Раздел 2. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
При зоогигиенической оценке воздушной среды определяют комплекс параметров физических свойств воздуха (температуру, влажность, подвижность, охлаждающую способность, атмосферное давление, освещенность, ионизацию и т. д.), его газовый состав (диоксид углерода, оксид углерода, аммиак, сероводород и др.), акустический фон, запыленность и насыщенность микроорганизмами. Воздушная среда, окружающая животных, оказывает на них прямое и косвенное влияние, но и животные могут в значительной степени изменять свойства и состав воздушной среды, часто не в лучшую сторону. В связи с этим разработаны нормативы физического состояния в животноводческих помещениях воздуха и предельно допустимые концентрации в нем вредно действующих газов, пыли и микроорганизмов. Необходимо постоянно или периодически контролировать его основные параметры. Совокупность элементов внешней среды при воздействии на организм вызывает в нем различные ответные реакции. При этом, если эти воздействия соответствуют оптимальному уровню, то организм животного нормально развивается и при правильном кормлении дает максимальную продуктивность.

Для исключения влияния различных отрицательных факторов на организм животных и птиц необходим зоогигиенический мониторинг за условиями содержания. Зоогигиеническую оценку условий содержания проводят комплексно, в зависимости от конкретных условий хозяйств, типа помещений, технологического и санитарно-технического оборудования, специфики создающегося микроклимата.

Задание 9. Определение температуры воздуха

и барометрического давления
Цель задания: овладеть методами зоогигиенического контроля за состоянием микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях при помощи специальных приборов, ознакомиться с устройством и принципом их работы.

Оборудование и материалы: ртутные, спиртовые термометры, максимальный и минимальный термометр, термографы (суточные, недельные), психрометры Августа и Ассмана, барометр (анероид), барографы (суточные, недельные).

Температура − один из основных параметров, характеризующих тепловое состояние системы.

С молекулярно-кинетической точки зрения температура − показатель интенсивности теплового движения атомов, молекул и других частиц, составляющих систему, предмет, вещество.Температуру выражают в градусах Цельсия (С), Кельвина (К), Фаренгейта (F), Реомюра (R).

Температура окружающей среды оказывает большое влияние на тепловое состояние организма животных. Несмотря на значительные возможности механизма теплорегуляции, организм животных может сохранять состояние теплового равновесия в известных пределах.Прогревание организма возникает при высокой температуре, повышенной влажности воздуха и недостаточности его движения. Способствует прогреванию тяжелая работа, быстрое движение, скученное содержание, ожирение животных. При этом у животных учащается дыхание, усиливается потоотделение, уменьшается теплообразование, понижается газообмен, потребление кислорода, обмен веществ, аппетит, подавляется половая функция. Может наступить тепловой удар.

Для предохранения животных от перегревания в помещениях необходимо снижать влажность и проводить вентиляцию, поить, обливать животных холодной водой, избегать скученности, уменьшать кормовой рацион.

При пониженной температуре животные горбятся, пульс замедляется, в организме усиливается теплопродукция – рефлекторная дрожь, повышается аппетит (перерасход кормов), обмен веществ, могут возникнуть и болезни: катар верхних дыхательных путей, пневмония, воспаление суставов.

Правила измерения. Параметры микроклимата в животноводческих помещениях измеряют 3 раза в сутки в следующие промежутки времени, ч: 1-й − 5 − 7; 2-й − 12 − 14; 3-й − 19 − 21, в трех точках помещения по диагонали (в начале, середине и конце) на расстоянии 3 м от продольных стен и 0,8 – 1,0 м от торцовых, а также на двух высотах по вертикали (на уровне лежащего животного – 0,2 – 0,5 м, в зоне дыхания животного и обслуживающего персонала – 1,5 – 1,7 м). В птичниках с клеточным содержанием измерения проводят на уровне расположения ярусов батарей.

Измерять температуру рекомендуется в 2 − 3 зонах по вертикали, учитывая зону нахождения животных и обслуживающего персонала. Обычно температуру определяют в помещениях для телят на высоте 0,3, 0,7 и 1,5 м от пола; в помещениях для взрослого крупного рогатого скота, молодняка старшего возраста и лошадей − на высоте 0,6 и 1,5 м от пола; в помещениях для молодняка свиней и овец − на высоте 0,2, 0,4 и 1,5 м от пола; в помещениях для взрослых животных разных видов − на высоте 0,4, 0,7 и 1,5 м от пола. Замеры температуры воздуха проводят в зонах лежания, стояния животных и нахождения обслуживающего персонала.

В птичниках с использованием напольного содержания измерения проводят на высоте до 0,3 м и 1,5 м от пола, а в помещениях, оборудованных насестами и гнездами, − на 0,5 м выше наиболее приподнятых насестов и гнезд; при клеточном содержании температуру измеряют на уровне каждого яруса батареи (в центре клеток).

Перед установкой любого прибора, измеряющего температуру, его следует выдержать в помещении, где будут регистрировать температуру, от 15 мин до 1 ч. Продолжительность измерения температуры в точке 10 − 15 мин. Измерительные приборы располагают в помещении так, чтобы на них не падали солнечные лучи, не доходили тепло от батарей отопления и холод от стен и вентиляционных устройств. В момент снятия показаний нельзя трогать руками резервуар термометра, дышать на него и перемещать термометр в пространстве.

Показатели воздуха помещения, в частности температуры, зависят от метеорологических условий окружающей атмосферы. При измерении температуры наружного воздуха резервуар термометра нужно защищать от влияния солнечной радиации и холодных ветров. Для этого используют защитные ширмы из картона или фанеры.
Определение температуры воздуха
Для измерения температуры воздуха в животноводческих помещениях в зависимости от конкретных условий применяют приборы с различным принципом действия: термометры расширения (ртутные, толуоловые) и термометры сопротивления (электрические). Наиболее распространены ртутные термометры. Это объясняется их точностью и возможностью применения в широких пределах температур от −35 °С до 375 °С. Спиртовые термометры менее точны, так как спирт при нагревании выше 0 °С расширяется неравномерно, кроме того, точка его кипения соответствует 78,3 °С. Однако с помощью спиртовых термометров можно измерять очень низкие температуры (до −130 °С). Ртутные термометры для этого непригодны, так как ртуть замерзает при −39,4 °С.

Для проверки нулевой точки ртутного термометра его погружают на 15 мин в воронку со льдом, приготовленным из дистиллированной воды, а для проверки точки кипения (100 °С) опускают в колбу с кипящей дистиллированной водой так, чтобы резервуар термометра находился на расстоянии 2 см от поверхности воды.

Кроме вышеназванных используют специальные термометры, с помощью которых можно определить максимум и минимум температуры в определенный период времени.

Термометры градуируются в градусах Цельсия. Градус Цельсия (⁰С) равен одной сотой деления температурной шкалы между точками кипения (100⁰С) и замерзания воды (0⁰С). Для фиксации наибольшей или наименьшей температуры в помещении за определенный период времени (сутки, неделя) применяют соответственно максимальный и минимальный термометры (рис.4). Термометры могут быть и комбинированные – максимально-минимальные (рис.5).

Рис. 4. Максимальный Рис.5. Максимально-

и минимальный термометры. минимальный термометр.

Термометр ртутный максимальный предназначен для измерения и фиксирования наивысшей температуры воздуха за определенный период времени. Это достигается различными конструктивными приемами: например, в месте перехода от резервуара с ртутью к капилляру может быть введен пузырек разреженного воздуха или сужен просвет капилляра. Чаще всего в дно ртутного резервуара термометра впаивают стеклянный штифт, который верхним своим концом вдается в капиллярную трубку термометра и суживает ее просвет настолько, что ртуть проходит по капилляру только при повышении температуры воздуха. При понижении температуры воздуха ртуть из капилляра уже не может возвратиться обратно в резервуар и остается в том положении, которое соответствовало бы максимальному уровню столбика ртути. Перед каждым измерением максимальный термометр необходимо энергично встряхнуть, чтобы возвратить ртуть в резервуар.

Устанавливают их в горизонтальном положении.

Термометр спиртовой минимальный применяют для измерения и фиксирования минимальной температуры воздуха. Внутри капилляра термометра находится стеклянный подвижный штифт-указатель из синего стекла. Перед измерением термометр поворачивают концом вверх и добиваются такого положения, чтобы штифт дошел до упора. Затем термометр располагают в точке исследования. Если температура воздуха в помещении понизится, а столбик спирта в капилляре уменьшится, то поверхностная спиртовая пленка будет увлекать за собой штифт вниз, к резервуару, до тех пор, пока будет снижаться температура. В этом случае штифт в капилляре займет положение, соответствующее минимальной температуре. Если температура воздуха повысится, спирт, увеличиваясь в объеме, будет подниматься по капилляру вверх, не сдвигая штифт с места. Показания температуры отсчитывают по концу штифта, наиболее удаленному от спиртового резервуара термометра.

С помощью комбинированного (максимально-минимального) термометра определяют как максимальную, так и минимальную температуру воздуха за определенный период времени. Термометр состоит из U-образной стеклянной трубки, концы которой заканчиваются продолговатым или шарообразным расширением. При измерении температуры термометр устанавливают вертикально. Правая часть трубки заполнена ртутью, а левая – спиртом до половины продолговатого расширения. В капилляре каждого колена заключен металлический указатель капилляра, который при помощи щетинок удерживается в его просвете. Перед измерением температуры воздуха оба указателя с помощью небольшого подковообразного магнита подводят к мениску ртутного столбика так, чтобы их нижние концы касались ртути. При повышении температуры спирт, расширяясь в левом колене, давит на столбик ртути и передвигает его в правом колене трубки. Поднимающаяся ртуть двигает вверх указатель, который останется на месте в случае падения уровня ртути и покажет максимальную температуру за период наблюдения. При понижении температуры объем спирта в левом колене уменьшается, и столбик ртути в нем поднимается вверх, чему будет способствовать напряжение спиртовых паров в расширении левого колена. Передвигающаяся в левом колене ртуть будет перемещать вверх указатель, который зафиксирует минимальную температуру за период наблюдения.

Электротермометры ЭТП-М, ЭА-2М, АМ-2М, ЭВМ-2 с цифровой индикацией используют для измерения температуры воздуха (рис.6). Они удобны в работе, но точность их показаний следует проверять по выверенному ртутному термометру. Правила пользования этими приборами обычно изложены в паспорте или инструкции.

Термографы применяют для записи колебаний температуры воздуха. Наиболее распространены термографы суточный М-16с и недельный М-16н (рис.7). С их помощью регистрируют изменения температуры воздуха в помещениях в диапазоне от −45 °С до +55 °С.

Т

Рис.6. Термоанемометр ЭА-2М:
1 − гальванометр; 2 − переключатель питания; 3 − клеммы для включения прибора в сеть; 4 − вилка датчика; 5 − переключатель для измерения температуры или скорости воздуха; 6 − переключатель «измерение − контроль»; 7 − ручка регулировки напряжения; 8 − ручка регулировки подогрева; 9 − датчик (микротермосопротивление); 10 − защитный футляр датчика.
ермограф состоит из датчика температуры (двух связанных пластинок, имеющих различные температурные коэффициенты), передаточного механизма (рычага, тяги, регулятора и оси), регистрирующей части (стрелки с пером и барабана с часовым механизмом) и пластмассового корпуса. Принцип действия прибора основан на свойстве биметаллической пластинки изменят радиус изгиба в зависимости от

температуры окружающего воз-

духа. Изменения в кривизне пла-

стинки передаются стрелке с

пером, которая поднимается или

опускается, и таким образом на

диаграммной бумажной ленте,

надетой на барабан, получается

непрерывная графическая запись температуры (термограмма). Диаграммная лента разграфлена по вертикали параллельными линиями с ценой деления 1°С, а по горизонтали − с ценой деления, соответствующей продолжительности времени вращения барабана: 15 мин − для суточных и 2 ч − для недельных термографов.


Рис. 7. Термограф.

Перед установкой прибора в рабочее положение необходимо: снять барабан; наложить диаграммную ленту на барабан и закрепить ее лентодержателем; завести часовой механизм; надеть барабан с диаграммной лентой на ось; заполнить перо чернилами; привести стрелку с пером в соприкосновение с диаграммной лентой; проверить качество записи на диаграммной ленте. Исходя из показаний контрольного ртутного термометра вращением коррекционного винта устанавливают перо стрелки на требуемом делении диаграммной ленты в соответствии с днем недели (или часом суток) и данным моментом времени.

Показания термографов не гарантированы от ошибок, и поэтому

один раз в трое суток следует проверять правильность записи (по ртутному термометру) и при необходимости вносить поправку при помощи коррекционного винта.

Термограф ставят на подставку строго горизонтально. Выпускают термографы двух типов: суточные с продолжительностью одного оборота барабана часового механизма 26 ч и недельные – 176 ч.

Для определения температуры используют психрометры Августа и Ассмана (показания сухого термометра).

Определение температуры воздуха проводится следующим образом:

1) термометр подвешивают на шнур к деревянному шесту;

2) размещают термометр так, чтобы на него не падали прямые солнечные лучи, тепло от обогреваемых устройств, холод от окон, дверей и вентиляционных каналов;

3) отсчет показаний проводят через 10 – 15 мин после установки прибора;

4) показания следует снимать на уровне мениска жидкости в капилляре;

5) нельзя трогать резервуар со спиртом или ртутью рукой и дышать на него.

Определение барометрического давления
По Международной системе единиц (СИ) за единицу давления принят 1 Паскаль (Па). Однако многие типы приборов для определения атмосферного давления градуированы в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и миллибарах (мбар). Давление атмосферы, способное уравновесить столб ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С на уровне моря и широте 45°, принято считать нормальным и равным 101 300 Па, или 1013 гПа. В этих условиях атмосфера давит на 1 см² поверх­ности Земли с силой 1 кг, а точнее 1,013 кг. 1 миллибар (мбар) – давление, которое оказывает тело массой 1 г на 1 см² поверхности и соответствует 0,7501 мм рт. ст., или 1 гПа. Для удобства перевода атмосферного давления из одних единиц (мм рт. ст.) в другие (гПа).

Атмосферное давление измеряют барометрами и барографами (рис.8 – 9). Металлические барометры типа БАММ менее точны, чем ртутные, но более удобны в работе.

Барометр сифонный ртутный представляет собой U-образную стеклянную трубку, наполненную ртутью. Левый верхний, более длинный, конец трубки запаян, а правый открыт и сообщается с атмос­ферой. При повышении давления уровень ртути в открытом колене понижается, а в длинном запаянном соответственно повышается, зани-
мая свободное пространство в верхней части.

Рис. 8. Барометр-анероид. Рис. 9. Барограф М-22С.

При понижении давления происходит перемещение ртути в правое колено. Этим барометром атмосферное давление определяют по разности между высотой ртутного столба в длинном запаянном колене и в открытом коротком колене. Барометрические шкалы укреплены на деревянном или пластмассовом основании. Наиболее распространены металлические барометры-анероиды.

Барометр-анероид типа БАММ используется для определения атмосферного давления в пределах 600−790 мм рт. ст. Приемная часть прибора − анероидная коробка. Для увеличения эластичности коробки служат кольцевые концентрические гофры. Воздух из коробки откачан до разрежения в 50−60 мм рт. ст. Действие барометра-анероида основано на свойстве анероидной коробки реагировать на изменения атмосферного давления. При повышении давления стенка коробки прогибается внутрь, а при понижении – выпрямляется. Эти колебания через систему рычагов передаются стрелке, которая движется по циферблату, градуированному в миллиметрах ртутного столба, миллибарах или гектопаскалях. При снятии показаний барометра луч зрения наблюдателя должен быть направлен перпендикулярно к участку шкалы (циферблата). Перед снятием показаний нужно слегка постучать пальцем по центру стекла прибора для устранения трения в рычажной передаче.

В некоторых барометрах имеется вторая дополнительная стрелка, которая служит для установления степени отклонения основной стрелки прибора в ту или другую сторону за определенный промежуток времени. Чтобы узнать величину давления, надо определить положение стрелки на шкале (циферблате). Цена деления 1 мм рт. ст. барометра равна 10,5 м высоты.

Барограф М-22А предназначен для непрерывной регистрации на диаграммной бумажной ленте изменений атмосферного давления, могут быть суточные и недельные с продолжительностью оборота барабана 26 и 176 часов соответственно и предназначены для непрерывной регистрации изменений атмосферного давления и обеспечивают регистрацию последнего в диапазоне 90 мбар в пределах от 870 до 1060 мбар при температуре воздуха от –10 до +40⁰С. Это позволяет использовать прибор в условиях как равнинной, так и высокогорной местности.

Реагирующим на изменение давления органом является пакет металлических коробочек.

Принцип работы прибора основан на способности анероидных подушек с волнистыми металлическими стенками реагировать на колебания атмосферного давления изменением своих геометрических размеров по высоте за счет деформации (сплющивания) мембран. Устройство прибора, за исключением приемника давления, аналогично термографу и гигрографу.

Порядок определения атмосферного давления. Барометры-анероиды и барографы необходимо время от времени проверять по ртутному барометру. Располагать приборы необязательно в животноводческом помещении, их можно установить, например, в кабинете ветеринарного врача или в ветеринарной аптеке.

Установлена связь между изменениями погоды и показаниями барометра или барографа. Эта зависимость позволяет в известной степени предсказать погоду, что подчас очень важно для ветеринарного врача. Понижение атмосферного давления, как правило, предшествует дождливой пасмурной погоде, а повышение – сухой и ясной (если зимой, то с сильным похолоданием).

Нормальное атмосферное давление – 760 мм рт. ст. (на уровне моря при температуре 0⁰С), или 1013 Па.

Практические задания для самостоятельной работы:

1. Ознакомиться и изучить приборы для определения температуры воздуха и барометрического давления в животноводческих помещениях.

2. Измерить температуру воздуха в помещении. Сделать выводы по полученным результатам.

3. Определить барометрическое давление.

Контрольные вопросы
1. Какие приборы применяются для определения температуры в животноводческих помещениях?

2. Назовите приборы для определения барометрического давления воздуха.

3. Каковы принцип действия и порядок работы с приборами для определения температуры воздуха и барометрического давления?

4. Назовите нормативы температуры воздуха для животных различных половозрастных групп.

Задание 10. Определение влажности воздуха

в животноводческих помещениях
Цель задания: ознакомиться с приборами для контроля влажности воздуха в помещениях для животных, приобрести навыки в работе с психрометрами, гигрометрами, гигрографами, произвести расчеты влажностных характеристик по данным психрометров.

Материалы и оборудование: психрометры статический (Августа), аспирационный (Ассмана); гигрометры МВ-18, М-21С; гигрографы (суточный и недельный).

С температурой воздуха тесно связана его влажность. Воздух всегда содержит водяные пары, количество которых меняется в зависимости от температуры и скорости его движения. Основным источником поступления водяных паров в атмосферу служит испарение воды с поверхности водоемов, почвы, растений, животных. В воздухе помещений для животных водяных паров, как правило, бывает больше, чем в атмосферном воздухе. При высокой влажности воздуха уменьшается испарение влаги с поверхности пола, животные сильно загрязняются, что предрасполагает к кожным заболеваниям, а в итоге приводит к снижению продуктивности. Влажность воздуха оказывает на организм животных прямое и косвенное влияние. При слишком низкой влажности и высокой температуре воздуха помещений у животных наблюдается пневмония. Особый вред наносит высокая влажность при низкой температуре воздуха, когда волосяной покров животных влажный. Это одна из причин простудных заболеваний, а также воспалений дыхательных путей. Непосредственное влияние влажности сводится к воздействию на тепловое состояние организма животных, косвенное влияние зависит от свойств ограждающих конструкций, развития микроорганизмов.

Влажность воздуха характеризуется следующими гигрометрическими показателями: абсолютная, максимальная, относительная, дефицит влажности, точка росы.

Абсолютная влажность (А) − количество водяных паров в данный момент и при данной температуре, выраженное в граммах на кубический метр воздуха, или упругость водяных паров в данный момент и при данной температуре, выраженная в миллиметрах ртутного столба. Она дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степень его насыщения. В животноводческих помещениях абсолютная влажность колеблется от 4 до 12 г/м³ воздуха.

Максимальная влажность (Е) − предельное насыщение воздуха водяными парами в данный момент и при данной температуре воздуха, выраженное в граммах на кубический метр, или упругость водяных паров при полном насыщении воздуха водяными парами в данный момент и при данной температуре, выраженная в миллиметрах ртутного столба.

Относительная влажность (R) − отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или степень насыщения воздуха водяными парами в данный момент и при данной температуре. Чем выше температура воздуха, тем ниже относительная влажность, и наоборот.

.

Дефицит влажности (Дв) − разность между максимальной и абсолютной влажнос­тью в данный момент времени и при данной температуре, выраженная в граммах на кубический метр воздуха. Чем больше дефицит насыщения, тем суше воздух, и наоборот. Этот показатель в помещениях для животных колеблется от 0,2 до 7,2 г/м³.
Д = Е_{сух –} А (г/м³) .



Точка росы (Т°С) − температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, полностью насыщают пространство и переходят в жидкое состояние, оседая на холодных поверхностях оборудования, конструкций помещения. При такой температуре абсолютная влажность близка к максимальной.

Определив абсолютную влажность, можно по таблице найти температуру точки росы.

<предыдущая страница | следующая страница>