STĘŻENIE GAZÓW W KURNIKU

OID (257) 2/2013
OID (257) 2/2013
STĘŻENIE GAZÓW W KURNIKU
Skład chemiczny powietrza w budynkach inwentarskich różni się od składu czystego powietrza atmosferycznego.
Objętościowo skład powietrza atmosferycznego przedstawia się następująco:
• azot (N2) - 78,09%;
• tlen (O2) - 20,95%
• argon (Ar) - 0,93%,
• dwutlenek węgla (CO2) - 0,03%.
Oprócz składników podstawowych w powietrzu obiektów drobiarskich stwierdza się również domieszki gazowe emitowane przez zwierzęta i ich odchody, środki żywienia zwierząt
a także urządzenia technologiczne.
Powietrze w kurnikach zawiera kilkakrotnie
więcej dwutlenku węgla, a z domieszek gazowych nieobecnych w powietrzu atmosferycznym: amoniak, tlenek węgla i siarkowodór.
Im mniejsza jest różnica pomiędzy składem
powietrza atmosferycznego i powietrza w pomieszczeniach inwentarskich, tym lepsze są
warunki utrzymania zwierząt.
Z punktu widzenia higieny najważniejszą częścią składową powietrza jest tlen, który warunkuje prawidłowy przebieg procesów życiowych. Ptaki, a w szczególności kurczęta brojlery, ze względu na intensywną przemianę materii, dużą produkcję metabolitów i szybkie przyrosty w stosunkowo krótkim czasie, mają wysokie zapotrzebowanie na tlen. W pomieszczeniach inwentarskich na skutek procesów oddychania zawartość tlenu jest niższa niż w powietrzu atmosferycznym i kształtuje się na poziomie 18-19%. Przy sprawnie działającej wentylacji nie ma to praktycznie znaczenia fizjologicznego, gdyż hemoglobina krwi nasyca się
tlenem przy stosunkowo niskim jego ciśnieniu
cząstkowym. Znaczne obniżenie zawartości
tlenu może nastąpić w pomieszczeniach niewentylowanych oraz o nadmiernie zagęszczonej obsadzie.
24
Niedotlenienie organizmu prowadzi do osłabienia mechanizmów obronnych układu oddechowego, pogorszenia wykorzystania paszy
przez ptaki, a w konsekwencji skutkuje słabszymi wynikami produkcyjnymi.
Największe znaczenie w produkcji drobiarskiej
ma utrzymanie na odpowiednio niskim poziomie stężenia dwutlenku węgla oraz amoniaku.
Jest to zadanie bardzo trudne, przede wszystkim ze względu na dużą kumulację zwierząt
na jednostce powierzchni oraz konieczność
utrzymania optymalnych warunków termicznych w obiektach drobiarskich.
Najprostszym sposobem usunięcia z kurnika nadmiaru szkodliwych domieszek gazowych mogłoby być intensyfikowanie wentylacji. Jednakże, taki sposób działania jest bardzo
dyskusyjny. Z jednej strony powoduje bowiem
obniżenie ilości szkodliwych gazów w powietrzu kurników, ale równocześnie nasila procesy chemiczne zachodzące w ściółce, powodując nasilone uwalnianie z niej przede wszystkim NH3.
Stężenie dwutlenku węgla w budynkach inwentarskich jest, z punku widzenia zoohigienicznego, uważane za wskaźnik sprawności
systemu wentylacji.
Źródłem CO2 w powietrzu budynków dla drobiu są przede wszystkim procesy oddechowe
ptaków (w powietrzu wydychanym objętościowo znajduje się około 4% CO2) oraz uwalnianie
się tego gazu ze ściółki z pomiotem (w procesie
fermentacji). Dwutlenek węgla jest gazem bezbarwnym i bez zapachu. Ilość produkowanego dwutlenku węgla zależy od wieku, gatunku,
stanu fizjologicznego oraz wydajności zwierząt. Dwutlenek węgla jest niezbędnym składnikiem powietrza, pobudzającym do działania
ośrodek oddechowy ptaków.
Toksyczne oddziaływanie dwutlenku węgla na
organizm ptaków nie jest tak silny, jak w przy-
OID (257) 2/2013
OID (257) 2/2013
padku innych gazów identyfikowanych w kurnikach (przede wszystkim amoniaku). Wysokie stężenie CO2 w powietrzu obiektów drobiarskich może mieć negatywny wpływ na ptaki, przede wszystkim w pierwszych dwóch tygodniach życia, ze względu na ryzyko zwiększonej śmiertelności. Badania prowadzone nad
toksycznością CO2 wykazały, iż nawet stężenia do 0,65% w drugiej połowie odchowu (od
czwartego tygodnia), nie powoduje negatywnych skutków dla organizmu ptaków.
Dopiero znaczne przekroczenie dopuszczalnego stężenia w pomieszczeniach wpływa niekorzystnie na organizmy zwierząt. Przy stężeniach 1-2% CO2 w powietrzu, u zwierząt występuje apatia i zmniejszony apetyt. Oddychanie powietrzem o zawartości 3-4% CO2 prowadzi do nasilenia tych zmian oraz przyspieszenia częstotliwości i głębokości oddechów. Dopiero przy zawartości 4-5% CO2 w powietrzu
ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych staje się większe niż we
krwi. Hamuje to wydalanie CO2 z organizmu
i powoduje jego zaleganie w tkankach. Stężenie
przekraczające 10% może spowodować zawroty głowy i utratę świadomości, 25% - wywołuje nekrozę, a 50% - po upływie półtorej godziny prowadzi do śmierci. Koncentracja CO2
w pomieszczeniach inwentarskich jest z reguły
na znacznie niższym poziomie od toksycznej,
niemniej jednak nadmiar tego gazu w kurniku
świadczy o niedostatecznym funkcjonowaniu
urządzeń wentylacyjnych. W takich warunkach zwiększa się również udział innych domieszek gazowych oraz wzrasta poziom wilgotności względnej. Dlatego też dwutlenek węgla uważany jest za wskaźnik sprawności działania urządzeń wentylacyjnych.
Koncentracja CO2 w pomieszczeniach jest nierównomierna. Gaz ten w mieszaninie ciepłego
i wilgotnego powietrza unosi się do góry i jego
największe stężenie występuje pod stropem,
najmniejsze zaś przy podłodze. Dlatego też na26
leży zwrócić szczególną uwagę na poziom CO2
przy bateryjnym chowie drobiu.
Podsumowując, stwierdzić należy, iż długotrwałe działanie zwiększonej ilości CO2 w pomieszczeniach inwentarskich obniża sprawność oddychania, wpływa na zmniejszenie apetytu, a tym samym pogarsza wykorzystanie paszy wpływając na pogorszenie wyników produkcyjnych. Pamiętać również trzeba, iż zalecane stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniach inwentarskich wynosi 0,2-0,3%.
Tlenek węgla (CO) jest gazem bezbarwnym,
bezwonnym, nie drażni błon śluzowych, słabo
rozpuszcza się w wodzie, z powietrzem tworzy
mieszaninę wybuchową. CO ma silne działanie toksyczne, gdyż 300 razy aktywniej łączy
się z hemoglobiną niż z tlenem. Tlenek węgla
wchłania się do organizmu z dróg oddechowych. Po wniknięciu do organizmu, łączy się
w układzie krwionośnym z hemoglobiną tworząc karboksyhemoglobinę, która nie jest zdolna do przenoszenia tlenu, co prowadzi do zahamowania wymiany gazowej oraz do tzw. głodu tlenowego. Gdy hemoglobina jest związana z tlenkiem węgla w 75-80% (co ma miejsce
przy zawartości około 1% CO w powietrzu),
następuje śmierć wskutek uduszenia. Najniższa granica szkodliwości wynosi 0,03% objętości, a przy stałym działaniu wartość ta jest
jeszcze niższa i wynosi 0,015%. Źródłem CO
w pomieszczeniach dla drobiu są urządzenia
grzewcze (a przede wszystkim piece węglowe
i gazowe). Gaz ten powstaje w wyniku niepełnego spalania węgla i innych substancji pochodzenia organicznego. Podczas niewłaściwych warunków spalania, gdy nie ma odpowiedniego dopływu powietrza (tlenu) do paleniska, w gazach spalinowych może znajdować
się około 30% tlenku węgla. Natomiast podczas
prawidłowego procesu spalania węgla jego ilość
osiąga tylko wartość około 1%. Przyczyną niedostatecznego dopływu powietrza do paleniska są najczęściej wadliwie wykonane kominy,
OID (257) 2/2013
OID (257) 2/2013
niewłaściwa obsługa pieców jak również niekorzystne warunki atmosferyczne, ponieważ nie
występuje wówczas tzw. ciąg kominowy, a konsekwencją jest cofanie się gazów spalinowych
do pomieszczenia. Stosowane coraz częściej
nowoczesne systemy grzewcze chronią hodowców przed problemami związanymi z nieprawidłowym spalaniem. Systemy te wykorzystują
automatykę w procesach spalania paliwa (gaz,
koks, węgiel, olej opałowy), co pozwala na stały
monitoring składu gazów spalinowych wyprowadzanych na zewnątrz oraz na optymalizację
spalania, a w konsekwencji obniża koszty związane z ogrzewaniem pomieszczeń dla drobiu.
Amoniak jest gazem najczęściej występującym w nadmiernej ilości w pomieszczeniach
dla drobiu.
Na poziom amoniaku w powietrzu kurników
ma wpływ szerokie spektrum czynników, takich jak: wspomniana wcześniej intensywność wymiany powietrza, temperatura, prędkość ruchu powietrza, jak również zawartość
związków azotu w pomiocie, ściśle powiązana
z dietą ptaków i ich wiekiem oraz sama ściółka. Największe stężenie amoniaku występuje
w strefie przebywania zwierząt. W pomieszczeniach wilgotnych i źle wentylowanych stężenie
amoniaku może kształtować się na poziomie
40-60 ppm.
Amoniak wchłaniany jest do organizmu głównie przez drogi oddechowe, a także przez skórę i błony śluzowe. Związek ten łatwo łączy się
z wodą tworząc wodorotlenek amonowy, który przenika do tkanek, powodując stany zapalne błon śluzowych i obniżenie ich odporności. Ponadto, amoniak łatwo przechodzi
przez ścianki pęcherzyków płucnych do krwi,
gdzie zmienia hemoglobinę w hematynę zasadową obniżając poziom hemoglobiny w ustroju, a poprzez przekształcenie kwasu glutaminowego w glutaminę, obniża się przemiana tlenowa (zmniejszając wymianę gazową). Nawet
minimalne ilości amoniaku przy długotrwa28
łym oddziaływaniu powodują obniżenie poziomu frakcji gamma-globulinowych białka surowicy krwi, co prowadzi do spadku odporności
organizmu oraz obniżenia wyników produkcyjnych. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 15 lutego
2010 r. w sprawie wymagań i sposobu postępowania przy utrzymywaniu gatunków zwierząt
gospodarskich, dla których normy ochrony zostały określone w przepisach Unii Europejskiej
(Dz.U. 2010, nr 56, poz. 344 z póź. zm.), stężenie amoniaku w pomieszczeniach dla drobiu
nie powinno przekraczać 20 ppm.
Do innych, bardzo toksycznych domieszek gazowych, chociaż występujących w znacznie
niższych stężeniach możemy zaliczyć siarkowodór - H2S. Źródłem H2S w kurnikach jest
gnilny rozkład białka (zawierającego w swych
aminokwasach siarkę), znajdującego się w odchodach ptaków. Znaczne ilości tego gazu spotyka się w pomieszczeniach wilgotnych z zalegającą ściółką, zwłaszcza przy podwyższonej
temperaturze otoczenia i przy obfitym żywieniu paszami białkowymi. Gaz ten znajduje się
przede wszystkim w niehigienicznie utrzymywanych pomieszczeniach i jest wskaźnikiem
ich czystości.
Siarkowodór jest gazem cięższym od powietrza i największe jego ilości gromadzą się nad
podłogą. Siarkowodór jest silnie toksycznym
gazem porażającym przy oddychaniu centralny układ nerwowy, szczególnie ośrodek oddychania i ośrodek naczyniowo-ruchowy. H 2S
wdychany do płuc przechodzi w siarczek sodu
(Na 2S), który wchłaniany do krwi ulega hydrolizie i ponownie przechodzi w siarkowodór. Ponadto, gaz ten dostając się do płuc powoduje ich
obrzęk. Toksyczność H2S związana jest z jego
silnym powinowactwem w stosunku do żelaza
wchodzącego w skład enzymów oddechowych,
co powoduje upośledzenie oddychania komórkowego. Dodatkowo, gaz ten charakteryzuje się
dużym powinowactwem do hemoglobiny. Łą-
HIGIENA I ŻYWIENIE
cząc się z hemoglobiną tworzy bardzo trwały
związek sulfmethemoglobinę, który nie bierze udziału w przenoszeniu tlenu i dwutlenku
węgla we krwi. Siarkowodór należy do gazów
silnie drażniących, ponieważ na błonie śluzowej łączy się z wodą, w wyniku czego powstają związki alkaliczne o silnym działaniu drażniącym. Siarkowodór łatwo wywołuje stany zapalne spojówek oka, dróg oddechowych, chroniczne zapalenia przewodu pokarmowego oraz
zmniejszenie odporności ustroju.
Oprócz związków nieorganicznych w pomieszczeniach dla drobiu występują gazy i pary organiczne, takie, jak: merkaptany, siarczki i wielosiarczki organiczne, ketony, aldehydy, aminy, kwasy organiczne. Ze względu, iż wywołują
one nieprzyjemne odczucia węchowe są główną
przyczyną skarg ludności mieszkającej w pobliżu ferm drobiarskich na jakość środowiska.
W celu redukcji szkodliwych domieszek gazowych w obiektach drobiarskich stosuje się zróżnicowane metody, takie jak:
• optymalizacja parametrów fizyko - chemicznych ściółki metodami chemicznymi,
fizycznymi i biologicznymi;
• zbilansowane żywienie, dostosowane do
wymagań gatunkowych;
• utrzymanie prawidłowych warunków mikroklimatycznych w budynkach;
• zabiegi ozonowania, ujemnej jonizacji powietrza, czy też naświetlanie promieniami
UB.
Wszystkie stosowane zabiegi mają na celu
ograniczenie powstawania szkodliwych domieszek gazowych, a jednocześnie poprawę
wyników produkcyjnych.
dr hab. Tomasz Mituniewicz
Katedra Higieny Zwierząt i Środowiska
Wydział Bioinżynierii Zwierząt
UWM w Olsztynie
29