畜禽场空气污染物检测技术综述

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汪开英, 吴捷刚, 赵晓洋浙江大学农业生物环境工程研究所,杭州 310058

Review of Measurement Technologies for Air Pollutants at Livestock and Poultry Farms

WANG KaiYing, WU JieGang, ZHAO XiaoyangInstitute of Agricultural Bio-Environmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058

收稿日期:2018-08-2接受日期:2019-02-22网络出版日期:2019-04-16

基金资助:

十三五国家重点研发计划.2016YFD0500504

Received:2018-08-2Accepted:2019-02-22Online:2019-04-16
作者简介 About authors
汪开英,E-mail：zjuwky@zju.edu.cn

摘要
随着畜禽养殖集约化程度的提高,高密度、集约化的畜禽养殖引起的畜禽养殖场空气污染问题日益突出,畜牧业已成为我国空气污染的重要来源之一。畜禽场排放的氨气（NH₃）、硫化物（H₂S）、颗粒物（particulate matters,PM）和挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）等空气污染物不仅对畜禽场人畜健康造威胁,还会扩散到周围环境中形成大气污染。科学适用的空气污染物检测方法和技术是研究和控制畜禽场空气污染的前提。文章对国内外畜禽场的NH₃、H₂S、温室气体、PM以及恶臭等主要空气污染物的检测方法与技术进行了介绍与分析。以NH₃、H₂S为代表的畜禽场有害气体检测方法主要有化学分析法、半导体气体传感器检测法、光谱法、质谱法与气相色谱法,其中,湿化学法灵敏度高,成本低,可以准确获取气体浓度,但检测费时费力,且无法实时在线检测;气体检测管法成本较低,操作简单,但误差相对较大;电化学传感器法灵敏度较高,成本适中,可以连续检测气体浓度,但存在装置易老化、使用寿命较短等缺陷;光谱法、质谱法以及气相色谱法可快速准确检测气体,但检测仪器昂贵,使用成本较高,不适合生产性畜禽场的常规检测。文章主要介绍与分析了反刍动物肠道发酵、畜禽舍、粪污贮存与处理过程中温室气体CH₄、CO₂、N₂O的检测方法和技术。畜牧业温室气体排放随时间、季节和采样点等不同而不断变化,实现畜牧业温室气体的精确监测较为困难,目前仍未有国际通用的检测方法与测量标准,畜牧业温室气体检测方法与技术及其标准研究亟待开展。文章从物理特征、化学特征及生物特征三个方面对畜禽场排放的颗粒物检测方法与技术进行了综述。畜禽场PM成分复杂,其吸附的NH₃、恶臭化合物、微生物的影响有待评估,因此亟待完善PM的物理、化学和生物成分的检测方法与技术,以获取畜禽场PM的全面特征信息。文章对畜禽场的主要恶臭物质成分和恶臭感官的检测方法与技术进行了综述。相比气相色谱-质谱联用法,采用专业嗅辨人员对恶臭浓度进行嗅辨分析的方法成本更高,且主观性较强。但气相色谱-质谱联用技术无法仅凭借气体样品确定所有气态有机化合物,同时难以确定引起恶臭的化合物种类。因此结合气相色谱与动态嗅觉仪可更全面的分析恶臭样品指标。文章还对国内外畜禽场空气污染物（包含有害气体、温室气体、颗粒物以及恶臭物质）的主要检测方法与技术进行综述,以期为我国畜禽养殖业的空气污染物检测技术的研发与应用提供参考。
关键词： 畜禽场;空气污染;检测;有害气体;颗粒物;恶臭物质

Abstract

With the intensification of livestock breeding, the air quality problem of livestock farms caused by high density breeding is becoming more and more serious. Animal husbandry has become one of the important sources of air pollutants in China. Air emitted from most intensive livestock houses contains a large amount of pollutants, including ammonia, sulfides, particulate matters (PM), volatile organic compounds (VOCs), which not only poses a big threat to animals and workers in livestock farms, but also spreads to the surrounding environment resulting in air pollution. Scientific and applicable air pollutants measuring methods are the basis of monitoring and controlling air pollution in livestock and poultry farms. In this article, the detection methods of livestock farming related hazardous gases (e.g., NH₃, H₂S), greenhouse gases, particulate matters and odor were summarized. The detection methods of hazardous gases in livestock houses mainly include chemical analysis, semiconductor gas sensor detection, spectroscopic methodology and mass spectrometry. The wet-chemical method is cheap and can detect gases sensitively and accurately, while it cannot detect gases in real time, and the process is time-consuming and labor-intensive. The gas tube is cheap and easy to operate, but the deviation is great. Electrochemical sensor is of high sensitivity, moderate cost and can be used to detect gas concentration continuously, however, the devices are easy to age. Spectrum method and mass spectrometry can detect gas quickly and accurately, but it is not suitable for conventional air detection of productive livestock farming due to its high costs. In this paper, the detection methods of greenhouse gases (e.g., CH₄, CO₂) generated from animal intestinal fermentation and livestock environment were also summarized. It is hard to conclude an accurate detection of greenhouse gases in animal husbandry, because the concentrations of greenhouse gases in animal husbandry changes all the time (diurnal and seasonal) and are related to other factors including sampling points. No international common testing method and measurement standard are concluded till now, therefore, the research of greenhouse gases detection method and standard in animal husbandry should be carried out as soon as possible. The detection methods of particulate matters (PM) in livestock farms were reviewed from three aspects: physical, chemical and biological characteristics. PM contains complex components in livestock farms, therefore, it is highly needed to improve PM detection technology. Besides, the component analysis and sensory analysis of odorous substances in livestock farms were overviewed. The odor analysis of professional olfactory discernment personnel owns stronger subjectivity and costs higher than gas chromatography- mass spectrometry. While, using gas chromatography-mass spectrometry is unable to determine all gaseous organic compounds with one sample. Combining gas chromatography and dynamic olfactometer can be more efficient for comprehensive analysis of odor samples. In this article, detection methods and techniques of air pollutants in animal husbandry were comprehensively reviewed to provide a reference for the development of air pollutants detection technologies in livestock and poultry breeding in China.

Keywords：livestock and poultry farm;air pollution;measurement;harmful gases;particulate matter;odor

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汪开英, 吴捷刚, 赵晓洋. 畜禽场空气污染物检测技术综述[J]. 中国农业科学, 2019, 52(8): 1458-1474 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.08.015
WANG KaiYing, WU JieGang, ZHAO Xiaoyang. Review of Measurement Technologies for Air Pollutants at Livestock and Poultry Farms[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2019, 52(8): 1458-1474 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.08.015

0 引言

空气污染物分为气相和颗粒相^[1]。畜禽养殖场的畜禽舍和粪污处理场所会排放有害气体、温室气体和挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）等气相污染物,这些气相污染物与畜禽养殖场存在的粉尘、细菌、孢子等发生反应,形成颗粒相（固相、液相）的空气颗粒污染物（particulate matters,PM）^[2,3,4]。畜禽场的空气污染物不仅会引起人畜的呼吸系统疾病,且严重污染周围环境,制约着畜禽养殖业的可持续发展。科学的空气污染物检测技术是研究和控制畜禽场空气污染的前提。

近二十年来欧美在畜禽养殖场污染气体检测方面开展了相关研究,在畜禽场产生的氨气（NH₃）、硫化氢（H₂S）、二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、颗粒物（PM）以及恶臭物质（Odor）等空气污染物的检测技术取得了较大进展^[5,6,7,8]。但畜禽场空气污染物方面的研究在国内还处于起步阶段。本文介绍与分析了当前国内外有关畜禽场主要空气污染物的检测技术和方法,并展望了未来的发展趋势,以期为我国畜禽养殖污染气体检测技术的发展提供参考和依据。

1 NH₃与H₂S气体

NH₃是一种无色、有强烈刺激气味的碱性气体。畜禽场的NH₃主要来自畜禽舍和粪尿贮存处理过程中含氮有机物的分解^[9]。养殖场内过高的NH₃浓度对工作人员及畜禽有着潜在的健康威胁,易引发炎症与慢性呼吸道疾病^[10]。H₂S是一种无色、有毒的酸性气体,低浓度时有臭鸡蛋气味。畜禽场H₂S主要来自含硫有机物（粪尿、垫草和饲料等）的分解。H₂S浓度过高,可能会导致人畜患病、中毒甚至死亡。因此,对畜禽场包含NH₃与H₂S等有害气体进行分布、排放及检测方法的研究显得尤为重要。

目前畜禽场NH₃和H₂S的检测方法主要有化学分析法、接触式传感器法、光谱法、质谱法及气相色谱法等。

1.1 化学分析法

化学分析法的原理是利用化学反应中颜色变化或沉淀生成等现象测定气体浓度。多数化学分析方法无法实时在线测量,一般需要在一定时间内人工采集某一位置的气体样品带回实验室进行分析,效率较低。传统检测污染空气的化学方法主要包括pH试纸法、比色法、滴定法等,这些方法的灵敏度与测量极限均较低,且精度受操作者的操作技能影响较大。

我国现有空气中NH₃浓度的检测国标为比色法,主要包括纳氏比色法和靛酚蓝比色法^[11];滴定法主要包括标准滴定法^[12]和电导滴定法^[13]。碘量法和硝酸银比色测定法经常用于H₂S浓度的检测。碘量法分为用碘标准溶液滴定待测液的直接法和用Na₂S₂0₃标准溶液滴定的间接法两种^[14]。用碘量法测量空气中的H₂S浓度时,通常采用间接碘量法。碘量法测量范围广,且不需要贵重仪器,操作简单,是分析空气中H₂S浓度最常用的方法之一。硝酸银比色测定方法的原理是：H₂S与AgNO₃反应生成褐色Ag₂S胶体溶液,再比色定量;pH试纸法成本较低,操作简单,但灵敏度和精度较差。

1.1.1 电化学法电化学法原理是利用物质的电化学性质,根据化学反应所引起的离子量变化或电流变化来测量气体成分和浓度。该方法一般用于检测高浓度气体,对低浓度气体测量效果较差^[15]。

XIN等^[16]采用电化学NH₃传感器开发了便携式检测仪器（PMU）,并用PMU对禽舍中6—45mL·L^-1的NH₃浓度进行了实时监测,测量结果与化学发光分析仪测量结果有较高的一致性;JI等^[17]采用一种新型电化学氨气传感器对传统PMU系统进行了改进,使用该检测仪器（iPMU）测定蛋鸡场内NH₃浓度,结果表明该方法可用于畜禽场多点空气质量准确监测,检测仪器分辨率及测量精度可达1 mL·L^-1;WHEELER等^[18]采用（PMUs）检测肉鸡养殖场NH₃污染气体浓度,试验监测了400d禽舍NH₃浓度,并研究了禽舍NH₃排放量与舍内温度、鸡龄之间的联系;PREDICALA等^[19]采用电化学传感器比较了喷淋前后猪舍内H₂S浓度的变化;BICUDO等^[20]采用美国Jerome 631-X型电化学H₂S分析仪对养猪场H₂S进行了检测研究;王娇娇等^[21]设计的一种无线Mesh网络猪舍环境监测综合系统,可多点实时测量猪舍内NH₃及H₂S浓度变化规律并能一定程度上扩充传感器节点的种类和数量;ZENG等^[22]开发了一套基于电化学传感器的低成本、环保的鸡舍H₂S浓度在线监测传感系统,试验结果表明气体浓度在3、5与7 mL·L^-1时系统检测误差均在±10%以内,检测稳定性好,灵敏度高;MAASIKMETS等^[23]采用电化学传感器结合被动采样器对奶牛场NH₃和H₂S进行检测,试验结果与欧拉对流扩散模型所得计算值进行对比,总体具有良好的一致性;WHEELER等^[24]对石膏垫层上牛粪堆积物搅拌过程所释放的挥发性气体进行检测,通过电化学法测定粪池周围H₂S浓度,结果表明采用石膏垫层的农场在搅拌堆肥过程中产生的H₂S浓度显著高于采用传统垫层的农场。

电化学气体传感器体积小、价格适中,使用方便,常被用于畜禽舍内有害气体的实时抽样监测。但这种传感器易老化、寿命短、易受其他气体的交叉干扰,分辨率较低,且传感器的探头需要定期更换及校正。由于畜禽舍的H₂S浓度在没有粪液搅动的情况下一般较低,因此,不建议用电化学传感器检测畜禽舍内H₂S浓度。

1.1.2 化学发光法和脉冲荧光法化学发光法（chemiluminescence）是指利用化学发光现象分析测定物质成分和浓度^[25]。化学发光分析法灵敏度高,选择性好,可有效地进行测定多种污染物质共存的大气^[26]。美国赛默飞公司（Thermo Fisher Scientific Inc.）生产的17C型光化学NH₃分析仪精度可达±0.04 mL·L^-1,在禽舍及猪舍NH₃检测方面有较好应用^[27,28]。

赛默飞公司生产的450i型H₂S分析仪采用脉冲荧光（pulsed fluorescence）技术,检测的灵敏度达到0.5 μL·L^-1,可精确检测畜禽场H₂S浓度^{[5, 29-30]}。

在开展畜禽场NH₃和H₂S等有害气体相关科学研究和影响评估时,建议采用此类精密仪器,以获得准确数据。

1.1.3 气体探测管法气体探测管原理是根据被测气体与指示剂的显色反应检测气体浓度,可以检测超过300种气体和有机挥发物。气体探测管优点是可以实时获取有害气体浓度,使用方便且成本较低,但其难以检测低浓度气体。

气体探测管分为主动取样和被动取样两种。主动取样的气体探测管采用手泵将气体吸入,通过指示剂颜色的变化可以测得被测气体的浓度。主动采样管可用于畜禽舍NH₃和H₂S气体检测^[31,32]。PARBST等^[33]采用Dragerwerk气体探测管分别在冬季和夏季对猪舍中NH₃和H₂S进行了检测,试验结果与化学荧光法测定结果对比并无显著差异,可以准确测量水泡粪模式下的育肥猪舍NH₃和H₂S浓度;许稳等^[34]采用主动气体采样管对不同季节4个饲养阶段猪舍内NH₃浓度进行监测,比较不同阶段猪舍,NH₃浓度由高到低排列依次是妊娠舍>育肥舍>哺乳舍>保育舍,但彼此间差异不显著（P>0.05）。

主动检测管使用方便、检测速度快,但只有当主动采样管空气输送的技术特性与敏感的试剂系统的反应动力学相匹配时,仪器才会产生精确的读数。因此,采样泵的容积及速率参数至关重要^[35]。

区别于主动取样气体探测管,被动取样的气体探测管在使用时需充分暴露在待测气体下,等待待测气体逐渐扩散到气体探测管中。在NH₃浓度检测方面,被动采样的气体探测管检测准确性较电化学传感器差,但其检测成本较低,使用方便^[36]。CHENG等^[37]采用DragerX-AM7000便携式被动气体探测管评估饲料中添加某种新鲜发酵豆粕对保育猪舍环境NH₃排放的影响,结果表明,饲料中添加该豆粕可显著降低舍内NH₃浓度;SKEWES等^[38]结合被动采样的气体探测管和主动采样的气体探测管检测禽舍内的NH₃,结果发现,主动检测管仅在一定的NH₃浓度范围内结果较为准确,而被动检测管检测时间较长,但可提供准确的时间加权结果。

两种气体检测管比较如表1所示,主动采样的气体探测管检测速度更快,但被动采样的气体探测管检测限更低,在低浓度气体检测方面有更好的效果。总而言之,采用气体探测管法检测畜禽舍有害气体的检测精度较低,不适用于低浓度有害气体的精准检测。但是因为其成本低廉,使用方便,故应用较广。

Table 1
表1
表1主动、被动气体检测管法比较
Table 1Comparison of active and passive gas dosimeter tubes

气体检测管种类 Gas sampling tube type	准确性 Accuracy	检测限 Detection limit	反应时间 Reaction time	采样成本 Cost
主动式 Active	较差 Worse	较高 Higher	s	较低 Lower
被动式 Passive	较好 Better	较低 Lower	h	较高 Higher

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1.2 半导体气体传感器法

半导体气体传感器原理是通过检测各种半导体材料与气体接触后产生的性质变化来检测气体成分及其浓度。

HUSSAIN等^[39]在硼硅玻璃基板上制备了M₀O₃半导体膜气体传感器,可检测浓度小于10 mL·L^-1的NH₃;KAWASHIMA等^[40]利用Sn₂O₃半导体气体传感器对畜舍周围的NH₃浓度进行了检测。试验结果表明,即使在气温较低的环境,该系统也可较准确检测NH₃浓度。但该传感器测量结果及响应时间受环境水蒸汽气压影响,长时间的现场测量可能会出现零电平漂移现象,导致结果出现偏差;LI等^[41]采用德国和美国进口的半导体气体传感器可准确监测禽舍内0—30 mL·L^-1范围的NH₃和H₂S浓度。

由于半导体气体传感器使用简单,对气体成分具有一定的选择性,成本较低,因此在有害气体检测中应用较广。

1.3 光谱法

光谱法是利用气体对光线的选择性吸收特性对气体种类和浓度进行检测的一种方法。典型的光谱技术有红外波段的傅里叶变换光谱（FTIR）、紫外/可见波段的差分光学吸收光谱学（DOAS）、可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）、非色散红外光谱（NDIR）以及光声光谱法（PAS）等。SECREST等^[42]分别采用紫外吸收光谱法（UV-DOAS）以及FTIR测量猪场周围的NH₃浓度,结果表明两者均有较好检测效果;MOUNT等^[43]采用UV-DOAS方法测量奶牛场区及氧化塘NH₃浓度,检测精度可达1μL·L^-1;开路式激光采用单色光,红外光谱辐射吸收固定波长,对NH₃有优选性,避免其他气体成分相互吸收干扰;何莹等^[44]采用开放式TDLAS技术设计了开放式NH₃监测系统,对秋冬季奶牛养殖场NH₃排放浓度进行在线监测,该方法可以快速、高灵敏度地获得大范围气体排放特征结果;HARRIS等^[45]采用开路傅立叶变换红外光谱气体分析仪（OP-FTIR）对不同地区猪舍全年NH₃排放进行测定,试验结果表明,NH₃排放的季节效应十分明显;高星星等^[46]采用基于TDLAS光谱的自标定式吸收方式对猪舍进行连续两周的NH₃浓度检测,结果表明该方法长期检测精度及稳定性均显著优于电化学传感器法;WORELY等^[47]应用开路式可调谐激光光谱气体探测仪对肉鸡舍外部的NH₃浓度进行检测;HARRIS等^[48]采用FTIR检测畜禽舍NH₃及H₂S浓度,并采用非线性光谱法进行数据处理,提高了系统检测精度。光声光谱检测法凭借其高灵敏度、监测范围广以及多气体检测等优势,在大气质量环境监测领域得到广泛应用。STEVEN等^[49]采用光声光谱多气体采样仪对实施不同饲料方案的猪舍环境NH₃与H₂S浓度进行监测,结果表明调整饲料配比可有效降低猪舍内有害气体浓度;CHIUMENTI等^[50]采用1302型光声多气体监测仪对猪舍堆粪中的排放气体进行检测,从而验证硝化与反硝化处理对减少堆粪排放气体中氮元素的作用。结果表明硝化和完全反硝化反应可以有效地降低堆粪中N元素的排放。

采用光谱法可快速连续检测畜禽舍有害气体,其灵敏度高,仪器性能稳定,但是仪器设备昂贵,常用于科研和环境监评中。

1.4 质谱法

质谱法在定性分析污染气体类型与浓度方面运用广泛,其原理为利用电场和磁场将运动的离子按质荷比分离后通过测量离子准确质量确定离子的化合物组成。NORMAN等^[51]运用质子转移反应质谱仪（Proton- Transfer-Reaction Mass Spectrometry,PTR-MS）,以O₂⁺离子为试剂,对大气中NH₃浓度进行监测。该方法在快速、高灵敏度地检测NH₃浓度的同时记录NH₃浓度30s内的变化;FEILBERG等^[52]采用质子转移反应质谱法对集约化猪场和牛场H₂S浓度进行了测量。

1.5 气相色谱法

气相色谱法（gas chromatography,GC）指用气体作为流动相,根据气相携带混合物中不同物质在固定相中移动速度不同对物质进行分离,从而进行检测的一种色谱法。YOON等^[53]采用安捷伦GC789-0A型气相色谱仪对畜禽粪便粪便处理设施中H₂S浓度进行检测,从而研究其与设施复合气味浓度的相关性。结果表明,复合气味浓度（稀释比）与H₂S浓度呈显著正相关（P<0.05）;ZHANG等^[54]采用气相色谱仪研究过磷酸钙处理猪粪对堆肥区有害气体排放的影响。结果表明,该方法在增加氮氧化合物排放的同时会显著降低NH₃与H₂S的排放。

气相色谱仪结构简单,反应灵敏度高,性能比较稳定,对大多数物质都有检测反应,适用于大气中气体成分及浓度的检测分析。

NH₃与H₂S主要检测方法对比如表2、表3所示。其中,湿化学法灵敏度高,成本低,可以准确获取气体浓度,但其费时费力,且无法实时在线检测;气体检测管法价格便宜,操作简单,但误差较大;电化学传感器法灵敏度高,成本适中,可以连续检测气体浓度,但易受其他气体的交叉干扰,且灵敏度和分辨率较低,传感器的探头需要定期更换及人工校正;半导体传感器使用方便、成本较低,但检测结果受环境因素影响较大;光谱法和质谱法可快速准确检测气体,但仪器昂贵,使用成本较高,不适合生产性畜禽场的现场检测。

Table 2
表2
表2NH₃检测方法对比^[7]
Table 2Comparison of NH₃measurement methods

	灵敏度 Sensitivity	检测方法 Testing method	数据表达 Readout	采样方式 Active or passive	反应时间 Response time	仪器成本 Cost
湿化学法 Wet-chemical method	0.1-1mg·L^-1	点 Point	间接 Indirect	主动 Active	h	低 Low
pH试纸法 pH test paper method	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	被动 Passive	s	非常低 Very low
主动采样管 Active dosimeter tubes	0.5 mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	主动 Active	s	低 Low
被动采样管 Passive dosimeter tubes	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	被动 Passive	h	低 Low
电化学传感器法 Electrochemical sensor method	μL·L^-1	点 Point	直接 Direct	主动/被动 Active/Passive	h	高 High
半导体传感器法 Semiconductor sensor method	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	主动 Active	s	低 Low
FTIR光谱法 FTIR spectral method	μL·L^-1	开路 Point	直接 Direct	被动 Passive	min	非常高 Very high
UV-DOAS探测仪 UV-DOAS detector	μL·L^-1	开路 Open path	直接 Direct	被动 Passive	s	高 High
光声红外探测器法 Photoacoustic infrared detector method	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	主动 Active	s	高-非常高 High-very high
质谱法 Mass spectrometry method	μL·L^-1	开路 Open path	直接 Direct	主动 Active	s	高 High

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Table 3
表3
表3H₂S检测方法对比
Table 3Comparison of H₂S measurement methods

	灵敏度 Sensitivity	检测方法 Testing method	数据表达 Readout	采样方式 Active or passive	反应时间 Response time	仪器成本 Cost
湿化学法 Wet-chemical method	0.1-1 mg·L^-1	点 Point	间接 Indirect	主动 Active	h	低 Low
主动采样管 Active dosimeter tubes	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	被动 Passive	h	低 Low
被动采样管 Passive dosimeter tubes	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	主动 Active	s	低 Low
半导体传感器法 Semiconductor sensor method	mL·L^-1	点 Point	直接 Direct	主动 Active	s	低 Low
FTIR光谱法 FTIR spectral method	μL·L^-1	开路 Open path	直接 Direct	被动 Passive	min	高 High
气相色谱法 Gas chromatography method	mL·L^-1	开路 Open path	直接 Direct	主动 Active	s	高 High

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2 温室气体

畜牧业是农业源温室气体的主要排放源之一,家畜肠道发酵、畜禽粪污处理、畜禽饲养过程与饲料生产过程都会直接或间接产生大量温室气体甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）和一氧化二氮（N₂O）^[55]。据统计,牛羊等反刍动物的CH₄总产量约为全球动物和人类释放总量的95%^[56],而CH₄对全球变暖潜值是CO₂的21倍^[57]。反刍动物通过肠胃发酵产生的CO₂难以被畜体消化吸收,绝大部分都通过打嗝排出体外。目前呼吸代谢箱法、示踪法、头罩法、面罩法等在反刍动物温室气体检测中较为常用。

2.1 家畜肠道发酵温室气体

2.1.1 呼吸代谢箱法呼吸代谢箱法通过建立空气在动物的头、嘴和鼻子内的循环系统,计算系统内空气流速和浓度差得到CH₄排放量。

史海山等^[58]建立了密闭呼吸箱系统实时测定反刍动物CH₄和CO₂浓度。呼吸代谢箱法仅能测量反刍动物肠道发酵产生的温室气体,无法体现家畜体外环境中温室气体浓度,且仪器使用成本较高。

2.1.2 六氟化硫示踪法采用六氟化硫示踪法测定动物CH₄排放原理是在动物瘤胃内置入以稳定速率释放六氟化硫的渗透管,根据已知的六氟化硫的排放速率测得与六氟化硫一起排出体外CH₄浓度^[59]。公式如下：

Q_CH₄=Q_SF₆×[CH₄]/ [SF₆] （2-1）

Q_CH₄为测定的反刍动物CH₄排放速率;Q_SF₆为六氟化硫的释放速率;[CH₄]为采样气体的CH₄浓度;[SF₆]为采样气体中六氟化硫的浓度。

六氟化硫示踪法成本较低,能够在一定生产条件下同时对大量动物进行测定,有较好应用潜力,但其仪器测试设备仍有较大缺陷,亟待改进。

2.1.3 头罩法和面罩法头罩法采用一种环绕在动物头部周围的密封箱,测量动物口鼻排出的气体浓度。相对于呼吸箱代谢法,头罩法成本较低,但无法测得动物尾肠排出的CH₄浓度。面罩法只能针对单个个体使用,对动物饮食等活动造成诸多不利影响。上述3种家畜肠道发酵温室气体检测方法的优缺点如表4所示。

Table 4
表4
表4家畜肠道发酵温室气体检测方法的优缺点
Table 4Advantages and disadvantages of greenhouse gas detection methods for the intestinal fermentation of domestic animals

检测方法 Testing method	优点 Advantages	缺点 Disadvantages
呼吸代谢箱法 Respiratory metabolism box method	发展较为成熟,应用广泛;可精确的测量肠道发酵产生的甲烷 Mature development and wide application; Accurate measurement of methane produced by intestinal fermentation	不能真实反映家畜体外的自然环境;构造和维修费用昂贵 Unable to reflect the external natural environment of livestock; High cost
六氟化硫示踪法 sulfur hexafluoride tracer method	投资和运行费用低;可进行群体检测 Low investment and operating costs; Group detection	发展不够成熟,仪器设备有待改进 Instruments and equipment need to be improved
头罩法和面罩法 Headcover and mask method	成本低 Low cost	低估甲烷产量;准确度不高;使用具有局限性 Understating methane production; Low accuracy; Limitations of usage

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2.2 畜禽场温室气体

畜禽舍、粪污处理与施用是畜牧业温室气体的主要排放源^[60],目前畜禽场的温室气体检测方法有如下几种。

2.2.1 气相色谱法气相色谱法分析速度快,灵敏度高,准确性高,在畜禽场温室气体检测领域得到广泛应用^[61,62]。HAO等^[63]采用气相色谱法研究了畜禽场主动与被动两种粪便堆肥方式对温室气体排放的影响,试验结果表明,被动堆肥下气体排放量较少,这主要是因为被动堆肥情况下肥料的不完全分解和较低的气体扩散速率;WANG等^[29]采用赛默飞55i型CH₄分析仪对猪场沼液贮存中CH₄浓度进行了动态检测研究;XU等^[64]使用装配有火焰点燃探测器（FID）和热传导探测器（TCD）的气相色谱仪准确检测牛舍堆肥过程中CO₂和CH₄浓度变化;GAUTAM等^[65]运用气相色谱法检测堆粪间CH₄与CO₂浓度研究纳米氧化锌对猪粪温室气体的减排作用,结果表明,纳米氧化锌可对上述两种温室气体在粪肥厌氧条件的排放有显著抑制作用;SARKER等^[66]采用配备火焰电离检测器（FID）和电子捕获检测器（ECD）的气相色谱仪检测温室气体（CH₄、CO₂）浓度以研究铜硅纳米凝胶等三种纳米颗粒对降低畜禽粪便温室气体排放的影响,并将三组的测定结果与对照组比较,结果表明添加该三种纳米粒子可显著降低猪舍堆粪间温室气体的排放。

2.2.2 开路激光法检测畜禽场温室气体的开路激光法主要包括开路式傅里叶红外光谱法（OP-FTIR）和开路式可调谐激光二极管吸收光谱法（OP- TDLS）。BJORNEBERG等^[67]在1、3、6和9月分别测量了奶牛场围栏、储存池、堆肥区空气的CH₄和N₂O的浓度,试验采用OP-FTIR法,精度可达0.01 mL·L^-1;NAYLOR等^[68]采用开放路径FTIR光谱法量化蛋鸡粪便中N₂O和CH₄的排放量,进而评估使用防渗盖对污染气体排放的影响,结果表明防渗盖的使用可显著降低蛋鸡粪便温室气体的排放量;SHAO等^[69]采用OP-FTIR法对大型奶牛场的CH₄、N₂O等温室气体进行检测,并比较了偏最小二乘（PLS）法与经典最小二乘（CLS）法对数据定量的结果,发现PLS回归所得的结果更佳;KYOUNG等^[70]用OP-TDLS法对集约化畜禽场的CH₄浓度进行测定,试验采用立式径向流映射法（VRPM）构建基于多路径的综合逸散气体浓度测量垂直柱图,大大提高检测准确性。该法优势在于气体检测范围广,但因其使用时间受限,因此需要结合其他监控方法获取整年的温室气体数据。

与呼吸代谢法相比,开路激光法未限制动物的行为,比较接近于动物的自然放牧状态,但由于其检测范围为整个畜禽场,因此无法说明不同排放源的温室气体排放情况。

2.2.3 光声光谱检测法 NGWABIE等^[71]使用1412型光声多气体分析仪对自然通风奶牛舍的温室气体进行多点采样分析,N₂O、CH₄和CO₂的检测限分别为0.03、0.4和1.5 mL·L^-1;SHIRAISHI等^[72]在夏天和冬天使用红外声光探测器对肉牛粪便堆肥的温室气体进行检测,研究粪便含水量对温室气体排放的影响;MAIALEN等^[73]采用1302型多功能光声气体分析仪评估管理模式和环境参数对春季和秋季堆粪处温室气体排放的影响。结果表明,气温、降水情况以及堆粪管理方式对温室气体排放均有一定影响。

进行畜禽舍温室气体检测时应结合家畜种类、生产环境等不同因素选择科学合适的检测方法。红外光谱法、气相色谱法、质谱法、激光法等检测技术较之化学分析方法更加快速精确。

畜牧业温室气体检测随时间、季节和采样点等不同而不断变化,实现畜牧业温室气体的精确监测较为困难,目前仍未有国际通用的检测方法与测量标准,畜牧业温室气体检测方法与技术及其标准研究亟待开展。

3 颗粒物

大气颗粒物（particulate matters,PM）是在大气中存在的各种固态、液态颗粒状物质的总称,包括灰尘、雾、霾等。按粒径大小颗粒物可分为总悬浮颗粒物（total suspended particulate,TSP）、可吸入颗粒物（inhalable particulate matter,IPM）、可入肺颗粒物（respirable particulate matter,RPM）等^[74]。TSP指大气中空气动力学直径小于或等于100μm的颗粒物;PM₁₀被称为可吸入颗粒物,可以通过呼吸系统进入人体,其空气动力学直径小于或等于10μm;PM_2.5指空气动力学直径小于或等于2.5μm的大气颗粒物,它们能够进入人体肺泡,因此也称为可入肺颗粒物^[75]。

研究表明,畜禽养殖业PM是农业源主要来源之一。随着畜禽养殖业的高速发展,其PM的排放占比还将持续增加^[76]。畜禽舍内的PM携带恶臭和污染气体,通常还含有种类繁多的细菌和微生物,从而使其具有生物活性,且浓度是其它室内环境的10—100倍^[77],因此畜禽场PM对畜禽健康、福利以及对环境影响巨大。对畜禽场PM检测技术的研究已成为提高畜禽福利、改善养殖环境的重要研究方向。

畜禽场PM不仅影响动物的生长性能以及福利水平,而且严重影响工作人员的健康和周边环境质量^[78]。随着畜禽养殖业的规模化发展,当前畜禽场PM的研究仍欠缺大量的定量信息,PM源解析技术亟待发展。畜禽场PM吸附的NH₃、恶臭化合物、各种微生物对畜禽以及工作人员健康的影响有待评估。因此,完善PM特征检测技术,获取更全面的PM特征信息对揭示畜禽场PM对环境影响、减少PM排放有至关重要的作用。

3.1 PM物理特征检测

3.1.1 PM浓度的检测目前PM浓度的检测方法主要包括称重法和光学法两种。称重法可以得到PM的质量浓度,即PM质量与空气体积之比;而光学法可以得到PM的数量浓度,即PM数量与空气体积之比。质量浓度在PM研究中较为常用,数量浓度可结合PM的密度及其粒径等信息转化为质量浓度。

称重检测法原理为：一定流量的空气通过采样器的滤膜时,空气中的PM吸附在滤膜上,然后根据采样后滤膜增加的质量除以空气流量,计算出单位体积PM的质量,即PM的质量浓度。针对不同粒径的PM（如PM₁₀、PM_2.5）检测,需要在采样器上添加不同类型的切割头进行过滤。当前畜禽场PM质量浓度检测仪器使用较多的有微量震荡天平（TEOMs）和β衰减PM监测仪（Beta Gauge）,两者都可以实现PM的自动、连续、精确监测^{[79,80,81,82]}。两者差异主要在于TEOMs可以通过其独特的微量天平系统测定滤膜上的PM质量变化。

PM浓度的光学检测仪器主要包括便携式PM检测仪和光学粒子计数器等,光学检测法的检测精确度低于称重法^[83,84,85]。但这类检测仪器便于携带和操作,可连续实时监测气体浓度,因此在畜禽场PM的浓度检测中应用广泛^[86]。

3.1.2 PM粒径分布检测 PM粒径分布检测方法主要包括空气动力学检测与光学检测。

目前主要采用级联撞击器或者气动粒度仪进行PM空气动力学检测。级联撞击器可以对不同粒径范围的PM进行收集并最终计算其分布,其原理是在不同的撞击阶段利用惯性去除将不同粒径的PM分离。但由于惯性与颗粒质量成正相关,难以分离小微粒,因此该方法大多被用于微米级PM中较大粒径的分布检测^[87]。空气动力学粒径谱仪（aerodynamic particle sizer,APS）操作简便,便于携带,可实时测量颗粒污染物种类、粒径及其分布^[88,89]。微孔均匀沉积式多级碰撞采样器（micro-orifice uniform deposit impactor,MOUDI）是一种常用的8级串联撞击式颗粒物测量仪,测量结果准确,但无法实时获得空气颗粒物污染数据^[90,91]。而气动粒度仪则是能够提供实时、高分辨率的PSD测量,测量的范围为0.5— 20 μm^[92]。

PM的光学检测主要利用光通过颗粒的散射及衍射现象,并结合PM的密度和形状信息对PM的空气动力学直径进行分析。采用的仪器主要包括光学粒子计数器和光散射粒度仪两类。光学检测法的测量粒径范围较广,重复性较好,但需要在PM采集完成后才能进行粒径分析^[93]。激光粒度分析仪（LS13320）测得的颗粒物直径结果较为准确,但是LS13320无法直接采集颗粒物样本,且需要在特定的溶剂内进行分析,无法实时测量。

3.2 PM的化学特征检测

PM的化学特征主要指PM的化学成分,是开展畜禽场PM来源分析的重要参数。CAMBRA-LóPEZ等^[94]对家禽舍与猪舍的PM进行分析,研究不同源对畜禽舍PM的贡献。试验结果表明,单纯采用PM化学特性分析正确率较高,在60%—68%之间,而分析形态特征正确率仅在40%—62%之间,综合两种特征正确率可达69%。畜禽场PM化学成分主要为元素（Al、Si、Fe等）、离子（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺等）以及有机碳（OC）和元素碳（EC）,PM的化学特征检测方法主要包括离子色谱法、X射线光谱法和热光学分析法等。

离子色谱法主要用于测定各种离子的含量,原理是将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面,通过离子交换的方法分离出样品离子,再用检测器对样品离子进行检测响应。目前离子色谱可以测定的离子包括碱金属、有机阴离子、重金属、碱土金属、有机酸和稀土离子以及胺和铵盐等^[95,96,97]。MASIOL等^[98]在威尼斯3个采样点对PM_2.5进行分季度采样,用离子色谱法定量分析了样品的元素组成、无机离子和多环芳烃浓度,并建立基于元素和无机离子数据的多部位PMF受体模型。

X射线光谱分析法根据试样发出的X射线波长和强度,测定试样所含的元素与元素的相对含量,该方法精密度高、成本低、无污染^[99]。

热光学分析法通过加热分离样品中的OC和EC,之后采用光学的方法分别测定两者的含量^[100]。LI等^[101]采用热光学分析法研究鸡舍空气PM中OC与EC的比例,进而分析鸡舍中PM的来源。

目前上述三种PM化学成分分析方法均需要现场采样后送实验室分析,详见表5所示。

Table 5
表5
表5畜禽场PM的化学成分分析方法
Table 5Chemical composition analysis methods for PM emission from livestock and poultry farm

分析内容 Analysis content	采样器 Sampler	分析方法 Analytic method
离子 Ions	带尼龙滤膜的颗粒物采样器 Particle sampler with nylon filter membrane	离子色谱法 Chromatography of ions
元素 Elements	带特氟龙滤膜的颗粒物采样器 Particle sampler with Teflon filter membrane	能量色散X射线光谱分析法 Energy dispersive x-ray spectroscopy
有机碳、元素碳 OC、EC	带石英滤膜的颗粒物采样器 Particle sampler with quartz filter membrane	热光学分析法 Thermal optical analysis

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3.3 PM生物特征检测

颗粒物的生物特征主要是指PM内包括细菌、真菌、病毒等微生物的种类、数量等信息。PM中的微生物样品通过采集空气样本导入吸收液进行采集,之后取定量吸收液进行培养,再用16S核糖体分析方法对微生物的种属进行鉴别。

16S核糖体分析法可以用于未知样品的快速种属分析或为生化鉴定提供指导信息。对于难以获得纯培养的细菌,该分析法是目前唯一可用的鉴定方法。GERALD等^[102]曾对不同畜禽舍的颗粒物进行采集,并通过培养基对PM的微生物进行培养分析,试验结果表明,虽然不同畜禽舍内PM携带的微生物种类不尽相同,但李斯特菌在其中的含量均最高。

4 恶臭物质

禽畜养殖业迅速发展的同时,其带来的恶臭污染问题也日益凸显^[103],当前畜禽养殖业的恶臭污染问题引起了广泛的关注。

畜禽养殖产生的恶臭不但气味令人厌恶,而且伴随着病原微生物、悬浮颗粒、寄生虫卵、NH₃、H₂S等有毒有害成分,造成严重的空气污染,威胁人畜的身心健康^[104]。20世纪60年代以来,欧美国家在对恶臭成分开展鉴定分析和科学评估的基础上,出台了一系列恶臭监测与管理的标准及法规^[105]。

畜禽恶臭释放源多样,物质组成复杂。随着恶臭物质分析测试技术的发展,新恶臭成分不断被发现,通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析确定多达331种挥发性有机化合物和NH₃、H₂S等固定气体^[106]等恶臭物质。因此,识别畜禽养殖恶臭来源及物质组成、了解恶臭表征与评估方法,对于判别畜禽恶臭关键物质、科学评估恶臭危害、针对性地提出恶臭控制措施有重要意义。

恶臭物质的检测主要有成分分析和感官分析。

4.1 恶臭成分分析

不同的分析测定方法对于不同种类恶臭物质的选择性和灵敏度不同。NH₃、H₂S以及挥发性有机物（VOCs）等恶臭物质的常用分析方法有分光光度法、气相色谱法、气相色谱一质谱联用法等,这些畜禽场恶臭物质的成分分析方法比较如表6所示。

Table 6
表6
表6畜禽场恶臭成分分析方法
Table 6Analysis methods for odor components from livestock and poultry farm

成分分析方法 Component analysis method	原理 Theory	检测物质 Substance detected	优点 Advantages	缺点 Disadvantages	参考文献 References
湿化学法 Wet-chemical method	利用被测气体成分与示剂的化学反应来测定气体浓度 Determination of gas concentration by chemical reaction between measured gases and indicators	NH₃、H₂S、SO₂、硫醇类物质等 NH₃, H₂S, SO₂, thiols, etc.	方法成熟,检测精度较高 mature method and high precision	检测时间较长 Longer detection time	[107]
气体探测管 Gas tubes	利用被测气体成分附着在固体指示剂表面的显色反应来测定气体浓度 Determination of gas concentration by color reaction of the gas components attached to the surface of the solid indicators	NH₃、H₂S、二甲基硫醚等 NH₃, H₂S, dimethyl sulfide, etc.	使用方便 Convenience of usage	检测精度较低 Low detection accuracy	[108, 109]
气相色谱分析法 Gas chromatography	利用不同组分在流动相（载气）和固定相间的分配差异进行分离 Separation of different components between mobile phase (carrier gas) and stationary phase	H₂S、CS₂、甲苯、二甲苯、吲哚类物质等 H₂S, CS₂, toluene, xylene, indole, etc.	分析速度快,灵敏度高 Fast analysis and high sensitivity	无法反映恶臭的气味特征,采样容器易造成样品污染和损失 Unable to reflect the smell characteristics of odors; samples easy to get polluted	[110-112]
质谱分析法 Mass spectrometry	将样品离子化,变为气态离子混合物,并按质荷比（m/z）分离,从而测定物质的质量与含量及其结构 Ionized into a gaseous ion mixture and separated according to the mass charge ratio (m/z), so as to determine the mass, content and structure of the substance.	甲苯、二甲苯、等 Toluene, xylene, etc.	分析对象范围广泛、检测灵敏度高 Wide range and high sensitivity	仪器使用、维护成本高 High cost	[113-116]
色谱-质谱联用法 Chromatography-mass spectrometry	结合气相色谱法对混合物的高效分离能力与质谱法对纯化合物的准确定性能力对恶臭进行分析 Analysis of odor by high efficientseparation of mixtures by gas chromatography and accurate qualitative analysis of pure compounds by mass spectrometry	SO₂、甲苯、二甲苯、等多种恶臭物质 SO₂, toluene, xylene, etc.	结合色谱法与质谱法优点 Combined advantages of chromatography and mass spectrometry	仪器使用、维护成本高 High cost	[117-120]

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4.2 恶臭感官分析

感官法是利用人鼻来测知有无臭气以及臭气的质和量。然而当臭气物质缺少特异性时,感官法就难以辨别其质与量。感官分析法分为直接法和稀释法两种。

直接法是一种定性方法,直接通过嗅觉感知的恶臭感觉对照恶臭强度分级判定恶臭程度,即用数字等级或语言描述表示臭气强弱^[121]。稀释法是一种相对定量方法,是指用无臭空气对某一恶臭样品进行连续稀释,直至达到无臭状态。根据稀释方法分为静态稀释法和动态稀释法。静态稀释法主要包括无臭室法、注射器法和三点比较式臭袋法。其测量精度相对较高,测量的重复性和再现性好,嗅辨员个体之间的误差小。

动态稀释法是使用仪器设备对臭气样品进行连续稀释后供人嗅辨的方法。动态嗅觉仪使用电脑控制自动完成样品定比稀释,提高了稀释效率,同时提高了稀释精度和重复精度。

恶臭样品的感官指标主要分为恶臭浓度、恶臭强度、恶臭容忍度、恶臭愉悦度及恶臭特征描述等5类。其分析方法如下：

（1）恶臭浓度（Odor Concentration,OC）是用无臭空气对某一恶臭样品进行连续稀释时,刚刚达到无臭状态（在人的感觉阈值以下）时的稀释倍数。可用以下公式表示：

（1） $OC=\frac{某恶臭样本浓度}{某恶臭阈值}(D/T)=\frac{V_{o}+V_{a}}{V_{o}}$

式中,D/T—稀释倍数/阈值（dilution to threshold）;Vo—恶臭样品体积（volume of odorous air）;Va—洁净空气体积（volume of fresh air）

由于恶臭浓度数值有时很大,不易于恶臭给人的感觉联系起来,且误差较大,目前常用恶臭指数（odor index,OI）,表示恶臭污染的程度 ,计算公式如式（2）：

（2） OI=10×lg（OC）

式中,OI—恶臭指数;OC—恶臭浓度,无量纲（国标）或OU/m³（欧标）。

恶臭指数的优点如下：

① OI符合Weber-Fechner定律;

② 任何恶臭均可用2位有效数字表示,评价尺度简单;

③ OI易进行标准化。

（2）恶臭强度（odor intensity）是指恶臭样品（确认阈值以上）的相对强度,可通过等级描述法、估量法、参考等级法定性描述。

（3）恶臭容忍度（odor persistency,OP-dose response）用于描述人体感受到的恶臭强度随恶臭浓度被稀释时降低的速率。

据Steven's法则,恶臭强度与恶臭浓度间的关系如（3）所示

（3） I=k(C)ⁿ

式中,I—Odor Intensity;C—Odor concentration;k,n—常数恶臭容忍度关系式可表述为“剂量—反映”（dose response）（幂函数）,呈线性相关,如下式所示：

（4）Log₁₀I=nLog₁₀C+Log₁₀k

（4）气味愉悦度（hedonic tone）,是用于评价气味样品的令人愉悦程度,通常使用21点等级,如+10、0、-10,该等级需由经培训的嗅辨员确定。

（5）气味特征描述需要嗅辨员描述气味的感官感受特征。气味特征描述可分为蔬菜味、水果味、花朵味、泥土味等。感受特征描述可分为发痒的、发麻的、温暖的等。以上每种气味都可分为4个级别,由嗅辨员给出,作为评价恶臭的指标。除此之外,还可以运用电子鼻分析恶臭感官指标。

专业嗅辨人员的恶臭分析要比气相色谱-质谱联用法成本高,而且主观性较强,但是气相色谱-质谱联用技术也有局限,无法仅凭一个样品确定所有气态有机化合物,以及难以确定引起恶臭的化合物种类。因此采用气相色谱与动态嗅觉仪联合的方法可更全面分析恶臭样品指标。

5 展望

我国是畜禽养殖大国,畜禽场的空气污染问题已成为畜牧业可持续健康发展的主要制约因素之一。近年来,我国学术界、畜牧行业、公众及政府对畜禽场空气污染问题日益关注。科学准确地获取畜禽场各种主要空气污染物信息是探明空气污染物排放机理、对人畜健康影响机制、扩散及对周边环境空气质量影响、控制技术研发与效果评估等的前提。因此,在选择应用畜禽场空气污染物检测技术与方法时,要根据空气污染物排放源与污染物特征、检测目的、检测点数及检测时间等科学选用,并严格遵守相关技术标准与规范、操作维护要求,以确保所获得的各种空气污染物检测浓度的准确性和可靠性。

畜禽场的空气污染物成分复杂,各种污染物在检测过程中存在相互干扰,如何从畜禽场的空气污染物中快速、准确检测出各种污染物成分及浓度是未来的研发重点。与此同时,目前用于畜禽场空气污染物连续检测的精密仪器多数只能单点检测,使用和维护成本较高,主要以美国Thermo Scientific等外国公司为主导,而完全具有知识产权的国内同类检测仪器鲜有。因此,亟待开发具有自主知识产权、低成本、高效、精准的多点实时在线空气污染物检测方法与技术。

参考文献原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

[1]

SCHAUER

J J

, CASS

G R

. Source apportionment of wintertime gas-phase and particle-phase air pollutants using organic compounds as tracers
Environmental Science & Technology, 2000,34(9):1821-1832.

[本文引用: 1]

[2]

BENCS

, RAVINDRA

, de

HOOG J

, RASOAZANANY

E O

, DEUTSCH

, BLEUX

, BERGHMANS

, ROEKENS

, KRATA

, Van

GRIEKEN R

. Mass and ionic composition of atmospheric fine particles over Belgium and their relation with gaseous air pollutants
Journal of Environmental Monitoring, 2008,10(10):1148-1157.

DOI:10.1039/b805157g URL [本文引用: 1]

[3]

SHEPHERD

T A

, ZHAO

, LI

, STINN

J P

, HAYES

M D

, XIN

. Environmental assessment of three egg production systems - Part II-Ammonia, greenhouse gas, and particulate matter emissions
Poultry Science, 2015,94(3):534-543.

DOI:10.3382/ps/peu075 URL [本文引用: 1]

[4]

阎波杰, 潘瑜春 . 规模化畜禽养殖场粪便养分数据空间化表征方法
农业机械学报, 2014,45(11):154-158.

[本文引用: 1]

YAN

B J

, PAN

Y C

. Research on characterization method of statistical data of scale raising farms
Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2014,45(11):154-158. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[5]

J Q

, HEBER

A J

, LIM

T T

, DIEHL

C A

, DUGGIRALA

R K

, HAYMORE

B L

. Hydrogen sulphide emission from two large pig-finishing buildings with long-term high-frequency measurements
Journal of Agricultural Science, 2002,138(2):227-236.

DOI:10.1017/S0021859601001824 URL [本文引用: 2]

[6]

TREMBLAY

F J B

, MASSE

D I

. Instrumentation for precise quantification of methane emissions from dairy herds
Canadian Biosystems Engineering, 2008,50:721-728.

[本文引用: 1]

[7]

, HEBER

A J

. Sampling and measurement of ammonia at animal facilities//Sparks D. L
Advances in Agronomy. 2008: 201-269.

[本文引用: 2]

[8]

CAI

, KOZIEL

J A

, LIANG

, NGUYEN

A T

, XIN

. Evaluation of zeolite for control of odorants emissions from simulated poultry manure storage
Journal of Environmental Quality, 2007,36(1):184-193.

DOI:10.2134/jeq2006.0052 URL [本文引用: 1]

[9]

代小蓉 . 集约化猪场NH₃的排放系数研究
浙江大学, 2010.

[本文引用: 1]

DAI

X R

. Study on ammonia emission factors in intensive pig farms
Zhejiang University, 2010. ( in Chinese)

[本文引用: 1]

[10]

DONHAM

K J

, REYNOLDS

S J

, WHITTEN

, MERCHANT

J A

, BURMEISTER

, POPENDORF

W J

. Respiratory dysfunction in swine production facility workers - dose-response relationships of environmental exposures and pulmonary-function
American Journal of Industrial Medicine, 1995,27(3):405-418.

DOI:10.1002/(ISSN)1097-0274 URL [本文引用: 1]

[11]

刘春青, 张勇 . 猪舍氨气含量检测方法综述
猪业科学, 2011,28(11):80-82.

[本文引用: 1]

LIU

C Q

, ZHANG

. Review on detection methods of ammonia content in pigsty
Swine Industry Science, 2011,28(11):80-82. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[12]

CURTIS

S E

, ANDERSON

C R

, SIMON

, JENSEN

A H

, DAY

D L

, KELLEY

K W

. Effects of aerial ammonia, hydrogen-sulfide and swine-house dust on rate of gain and respiratory-tract structure in swine
Journal Of Animal Science, 1975,41(3):735-739.

DOI:10.2527/jas1975.413735x URL [本文引用: 1]

[13]

MANNEBECK

. Comparison of the effects of different systems on ammonia emissions
London: Elsevier Applied Science, 1991.

[本文引用: 1]

[14]

潘序武, 王爱军 . 碘量法中标准溶液配置与标定应注意的问题
职业与健康, 2008,24(19):2030-2031.

[本文引用: 1]

Pan

X W

, WANG

A J

. Issues on preparation and demarcation of standard solution of iodimetry
Occupation and Health, 2008,24(19):2030-2031. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[15]

NJAGI

, ERLICHMAN

J S

, ASTON

J W

, LEITER

J C

, ANDREESCU

. A sensitive electrochemical sensor based on chitosan and electropolymerized Meldola blue for monitoring NO in brain slices
Sensors & Actuators B Chemical, 2010,143(2):673-680.

[本文引用: 1]

[16]

XIN

, LIANG

, TANAKA

, GATES

R S

, WHEELER

E F

, CASEY

K D

, HEBER

A J

, NI

J Q

, LI

. Ammonia emissions from u. s. poultry houses: part i - measurement system and techniques
International Conference on Air Pollution From Agricultural Operations, 2003.

[本文引用: 1]

[17]

, ZHENG

, GATES

R S

, GREEN

A R

. Design and performance evaluation of the upgraded portable monitoring unit for air quality in animal housing
Computers & Electronics in Agriculture, 2016,124:132-140.

[本文引用: 1]

[18]

WHEELER

E F

, CASEY

K D

, GATES

R S

, XIN

, ZAJACZKOWSKI

J L

, TOPPER

P A

, LIANG

, PESCATORE

A J

. Ammonia emissions from twelve u. s. Broiler chicken houses
Transactions of the Asae, 2006,49(5):1495-1512.

DOI:10.13031/2013.22042 URL [本文引用: 1]

[19]

PREDICALA

B Z

, CORTUS

E L

, FENGLER

, CHRISTIANSON

S K

. Assessing the performance of hydrogen sulfide monitoring devices and a water spray method to reduce worker exposure in swine buildings:2006 portland
,Oregon, July 9-12, 2006 .

[本文引用: 1]

[20]

BICUDO

J R

, TENGMAN

C L

, JACOBSON

L D

, SULLIVAN

J E

. Odor, hydrogen sulfide and ammonia emissions from swine farms in minnesota
Proceedings of the Water Environment Federation, 2000: 589-608.

[本文引用: 1]

[21]

王娇娇, 高云, 雷明刚, 童宇, 黎煊, 吴雨桐, 杨天园, 李冬, 朱望武 . 无线Mesh网络下的猪舍环境监测综合系统设计
华中农业大学学报, 2015,34(6):130-135.

[本文引用: 1]

WANG

J J

, GAO

, LEI

M G

, TONG

, LI

, WU

Y T

, YANG

T Y

, LI

, ZHU

W W

. Design of a piggery environmental monitoring system in the wireless Mesh network
Journal of Huazhong Agricultural University, 2015,34(6):130-135. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[22]

ZENG

, HE

, YU

, LI

. An H₂S sensor based on electrochemistry for chicken coops
Sensors, 2016,16(9):1398.

[本文引用: 1]

[23]

MAASIKMETS

, TEINEMAA

, KAASIK

, KIMMEL

. Measurement and analysis of ammonia, hydrogen sulphide and odour emissions from the cattle farming in Estonia
Biosystems Engineering, 2015,139:48-59.

DOI:10.1016/j.biosystemseng.2015.08.002 URL [本文引用: 1]

[24]

FABIAN-WHEELER

E E

, HILE

M L

, MURPHY

D J

, HILL

D E

, MEINEN

, BRANDT

R C

, ELLIOTT

H A

, HOFSTETTER

. Operator exposure to hydrogen sulfide from dairy manure storages containing gypsum bedding
J Agric Saf Health, 2017,23(1):9-22.

DOI:10.13031/issn.1074-7583 URL [本文引用: 1]

[25]

K S

, WOO

S I

. Chemiluminescence analyzer of NOx as a high-throughput screening tool in selective catalytic reduction of NO
Sci Technol Adv Mater, 2011,12(5):1425-1432.

[本文引用: 1]

[26]

POLLACK

I B

, LERNER

B M

, RYERSON

T B

. Evaluation of ultraviolet light-emitting diodes for detection of atmospheric NO₂ by photolysis - chemiluminescence
Journal of Atmospheric Chemistry, 2010,65(2-3):111-125.

DOI:10.1007/s10874-011-9184-3 URL [本文引用: 1]

[27]

LIU

, WANG

, BEASLEY

, OVIEDO

. Effect of moisture content on ammonia emissions from broiler litter: A laboratory study
Journal of Atmospheric Chemistry, 2007,58(1):41-53.

DOI:10.1007/s10874-007-9076-8 URL [本文引用: 1]

[28]

HEBER

A J

, NI

J Q

, HAYMORE

B L

, DUGGIRALA

R K

, KEENER

K M

. Air quality and emission measurement methodology at swine finishing buildings
Transactions of the Asae, 2001,44(44):1765-1778.

[本文引用: 1]

[29]

WANG

, HUANG

, YING

, LUO

. Effects of acidification during storage on emissions of methane, ammonia, and hydrogen sulfide from digested pig slurry
Biosystems Engineering, 2014,122:23-30.

DOI:10.1016/j.biosystemseng.2014.03.002 URL [本文引用: 2]

[30]

JIN

, TENG

T L

, NI

. Aerial emission monitoring at a dairy farm in indiana: in 2010 asabe annual international meeting. David L
Lawrence Convention Center, Pittsburgh, Pennsylvania, USA, 2010.

[本文引用: 1]

[31]

WORLEY

J W

, DAS

K C

. Swine manure solids separation and composting using alum
Applied Engineering in Agriculture, 2000,16(5):555-561.

DOI:10.13031/2013.5299 URL [本文引用: 1]

[32]

JACOBSON

L D

, JANNI

K A

, ARELLANO

P E

, PIJOAN

C J

. Winter swine ventilation evaluation using air quality criteria
Paper - American Society of Agricultural Engineers (USA), 1992,56(1):103-119.

[本文引用: 1]

[33]

PARBST

K E

, KEENER

K M

, HEBER

A J

, NI

J Q

. Comparison between low-end discrete and high-end continuous measurements of air quality in swine buildings
Applied Engineering in Agriculture, 2000,16(16):693-699.

DOI:10.13031/2013.5377 URL [本文引用: 1]

[34]

许稳, 刘学军, 孟令敏, 郑鲲 . 不同养殖阶段猪舍氨气和颗粒物污染特征及其动态
农业环境科学学报, 2018,37(6):1248-1254.

[本文引用: 1]

, LIU

X J

, MENG

L M

, ZHENG

. Dynamics and pollution features of ammonia and particulate matter during different pig breeding stages
Journal of Agro-Environment Science, 2018, 37(6):1248-1254. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[35]

DRAGER . Drager-Tube Handbook. 9th Ed
Lubeck, Germany: 1994.

[本文引用: 1]

[36]

WHEELER

E F

, WEISS

R W J

, WEIDENBOERNER

. Evaluation of instrumentation for measuring aerial ammonia in poultry houses
Journal of Applied Poultry Research, 2000,9(9):443-452.

DOI:10.1093/japr/9.4.443 URL [本文引用: 1]

[37]

CHENG

, LI

, GENG

, HU

, FU

, HAN

. Effects of dietary fresh fermented soybean meal on growth performance, ammonia and particulate matter emissions, and nitrogen excretion in nursery piglets
Journal of Zhejiang University SCIENCE B focuses on Biomedicine, Biochemistry & Biotechnology, 2017,18(12):1083-1092.

[本文引用: 1]

[38]

SKEWES

P A

, HARMON

J D

. Ammonia quick test and ammonia dosimeter tubes for determining ammonia levels in broiler facilities
Appl. Poult. Res, 1995(4):148-153.

[本文引用: 1]

[39]

HUSSAIN

O M

, RAO

K S

. Characterization of activated reactive evaporated MoO₃ thin films for gas sensor applications
Materials Chemistry & Physics, 2003,80(3):638-646.

[本文引用: 1]

[40]

KAWASHIMA

, YONEMURA

. Measuring ammonia concentration over a grassland near livestock facilities using a semiconductor ammonia sensor
Atmospheric Environment, 2001,35(22):3831-3839.

DOI:10.1016/S1352-2310(01)00145-5 URL [本文引用: 1]

[41]

L H

, GAO

L A

. Remote monitoring system of henhouse harmful gases:the 2010 international conference on computer application and system modeling
2010.

[本文引用: 1]

[42]

SECREST

C D

. Field measurement of air pollutants near swine confined animal feeding operations using UV DOAS and FTIR
Proceedings of The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (Spie). 2001: 98-104.

[本文引用: 1]

[43]

MOUNT

G H

, RUMBURG

, HAVIG

, LAMB

, WESTBERG

. Measurement of atmospheric ammonia at a dairy using differential optical absorption spectroscopy in the mid-ultraviolet
.Atmospheric Environment, 2002(36):1799-1810.

[本文引用: 1]

[44]

何莹, 张玉钧, 尤坤, 王立明, 高彦伟, 徐金凤, 高志岭, 马文奇 . 奶牛场氨排放特征的光谱检测
光谱学与光谱分析, 2016,36(3):783-787.

URL [本文引用: 1]

为实现奶牛场氨气减排, 改善生态环境, 需要在线监测氨挥发浓度并准确揭示氨排放特征。采用开放式可调谐半导体激光吸收光谱 (TDLAS) 技术设计了开放式氨气在线监测系统, 结合反演式气体扩散技术开展相关研究, 于2013年秋季和冬季在保定市某奶牛厂进行了氨排放浓度在线监测和排放特征分析工作。监测结果表明, 秋季氨气浓度峰值为6.11×10-6%, 冬季氨气浓度峰值为6.56×10-6%, 氨浓度具有日变化趋势, 基本呈白天浓度低, 夜晚浓度高的特点。由反演气体扩散模型得到秋冬季氨排放特征, 氨排放峰值均出现在中午, 秋季氨排放速率为1.48～130.6 kg/head/hr, 冬季氨排放速率为0.004 5～43.32 kg/head/hr, 秋季的排放速率高于冬季, 说明奶牛场尺度下的氨排放存在一定的季节性差异。该方法可以有效获得大范围、高灵敏、免采样、快速气体排放特征结果, 为奶牛厂的氨排放监测和科学养殖提供技术支持。

, ZHANG

Y J

, YOU

, WANG

L M

, GAO

Y W

, XU

J F

, GAO

Z L

, MA

W Q

. Study on Ammonia Emission Rules in a Dairy Feedlot Based on Laser Spectroscopy Detection Method
Spectroscopy and Spectral Analysis, 2016,36(3):783-787. (in Chinese)

URL [本文引用: 1]

HARRIS

D B

, SHORES

R C

, JONES

L G

. Ammonia emission factors from swine finishing operations
Denver: 10th Annual International Emission Inventory Conference, One Atmosphere, One Inventory, Many Challenges, 2001.

[本文引用: 1]

[46]

高星星, 张尉, 方贤才, 肖进, 罗友谊 . 自校准式NH3浓度检测装置设计与研究
中国农机化学报, 2017,38(8):82-86.

[本文引用: 1]

GAO

X X

, ZHANG

, FANG

X C

, XIAO

, LUO

Y Y

. Design and research of self-calibration NH3 gas detection device
Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2017,38(8):82-86. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[47]

WORLEY

J W

, CZARICK

, FAIRCHILD

B D

, RITZ

C W

, HARPER

L A

, HALE

B D

, NAEHER

L P

. Monitoring of ammonia and fine particulates downwind of broiler houses:2008 Providence
Rhode Island, June 29 - July 2, 2008.

[本文引用: 1]

[48]

HARRIS

D B

, KIRCHGESSNER

D A

, NATSCHKE

D F

, THOMPSON

E L

, CHILDERS

J W

, CLAYTON

, PHILLIPS

W J

. Comparison of an innovative nonlinear algorithm to classical least-squares for analyzing open-path fourier transform infrared spectra collected at a concentrated swine production facility
Applied Spectroscopy, 2002,56(3):325-336.

DOI:10.1366/0003702021954917 URL [本文引用: 1]

[49]

TRABUE

, KERR

, SCOGGIN

. Odor and odorous compound emissions from manure of swine fed standard and dried distillers grains with soluble supplemented diets
Journal of Environmental Quality, 2016,45(3):915-923.

DOI:10.2134/jeq2015.10.0511 URL [本文引用: 1]

[50]

CHIUMENTI

. Complete nitrification-denitrification of swine manure in a full-scale, non-conventional composting system
Waste Management, 2015,46:577-587.

DOI:10.1016/j.wasman.2015.07.035 URL [本文引用: 1]

[51]

NORMAN

, HANSEL

, WISTHALER

. O₂ + as reagent ion in the PTR-MS instrument: Detection of gas-phase ammonia
International Journal of Mass Spectrometry, 2007,265(2-3):382-387.

DOI:10.1016/j.ijms.2007.06.010 URL [本文引用: 1]

[52]

FEILBERG

, HANSEN

M J

, LIU

, NYORD

. Contribution of livestock H₂S to total sulfur emissions in a region with intensive animal production
Nature Communications, 2017,8(1):1069.

DOI:10.1038/s41467-017-01016-2 URL [本文引用: 1]

[53]

YOON

H S

, SEONG

K W

, CHOI

K S

. A study of odor emission characteristics from human waste/livestock manure treatment facilities in Korea
Ksce Journal of Civil Engineering, 2015,19(3):564-571.

DOI:10.1007/s12205-013-0618-0 URL [本文引用: 1]

[54]

ZHANG

, LUO

, YUAN

, LI

, LUO

. Effects of woody peat and superphosphate on compost maturity and gaseous emissions during pig manure composting
Waste Management, 2017,68.

[本文引用: 1]

[55]

汪开英, 黄丹丹, 应洪仓 . 畜牧业温室气体排放与减排技术
中国畜牧杂志, 2010(24):20-22, 26.

[本文引用: 1]

WANG

K Y

, HUANG

D D

, YING

H C

. The greenhouse gas emission and mitigation technologies of animal husbandry
.Chinese Journal of Animal Science, 2010(24):20-22, 26. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[56]

张运涛, 方德罗 . 反刍动物甲烷排放及其对全球变暖的影响
中国畜牧杂志, 1999,35(1):47-48.

[本文引用: 1]

ZHANG

Y T

, FANG

D L

. Effects of methane emissions from ruminants on global warming
Chinese Journal of Animal Science, 1999,35(1):47-48. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[57]

IPPC. Climate change 2001: the scientific basis, contribution of group 1 to the third assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2001.

[本文引用: 1]

[58]

史海山, 丁学智, 龙瑞军, 黄小丹, 阳伏林, 齐小晶 . 舍饲绵羊甲烷和二氧化碳的日排放动态
生态学报, 2008,28(2):877-882.

Magsci [本文引用: 1]

运用密闭呼吸代谢箱系统，对3只舍饲绵羊24h（有间断）甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）日排放特征进行了研究。供试3只甘肃细毛羊体况相近（平均体重为(25±5)kg），其基础日粮为燕麦干草和玉米精料，粗精比为 6∶4。结果表明：供试绵羊CH4和CO2的平均排放量分别为11g/d和147 g/d，CH4排放的峰值分别出现在17:00和22:00左右，达0.4217g/h和0.8082 g/h，直到0:00降至最小为0.2993g/h；之后趋于平稳，次日8:00左右再次达到排放高峰，排放量为0.6587 g/h。而CO2在各个测定时间段内差异不显著（p>0.05）。因此，舍饲条件下绵羊CH4和CO2排放量动态(g/min)变化不同步。由此，推算出舍饲绵羊（25±5）kg年排放CH4和CO2总量分别约为4.38 kg和53.66 kg。

SHI

H S

, DING

X Z

, LONG

R J

, HUANG

X D

, YANG

F L

, QI

X J

. Diurnal dynamics of methane and carbon dioxide released from indoor-fed sheep
Acta Ecologica Sinica, 2008,28(2):877-882. (in Chinese)

Magsci [本文引用: 1]

JOHNSON

, HUYLER

, WESTBERG

, LAMB

, ZIMMERMAN

. Measurement of methane emissions from ruminant livestock using a sf6 tracer technique
Environmental Science & Technology, 1994,28(2):359-362.

[本文引用: 1]

[60]

HASSOUNA

, EGLIN

. Measuring emissions from livestock farming: greenhouse gases, ammonia and nitrogen oxides. 2017.

[本文引用: 1]

[61]

NAYLOR

T A

, WIEDEMANN

S G

, PHILLIPS

F A

, WARREN

, MCGAHAN

E J

, MURPHY

C M

. Emissions of nitrous oxide, ammonia and methane from Australian layer-hen manure storage with a mitigation strategy applied
Animal Production Science, 2016,56(9):1367.

DOI:10.1071/AN15584 URL [本文引用: 1]

[62]

, LUO

, SHI

, LINDSEY

, HOULBROOKE

, LEDGARD

. Nitrous oxide emissions from dairy farm effluent applied to a New Zealand pasture soil
Soil Use & Management, 2015,31(2):279-289.

[本文引用: 1]

[63]

HAO

, CHANG

, LARNEY

F J

, TRAVIS

G R

. Greenhouse gas emissions during cattle feedlot manure composting
Journal of Environmental Quality, 2001,30(2):376.

DOI:10.2134/jeq2001.302376x URL [本文引用: 1]

[64]

, HAO

, STANFORD

, MCALLISTER

, LARNEY

F J

, WANG

. Greenhouse gas emissions during co-composting of cattle mortalities with manure
Nutrient Cycling In Agroecosystems, 2007,78(2):177-187.

DOI:10.1007/s10705-006-9083-1 URL [本文引用: 1]

[65]

GAUTAM

D P

, RAHMAN

, FORTUNA

A M

, BORHAN

M S

, SAINI-EIDUKAT

, BEZBARUAH

A N

. Characterization of zinc oxide nanoparticle (nZnO) alginate beads in reducing gaseous emission from swine manure
Environmental Technology, 2016,38(9):1-24.

[本文引用: 1]

[66]

SARKER

N C

, RAHMAN

, BORHAN

M S

, RAJASEKARAN

, SANTRA

, OZCAN

. Nanoparticles in mitigating gaseous emissions from liquid dairy manure stored under anaerobic condition
Journal of Environmental Sciences, 2019.

[本文引用: 1]

[67]

BJORNEBERG

D L L A B W

. Measurements of atmospheric ammonia, methane, and nitrous oxide at a concentrated dairy production facility in southern Idaho using openpath FTIR spectrometry
Transactions of the ASABE, 2009: 52-55.

[本文引用: 1]

[68]

NAYLOR

T A

, WIEDEMANN

S G

, PHILLIPS

F A

, WARREN

, MCGAHAN

E J

, MURPHY

C M

. Emissions of nitrous oxide, ammonia and methane from Australian layer-hen manure storage with a mitigation strategy applied
Animal Production Science, 2016,56(9):1367.

DOI:10.1071/AN15584 URL [本文引用: 1]

[69]

SHAO

, GRIFFITHS

P R

, LEYTEM

A B

. Advances in data processing for open-path Fourier transform infrared spectrometry of greenhouse gases
Analytical Chemistry, 2010,82(19):8027-8033.

DOI:10.1021/ac101711r URL [本文引用: 1]

[70]

KYOUNG

S RO P G H S

. Estimating ammonia and methane emissions from CAFOS using an openpath optical remote sensing technology:ASABE meeting
2007.

[本文引用: 1]

[71]

NGWABIE

N M

, JEPPSSON

K H

, NIMMERMARK

, SWENSSON

, GUSTAFSSON

. Multi-location measurements of greenhouse gases and emission rates of methane and ammonia from a naturally-ventilated barn for dairy cows
Biosystems Engineering, 2009,103(1):68-77.

DOI:10.1016/j.biosystemseng.2009.02.004 URL [本文引用: 1]

[72]

SHIRAISHI

M W N T E

. Measurement and regulation of environmental hazardous gas emissions from beef cattle manure composting
International Congress Series, 2006: 1293-1303.

[本文引用: 1]

[73]

VIGURIA

LóPEZ

D M

, ARRIAGA

, MERINO

. Ammonia and greenhouse gases emission from on-farm stored pig slurry
Water Air & Soil Pollution, 2015,226(9):285.

[本文引用: 1]

[74]

GB.中华人民共和国国家标准环境空气质量标准. 北京: 中国环境科学出版社, 2012.

[本文引用: 1]

GB.Ambient air quality standard. Beijing: China Environmental Press, 2012. ( in Chinese)

[本文引用: 1]

[75]

MELO

J O

, SOTO

S F

, KATAYAMA

I A

, WENCESLAU

C F

, PIRES

A G

, VERAS

M M

, FURUKAWA

L N S

, de

CASTRO I

, NASCIMENTO

SALDIVA P H

, HEIMANN

J C

. Inhalation of fine particulate matter during pregnancy increased IL-4 cytokine levels in the fetal portion of the placenta
Toxicology Letters, 2015,232(2):475-480.

DOI:10.1016/j.toxlet.2014.12.001 URL [本文引用: 1]

[76]

OLE-KENNETH

NIELSEN M P M N

. Projection of SO₂, NO_X, NMVOC, NH₃ and particle emissions-2012 -2035
2013.

[本文引用: 1]

[77]

CAMBRA-LOPEZ

, TORRES

A G

, AARNINK

A J A

, OGINK

N W M

. Source analysis of fine and coarse particulate matter from livestock houses
Atmospheric Environment, 2011,45(3):694-707.

DOI:10.1016/j.atmosenv.2010.10.018 URL [本文引用: 1]

[78]

汪开英, 戴圣炎, 王玲娟 . 畜禽场空气悬浮颗粒物污染与其监控技术研究进展
农业机械学报, 2017,48(6):232-241.

[本文引用: 1]

WANG

K Y

, DAI

S Y

, WANG

L J

. Research progress on pollution and monitoring technology of particulate matter from livestock and poultry farms
Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017,48(6):232-241. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[79]

HEBER

A J

, BOGAN

B W

, NI

J Q

, LIM

T T

, RAMIREZDORRONSORO

J C

, CORTUS

E L

, DIEHL

C A

, HANNI

S M

, XIAO

C H

, CASEY

K D

. The national air emissions monitoring study: overview of barn sources. : central theme, technology for all: sharing the knowledge for development
Proceedings of the International Conference of Agricultural Engineering, Xxxvii Brazilian Congress of Agricultural Engineering, International Livestock Environment Symposium - Iles Viii, Iguassu Falls City, Brazil, August To September, 2008.

[本文引用: 1]

[80]

HAYES

, XIN

H W

, LI

, SHEPHERD

, CHEN

Y X

, ZHAO

, STINN

. Ammonia, greenhouse gas, and particulate matter concentrations and emissions of aviary layer houses in the Midwestern USA. :Ix International Livestock Environment Symposium
2012.

[本文引用: 1]

[81]

MAGHIRANG

R G

, PUMA

M C

, CLARK

, LIU

Y L

. Dust concentrations and particle size distribution in an enclosed swine nursery
Transactions of the ASAE, 1997,40(40):749-754.

DOI:10.13031/2013.21305 URL [本文引用: 1]

[82]

LIN

X J

, CORTUS

E L

, ZHANG

, JIANG

, HEBER

A J

. Air Emissions from Broiler Houses in California
Transactions of the ASABE, 2012,55(5):1895-1908.

DOI:10.13031/2013.42377 URL [本文引用: 1]

[83]

ULENS

, MILLET

, WEYENBERG

S V

, MEEREN

P V D

, LANGENHOVE

H V

, DEMEYER

. Results of measurements of particulate matter concentrations inside a pig fattening facility
Biotechnologie Agronomie Société Et Environnement, 2016,20(1):13-16.

[本文引用: 1]

[84]

MOSTAFA

, NANNEN

, HENSELER

, DIEKMANN

, GATES

, BUESCHER

. Physical properties of particulate matter from animal houses—empirical studies to improve emission modelling
Environmental Science & Pollution Research, 2016,23(12):12253-12263.

[本文引用: 1]

[85]

吴胜, 沈丹, 唐倩, 戴鹏远, 李延森, 李春梅 . 规模化半封闭式猪场舍内颗粒物、氨气和二氧化碳分布规律
畜牧与兽医, 2018,50(3):30-38.

[本文引用: 1]

, SHEN

, TANG

, DAI

P Y

, LI

Y S

, LI

C M

. Distribution of particulate matters and noxious gases in large-scale semi-enclosed swine houses
Animal Husbandry and Veterinary Medicine, 2018,50(3):30-38. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[86]

ROUMELIOTIS

T S

, DIXON

B J

, HEYST

B J V

. Characterization of gaseous pollutant and particulate matter emission rates from a commercial broiler operation part I: Observed trends in emissions
Atmospheric Environment, 2010,44(31):3770-3777.

DOI:10.1016/j.atmosenv.2010.06.052 URL [本文引用: 1]

[87]

HINDS

W C

. Aerosol technology: properties, behavior, and measurement of airborne particles
Journal of Aerosol Science, 1999,31(9):1121-1122.

[本文引用: 1]

[88]

JUNG

J H

, SUN

Y P

, LEE

J E

, LEE

B U

, BAE

G N

. Distinguishing biotic and abiotic particles using an ultraviolet aerodynamic particle sizer for real-time detection of bacterial bioaerosols
Environmental Engineering Science, 2012,29(9):866-874.

DOI:10.1089/ees.2011.0276 URL [本文引用: 1]

[89]

PETERS

T M

, OTT

, O'SHAUGHNESSY

P T

. Comparison of the Grimm 1. 108 and 1. 109 portable aerosol spectrometer to the TSI 3321 aerodynamic particle sizer for dry particles
Annals of Occupational Hygiene, 2006,50(8):843.

[本文引用: 1]

[90]

赵鹏, 朱彤, 梁宝生, 胡敏, 康凌, 宫继成 . 北京郊区农田夏季大气颗粒物质量和离子成分谱分布特征
环境科学, 2006,27(2):193-199.

[本文引用: 1]

ZHAO

, ZHU

, LIANG

B S

, HU

, KANG

, GONG

J C

. Characteristics of mass distributions of aerosol particle and its inorganic water soluble ions in summer over a suburb farmland in Beijing
Environmental Science, 2006,27(2):193-199. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[91]

MARPLE

, OLSON

, ROMAY

, HUDAK

, GEERTS

S M

, LUNDGREN

. Second generation micro-orifice uniform deposit impactor, 120 moudi-ii: design, evaluation, and application to long-term ambient sampling
Aerosol Science & Technology, 2014,48(4):427-433.

[本文引用: 1]

[92]

MCCLURE

J W

. Determination of particulate emissions from confined animal housing
Dissertations & Theses - Gradworks, 2009.

[本文引用: 1]

[93]

JOO

H S

, NDEGWA

P M

, HEBER

A J

, NI

J Q

, BOGAN

B W

, RAMIREZ-DORRONSORO

J C

, CORTUS

E L

. articulate matter dynamics in naturally ventilated freestall dairy barns
Atmospheric Environment, 2013,69(69):182-190.

DOI:10.1016/j.atmosenv.2012.12.006 URL [本文引用: 1]

[94]

CAMBRA-LóPEZ

, HERMOSILLA

, AARNINK

A J A

, OGINK

N W M

. A methodology to select particle morpho-chemical characteristics to use in source apportionment of particulate matter from livestock houses
Computers & Electronics in Agriculture, 2012,81(2):14-23.

[本文引用: 1]

[95]

王丽文, 王云艳 . 离子色谱法同时测定大气颗粒物中七种阴离子分析方法的研究
中国环境监测, 1993(4):12-13.

[本文引用: 1]

WANG

L W

, WANG

Y Y

. Study on simultaneous determination of seven anions in atmospheric particles by ion chromatography
Environmental Monitoring in China, 1993(4):12-13. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[96]

王红伟, 方建龙, 林少彬 . 超声提取离子色谱法测定大气PM_{2. 5}中9种阴、阳离子. 中国卫生检验杂志, 2015(24):4203-4206.

[本文引用: 1]

WANG

H W

, FANG

J L

, LIN

S B

. Determination of 9 kinds of anions and cations in atmospheric PM_{2. 5} by ultrasonic extraction ion chromatography
,Chinese Journal of Health Laboratory Technology, 2015(24):4203-4206. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[97]

DING

, MOU

. [Determination of choline chloride and trimethylamine in feedstuff by ion chromatography]
Se pu = Chinese journal of chromatography / Zhongguo hua xue hui, 2004,22(2):174.

[本文引用: 1]

[98]

MASIOL

, SQUIZZATO

, RAMPAZZO

, PAVONI

. Source apportionment of PM _{2. 5} at multiple sites in Venice (Italy): Spatial variability and the role of weather
Atmospheric Environment, 2014,98:78-88.

DOI:10.1016/j.atmosenv.2014.08.059 URL [本文引用: 1]

[99]

徐海, 刘琦, 王龙山 . X射线荧光光谱法测定土壤样品中碳氮硫氯等31种组分
岩矿测试, 2007,26(6):490-492.

[本文引用: 1]

, LIU

, WANG

L S

. Determination of 31 components in soil samples by x-ray fluorescence spectrometry
Rock and Mineral Analysis, 2007,26(6):490-492. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[100]

BIRCH

M E

, CARY

R A

. Elemental Carbon-Based Method for Monitoring Occupational Exposures to Particulate Diesel Exhaust
Aerosol Science & Technology, 1996,25(3):221-241

[本文引用: 1]

[101]

Q F

, WANGLI

, JAYANTY

R K M

, SHAH

S B

. Organic and elemental carbon in atmospheric fine particulate matter in an animal agriculture intensive area in north Carolina: estimation of secondary organic carbon concentrations
Open Journal of Air Pollution, 2013,2(1):7-18.

DOI:10.4236/ojap.2013.21002 URL [本文引用: 1]

[102]

GERALD . A biophysiochemical analysis of settled livestock and poultry housing dusts
American Journal of Agricultural & Biological Science, 2014,9(2):153-166.

[本文引用: 1]

[103]

汪开英, 魏波, 罗皓杰 . 畜禽规模养殖场的恶臭检测与评估方法
中国畜牧杂志, 2009,45(24):24-27.

[本文引用: 1]

WANG

K Y

, WEI

, LUO

H J

. Odor detection and evaluation method for livestock and poultry scale farms
Chinese Journal of Animal Science, 2009,45(24):24-27. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[104]

SCHIFFMAN

S S

, WILLIAMS

C M

. Science of odor as a potential health issue
Journal of Environmental Quality, 2005,34(1):129.

[本文引用: 1]

[105]

APT

V H

, HEERES

, HARSSEMA

. A review of 20 years of standardization of odor concentration measurement by dynamic olfactometry in Europe
Air Repair, 1999,49(6):705-715.

[本文引用: 1]

[106]

SCHIFFMAN

S S

, BENNETT

J L

, RAYMER

J H

. Quantification of odors and odorants from swine operations in north Carolina
Agricultural & Forest Meteorology, 2001,108(3):213-240.

[本文引用: 1]

[107]

程秉珂, 池靖, 张欣 . 4-己基间苯二酚分光光度法测定大气中的丙烯醛
中国环境监测, 1990(5):20-23.

CHENG

B K

, CHI

, ZHANG

. Spectrophotometric determination of acrolein in the atmosphere with 4-hexyl resorcinol
,Environmental Monitoring in China, 1990(5):20-23. (in Chinese)

[108]

JACOBSON

L D

, JANNI

K A

, ARELLANO

P E

, PIJOAN

C J

. Winter swine ventilation evaluation using air quality criteria
Paper - American Society of Agricultural Engineers (USA), 1992,56(1):103-119.

[109]

MELSE

R W

, WERF

A W V D

. Biofiltration for mitigation of methane emission from animal husbandry
Environmental Science & Technology, 2005,39(14):5460.

[110]

金胜昔, 徐伯洪, 肖宏瑞, 闫慧芳 . 空气中吲哚和甲基吲哚的气相色谱法
卫生研究, 1997(1):18-19.

JIN

S X

, XU

B H

, XIAO

H R

, YAN

H F

. Determinations of indole and methylindole in air by gas chromatography
.Journal of Hygiene Research, 1997(1):18-19. (in Chinese)

[111]

韩丛碧, 李凌波 . 硫化学发光检测器-气相色谱法测定废气中挥发性硫化物
中国环境监测, 2012,28(3):93-96.

HAN

C B

, LI

L B

. Analysis of volatile sulfur compounds in waste gases by gas chromatography with a sulfur chemiluminescence detector
Environmental Monitoring in China, 2012,28(3):93-96. (in Chinese)

[112]

鲁丽娜, 贺东霞 . 气相色谱法同时测定室内装修后的多种有害气体
中国卫生检验杂志, 2005,15(12):1482, 1520.

L N

, HE

D X

. Simultaneous determination of various harmful gases after interior decoration by gas chromatography
Chinese Journal of Health Laboratory Technology
2005,15(12):1482, 1520. (in Chinese)

[113]

李芳, 凌大鹏, 陆平, 严奉轩, 陈宁 . 空气中苯、甲苯、乙苯等有害气体的质谱在线监测: 中国物理学会质谱分会全国学术交流会, 2008.

, LING

D P

, LU

, YAN

F X

, CHEN

. On-line monitoring of harmful gases such as benzene, toluene and ethylbenzene in the air:National Academic Exchange Meeting of the Mass Spectrometry Branch of the Chinese Physical Society, 2008. ( in Chinese)

[114]

FEILBERG

, BILDSOE

, NYORD

. Application of PTR-MS for measuring odorant emissions from soil application of manure slurry
Sensors, 2015,15(1):1148.

DOI:10.3390/s150101148 URL

[115]

HANSEN

M J

, KASPER

P L

, APS

, FEILBERG

. Key odorants from pig production based on improved measurements of odor threshold values combining olfactometry and proton-transfer-reaction mass spectrometry (ptr-ms)
Sensors, 2018,18(3):788.

DOI:10.3390/s18030788 URL

[116]

KASPER

P L

, MANNEBECK

, OXB?L

, NYGAARD

J V

, HANSEN

M J

, FEILBERG

. Effects of dilution systems in olfactometry on the recovery of typical livestock odorants determined by ptr-ms
Sensors, 2017,17(8):1859.

DOI:10.3390/s17081859 URL

[117]

AKDENIZ

, JACOBSON

L D

, HETCHLER

B P

, BEREZNICKI

S D

, HEBER

A J

, KOZIEL

J A

, CAI

, ZHANG

, PARKER

D B

. Odor and odorous chemical emissions from animal buildings: Part 2. Odor Emissions
Transactions of the Asabe, 2010, IN PRESS(6):2357-2368.

[118]

CAI

, KOZIEL

J A

, LIANG

, NGUYEN

A T

, XIN

. Evaluation of zeolite for control of odorants emissions from simulated poultry manure storage
Journal of Environmental Quality, 2007,36(1):184-193.

DOI:10.2134/jeq2006.0052 URL

[119]

王玉军, 邢志贤, 张秀芳, 侯志广, 赵晓松, 窦森, 周米平 . 便携式气相色谱-质谱联用仪现场测定畜禽粪便堆肥中挥发性有机物
分析化学, 2012,40(6):899-903.

WANG

Y J

, XING

Z X

, ZHANG

X F

, HOU

Z G

, ZHAO

X S

, DOU

, ZHOU

M P

. On-site detection of volatile organic compounds during composting treatment of livestock and poultry manure by gc-ms
Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2012,40(6):899-903. (in Chinese)

[120]

ZHU

, KOZIEL

J A

, MAURER

D L

. Mitigation of livestock odors using black light and a new titanium dioxide-based catalyst: proof-of-concept
Atmosphere, 2017,8(6):103.

DOI:10.3390/atmos8060103 URL

[121]

刘波, 王文林, 刘筱, 范婤, 杨婉静, 徐乔, 关雷, 曾杰亮, 李文静, 何斐 . 畜禽养殖恶臭物质组成与测定及评估方法研究进展
生态与农村环境学报, 2017(10):872-881.

[本文引用: 1]

LIU

, WANG

W L

, LIU

, FAN

, YANG

W J

, XU

, GUAN

, CENG

J L

, LI

W J

, HE

. A review of researches on composition, measurement and assessment of odorants in livestock and poultry breeding
.Journal of Ecology and Rural Environment, 2017(10):872-881. (in Chinese)

[本文引用: 1]