Higiena Ćwiczenia
Środowisko hodowlane w budynkach inwentarskich
Środowisko hodowlane - zespół współzależnych, nieożywionych i ożywionych czynników otaczających zwierze gospodarskie przyrody, których wpływ jest modyfikowany i uzupełniany przez człowieka i jego wytwory
Czynniki kształtujące środowisko hodowlane:
1 parametry fizyczne - temperatura wilgotność, oświetlenie, ochłodzenie, ruch powietrza, ciśnienie atmosferyczne, hałas
2 parametry chemiczne (gazy) - amoniak, siarkowodór, CO2, tlenek węgla, odory
3 Parametry biologiczne- zawarto makro i mikroelementów (owadów, pasożytów, bakterii, wirusów)
4 parametry mechaniczne- kurze, pyły
Czynniki które decydują o mikroklimacie:
1 wentylacja- celem jest w budynkach inwentarskich usunięcie szkodliwych gazów i nadmiaru pary wodnej oraz doprowadzenie świeżego powietrza
2 warunki atmosferyczne
3 obsada zwierząt - ile sztuk przypada na 1 m2 powierzchni
4 wskaźnik kubaturowy- ile m3 przypada na 1 sztukę dużą
5 ciepłochronność budynków- z jakiego materiału jest zbudowany, grubość ścian
6 Stan sanitarny
7 System utrzymania zwierząt- ściołowy, bezściełowy
8 System karmienia i pojenia zwierząt
Wilgotność powietrza - jest to zawartość pary wodnej w powietrzu. W skład powietrza atmosferycznego wchodzi od 0,04% do 0,4 % wody w postaci pary wodnej. Każdej temperaturze odpowiada ściśle określona maksymalna prężność pary wodnej, którą powietrze może wchłonąć.
1 m3 powietrza zawiera, przy pełnym nasyceniu i temperaturze 0oC tylko 4,874 g wody przy 20oC już 17,16 g, a przy 30oC- 30,139g. Zawartość pary wodnej zwiększa się wraz ze wzrostem temp.
Źródła wilgotności w budynkach inwentarskich:
1 Parowanie fizjologiczne (ewaporacja) - to nieustanny proces parowania z powłok zewnętrznych i dróg oddechowych organizmu zwierzęcego. Wielkość tego parowania zależy od gatunku zwierząt, masy ich ciała, warunków termiczno-wilgotnościowych.
2 Parowanie fizyczne-to parowanie ze wszystkich mokrych powierzchni zewnętrznych pomieszczenia: ścian, sufitu, podłogi, kanałów gnojowych, ściółki, nawozów, wilgotnej paszy.
Ewaporacja fizyczna stanowi 10-25 % a w pomieszczeniach obficie spłukiwanych wodą wielkość ta może przekroczyć 40%
a budynki dogrzewane- 25-40%
b budynki pozostał- 10-25%
3 Para wodna z powietrza zewnętrznego- dostaje się do budynków podczas wentylacji, stanowi średnio ok. 5-15 % ogólnej zawartości pary wodnej w powietrzu , co uzależnione jest od pory rok i intensywności wymiary powietrza
Lato-15%
Zima-5%
Wskaźniki wilgotności (Higrometryczne)
1 Wilgotność bezwzględna -to aktualna zawartość pary wodnej w powietrzu wyrażona w g/m3, oznaczona literą „e”= gram/m3. Optymalna wilgotność bezwzględna dla zwierząt gospodarskich wynosi 5-9 g/m3, przy czym w praktyce dochodzi ona do 15 g/ m3
2 Wilgotność maksymalna - jest to maksymalna zawartość pary wodnej jaką w danej temp i przy danym ciśnieniu atmosferycznym może znaleźć się w powietrzu. Dla każdej temp jest ściśle określona maksymalna zawartość pary wodnej . Oznaczamy je literą „E” - g/m3
E 10o C= 1,42 g/m3
E 20oC= 12,31 g/m3
3 Wilgotność względna - wskazuje na stopień nasycenia powietrza parą wodną Jest to procentowy iloraz wilgotności bezwzględnej do maksymalnej. Jest ona proporcjonalna do temp powietrza. Oznaczamy literą „R”
Wilgotność względną w budynku wyraża się w granicach 60-80 %
a) budynki dogrzewane= 60-70 %
b) budynki pozostałe= 70-85%
4 Niedosyt wilgotności fizycznej - jest to różnica między wilgotnością maksymalną o wilgotność bezwzględną w danej temp
Jest to wskaźnik który mówi nam ile jeszcze gram pary wodnej może zmieścić się w 1 m3 powietrza aby osiągnąć stan nasycenia. Im większe jest niedosyt fizyczny wilgotności tym intensywniejsze jest parowanie w pomieszczeniach. W pomieszczeniach dla zwierząt wartość Df waha się od 0,4 do 4,5 g/m3
5 Niedosyt wilgotności fizjologicznej - jest to różnica między wilgotnością maksymalną powietrza (maksymalna prężność pary wodnej ) przy temp 39oC (średnia temp ciała zwierząt) a wilgotność bezwzględna. Niedosyt wilgotności fizjologicznej mówi nam o intensywności parowania organizmu.
6 Punkt rosy- jest to taka temp, przy której para wodna osiąga stan nasycenia (wartość wilgotności bezwzględnej równa się wilgotności maksymalnej e= E). Gdy temp spada poniżej punktu rosy, następuje skraplanie się pary wodnej w postaci mgły ( w powietrzu) lub rosy (na ścianach , szybach, sierści zwierząt). Punkt rosy oznaczamy literą „T” (oC)
POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA
1 Psychometr zwykły Augusta- składa się z 2 identycznych termometrów. Jeden wskazuje temp powietrze, drugi owinięty jest muślinem, jego koniec zanurzony jest w wodzie destylowanej. Koszulka muślinowa jest zawsze wilgotna i zawsze paruje. Intensywność tego parowania zależy od niedosytu fizycznego wilgotności, a więc od stopnia zwilgocenia powietrza. Im powietrze będzie suchsze, tym intensywność parowania termometru wilgotnego będzie większa i większa będzie też przez to pochłanianie ciepła z tego termometru co spowoduje znaczny spadek tempo na termometrze wilgotnym. Różnicę temp na termometrze suchym i na wilgotnym nazywamy różnicą psychrometryczną wilgotności powietrza. Dużej różnicy psychrometrycznej odpowiada zawsze niska wilgotność powietrza a małej różnicy psychrometrycznej wysoka wilgotność . Wartość wilgotności względnej dla określonej różnicy psychrometrycznej i wartości temp termometra suchego odczytuje się z tabel psychrometrycznych.
2 Psychrometr aspiracyjny Assmana- składa się z 2 termometrów umieszczonych w niklowanej obwódce. Psychrometr ten jest wyposażony w wiatraczek zasysający powietrze ze stałą prędkością. W ten sposób przy pomiarze wilgotności tym psychrometrem unikamy dodatkowego pomiaru prędkości ruchu powietrza. Wartość wilgotności względnej odczytujemy z tabel psychrometrycznych dla psychrometru aspiracyjnego Assmana
3 Higrometr włosowy- służy do mierzenia wilgotności względnej powietrza zasada działania przyrządu polega na zdolności rozciągania odtłuszczonego włosa ludzkiego przy wzrastającej wilgotności i skracania się przy spadku wilgotności.
4 Higrograf włosowy - działanie na identycznej zasadzie jak higrometr włosowy i jest dodatkowo wyposażony w urządzenie samopiszące, co pozwala na zapis wilgotności względnej w przebiegu dobowym lub tygodniowym
Wymiana ciepła między zwierzętami a środowiskiem zachodzić może na drodze :
1 Promieniowania (radiacji) -zależy od obecności w otoczeniu gazów lub ciał o niższej temp utrata ciepła na drodze promieniowanie zachodzi wtedy gdy istnieje różnica temp między temp skóry zwierzęcia a obiektów otoczenia (ściany, sufit, podłoga) W warunkach normalnych udział promieniowania podczerwonego stanowi ok. 50% strat cieplnych u owiec, ok. 60% u świń. Zwierzęta przyjmują również ciepło na drodze promieniowania zastosowanie promienników (np. podczerwień dogrzewaniu prosiąt, kurcząt, cieląt.)
2 Konwekcja (unoszenie)- powodowana jest niższą temp powietrza i jego ruchem . Jest to unoszenie ogrzanego powietrza do góry i napływania powietrza na to miejsce zimnego. Straty ciepła na drodze unoszenia zależy od:
-różnicy temp skóry zwierzęcia i temp powietrza
- ciśnienia atmosferycznego
-prędkości ruchu powietrza
-pokrywy włosowej
Zwierzęta o rzadkiej sierści są bardziej podatne na stratę ciepła konwekcyjnego w wyniku ruchu powietrza niż zwierzęcia z gęstą sierścią. Włosy i pióra chronię przed utratą ciepła gdy zawierają kreatynę która jest złym przewodnikiem ciepła.
3Przewodzenia (kondukcja) - odbywa się przez kontakt z ciałami o niższej temp, straty ciepła przez przewodzenie zachodzą przy zetknięciu się zwierzęcia z legowiskiem o temp niższej niż temp skóry straty ciepła na tej drodze zależą od:
- właściwości termoregulacyjnej podłogi
- izolacji termicznej zwierzęcia ( tkanki tłuszczowej, pokrywy włosowej, piór)
Jeżeli jest niska temp i wysoka wilgotność powietrza zwierzęta mogą przyjmować ciepło na drodze przewodzenia, jeżeli temp legowiska jest wyższa od temp ciała zwierzęcia (np. podgrzewaniu podłoży) Współczynnik pochłaniania ciepła dla różnych materiałów
Belki drewniane 11,6-15
Cegła 19,5-19,7
Asfalt 20,3-26,1
Deski 8,9-11,6
Beton 14,6-27,2
Kamień 19,2- 46,4
Guma 17,4-26,6
4 Parowanie (ewaporacja) -zależy od wilgotności powietrza odbywa się przez skórę (pocenie) i układ oddechowy Utrata ciepła przez parowanie zachodzi dzięki parowaniu nie widocznemu oraz parowaniu widzialnego -potu. Ten drugi rodzaj zachodzi gdy w organizmie oddawanie ciepła innymi drogami jest niewystarczające. Parowanie zachodzi gdy prężność pary wodnej na powierzchni skóry (płuc) jest wyższa niż prężność pary wodnej w otaczającym powietrzu.
Emisja pary wodnej przez zwierzęta jest wprost proporcjonalna do temp powietrza otaczającego. Rozmieszczenie gruczołów potowych jest różne w zależności od gatunku zwierzęcia (koń intensywniej się poci na całej powierzchni ciała, bydło poci się na szyi, barkach i bokach a u świni pocenie można stwierdzić jedynie pod pachami, wzdłuż środkowej linii brzucha i w okolicach odbytu) Straty ciepła z organizmu jakie zachodzą drogą parowania wynoszą 21-25 % wszystkich strat ciepła
Strefa obojętności cieplnej:
Głównym źródłem ciepła w organizmie jest spalanie związków organicznych W pewnym zakresie temperatur zwierze przemienia najmniej materii w ciepło, przedział ten nazywany strefą obojętności cieplnej , a temperatury ograniczające tę strefę- krytyczne.
Strefa obojętności cieplnej zależna jest od:
- gatunku
- wieku
- stanu fizjologicznego
- płci
- masy ciała
- odżywiania
- stanu okrywy włosowej
- przystosowania do określonej temp
- produkcji zwierząt
Dolna temp krytyczna jest granicą odczuwania przez zwierze zimna, a górna temp krytyczna jest granicą odczuwania przez zwierze gorąca. Przekroczenia górnej granicy temp krytycznej powoduje przekrwienie skóry, na skutek rozszerzenia naczyń krwionośnych. Wywołuje to wzrost temp skóry i oddawania ciepła.
Pomiary temperatur powietrza:
1 Termometr momentalny- wskazuje temp w danej chwili. Termometr ten służy do pomiaru temp powietrza, wody, pary, ściółki, gleby itp. Przy czym pomiary temp ciał stałych np. ścian, podłogi praktyczniejsze są tzw termometry kątowe tj. z wygiętym pod kątem 45o zbiornikiem na rtęć (alkohol)
2 Termometr maksymalny (rtęciowy)- służy do oznaczania najwyższej temp powietrza pomieszczeniu w danym okresie
3 Termometr minimalny -wypełniony jest toluenem Służy do oznaczania najniższej temp w okresie obserwacji.
4 Termometr maksimum- minimum ekstremalny- służy do odczytywania najwyższej i najniższej oraz aktualnej temp w okresie obserwacji
5 Termometr oporowy- zasada działania aparatu polega naśmianie oporu elektrycznego przewodnika pod wpływem zmian temperatur. Temperatury te mają zastosowanie w systemach monitorowania temp w dużych obiektach produkcji zwierzęcej: wielkie kurniki, brojlernie, wychów kurcząt a także w dużych fermach bydła i świń. Termometr oporowy połączony może być przewodami elektrycznymi z rejestratorem, który punktowo na odpowiedniej taśmie zapisuje wyniki. Termometry oponowe w wielkich fermach (przemysłowych) służą także do włączania i wyłączania wentylatorów w miarę wzrostu lub obniżania temp w budynku
6 Termometry termoelektryczne
7 Termograf- służy do automatycznego zapisywania wahań temperatury powietrza Termografy dzieli na dobowe i tygodniowe, w zależności od czasu obrotu bębna Zapis temperatury na bębnie zegarowym nazywa się termogramem. Urządzenie składa się z 2 zespołów pasków bimetalicznych posiadających różne współczynniki rozszerzalności cieplnej Blaszka bimetaliczna zmienia pod wpływem temperatur swój kształt a poprzez dźwignie zmienia położenie pisaka rejestracyjnego temp Przed uruchomieniem należy: założyć na bęben zegarowy taśmę którą należy oznaczyć (miejsce, data, godzina); napełnić końcówkę pisaka tuszem; wycechować przyrząd (za pomocą klucza lub śruby ustalić temp wg wzorcowego termometru rtęciowego). Obecnie powszechnie używane są termohigrografy zapisujące temp oraz wilgotność względną powietrza w ciągu doby lub tygodnia.
Wpływ wysokich temperatur na zdrowotność i produkcyjność zwierząt:
Bydło - o wysokiej wydajności Mlecznej - spadek produkcji w temp 18-20oC, w temp 29oC- bardzo gwałtowny spadek, w temp 40oC -zanika wydzielanie mleka Zawartość tłuszczu w mleku przy wysokiej temp kształtuje się odwrotnie do wydajności
Świnie- wysokie temp prowadzą do gwałtownego spadku przyrostów i wykorzystania paszy
Drób- ze względu na wysoką temp ciała ulega stresowi cieplnemu najrzadziej spośród zwierząt gospodarskich. Przegrzanie powoduje zmniejszenie apetytu, obniżenie produkcyjności znoszenia jaj o cienkich skorupkach
Wpływ wysokich temp na rozrodczość zwierząt:
Bydło - niska skuteczność zapłodnienia z powodu niekorzystnych warunków w pochwie i macicy Cykl płciowy przedłuża się do 25 dni a ruja do 20 godzin
Świnie - u loch temp powyżej 26oC powoduje zahamowanie lub skrócenie rui W pierwszym okresie ciąży wysokie temp powoduje zwiększenie śmiertelności embrionów, zmniejszenie skuteczności zapłodnień, spadek mleczności loch. U samców w gorącym środowisku obserwuje się zaburzenia hormonalne i w procesie spermatogenezy zwiększa się procent morfologicznie zmienionych plemników, pogarsza się ich ruchliwość, gęstość nasienia, obniża się libido.
Wpływ niskich temp na zdrowotność młodych zwierząt:
Wśród specyficznych właściwości nowo narodzonych zwierząt dla ich termoregulacji największe znaczenie odgrywa:
1 Stosunek powierzchni ciała do masy ciała Każde zwierze małe ma większą powierzchnie oddającą ciepło w stosunku do objętości swego ciepła w porównaniu do zwierzęcia dorosłego To prowadzi do tego że zwierze młode w odróżnieniu od dorosłego w chłodnym środowisku szybciej jest ochładzane
2 Izolacja cieplna- nowo narodzone zwierze ma z reguły słabo rozwiniętą okrywę zewnętrzną (sierść, włosy, pióra, puch, szczecina) oraz nie posiada podskórnej tkanki tłuszczowej co powoduje duże straty ciepła drogą konwekcji, radiacji czy kondukcji.
3 Sprawność ośrodków termoregulacji Nie wszystkie noworodki mają wykształcony układ termoregulacyjny Stąd przy niskiej temp powietrza istniej groźba gwałtownego spadku temp ciała zwane hipotermią.
Pisklę- w pierwszych dniach życia nie mogą jeszcze regulować temp ciała w temp 29oC ich temp ciała wynosi 38-39oC; w temp 26oC- temp ciała 31-32oC; w temp 12oC- temp ciała 20oC; w temp 10oC temp ciała 13oC co powoduje ich śmierć. Pełną sprawność układu termoregulacyjnego organizmu ptaka uzyskuje po 4 tygodniach życia.
Prosięta- układ termoregulacji wykształca się po 3 tygodniach życia. Dlatego też prosięta gwałtownie reagują na obniżenie się temp środowiska. Niska temp środowiska powoduje obniżenie aktywności życiowej prosiąt co wyraża się zmniejszoną aktywnością ssania maciory przez co zmniejsza się odporność ich organizmu Nie zapewnienie prosiętom optymalnych temp za pomocą dodatkowych źródeł ciepłą może przynieść poważne straty w postaci schorzeń i upadków
Ochładzanie
Jest to biometrologiczna miara utraty ciepła z organizmu zwierzęcego w danych warunkach mikrobiologicznych
Wielkość ochładzania zależy:
- temp pomieszczenia
- wilgotności
- prędkości ruchu powietrza
- natężenia promieniowania słonecznego lub temp powierzchni otaczających
Jednostki ochładzania:
1) mcal/cm2s (ochładzanie -ilość ciepła w mcal/ milikaloria) jaką traci 1 cm2 powierzchni w czasie 1 sekundy
2) W/m2
a) W/ m2 =41,868 x mcal/cm2
b) mW/cm2= 4,1866 x mcal/cm2s
c) W/dm2= W/m2/100
optymalne wartości -za ochładzanie będą odpowiadały strefie obojętności cieplnej przy normatywnej wilgotności i ruchu powietrza oraz względnie ciepłych powierzchniach otaczających zwierze
Wrażliwość zwierząt na ochłodzenie zależy od:
- wieku
- gatunku
- rasy
- profilu użytkowania
Wysokie wartości ochładzania prowadzą do nadmiernych strat cieplnych organizmów zwierzęcych. Wrażliwe na ochładzanie są zwierzęta młode szczególnie cielęta, prosięta, kurczęta (zaburzenia termoregulacyjne). U zwierząt dorosłych nadmierne ochłodzenie może nie mieć ujemnych następstw (produkcyjnych i zdrowotnych) a w przypadku umożliwienia im stałego dostępu do paszy i zapewnienia swobodnego ruchu.
Wysokie ochłodzenia prowadzą do:
- nadmiernego zużycia paszy na cele produkcyjne
- obniżenie efektywności wykorzystania paszy
- podniesienie kosztów produkcji
Niskie wartości ochładzalności należy wiązać z zjawiskiem przegrzania zwierząt. Na niskie wartości ochładzania ujemnie reagują samce- reproduktory (pogorszenie jakości nasienia) dorosłe owce i ciężkie tuczniki
Niskie ochładzanie prowadzi
- obniżenia apetytu
- zmniejszenia pobierania paszy
-gorsze wykorzystanie paszy
- zmniejszenie produkcyjności paszy
Przyrządy do pomiaru ochładzania:
Katatermometr Hilla
katatermometr -termometr alkoholowy zbudowany z następujących elementów
-dolny zbiornik wypełniony toluenem
-kapilara (rurka włosowata) na której są 2 podziałki dolna 35o i górna 38oC
- górny zbiornik
Katatermometr nie wskazuje temp lecz utratę ciepła przy ochładzaniu z temp 38oC do 35oC
Rodzaje katatermometrów Hilla:
1 katatermometr suchy (zwykły) -traci ciepło zależni od temp powietrza i jego ruchu (konwekcja) oraz przez rodzaje ciepła do otoczenia
2 Katatermometr srebrny- różni się od suchego posrebrzonym dolnym zbiornikiem co powoduje odbijanie promieni cieplnych a więc traci on ciepło w wyniku temp powietrza i jego ruchu, nie traci zaś ciepła przez rodzaje katatermometr srebrzony pozwala na obniżenie procentowego udziału promieniowania w ochładzaniu
Pomiar ochładzania:
1 ogrzać katatermometr do temp powyżej 38oC (w warunkach terenowych w termosie z gorącą wodą )
2 osuszyć przyrząd
3 zawiesić katatermometr na wysokości grzbietu zwierząt
4 w momencie opadania alkoholu gdy menisk mija górną podziałkę (38oC) włączyć stoper i mierzyć ras opadania słupka alkoholu do dolnej podziałki(35oC)
Pomiar powtórzyć 2-3 razy
W oparci o wyniki pomiarów katatermometrycznych można wyliczyć następujące wskaźniki:
1 katatermometryczny wskaźnik parowania (KWP)
Wskazuje na możliwości osuszalności powietrza, jest to wskaźnik wilgotności powietrza pomieszczeń.
2 Współczynnik ochrony cieplnej pomieszczeń (WOC)
Wskazuje ile razy ochłodzenie wewnątrz budynku jest mniejsze niż na zewnątrz czyli jaka jest ciepłochronna wartość pomieszczeń
3 procent utraty ciepła przez parowanie (KWA)
4 Katatermometryczny wskaźnik ciepłochronności materiałów budowlanych lub ściołowych (KWC) mówi nam o właściwościach termoregulacyjnych materiałów budowlanych lub ściołowych im mniejsza jest wartość KWC tym lepsze właściwości termoregulacyjne.
5 współczynnik komfortu (B)
Ruch powietrza:
Ruchem powierza nazywamy przemieszanie się mas powietrza pod wpływem zmian ciśnienia wywołanych zmianami temp powietrza przechodzi z miejsc o niższej temp gdzie ciśnienie jest wyższe do miejsc o temp wyższej i niższym ciśnieniu
Prędkość wiatru - nazywamy drogą jaką przebywają cząsteczki powietrza w jednostce czasu (m/s lub km/ha; 1 m/s= 3,6km/h) ruchy powietrza w budynkach inwentarskich większy od 0,3 m/s określany jest przeciągiem
Zwierzęta szczególnie wrażliwe na przeciągi :
- zwierzęta młode (cielęta, prosięta, pisklęta, jagnięta)
- zwierzęta w okresie okołoporodowym (krowy, lochy)
Dopuszczalna wartość prędkości ruchu powietrza:
- zima 0,1-0,3 m/s
-lato 0,3-0,5 m/s
Czynniki wpływające na ruch powietrza w pomieszczeniach inwentarskich:
1Klimat zewnętrzny (działanie wiatru)
2 działanie urządzeń wentylacyjnych i grzewczych
3 otwieranie (uchylanie) drzwi i okien
4 nieszczelność w stolarce okiennej i drzwiowej
5 przemieszczanie się zwierząt
Sposoby pomiaru ruchu powietrza:
W praktyce w zoohigienie duże prędkości ruchu powietrza mierzy się anemometrami zaś mniejsze katatermometrami
Wyróżnia się następujące typy anemometrów:
- statyczne (ciśnieniowe) -wiatromierz Wilda
Zasada działania polega na odchyleniu się metalowej płytki pod wpływem nacisku pędu powietrza. Płytka związana z klinem kierunkowym ustawia się zawsze prostopadle do kierunku wiatru Skala o 8 podziałkach wskazuje prędkość ruchu powietrza
- dynamiczne (rotacyjne) składa się z wiatraczka obracającego się pod wpływem ruchu powietrza współpracującego z licznikiem. Określając prędkość ruchu powietrza odczytujemy z licznika liczbę obrotów wykonywanych w określonym czasie mierzonym sekundomierzem
- elektryczne:
#anemometr żarzeniowy
#anemometr jonowy
#anemometr skrzydełkowy- różnicowy
#termoanemometr
Do porównania warunków zoohigienicznych w różnych rodzajach budynków inwentarskich używa się indeksu przeciągów (IP)
Im mniejsza jest wielkość IP tym lepsze właściwości ciepłochronne ma dany obiekt inwentarski
Kompleksową ocenę warunków bioklimatycznych w pomieszczeniach dla trzody chlewnej przeprowadza się obliczając indeks bioklimatyczny „B”