用于评估深床畜粪排放臭气与气体浓度的实验室规模模型

该方法有助于回答与畜禽舍空气质量相关的关键问题，包括垫料、湿度、温度或垫料中添加物对空气质量的影响。该技术的主要优势在于，可在受控环境中评估各种影响因素，并在开展商业化规模设施研究之前排除效果较差的处理方式。本实验操作将由本实验室的技术员 Alan Kruger 进行演示。

对于模拟器腔室，使用高 0.42 米、直径 0.38 米的塑料圆柱形容器，其尺寸与某些 10 加仑垃圾桶相匹配。从距容器顶部约 5 厘米处开始，在容器周围绕圆周均匀钻出六个直径为 1 厘米的孔。

然后将容器清理干净，并加入320克垫料，随后加入320克新鲜牛粪和320克新鲜牛尿。接着使用周长为五厘米的棒材搅拌混合物约30秒。搅拌后，使用抗菌消毒湿巾或温肥皂水将棒材擦拭干净，以防止微生物交叉污染。

然后记录容器内容物的最终质量。接下来，将塑料容器放入环境舱中，环境舱设定为18至20摄氏度的环境温度，露点为12摄氏度。每周三次对垫料包进行维护。

在此操作中，首先使用氢氧化钠将解冻后的尿液 pH 值调节至 7.4，并尽可能频繁地保持尿液容器处于加盖状态。接着，称量并记录垫料堆的质量。然后称取 320 克解冻后的牛粪和 320 克解冻后的尿液，并将两者均加入垫料堆中。

每周一次，添加 320 克新鲜垫料。每次将模拟垫料槽放回环境舱前，均需像最初设置时那样，将混合物搅拌 30 秒。在每周维护前，定期从模拟垫料槽中采集样品。

首先，测量模拟垫料堆顶部到盛放该垫料堆的塑料容器顶部之间的距离。接着，将一根金属杆插入垫料堆中央约五厘米深。然后，将外径为0.64厘米的管子穿过模拟垫料堆容器顶部的其中一个孔。

然后在模拟器内部，将一根12.5厘米长的金属桩连接到管路，使管路位于垫料表面以上1.3厘米处。接着，将带有直径22.9厘米圆孔的橡胶裙边安装到静态通量室上。该裙边起到密封作用。

将带裙边的静态通量室放置到铺垫材料模拟器上。现在使用惰性压缩接头将直径为0.64厘米的惰性管连接至通量室。通量室用于气体采样，其运行由可编程逻辑继电器控制，该继电器通过控制电磁阀来调节气体流动。

为完成装置的准备工作，使用泵以每分钟5升的流速将环境空气通过管路冲洗30分钟。进行气体测量时，首先打开样品管路上的旋塞，将室内环境空气引入连接至气体采样总管的惰性样品管路中。随后设置继电器，使其吸入环境空气并持续记录测量数据20分钟。

20分钟后，关闭旋塞以结束采样周期。接下来，设置继电器对连接至模拟器的管路进行20分钟的空气采样。同时，测定模拟器顶空中的挥发性有机物。

首先，取下经过预处理的不锈钢吸附管上的黄铜储存帽。然后使用柔性橡胶管将吸附管连接到通量室的进样口，并将吸附管的另一端连接至真空泵。接着，从模拟器中抽取空气进入吸附管，持续五分钟，总采样体积为 0.375 升。

随后，关闭泵并收好吸附管。在将吸附管置于气体分析系统上进行分析之前，立即用聚四氟乙烯（PTFE）分析级端帽替换黄铜储存端帽。然后按照文本方案进行挥发性有机物的分析。

该方法已用于评估多种垫料材料在环境温度下对臭气和气体产生的影响，以及可用于控制氨气排放的添加剂。已对商业牛舍及模拟垫料堆中的垫料堆的化学和物理特性进行了测定。该方法所得结果与商业设施中的结果具有可比性，且在不同模拟垫料堆研究之间也具有良好的重复性。

为了确定该方案是否适合作为昂贵的农场实地试验的补充模型，采用所述方法以及酸捕集法等以往劳动密集型方法，从商业养殖场和模拟垫料床中收集了空气质量数据。总体而言，测量结果非常接近，支持使用所述的节省劳动力的方法。观看本视频后，您应能够充分理解如何利用这种实验室规模的模型，研究垫料使用对畜禽养殖设施中空气质量及养分管理的影响因素。

通过此方法，您可以创建实验室规模的模型，以评估多种不同材料、环境变量和缓解处理措施，从而改善商业畜禽设施中的空气质量。该模型具有动态性，可让研究人员轻松收集有用的测量数据。