非洲猪瘟背景下猪舍内微生物气溶胶的危害及其防控技术

蔡剑锋，倪一凡，陈强强，张金枝

（浙江大学动物科学学院，浙江 杭州 310058）

非洲猪瘟作为一种急性、热性、高致死率的传染病，给我国生猪产业造成巨大影响[1]。2019年我国生猪存栏量和能繁母猪存栏量相比于疫情初期大幅减少，2020年上半年有所回升。养猪生产在非洲猪瘟疫情和环保政策的双重影响下，中小散户退出、规模化养殖成为主流的趋势愈发明显。猪场规模化生产方式下，饲养密度越来越大，微生物气溶胶作为猪舍内传染病的主要传播途径之一，在高密度的饲养环境下需要引起人们高度重视。建立猪舍内生物安全防控体系、降低微生物气溶胶的浓度，有利于降低传染病传播的风险、提高猪只的免疫力、促进猪只的健康生长，提高生产效率。

1 微生物气溶胶和内毒素危害猪群健康

气溶胶是重要的传染病传播途径，细菌、真菌、病毒等微生物与猪舍内悬浮的小颗粒和小液滴结合，形成微生物气溶胶，悬浮在空气中，通过呼吸道进入猪体内[2-4]。非洲猪瘟、猪蓝耳病、猪链球菌病、猪传染性胸膜肺炎、猪流感等常见传染性疾病都可以通过气溶胶进行传播[5]。Corzo等[6]发现，流感病毒感染猪的鼻分泌物释放流感病毒，并且使空气样本中检测到样本阳性概率大大增加。黄凯等[7]对妊娠舍、分娩舍、保育舍3种类型猪舍细菌气溶胶和真菌气溶胶进行检测，发现3种类型猪舍中妊娠舍内细菌气溶胶浓度最高，分娩舍次之，保育舍最低；真菌气溶胶主要分布在粒径＜3.3μm的范围内。White等[8]对猪舍空气中微生物采样后进行培养，发现1 d内细菌浓度变化在103～109CFU/m3之间，培养后共有28种细菌和真菌被鉴定为致病菌。影响猪舍内微生物气溶胶的环境因素主要有粉尘浓度、温湿度、通风量，其中粉尘影响最为关键。饲料、猪的体表、粪便和猪只活动是猪舍内粉尘的主要来源，自动喂料系统供料以及猪群采食、频繁活动时，猪舍内粉尘浓度明显升高。Wang等[9]发现微生物气溶胶中微生物活性与粉尘浓度呈现正相关关系（P＜0.05）。

细菌裂解后会释放内毒素到猪舍的空气中，内毒素是气溶胶的重要组成部分。猪只暴露在粉尘浓度较高、内毒素含量较大的环境中，易损伤呼吸系统和免疫系统[10]。Roque等[11]研究发现，与低浓度内毒素环境下的育肥猪相比，暴露在高浓度环境下的育肥猪的中性粒细胞数、淋巴细胞数、血清免疫球蛋白G（IgG）浓度和血清免疫球蛋白E（IgE）浓度更高，血清免疫球蛋白A（IgA）浓度和肿瘤坏死因子α（TNFα）浓度下降，表明猪舍空气中高浓度的内毒素会导致猪免疫异常。Chang等[12]检测猪舍空气中总内毒素的浓度在36.8～298 EU/m3之间，可吸入内毒素的浓度在14.1～129 EU/m3之间。Tang等[13]检测保育舍PM2.5中的内毒素的浓度高达681.80 EU/mg。

2 喷雾消毒技术

喷雾消毒是猪舍内最常见的降低微生物气溶胶浓度的方法，空舍消毒和带猪消毒是生产上必需的消毒环节。消毒剂的种类很多，常见的有碘制剂、有机氯类、醛类和氧化剂类，不同消毒剂的效果不同，持续时间也不同[14]。戊二醛为醛类消毒剂，通过醛基能够破坏病毒的蛋白质。储玉双等[15]比较了4种常用化学消毒剂对猪圆环病毒的杀灭效果，发现二氯异氰尿酸钠和戊二醛具有良好的杀毒作用。赵紫印等[16]研究发现戊二醛-癸甲溴铵复合消毒剂对猪伪狂犬病病毒有很好的灭杀作用。此外，戊二醛对猪流感病毒也有良好的杀灭效果[17]。病毒对氯敏感，次氯酸钠作为常用且被推荐的消毒剂，对杀灭病毒具有良好的效果。Juszkiewicz等[18]研究发现，一定浓度的次氯酸钠和过硫酸钾对非洲猪瘟病毒具有杀灭效果。长期使用传统的化学消毒剂会导致化学残留和病原微生物的耐药性增强，新型消毒剂如微酸性电解水，电解产生的活性物质不稳定，使用后会逐步分解，更加安全、环保。赫晓霞[19]通过制备的微酸性电解水，发现对猪蓝耳病病毒和伪狂犬病毒均有良好的抑杀效果。此外，她还比较了微酸性电解水、强力消毒灵粉和聚维酮碘3种消毒剂在猪舍内喷雾消毒后对舍内空气微生物的影响，结果发现微酸性电解水消毒能力最强，杀菌率为59%；强力消毒灵粉次之，杀菌率为49%；聚维酮碘杀菌率为29%。一些规模化猪场不仅在猪舍内安装自动喷雾系统，而且在每栋猪舍入口处设置超声波雾化消毒间，养殖人员每次进入一栋猪舍都需要在消毒间内雾化消毒30～60 s并且更换防护服，带上手套和口罩，最大限度减少人员从外界可能带入猪舍的微生物[20]。

3 清粪工艺

规模化生产方式下，猪舍内每天会产生大量粪便，猪粪是猪舍环境中微生物以及猪舍臭气的主要来源，粪便和猪舍环境共有的微生物中存在大量的病原微生物[21]。良好的清粪工艺对降低猪舍内的臭气和病菌具有重要意义。人工清粪主要应用于规模较小的猪场，人工干清粪过程中会释放臭气，导致猪舍内有害气体浓度增加；人工水冲粪能够降低猪舍氨气浓度，缺点是需要大量用水并且需要对废水进行处理[22]。采用水泡粪的方法省时省力，在完成阶段生产后进行一次性集中处理，但水泡粪长期堆积会产生水汽和臭气，增加猪舍有害气体浓度和湿度，容易滋生病菌，所以对储粪池设置通风设施非常必要[23]。刮粪板清粪是中大型养殖场常用的清粪方式，但是如果长时间不清粪会导致粪便堆积过多，造成拉索承受能力不足而断裂。及时清粪可以有效避免这一问题，频率为2次/d较为合理[24]。

4 通风和空气过滤系统

通风是猪舍必须采取的措施，方式分为自然通风和机械通风。负压风机为最常用的机械通风设备，夏季配合湿帘一起使用，可有效降低猪舍内的温湿度、粉尘含量和有害气体浓度。同时可以根据不同的温湿度、氨气浓度等环境因素，调节风机转速[25]。非洲猪瘟疫情影响下，进入猪舍的空气质量越来越受到关注，空气过滤系统逐渐应用于猪舍中，Alonso等[26]发现，安装空气过滤设施的养殖场相比于不安装的养殖场，猪繁殖与呼吸综合征的暴发风险下降80%。空气过滤系统为多层次结构，在猪舍外围放置初效过滤网，用于防鸟、防蚊、防尘，初效过滤网可设置为两层或三层，筛孔尺寸590 um的防蚊网可以过滤蚊虫，尺寸为150 um的防尘网可以过滤大颗粒灰尘。在初效过滤网和湿帘之间可以设置一道或多道过滤墙，过滤墙的核心是过滤器的过滤粒径，猪蓝耳病病毒、猪瘟病毒、伪狂犬病毒等猪常见病毒的病毒直径＜0.3 um，细菌直径＞0.5 um，过滤器的过滤粒径大于病毒直径，并不能直接过滤病毒，而是对传播病毒的载体进行过滤[27-28]。过滤吊顶处设置过滤箱，主要用于冬季在较为密闭的环境下的通风过滤。过滤器的有效性与通风量和通风速率有很大关系，夏季高温条件下，既要满足通风条件，又需要保证过滤的有效性。

5 空气净化器

静电除尘净化器产生静电场，猪舍空气中的气体分子电离后使粉尘和细菌荷电，荷电颗粒在电场力作用下被收尘极板收集，从而减少猪舍内的粉尘和细菌浓度[29]。

臭氧具有强氧化性，一定浓度的臭氧能有效杀灭真菌、细菌和病毒。蒲施桦等[30]在育肥舍安装臭氧消毒机并检测其杀菌效果，结果发现运行臭氧杀菌机作用20 min与40 min后，猪舍内气载微生物去除率分别为44.9%和52.9%。

不同的等离子体净化器释放的等离子不同，但都具有杀灭猪舍空气中的微生物、降低环境中粉尘浓度的作用。吴媛媛等[31]在分娩舍安装光等离子净化器和紫外灯，利用光等离子体释放的等离子体破坏空气中有害微生物的细胞壁, 从而降低舍内微生物的数量，结果发现PM2.5、PM10浓度显著低于对照组(P＜0.05)，净化舍内的气载需氧菌和大肠杆菌数量显著低于对照舍(P＜ 0.05)。Cho等[32]在 保育 舍使用等离子体空气净化器，等离子体净化器释放超氧化氢自由基（HOO-），通过破坏微生物蛋白质结构中的氢键来消除微生物，检测发现PM2.5去除率为79%、PM10去除率为78%、气载细菌去除率为22%、气载真菌去除率为25%。

6 展望

非洲猪瘟疫情影响下，从业人员对猪舍内的生物安全高度重视，传统的清粪工艺、通风系统和喷雾杀菌技术能够有效减少猪舍环境内的微生物浓度和粉尘浓度，降低传染病通过气溶胶传播的风险。越来越多的新技术开始在猪舍中应用，影响猪舍环境的因素较多，调控猪舍环境技术较为复杂，需要更多针对猪舍环境因子特别是微生物气溶胶的研究，以便更好地研发猪舍内的生物安全防控技术和产品。