固体甲醛消毒研究

固体甲醛熏蒸消毒对畜禽舍微生物气溶胶的影响

柴同杰

（山东农业大学教授，博士生导师，1990-1998年联邦德国留学，获得柏林自由大学动物医学博士学位。）摘要：为了评估固体甲醛消毒剂对畜禽舍微生物气溶胶的作用效果。使用国际标准的Anderson-6级空气微生物收集器检测消毒前后鸡、猪、牛、羊舍内和舍外的气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌浓度变化，并分析了以上各菌种在上述收集器不同层级中的比例变化。结果显示，消毒后的上述各种畜禽舍内的气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌浓度均显著低于消毒前的浓度（P 0.05），且消毒后舍内PM2.5的需氧菌、气载真菌和大肠杆菌气溶胶（Andersen-6的5、6层级上）含量整体上呈现大幅下降的趋势。由此可见，固体甲醛熏蒸的消毒方式可有效降低畜禽舍内的微生物气溶胶浓度，且对可进入肺泡的小颗粒微生物气溶胶消毒效果更佳。

关键词：固体甲醛；消毒；畜禽；微生物气溶胶

畜禽舍内的空气通常被大量的微生物气溶胶污染[1-2]。在微生物气溶胶中，大量的非致病微生物可导致动物的免疫负荷加重，抵抗力下降和易感性增加[3-4]。高浓度的气载需氧菌可降低动物的免疫力和生长速率[5-6 ]。大肠杆菌(E. coli ) 作为人和动物肠道中的一种共栖菌

[7-8]

，其在特定条件下可致畜禽大肠杆菌病，Hojovec 等曾将其作为评估畜禽舍空气环境质量

的指示细菌[9]。此外，真菌气溶胶可能与哮喘、急性中毒和过敏有关，其也可以威胁畜禽工作人员及畜禽舍周围环境[10-11]。由此可见，怎样有效降低畜禽舍微生物气溶胶污染是当今畜牧健康养殖的急需解决的问题。

然而，固体甲醛熏蒸消毒是利用复方多聚甲醛粉受热解聚释放大量甲醛气体的原理，通过烷基化反应使微生物蛋白质凝固变性，最终达到杀灭微生物的目的。但该消毒方式对不同动物舍微生物气溶胶消毒效果如何、对不同直径大小的气载微生物的是否会有不同影响等问题至今还未明了。为此，本研究将气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌作为衡量畜禽舍空气环境质量的重要指标，使用熏蒸消毒的方式探讨固体甲醛对以上指标的影响。同时，本研究还对以上三种气载微生物在Anderson-6级空气收集器不同层级中消毒前、后的比例变化进行了分析，以期深入阐明该消毒方式对畜禽舍微生物气溶胶的影响。此外，通过本研究，对牛、羊、鸡和猪舍环境中的微生物气溶胶有了客观的认识，为科学评估固体甲醛消毒剂的消毒效果奠定了理论基础。 1 材料与方法 1.1 试验概况

该研究于2015年12月份-2016年1月在山东省泰安市岱岳区进行，选取了该区的桷屿镇、化马湾镇的养鸡场、猪场中各2个空舍，牛场、羊场各1个空舍，各舍概况如表1所示。

表1 畜禽舍概况

畜禽舍 鸡舍1 猪舍1 鸡舍2 猪舍2 牛舍 羊舍

饲养方式 全封闭 全封闭 全封闭 全封闭 半封闭 全封闭

规格m 36.0 × 10.0 × 2.3 30.0 × 10.0 × 3.1 24.0 × 9.0 × 2.1 27.0 × 11.0 × 2.9 28.0 × 5.2 × 4.8 15.0 × 3.0 × 3.5

出栏数 5000 92 4500 75 9 21

出栏时间 2015.12.05 2015.11.29 2016.01.05 2016.01.13 2015.11.15 2015.11.24

1.2 消毒方式

各畜禽舍根据其容积大小按1.5 g/m3的剂量将山东润华兽药有限公司生产的复方多聚甲醛粉[批号：（2012）150819817]倒入固体甲醛消毒专用熏蒸器（1400 W，上述单位提供），熏蒸器位于各舍中心位置，熏蒸4 h，密闭24 h后通风18 h再检测。 1.3 气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌的检测

使用国际标准的Andersen-6级空气微生物收集器分别采集消毒前后牛舍、羊舍、鸡舍和猪舍空气样品[12]，气流速率28.3 L / min，采样时间2 min，地点为以上各舍对角线等距的3个点和距舍5 m处的1个点，高度均为0.5 m，重复数为3。采样介质分别为5 %脱纤绵羊血大豆琼脂培养基、沙氏培养基、伊红美蓝培养基（购于青岛海博，产品批号：0107），培养条件分别为37℃ 24 h、25℃ 72 h和37℃ 24 h 。培养完成后依照Andersen （1958）校正表校正后按以下公式计算各自的气载菌落数。

气载菌落数CFU•m-3= (Q × 1000) / (28.3 L/min × T)

（Q ：Anderson-6收集器六级培养皿上菌落数量校正后的总和；T ：采集时间min ） 1.4 数据分析

消毒前、后的微生物气溶胶参数用SAS 9.1软件（SAS Inst., Inc., Cary, NC, USA）中的GLM 进行单因素方差分析（ANOV A ），具体值均以“平均数 ± 标准差”表示。显著性差异水平为P

2.1 消毒前、后畜禽舍内和舍外气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌浓度

由表2可知，固体甲醛熏蒸消毒方式可显著降低鸡、猪、牛和羊舍内的气载需氧菌、气载真菌及气载大肠杆菌浓度，消毒效果显著（P 0.05）。

表2 气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌浓度比较

气载需氧菌（× 104 CFU•m-3）

畜禽舍

消毒前

消毒后

鸡舍

（2个鸡场均值）

气载真菌（× 103 CFU•m-3） 消毒前

消毒后

舍外

气载大肠杆菌（×CFU•m-3） 消毒前

消毒后

舍外

舍外

21.98 ± 5.79 A 13.53 ± 2.11 A 7.15 ± 1.82 A 10.08 ± 3.42 A

3.09 ± 1.04 B 1.14 ± 0.33 B 0.91 ± 0.27 B 1.54 ± 1.60 B

1.21 ± 0.42 B 1.08 ± 0.37 B 0.96 ± 0.12 B 0.73 ± 0.17 B

16.96 ± 1.73 A 12.95 ± 3.83 Aa 2.82 ± 0.40 A 3.26 ± 1.14 a

3.52 ± 0.68 B 6.46 ± 1.43 ABb 0.86 ± 0.62 B 1.36 ± 0.95

b

3.94 ± 1.24 B 3.35 ± 0.90 Bb 0.93 ± 0.33 B 0.76 ± 0.51

b

62.43 ± 14.80 A 34.10 ± 6.61 A 12.67 ± 0.93 17.47 ± 7.76

a

A

10.10 ± 2.14 B 10.73 ± 1.74 B 3.20 ± 1.91 9.03 ± 2.31

b

B

4.26 ± 2.97 B 11.26 ± 4.54 B 3.42 ± 1.22 4.23 ± 3.44

a b B

猪舍

（2个鸡场均值）

牛舍 羊舍

注：每栋舍里的同一菌种中的消毒前、后及舍外的浓度比较，不同小写字母表示差异显著（P

同大写字母表示差异显著（P 0.05）。

2.2 消毒前后气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌在收集器层级上的分布比例 由表3可知，消毒后鸡、猪、牛和羊舍内气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌在Anderson-6级收集器层级上的比例发生一定的变化，尤其在收集器的5、6层级上，以上各舍内的气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌的分布比例整体上呈现大幅下降的趋势。 分析显示：对于消毒后牛舍，其内的大肠杆菌在5、6层级上的比例显著低于消毒前（P

表3 消毒前后气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌在收集器层级上的比例变化

畜禽舍

收集器 层级 1、2层 4.7-7.0 μm 牛

3、4层 5、6层 0.6-2.1 μm

气载需氧菌 % 消毒前 38.3 ± 4.5 35.4 ± 7.7 26.3 ± 4.8

消毒后 40.3 ± 6.1 39.0 ± 7.1 20.7 ± 3.6

舍外 44.7 ± 7.1 30.1 ± 5.1 25.2 ± 3.7

消毒前 29.2 ± 5.6 57.3 ± 4.3 13.5 ± 4.0

气载真菌 % 消毒后 24.8 ± 7.0 62.1 ± 8.2 13.1 ± 3.6

舍外 20.4 ± 5.1 60.8 ± 6.9 18.8 ± 4.5

气载大肠杆菌 % 消毒前 28.1 ± 6.6 23.4 ± 4.4 48.5 ± 7.4

a

消毒后 38.3 ± 5.5 31.7 ± 8.3 30.0 ± 5.2

b

舍外 32.3 ± 4.9 35.5 ± 5.8 32.2 ± 4.4

b

舍 2.1-4.7 μm

1、2层 4.7-7.0 μm 羊

3、4层 舍 2.1-4.7 μm

5、6层 0.6-2.1 μm 1、2层 4.7-7.0 μm 鸡

3、4层 舍 2.1-4.7 μm

5、6层 0.6-2.1 μm 1、2层 4.7-7.0 μm 猪

3、4层 舍 2.1-4.7 μm

5、6层 0.6-2.1 μm

30.2 ± 6.6 34.0 ± 5.8 35.8 ± 5.5 38.5 ± 5.9 40.3 ± 9.2 21.2 ± 5.2 48.8 ± 8.5 22.6 ± 7.0 28.6 ± 4.9

a a

35.8 ± 5.2 42.7 ± 9.3 21.5 ± 5.1 43.9 ± 5.1 38.2 ± 6.3 15.9 ± 3.9 45.0 ± 9.2 43.4 ± 9.3 11.6 ± 5.0

b b

40.4 ± 7.8 31.2 ± 5.8 28.4 ± 7.0 32.4 ± 7.3 44.9 ± 6.3 22.7 ± 7.3 34.4 ± 6.9 39.0 ± 8.1 26.6 ± 6.3

ab ab

29.1 ± 6.6 40.6 ± 8.7 30.3 ± 9.0 33.0 ± 4.6 42.7 ± 6.8 24.3 ± 6.9 44.7 ± 7.4 30.0 ± 6.4 25.3 ± 7.1

ab

26.2 ± 3.5 45.9 ± 5.3 27.9 ± 7.8 41.7 ± 5.8 a 42.0 ± 7.7 16.3 ± 5.0 36.2 ± 4.2 43.5 ± 7.6 20.3 ± 6.9

20.5 ± 3.4 49.0 ± 7.6 35.1 ± 4.7 24.6 ± 6.1 b 51.7 ± 8.0 23.7 ± 5.7 35.7 ± 7.7 31.1 ± 6.3 30.9 ± 3.7

38.8 ± 6.5 36.3 ± 5.3 24.9 ± 5.1 30.4 ± 10.3 41.2 ± 7.4 28.4 ± 5.3 38.3 ± 9.4 39.4 ± 8.0 22.3 ± 5.0

42.7 ± 5.4 39.9 ± 7.9 17.4 ± 6.3 39.2 ± 7.1 40.7 ± 7.0 20.1 ± 4.9 40.4 ± 5.4 42.0 ± 6.4 17.6 ± 4.2

37.6 ± 6.8 38.4 ± 2.9 24.0 ± 4.0 29.3 ± 5.6 43.4 ± 9.9 27.3 ± 4.3 30.9 ± 7.0 47.7 ± 7.9 21.4 ± 4.5

注：每两层级上同一菌种中的消毒前、后及舍外的比例比较，不同小写字母表示差异显著（P

同大写字母表示差异显著（P 0.05）。

3 讨论

本研究首次使用国际标准的微生物气溶胶收集器（即Anderson-6级）对固体甲醛熏蒸前、后的牛舍、羊舍、鸡舍和猪舍内进行了消毒效果评估。同时也是首次对该消毒方式消毒前后在微生物直径大小所占比例变化方面进行了探讨。

截至目前，虽然尚无统一的畜禽舍微生物气溶胶浓度标准，但在本研究中，消毒前的畜禽舍内的大部分微生物气溶胶浓度已远高于公共场所卫生标准所规定的细菌总数

深入了解畜禽舍微生物气溶胶颗粒的直径大小及其所占比例可以预估它们在空气中的悬浮时间、进入人和动物呼吸道的深度以及传播距离，进而可间接评价微生物气溶胶对人和畜禽的危害程度[15]。对于Anderson-6级空气微生物采集器6个层级孔径大小，其1、2层孔径在4.7-7.0 μm之间，通过的微生物颗粒可进入人及动物的鼻腔气管，引起上呼吸道感染；

其3、4层孔径在2.1-4.7 μm之间，通过的微生物颗粒可进入人、畜的气管、支气管甚至细支气管；其5、6层孔径在0.6-2.1 μm之间，通过的微生物颗粒往往以单细胞形式存在，能够进出人、畜的细支气管和肺泡，在吸入过多和动物体抵抗力下降时，容易引起下呼吸道感染[16]。

在本研究中，固体甲醛熏蒸消毒后的牛舍、羊舍、鸡舍和猪舍内的气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌在Anderson-6级收集器层级上的比例均发生一定程度的变化，尤其在收集器的5、6层级上，以上各动物舍内的气载需氧菌、气载真菌和气载大肠杆菌的分布比例整体上均呈现大幅下降的趋势（表3）。由此说明，该消毒方式对0.6-2.1 μm（5、6层级）属于PM2.5范围之间的可进入人和动物肺泡的气载微生物颗粒的消毒效果更佳。

综上可知，固体甲醛熏蒸的消毒方式可显著降低畜禽舍内的微生物气溶胶浓度，有效改善畜禽舍空气环境质量，且对可进入肺泡的PM2.5颗粒微生物消毒效果更好。