一头体重为600kg、日产奶30kg的奶牛，每小时可呼出200L二氧化碳；1000只母鸡每小时可排出1700L二氧化碳。因此，畜舍空气中的二氧化碳含量往往要比大气中高出许多倍。冬季在换气良好的猪舍内，二氧化碳为1178.8~ 3535.2 mg/m3，而换气不良的猪舍二氧化碳可达7856 mg/m3以上。
二氧化碳对家畜的危害
二氧化碳本身无毒性，它的危害主要是造成动物缺氧，引起慢性毒害。家畜长期在缺氧的环境中，表现为精神萎靡，食欲减退，体质下降，生产力降低，对疾病的抵抗力减弱，特别易感结核病等传染病。根据试验，二氧化碳浓度为1%时，家畜呼吸加快，出现轻微气喘现象；当二氧化碳浓度为2%时，牛在其中停留4h后，气体代谢和能量代谢下降24～26%；动物因氧化过程和热的生成受阻，体温有所降低。当二氧化碳浓度为4%时，血液中发生二氧化碳积累；当二氧化碳为10%时，引起严重气喘，呈现麻痹；当二氧化碳浓度高达25%时，动物数小时窒息而死。当畜舍空气二氧化碳浓度为2%时，猪尚无明显症状；当二氧化碳为4%时，呼吸变深变快；当二氧化碳为10%时，呈昏迷状态；当二氧化碳浓度为20%时，体重68kg的猪只要超过1h，就有死亡的危险。当畜舍空气二氧化碳为4%时，雏鸡无明显生理反应；当空气二氧化碳浓度为5.8%时，鸡表现轻微痛苦状；当空气二氧化碳为6.8～8.2%时，雏鸡呼吸次数增加；当空气二氧化碳为8.6～11.8%，鸡痛苦显著加剧；当空气二氧化碳为15.2%时鸡处于昏迷状态，二氧化碳浓度为17.4%时鸡窒息而死。成年绵羊在二氧化碳浓度分别为4、8、12、16、18%时，每公斤体重的干物质采食量和总能、粗蛋白、粗纤维、灰分消化率，都随浓度增加而下降。
在一般畜舍中，二氧化碳浓度很少会达到引起家畜中毒的程度。畜舍中二氧化碳浓度常与空气中氨、硫化氢和微生物含量成正相关，二氧化碳浓度在一定程度上可以反映畜舍空气污浊程度，因此，二氧化碳的增减可作为评定畜舍空气卫生状况的一项间接指标。
4.卫生学要求
畜舍空气中二氧化碳应不高于2947 mg/m3。
三、减少畜舍中有害气体的措施消除畜舍的有害气体是改善畜舍环境的一项重要措施，由于产生有害气体的途径多种多样，因而消除有害气体也必须从多方面入手，采取综合措施。
科学进行畜舍建筑设计
畜舍的建筑合理与否直接影响舍内环境卫生状况，因而在建筑畜舍时就应精心设计，做到及时排除粪污、通风、保温、隔热、防潮，以利于有害气体的排出。采用粪和尿、水分离的干清粪工艺和相应的清粪排污设施，确保畜舍粪尿和污水及时排出，以减少有害气体和水汽产生。
当畜舍中湿度太大时，一方面有机物易腐败变质产生有害气体，另一方面有害气体溶于水汽不易排除。为了保证有害气体的排出，必须对畜舍的地基、地下墙体、外墙勒脚、地面设防潮层，通过减小畜舍潮湿来排出有害气体。
在寒冷季节，隔热不好的畜舍舍内温度低，当低于露点温度时，水汽容易凝结于墙壁与屋顶上，溶解有害气体，因而对于屋顶，墙壁都要进行保温和隔热设计。
2,日常管理及时清理粪尿、污水，避免在粪尿在畜舍内分解产生有害气体；训练家畜定点排泄，或者到舍外排泄，从而有效地减少畜舍内有害气体的产生。
注意畜舍防潮。因为氨和硫化氢都易溶于水，当舍内温度过大时，氨和硫化氢被吸附在墙壁和天棚上，并随着水分透入建筑材料中。当舍内温度上升时，又挥发逸散出来，污染空气。因此，畜舍的防潮、保暖和尽量减少冲圈等饲养管理用水是减少有害气体的重要措施。
勤换垫料与垫草 对于规模较小的农户养殖场，在舍内地面尤其是在畜床上应辅以垫料，减少有害气体。垫料可吸收一定量的有害气体，其吸收能力与垫料的种类和数量有关。一般麦秸、稻草或干草等对有害气体均有良好的吸收能力。在小型猪舍内可用干土垫圈，以吸收粪尿和有害气体。
适当降低饲养密度 在规模化集约化畜牧场，冬季畜舍密闭，通风不良，换气量小，畜舍饲养密度过大产生有害气体量超过正常换气量，易导致空气污浊，适当降低饲养密度可以减少畜舍有害气体。
建立合理的通风换气制度 采用科学的方法合理组织通风换气方式，保证气流均匀不留死角，可及时排出畜舍有害气体。值得注意的是，在冬季畜舍通风时，进入畜舍的空气温度应高于水汽露点温度，否则，舍内水汽凝结成小滴，不易排出水汽及有害气体，在条件许可的情况下，尽量采用可对进入空气进行加热或降温处理的有管道正压通风系统以提高污浊空气排出量，减少畜舍污浊空气。
在粪便中加入化学试剂减少有害气体产生 采用以上方法还未能消除有害气体时，可采取化学试剂方法，比如氨的消除可采用过磷酸钙中和，生成铵盐。
CaHPO4+NH3——(CaNH4PO4
据有关资料统计，在NH3浓度为100 mg/m3的蛋鸡舍中，按每只鸡撒布16克过磷酸钙后，NH3可降至50 mg/m3。在肉鸡舍中，NH3浓度达50 mg/m3时，按每只鸡撒布10克过磷酸钙后，NH3可降至10 mg/m3。
（7） 采用微生物活菌制剂降解有害物质 据有关资料表明，在畜舍内和粪便中投放EM菌剂等有益微生物复合制剂，能有效地降解NH3、、H2S等有害气体（见表6-7，表6-8）。
此外，EM菌剂中含有多种有效微生物菌群，例如，其中的好气和光合微生物能利用H2S进行光合作用，放线菌产生的分泌物对病原微生物有抑制作用等；一方面抑制臭气成分的产生，另一方面对上述有害成分直接利用，从而达到净化空气的目的。
（8）合理配合日粮和使用添加剂以减少有害气体的排放量 采用理想蛋白质体系，适当降低日粮中粗蛋白质含量，添加必要的必需氨基酸，提高日粮蛋白质的利用率，可以尽量减少粪便中氮、磷、硫的含量，减少粪便和肠道臭气的排放量。例如，在保持生产性能不变的情况下，添加必需氨基酸，将肥育猪日粮粗蛋白质从16%减至12%时，猪粪尿中氨气的散发量减少79%。在日粮中添加非营养性添加剂如膨润土和沸石粉，可吸附粪尿中的有害气体，如Canh（1997年）报道，在生长猪日粮中添加2%海泡石，可使粪尿中氨含量减少6%。在幼畜日粮中添加酶制剂，可有效提高饲料消化利用率，降低粪尿中有害气体的产生量。
表3-7 日粮添加EM菌剂对猪舍空气氨含量的影响试验次数 1 2 3 4 平均数
添加EM菌剂前舍内氨浓度（mg/m3） 66.8 57.5 48.4 62.6 58.8(7.9
添加EM菌剂后舍内氨浓度（mg/m3） 17.5 16.1 14.2 16.5 16.1(1.4
添加EM菌剂舍内氨降解率（%） 73.8 72.0 70.7 73.4 72.5(1.4
表3-8 添加EM菌剂对蛋鸡舍硫化氢的降解效果试验次数 1 2 3 4 平均数
未添加EM菌舍内H2S浓度（mg/m3） 20.4 22.8 19.8 20.2 20.8(1.4
添加EM菌舍内H2S浓度（mg/m3） 3.9 4.2 3.5 3.8 3.9(0.3
舍内H2S降解率（%） 80.9 81.6 82.3 81.2 81.5(0.6
第三节 畜舍和畜牧场空气中的微粒一、畜舍和畜牧场空气中微粒的种类畜牧场内空气微粒的种类和数量随自然环境、季节特点、土壤性质和植被等因素而变化，畜舍内的空气微粒的种类和数量因动物种类、饲养密度、饲料类型、饲养管理方式、畜舍内湿度不同而存在差异。
畜舍和畜牧场空气中的微粒分为无机微粒和有机微粒两大类。无机微粒主要是扬起的干燥粉尘；有机微粒很复杂，有外界产生的孢子、花粉、植物碎片、腐殖质，有粪粒、饲料粉尘、被毛的细屑、皮屑、喷嚏飞沫等。畜舍和畜牧场空气微粒主要以有机微粒为主。
二,畜舍内微粒的来源畜舍中的微粒，一部分由畜牧生产过程产生，另一部分由外界气流带入。
畜禽的走动、管理人员清扫畜床和地面、翻动或更换垫草垫料、分发干草和粉料、刷拭畜体等，都可使舍内微粒大量增加。
在封闭式畜舍内，病菌可通过微粒传播，使疾病迅速蔓延。
空气中微粒的含量可用密度法和重量法来度量，密度法是指单位体积空气中的微粒数，一般用每立方米所含微粒个数表示（个/m3）；重量法是指单位体积空气中所含微粒的毫克数，一般用mg/m3表示。
据统计，畜舍空气中微粒一般在103~106粒(m3之间，在翻动垫草或干饲草时，数量可以增加数十倍。
三、微粒对动物生产与健康的影响
1.微粒对畜禽健康的直接危害
微粒降落在家畜体表上，可与皮脂腺和汗腺分泌物、细毛、皮屑、微生物混合在一起，粘结在皮肤上，引起皮肤骚痒和发炎。同时堵塞皮脂腺和汗腺出口，使分泌受阻，从而导致皮肤干燥脆弱，易于损伤和破烈。微粒还可堵塞皮脂腺和汗腺出口，使汗腺分泌受阻，不但影响了畜体蒸发散热和体热调节，而且导致皮肤干燥，易于损伤和破裂。
尘埃微粒长期作用于眼睛，可使眼睛干燥发涩，引起角膜炎、结膜炎。如前所述，尘埃微粒吸入呼吸道，还可引起尘肺病。
2.微粒可作为有害气体的载体侵入动物体内
微粒在潮湿环境下可吸附水汽，也可吸附NH3、SO2、H2S等有害气体，这些吸附了有害气体的微粒进入呼吸道后，给呼吸道粘膜以更大的刺激，引起粘膜损伤。微粒体积越小，吸收有害气体后对呼吸系统的危害越大。
3.微粒可作为病原微生物的载体
微生物多附着在空气微粒上运动与传播，畜舍中的微生物随尘埃等微粒的增多而增多（见表6-9）。
表3-9 畜舍空气中细菌数和降尘量的关系指标 夏季 冬季
哺乳母猪舍 肉种鸡舍 蛋鸡舍 哺乳母猪舍 肉种鸡舍 蛋鸡舍
细菌数(个/L) 127534 275446 776780 329551 807628 1167253
降尘量（g/m2.d） 0.9666 2.1850 2.7610 0.6080 2.8392 5.5647
相对湿度（%） 77.9 78.6 72.8 88.8 72.5 80.3
从表6-9测定结果可以看出，不但肉种鸡舍和蛋鸡舍冬季空气中细菌数和降尘量均高于夏季，而且畜舍空气中降尘量越高，细菌数越多。畜舍空气中飘浮的有机性灰尘与潮湿、污浊的气体环境相结合，为微生物的生存和繁殖提供了良好条件。因此，冬季哺乳母猪舍虽然降尘量减小，但因湿度大而使细菌数仍较高。减少空气微粒，是减少病原传播的重要措施。
4．微粒对动物生产的影响
一方面，尘埃等微粒通过影响畜禽机体健康而影响畜禽优良生产性状的充分发挥；另一方面，微粒也可直接影响动物的产品，比如在毛皮动物生产中，过分干燥的环境，加之尘埃的作用，会极大地降低毛绒品质与板皮质量。
四、消除或减少畜舍空气微粒的措施在畜牧场四周种植防护林带，减小风力，阻滞外界尘埃的产生；对畜牧场场内进行绿化，路旁种植草皮、灌木、乔木，高矮结合，尽量减少裸地面积，以减少尘粒的产生。
饲料车间、干草垛应远离畜舍，且避免在畜舍上风向，以减少饲料粉尘对畜舍空气的污染。
在畜舍内分发干草和翻动垫料要轻，以减少尘粒的产生。
尽量减少干粉料饲喂动物，改用颗粒饲料，或者拌湿饲喂。
禁止带畜干扫畜舍地面，禁止在畜舍中刷拭家畜。
适当减少饲养密度，可以减少空气微粒的产生。
定时通风换气，及时排除舍内微粒及有害气体。
必要时进风口可安装滤尘器，或采用管道正压通风，在风管中设除尘、消毒装置，对空气进行过滤，以减少微粒量。
第五节 畜舍空气中的微生物一方面畜舍中有机微粒多，空气流动缓慢，有利于微生物附着；另一方面畜舍中各种液滴、飞沫也比较多，飞沫水分经过蒸发后形成滴核，滴核由蛋白质、盐类和粘液组成，微生物附着在滴核内，并受粘液与蛋白质的保护。因此，微生物可以在滴核中长期存在。畜舍内缺乏紫外线照射，温度和湿度又适宜于微生物繁衍，因而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。
一、畜舍空气微生物种类及危害非病原微生物空气中常见的一些微生物是非病原微生物，如青贮饲料干渣碎屑飞粒中的乳酸菌、酵母菌，一些能分解纤维素的担子菌孢子、霉菌孢子等。
（二）病原微生物种类及其危害尽管健康畜禽所在的畜舍空气中一般病原微生物很少。但在病畜的附近和兽医院周围空气，有大量的病原微生物。主要是因为病畜鸣叫、打喷嚏、咳嗽时喷出含有病原体的微细泡沫飞散到空气中，或者其带有病原体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。带有病原微生物的飞沫和尘埃被易感动物接触后引发相应的疫病，如吸入后容易引起呼吸道传染病，如结核、肺炎、流行性感冒。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。空气中病原微生物主要有以下几种：
1．病原细菌
（1）葡萄球菌属 致病性葡萄球菌可引起各种化脓性疾病和葡萄球菌病。
（2）链球菌属 本属细菌常引起各种化脓性疾病，特别是马腺疫、牛乳房炎、猪链球菌病、羊链球菌病和鸡链球菌病。
（3）波氏杆菌属 包括百日咳波氏杆菌、副百日咳波氏杆菌和支气管败血波氏杆菌三个种；前两种为幼儿百日咳病原菌，后一种是猪萎缩性鼻炎的主要病原菌，该菌还能引起兔、猫、狗、马等动物发生慢性呼吸道疾病。
（4）结核分枝杆菌 导致肺结核等多种结核病。
（5）巴氏杆菌 由多杀性巴氏杆菌引起的畜禽败血性传染病，因畜禽种类不同，病名不同。牛称为牛出血性败血症、猪称为猪肺疫、禽称为禽霍乱。
（6）霉形体病菌
牛肺疫丝状霉形体 引起牛传染性胸膜肺炎。
猪肺炎霉形体 引起猪气喘病。
鸡败血霉形体 引起鸡、火鸡等败血霉形体病，表现为喘气、咳嗽、流涕、窦部肿胀，呼吸锣音，属于一种慢性呼吸道传染病。
（7）沙门氏杆菌 导致鸡白痢。
（8）炭疽杆菌 引起急性、热性、败血性传染病——炭疽病。
2．病毒
（1）口蹄疫病毒 引起偶蹄动物口腔粘膜、蹄部和乳房皮肤发生水疱。
（2）痘病毒 引起皮肤、粘膜发生丘疹和水疱。
（3）猪瘟病毒 引起猪瘟，也称传染性胃肠炎瘟。
（4）猪流感病毒 引起猪流行性感冒。
（5）鸡新城疫病毒 引起鸡城疫（鸡瘟），是一种急性、败血性和具有高度毁灭性的传染病；以呼吸困难、下痢、神经机能紊乱，粘膜和浆膜出血为特征。
（6）B群疱疹病毒 引起鸡马立克氏病，对养鸡业危害极大。
（7）传染性喉气管炎病毒 主要引起鸡的喉气管炎，属于一种急性呼吸道传染病。
（8）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。
（9）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。。
（10）禽流感病毒 引起鸟类如鸡、鹅、鸭等家禽和野生鸟类爆发禽流感，也可通过家禽传染给人。
３．空气变应原
空气变应原是一种能激发变态反液压的抗原性物质，常见的有花粉粒、皮垢、皮屑、真菌孢子等，吸入呼吸道后，粘附在粘膜上引起变应性哮喘等疾病。病原微生物不仅直接危害畜禽机体健康，还严重影响畜牧业生产效益（见表3-10，表3-11，表3-12）。
表3-10 孵化室空气过滤对家禽生产的影响
孵化率 雏鸡四周龄 每公斤增重饲料 大肠杆菌检出率 雏鸡死亡率
（%） 体重（g） 消耗（kg） （%） （%）
过滤 82 560 1.62 21 2
未过滤 77 539 1.62 58 7
表3-11 蛋鸡舍空气细菌数对鸡蛋和雏鸡的影响空气细菌数 大肠杆菌数 鸡蛋细菌数 每个受精卵上大肠杆菌阳性率（%）
（万个/m3） （万个/m3） （万个/ 枚） --------------------------------------
弱死雏 中死雏 雏鸡
46 3.9 4.1 94 100 73
2.1 0.6 0.23 33 33 20
表3-12 清洗消毒与全进全出制对乳用犊牛生产的影响
犊牛数量（头数） 平均日增重（g） 犊牛发病率（%）
单个清洗消毒 39 312 18
全进全出不清洗消毒 42 26 12
全进全出清洗消毒 28 501 11
二、空气中微生物的传播途径空气微生物主要通过飞沫和尘埃传播
1．飞沫传播 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，多种病原菌可存在于其中，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畜禽吸入后，发生传染。
飞沫小滴的直径大小不一，直径较大的飞沫很快降落到地面，但从喷嚏和咳嗽出的飞沫小滴有90%以上的直径小于5(m,这些飞沫可以长期浮游在空气中，从而引起各种病原菌的传播。
2．飞沫滴核传播 当飞沫小滴干燥后，就形成飞沫小核，飞沫小核直径很小，一般仅有1~2(m.。这些滴核可以在空气中长期飘浮，或者随气流带到很远的地方，引起传染病大面积扩散。
3．尘埃传播。各种病原微生物可附着在尘粒上，如清扫畜舍时扬起的灰尘、分发粉料时的饲料粉尘、刷拭畜体产生的皮屑、毛垢、畜禽走动扬起的粪便微粒等，均可造成灰尘传播。一般越是新扬起的灰尘微粒，致病性越强。
三、减少畜牧场空气微生物的措施为了减小病原微生物对畜牧生产带来的危害，充分发挥优良畜禽的生产潜力，保证畜产品的质量和人民身体健康，发展高产、优质、高效的绿色畜牧产业，必须减少畜牧场的有害微生物。
第一，在选择畜牧场场址时，应远离传染病源，如医院、兽医院、皮革厂、屠宰场等各种加工厂，防止这些场所病原微生物对畜牧业生产造成损害。
第二，畜牧场周围应设防护林带，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；畜牧场内部要分为管理区、生产区、病尸畜及粪便处理区，以防病原微生物的蔓延。
第三，在畜牧场的大门设置消毒及车辆喷雾消毒设施，保证外出车辆不带入病原；在各生产功能区入口处，各畜禽舍入口处及过往通道设置消毒池及紫外灯，尽量减小带入病原微生物的机会。
第四，场内要绿化，畜舍内要保持清洁，减少尘埃粒子。
第五，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（见表3-13，表3－１４）。除尘器后，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 ),采用滤菌器计数，禽舍微生物的净化效率平均为81.7%。
表3-13 蛋鸡舍除尘前后的微粒数量与净化效率除尘前含有微粒（mg/m3）
除尘后含有微粒（mg/m3）
净化效率（%）
V=2.2m/s
5.60
0.62
89.0
3.60
0.50
86.1
1.50
0.25
83.3
2.60
0.32
87.5
10.08
1.10
89.8
2.53
0.32
87.5
2.22
0.23
89.7
3.50
0.50
85.8
V=1.0m/s
2.20
0.06
97.3
3.87
0.08
98.0
2.80
0.25
93.0
1.03
0.08
92.0
4.00
0.20
95.0
2.10
0.13
93.7
第五，定期和不定期消毒。消毒是畜禽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%草木灰水及2~5%福尔马林溶液。另外，也可用甲醛薰蒸法对畜舍空气进行消毒。
预防性消毒要作为制度按期消毒；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。
表3-14除尘前后的禽舍空气中的微生物数量禽舍空气中微生物数（百万单位/m3）
净化效率（%）
除尘净化前
除尘净化后
104100(2500
21500(970
79.5
112800(3200
22900(890
83.9
121500(2640
22020(1090
82.0
第六节 空气离子
一、空气离子的产生空气中的气体分子如氧、氨等，都是由相同或不同的原子组成的，原子是构成分子的基本单位；在原子中，有许多电子围绕着原子核按照固定的轨道运动，当受到外界某种因素的作用时，原子中最外层的电子就会摆脱原子核的束缚，从轨道上跃出去，成为自由电子，它被另外的中性气体分子俘获后，则中性气体分子带负电荷变成负离子，原来的电中性分子因失去了电子，电中性受到破坏带正电荷，成为正离子，这一过程称为空气的电离。空气电离是大气普遍存在的物理现象。距离地面约55-60Km以上的大气层称为电离层，稀薄的空气由于太阳紫外线和X射线的光致电离作用，使空气中氧和氮分子出现电离现象。带电离子浓度随高度的递升而增加，在60Km处空气离子浓度为102/cm3粒子，100Km处空气离子浓度为103/cm3粒子。电离层的空气电离现象，对大气下层的生物无直接影响。距地面60Km以下的空气离子主要来源于宇宙辐射和其它因素，数量相对较少，但对生物产生直接影响。
近地大气层的空气电离，是由于自然界的放电、紫外线照射、其它宇宙射线、放射性物质作用、海洋、河流及瀑布等水域的湍流、喷溅等致离作用，使空气某些原子丢失一个或几外层电子，形成带正电荷的离子和自由电子。自由电子与气体的中性原子或分子碰撞形成负离子，其直径为10-8cm，这种负离子寿命很短，只能存在几十秒钟，它很容易附着在空气中的气溶胶上，形成重离子。
在自然界里，空气离子化主要由下列途径产生：
1．放射性物质，如镭和钍等，通过(射线（土壤）、(射线（大气）、氡及其子体使空气电离。
2．宇宙射线的作用，使空气分子发生电离，其强度随高度增加而增强。
3．中子流、紫外线、闪电、冰雪、狂风的作用，使使空气分子发生电离。
4．雷纳德（Lernacl）效应，瀑布、喷泉、浪花等，被击碎的水滴带正电，其周围的气体带负电。
5．火焰、金属盐类烧灼到一定高温后，便发射出电子，附着于氧原子周围形成空气离子。
接近分子大小的带电荷的原子或分子，都属于小的空气离子，包括正离子（n+）与负离子（n-）两种。这种较小的空气离子具有极高的运动速度，可达1~2cm/s，它们在大气中互相碰撞，不断聚集形成正重离子（N+）和负重离子（N-）。在被污染的空气中，空气中污染物与空气离子结合，使其中和、沉降和衰减。
在特定环境下，小的空气离子不断产生，又不断衰减，大约每秒毫升空气中可产生5~10对正负离子，在清洁的空气中可以停留4~6分钟，在污浊的空气中则只能保持1分钟。在自然界2.7×1019个/cm3空气分子中，小离子仅占102~103个/cm3，即使人造空气离子环境，也不过是106~107个/cm3,仅为空气分子含量的1012分之一，但空气离子具有很高的生物活性，对大气环境的质量以及整个生态系统具有重要的影响。
二、空气离子对生态环境的影响
1．除尘作用 由于小的正、负离子与带电荷及未带荷电的污染物相互作用，可使空气中的微粒带电，使其达到一定的电势而沿电磁场的电力线运动，沉浮在地板、天花板或物体上，从而减少畜舍中的尘埃与微生物，有资料表明，使用空气电离的畜舍，空气尘埃量可减少2/3~3/4，微生物减少30~66%。空气离子尤其对小至0.01(m的微粒和难以除去的飘尘有明显的降尘效果。
2．抑菌、杀菌作用 在人造空气负离子的环境中，霉菌、细菌数可降低90%以上。据报道负离子空气能预防“鸡新城疫”病毒的传播；空气负离子可显著提高肉鸡体质和增重，蛋鸡产蛋率和孵化率，并能降低耗料量；空气负离子对预防牛和猪疾病，促进牛和猪生长，具有重要作用。
3．空气离子与大气环境 空气环境的物理特性、气候、季节、一天不同时刻太阳辐射以及大气中污染物的种类和数量等对空气离子浓度产生重要影响。据测定，环境清洁、天气晴朗，小的负离子浓度可在300个/cm3以上，正负离子浓度比（R+/-）在1：1~3范围内，比例比较适当；当环境被污染或者有阴雨天气，小离子附加到污染物上，则小离子浓度迅速降低，负离子浓度可小于100个/cm3。在大多数情况下，小的负离子衰减比正离子有更明显的倾向，因而正负离子会出现很不平衡的状态，当正负离子浓度比（R+/-）增至3：1以上时，人们会感到很不舒适和烦躁不安。
在舒适环境中，空气中含有大量的负离子，在令人感到不舒服的环境中，空气中无负离子，而含有大量的正离子。据报道，高30米的瀑布，负离子浓度为50，000个/cm3，正离子浓度为0；而高25米的平利烟雾瀑布，负离子浓度为100，000个/cm3，正离子浓度为750个/cm3；杉木林负离子浓度为13，000个/cm3，正离子浓度为4，000个/cm3；农药厂的六六六粉包装车间负离子浓度为0，正离子浓度为30，000个/cm3。这些数据足以说明，空气正负离子的浓度及比例直接反映空气质量的状况。
四、空气离子对人与动物生命活动的影响
1．空气离子进入机体的途径空气离子进入机体的途径有两条，其一是离子进入呼吸道，刺激肺末梢神经感受器，传到中枢神经，反射到全身；其二是离子电荷刺激肺动脉，引起血液胶体成分和细胞成分的自然电荷增加，使机体电化学改变，作用于血管内感受器，传到神经。
2．空气离子生物学效应机理目前关于空气生物学效应的机理尚无定论，但普遍认同两种理论。
(1)空气离子能影响组织中五羟色胺的释放，从而影响植物性神经系统的调节，正离子有刺激、兴奋作用，高浓度的正离子可以使向血液中释放的五羟色胺增加，引起心律加快、血压升高等一系列反应；如果正离子的数量过多，就会引起不快感、失眠、心烦、头痛、呼吸急促、体力恢复延迟等一系列症状。
高浓度的负离子作用则相反，它可促进五羟色胺的生物氧化而使其降解加快，导致血液和组织中五羟色胺的浓度降低；空气负离子对人体能起镇静、催眠、镇痛、镇咳、止痒、止汗、利尿、增进食欲和降低血压等作用。
无论是正离子，还是负离子，其生物学作用已被多方面的科学试验与实践应用结果所证实。
（2）在生物机体中，每一个细胞都象一个微型电池，它的膜内外有50~90mv的电位差，机体神经系统就是依靠这些“微电池”的不断充电和放电作用，把视觉、听觉等各种信号输送至大脑，或将大脑的指令传送给各个器官。只有不断补充空气负离子，才能维持组织细胞的电荷平衡，否则就会破坏组织细胞电荷平衡，影响正常生理活动，产生如胸闷和头昏等症状。
3．空气离子对人与动物生命活动的影响
(1) 新陈代谢 吸入空气负离子，可降低血糖、胆固醇、甘油三脂含量，增加糖元有氧代谢，使无氧代谢产物乳酸维持在较低水平；吸入空气负离子，可加强肝、肾、脑和肾上腺的组织氧化能力，加速氧化游离五羟色胺，可增强运动耐力。当小鼠吸入105~107/cm3浓度的负离子2天，每天2次，每次3小时，在水中耐受时间增加1倍以上，死亡时间由209分钟延长至460分钟，。
（2）神经系统 空气负离子能调节和改进神经系统及大脑的功能状态，使抑制过程加强，因而能镇静、催眠、稳定情绪、增加舒适感，使运动感觉和光适应时间缩短。此外空气负离子对人与动物学习和记忆有良好作用，并且对性格、情绪和行为也产生有益作用。
据医学保健资料记载，空气负离子对神经衰弱、神经官能症、植物性神经紊乱、原因不明的神经痛、过敏性疾病、偏头痛、更年期综合症、抑郁症等治疗效果明显。有人用水离子发生器治疗111名精神异常患者，对缓解无力、易怒、焦虑等，具有较好的效果。
（3）呼吸系统 空气负离子能增加气管、支气管纤毛活动，有利于粘液排出，并使支气管平滑肌松弛、具有解除痉挛，起止咳、平喘、祛痰的作用。负离子还能逆转正离子所引起的支气管壁感染；增强肺通气功能和换气功能，使吸氧量增加20.0%，二氧化碳排出量增加14.8%。
空气负离子在治疗慢性阻塞性肺病、支气管哮喘、慢性支气管炎、支气管扩张、肺气肿、肺尘埃沉着症、感冒、慢性鼻炎等作用显著。
（4）免疫系统 吸入空气负离子可提高巨噬细胞比率，使血液中(-球蛋白升高，提高淋巴细胞增殖和存活能力，对移植肿瘤细胞有抑制和衰减作用。
（5）心血管系统 吸入负离子有明显降压作用，可改善心肌功能，增加心肌营养，使周围毛细血管扩张，皮肤温度增加。
吸入负离子对治疗高血压，冠心病、心绞痛、心脏性哮喘、高血脂症具有明显作用。
（6）造血系统 正负离子均能刺激造血功能，使红细胞、血小板增加，活化网状内皮系统功能，增加球蛋白质及pH值，缩短血凝时间，使血液粘稠度增加。
（7）消化系统 负离子可促进胃液分泌，增进食欲。
（8）皮肤、外科 空气负离子有抑制和杀灭细菌的作用，并促进上皮生长、加速伤口愈合和机体修复。微弱的负离子流，能使表浅溃疡干燥，并形成保护膜，改变创面酸碱度，促进上皮增生。
空气负离子对风湿性关节炎、烧伤、创伤、神经性皮炎，慢性皮肤溃疡有疗效。
五、影响大气离子浓度的因素
1．环境污染 空气中总悬浮物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物与空气负离子呈明显负相关，环境污染越严重则负离子浓度越低。
2．气象因素 有关实验资料表明，相对湿度与空气负离子呈正相关；气温气压与负离子呈负相关；风速、风向与空气离子浓度无关。
3．雾和海浪 统计资料表明，有雾时空气中正负离子浓度明显低于无雾时，空气中负离子浓度与雾大小呈反比，与雾的种类无关，在无雾情况下，海浪越大，空气负离子浓度越高。
4．空气耗氧量 据报道，空气中离子浓度与空气耗氧量呈负相关，空气中耗氧越高，空气中负离子越低。
