李保明教授團隊揭示通風(fēng)布局對規(guī)模雞場生物氣溶膠交叉?zhèn)鞑サ挠绊?/h1>
近日,中國農(nóng)大水利與土木工程學(xué)院李保明教授團隊在《Journal of Hazardous Materials》發(fā)表了題為“Effect of inlet-outlet configurations on the cross-transmission of airborne bacteria between animal production buildings”的研究論文(doi: 10.1016/j.jhazmat.2022.128372),揭示了雞舍進風(fēng)口和排風(fēng)口布局對場區(qū)舍間生物氣溶膠交叉?zhèn)鞑サ挠绊懀撗芯砍晒C實了當(dāng)前規(guī)模雞場冬季采用側(cè)墻排風(fēng)加劇了生物氣溶膠在場區(qū)的積聚和舍間交叉?zhèn)鞑?,為?guī)模雞場建筑布局、雞舍排風(fēng)與主導(dǎo)風(fēng)向關(guān)系等場區(qū)生物安全工程防控設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制定提供了科學(xué)依據(jù)。
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畜禽養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的大量生物氣溶膠(包括病原)會伴隨舍內(nèi)通風(fēng)換氣排放至舍外,使得養(yǎng)殖場區(qū)暴露在較高濃度的生物氣溶膠環(huán)境中,嚴(yán)重威脅養(yǎng)殖場生物安全。病原空氣傳播防控難度大,畜禽場合理的規(guī)劃布局和通風(fēng)設(shè)計可有效降低場區(qū)生物氣溶膠濃度,是實現(xiàn)源頭防控的關(guān)鍵。當(dāng)前,規(guī)?;笄輬鼋ㄔO(shè)“重設(shè)施設(shè)備而輕設(shè)計”,通風(fēng)設(shè)計和場區(qū)規(guī)劃布局不合理長期威脅場區(qū)生物安全,增加了疾病的發(fā)生和傳播的風(fēng)險,危害極大(圖2)。畜禽舍布局和通風(fēng)設(shè)計如何影響場區(qū)生物氣溶膠交叉?zhèn)鞑?,成為完善畜禽場?guī)劃設(shè)計理論亟需解決的科學(xué)問題。為此,本研究在不同環(huán)境風(fēng)場條件下,探究了蛋雞舍進風(fēng)口和排風(fēng)口布局對舍間生物氣溶膠交叉?zhèn)鞑サ挠绊憽?/p>
側(cè)墻排風(fēng)加劇了生物氣溶膠在場區(qū)的積聚和舍間交叉?zhèn)鞑?/p>
研究人員首先定義了三種風(fēng)場條件(正向風(fēng)、無風(fēng)、逆向風(fēng)),對比了側(cè)墻進風(fēng)-山墻排風(fēng)(Type A)和側(cè)墻進風(fēng)-側(cè)墻排風(fēng)(Type B)兩種典型畜禽舍通風(fēng)系統(tǒng)布局中排風(fēng)口、舍間和進風(fēng)口位置空氣的細(xì)菌濃度,發(fā)現(xiàn)在排放濃度無顯著差異的前提下,三種風(fēng)場條件下Type B的舍間和鄰舍進風(fēng)口空氣中細(xì)菌濃度均顯著高于Type A。三種風(fēng)場條件下Type B的舍間空氣中細(xì)菌濃度均顯著高于其他位置。上風(fēng)向、排風(fēng)口、舍間、進風(fēng)口和下風(fēng)向空氣中細(xì)菌的菌群結(jié)構(gòu)分析表明,Type B排風(fēng)口特有OTUs在三種風(fēng)場條件下幾乎均存在于舍間和鄰舍進風(fēng)口,而Type A排風(fēng)口特有OTUs在正向風(fēng)條件下少數(shù)存在于舍間和鄰舍進風(fēng)口,無風(fēng)和逆向風(fēng)條件下幾乎均存在于舍間和鄰舍進風(fēng)口(圖3)。因而,該研究證實了采用側(cè)墻排風(fēng)的通風(fēng)布局加劇了生物氣溶膠在場區(qū)的積聚和舍間交叉?zhèn)鞑?;雞舍單列布局、末端排風(fēng)方向與主導(dǎo)風(fēng)向垂直的場區(qū)布局可以有效利用外界風(fēng)帶離畜禽舍排出的生物氣溶膠,降低場區(qū)生物安全風(fēng)險。
OTUs網(wǎng)絡(luò)圖分析三種風(fēng)場條件下舍間和鄰舍進風(fēng)口位置空氣細(xì)菌的來源
水利與土木工程學(xué)院李保明教授團隊的鄭煒超副教授為論文通訊作者,水利與土木工程學(xué)院2020屆博士畢業(yè)生李宗剛(現(xiàn)為我校動物醫(yī)學(xué)院博士后)為論文第一作者。該工作獲得了國家自然科學(xué)基金面上基金項目、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才培育發(fā)展支持計劃等項目的資助。