鸡舍内空气质量检测的实验研究
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
鸡舍内空气质量检测的实验研究&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&北京华都肉鸡公司基地部&
姬桂花& 张国清
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&空气质量检测仪专利发明人&
用《空气质量检测仪》专利实验样机对鸡舍的缓冲区、场区和舍区进行了14个参数的空气质量检测，在9种毒性气体中检出有二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、甲醛、臭氧、氨气和硫化氢等，未检出二氧化硫和一氧化氮。舍区内除二氧化碳超标2.6倍外，其余温度、相对湿度、噪声、氨气和硫化氢等均在《畜禽场环境质量标准》之内，说明该鸡舍的环境控制系统和饲养管理较好。惟鸡舍内的灰尘较大，有待改进。如能增设一台《空气质量监控仪》以实现鸡舍环境的智能化和信息化管理就更好。此项实验研究仅是初次，所测数据和分析需有关专业检测单位和专家进行验证与评审。该项实验研究基本上实现了由一人带一台仪器完成检测一项“标准”的参数。
鸡舍的空气质量 &畜禽场环境质量标准&
毒性气体& 空气质量检测仪
&&&早在2000年我就对农业部1999年颁发的《畜禽场环境质量标准》（以下简称标准）（1）进行过探索。《空气质量检测仪》实验样机完成3年多来，我对人类环境进行过多项空气质量检测的实验研究，其结果令人大失所望，无人理睬（2），不得不转向动物环境。北京华都肉鸡公司基地部王万礼经理欣然接受了，日在姬桂花经理和张国清场长两位养鸡专家的直接参与和指导下和鸡舍李师傅的帮助下，对该养鸡场第1栋鸡舍（共6栋）进行了空气质量检测。
&&&&鸡舍环境及生长条件：该鸡舍位于北京市顺义县西小营养鸡场，属于大型现代化的商品肉鸡饲养场，长80m，宽1.5m，面积1080m2的密闭式鸡舍，砖墙和玻璃钢顶棚。见图1。每批可容纳1.4万只鸡，这批鸡已经生长了20多天。场地具有良好隔离条件，实行全进全出制，进行科学管理，保证了肉鸡的健康生长，每42天出栏一批。在鸡舍内的两侧墙壁上各安装有28台进风扇，长50cm，宽25cm，从两侧进入新鲜空气，从鸡舍西部排出。通风系统，见图1、2、3
、4，在鸡舍西侧有6台大型排风扇，将鸡舍内的水气、氨气、尘埃以及多余的热量排出，形成负压。由燃煤热风炉供给暖气，设有温度控制系统，有温度控制器，见图5。保持鸡舍内温度在23～24
℃。由通风控制器来控制进风量，每停1分钟，排风3分钟（根据季节和鸡的体重和散热量而定），始终保持鸡舍内合适的温度和新鲜空气。鸡舍底部垫有10cm厚的稻糠以容纳鸡的排泄物。鸡舍设有饲料系统和供水系统。鸡饲料由该公司饲料厂的AA肉鸡专用营养配方生产的颗粒饲料，通过传送装置进入鸡群中的饲料盘,见图6。鸡舍中部有大水箱,由乳头饮水器供水，见图7。
光照:& 有两排各28只15W的节能灯管，高1.8m 。
检测仪器和方法：
检测仪器：《AQ-Ⅰ型空气质量检测仪》专利实验样机（以下简称检测仪）。“检测仪”是由16种参数集成，其中6种环境物理（气象）参数的传感器及其变送器，含温度、相对湿度、风速、气压、照度和噪声等，置于机箱外带小三角架的传感器支架盒体内，气体采集管口在盒体上方，10种环境化学参数的传感器及其变送器，含氧气及9种毒性气体（一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化氮、甲醛、氨气和硫化氢等），置于机箱内的盒子中；采气系统（含采气管、流量计、气泵及过滤材料等）、彩色无纸记录仪、微型打印机及交直流电源与机箱组成。其中无纸记录仪可显示5位数值，-,可精确到小数点后4位数。每0.1秒采集数据1次，1分钟可采集600个数据并实时存储和打印
&“检测仪”的特点为便携式、智能化、综合检测和综合评价。现在的实验样机类似旅行箱，重量17.5Kg.。
仪器校准：首先对16参数传感器及其变送器通过无纸记录仪中的组态软件进行量程设定、零点校准；检查锂电池组的供电是否充足、稳定，后8种毒性气体的显示值是否在0.0000或接近“-”值，及时调好后关机，将仪器固定在行李车上。
1.2检测方法和数据采集：
将放在车上的“检测仪”取下，在鸡舍南侧（缓冲区）打开仪器箱，开直流电源和小泵，每分钟采气流量600ml/min，采气高度1m左右。鸡舍南侧（缓冲区）①、②、③、④的4个检测点进行检测，适时打印记录。换上工作服和长统胶靴，经过消毒垫、消毒水盆，推车前进到鸡舍，先在鸡舍的操作间（场区）的右侧、中间和左侧进行检测，再进入鸡舍区内，在80m长、宽13.5m鸡舍的中间线上，每隔3个立柱设一个检测点，共11个检测点，每个检测点检测3分钟左右。环境控制设备和鸡的饲养设备，请见附件二，图1～图9,检测过程，请见图10～13。
1.3& 数据处理：
将无纸记录仪中所采集的数据，用U盘插在记录仪左下角的USB接口处，打开该仪器组态软件中的“系统”软件，进行“数据转储”后，将U盘插入笔记本计算机中，打开《空气质量检测仪数据处理系统》软件，选定U盘中相应的存储数据项，即出现“曲线分析”画面，设定好在鸡舍进行数据采集的开始时间、结束时间和左侧的上下限值，即当前值，回车，所采集的14条彩色数据曲线即可从左到右依次展开，一目了然，在需要的参数曲线上注上汉字，及时保存和打印。根据实际需要，参数曲线多少和上下限值可任意设置。点击该“曲线分析”右上角的“数据报表”，设定要打印数据的开始时间、结束时间和时间间隔，回车，一页页数据报表就出来了；时间间隔大打印的数据就少，如A表间隔30秒，只打印143组数据，时间间隔小打印的数据就多，如E表时间间隔为5秒，可打印出373组数据，7种毒性气体，特别是微量气体可由此查出，最后是“平均值”、“最大值”和“最小值”。
检测结果与分析：
1．整个鸡舍，含缓冲区、途中、场区和舍区共检测18个检测点，历时01：24：03，共采集14个参数705，600
数据（84分&600次&14个=705600）。请见附件一，A图及A表。
2. 在鸡舍南侧（缓冲区）4个检测点检测的00：03：10
中，共采集14个参数的26，600个数据（190秒&10&14种=26600），检测出二氧化氮。请见附件一，B图及B表。
&2在鸡舍操作间（场区）内的3个检测点的00：
03：22中，共采集14个参数的28,280组数据（202秒&10&14=28280），检测出二氧化氮。请见附件一，C图及C表。
3. 在鸡舍舍区内的11个检测点的00：35：09中，共采集14个参数的294，090组数据（35分&600&14+90=
294090）。
鸡舍内的光照和风速因传感器返修，未能与其他14个参数实时同步检测。日在操作间（场区）进行了初步点测。光照，用北师大光电仪器厂生产的ST-80C
照度计，靠15W灯管处1100 Lx，1.5M高处 91Lx；鸡平面3.5～3.8 Lx.。风速用台湾
AVM-07型扇叶式风速计，在热风机口0.2m处1.05m/s, 鸡平面0.03
m/s。噪声用杭州爱华仪器公司生产的AWA5633声级计，为58、60、64、66、63 dB。
初步分析：
（1）该鸡舍内的7种毒性气体中有二氧化碳、氨气和硫化氢等3种属于“标准”中规定的，3种均未超标。一氧化碳、二氧化氮、甲醛和臭氧，是本次新检测出的。二氧化硫、一氧化氮未检出。请见E图及E表。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&鸡舍空气质量检测结果表（平均值）
&&&&&&&&&&&&温度&
&&相对湿度&&气压&&&噪声&
二氧化碳&&
&二氧化氮&&
&&&&&&&&&&
&℃&&&&&
&&%&&&&&&&hPa&&&&&dB&&&&
&%&&&&&&&&
mg/m3&&&&&
&整个鸡舍区&18.458
&52.916&&1007.2&&75.249&
20.988&&0.0151&&&1.3147&&&
&&0.0000&&
0.0098&&&0.2450
&缓冲区&&&&&11.251
&24.438&&1014.9&&71.030&
0.0104&&&0.0000&&
&1.9785&&场区&&&&&&&11.816
&41.896&&1016.7&&74.485&
&&&0.0000&&&
&舍区&&&&&&&22.624
&53.459&&1022.7&&77.733&
0.2158&&&&2.2252&&&
0.0480&&&0.0014&&&0.0134&&&0.0017
舍区&&&&&&&
&&&&&&&&&&10～24&
&&75&&&&&&&&&&&80&&1500
mg/m3 (0.083%)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&从上表看出，本鸡舍舍区除二氧化碳超标2.6倍外，温度、相对湿度、噪声、氨气和硫化氢等5个参数均在标准值之内，说明所采取的饲养环境和控制系统是好的。新测出的一氧化碳、二氧化氮、臭氧和甲醛亦应引起重视，氧气是鸡的生命之气。说明通风换气停1分钟开3分钟是有效的。
&&&&该“标准”的14个检测参数（还有细菌总数、恶臭、粪便含水率和粪便清理），由刘成国主要起草，内容全面，发布，实施，是环保部《环境空气质量标准》（1996年，10
个检测参数）后，先于卫生部等《室内空气质量标准》（2002年，19个检测参数）。
&&&（2）鸡舍南侧（缓冲区）为何也测出二氧化氮，是因为鸡舍南侧的路边下有一条排水沟，鸡舍内的污水经此流走。
&&&（3）鸡舍的场区只检测出二氧化氮，是因为此时是养鸡师傅正在从鸡饲料袋中向饲料槽倾倒颗粒鸡饲料，该饲料可能就是二氧化氮的污染源。需单独检测加以证实。
&&&（4）鸡舍舍区是1.4万只肉鸡群惟一生活、觅食、饮水和活动、休息的场地，所检出的7种污染物质全有，且浓度较高。在舍区内的第（2）检测点5立柱、第（6）检测点13柱和第（10）检测点25柱及第（11）检测点28柱处均检测出二氧化氮。在第（10）检测点25柱和（11）检测点28柱处同时检测出氨气和硫化氢。在第（10）检测点25柱处检测出甲醛。为何分散出现，可能与通风停1分钟开3分钟有关，气体是呈连续动态变化。而二氧化碳和一氧化碳始终分布在整条检测线上，可能是鸡群的呼出气体，因为“检测仪”的采气管口离鸡群高度1m左右。可单独测试鸡的呼出气体加以证实。舍区内氧气的平均值为21.042%，稍低于缓冲区21.544%，但足够鸡群所需。
&&&（5）7种毒性气体的来源：一是鸡的大量排泄物、鸡的呼出气体、鸡饲料；二是通风换气系统；三是排水沟；四是消毒剂（甲醛、氨水等）的残留。
&&&（6）鸡舍内的灰尘大，我的仪器箱子内外，在测试38
分钟后就积满了一层灰尘。本仪器未安装TSP和PM10传感器。
&鸡舍内灰尘对鸡群的健康是有影响的，细菌总数也会增加，应采取防尘和降尘措施，工作人员进入时应戴口罩。
应对鸡舍内的空气质量进行连续监测与控制。可在现有设备的基础上增加一台空气质量监控仪，监控内容除标准规定的温度、相对湿度、风速、照度、噪声、二氧化碳、氨气、硫化氢、TSP（总悬浮颗粒物）和PM10（可吸入颗粒物）等10个参数外，还可增加气压（与氧气相关）、一氧化碳、二氧化氮、甲醛、臭氧等15个参数。全自动，根据标准指标值来控制，安装摄像装置，管理人员坐在办公室就可了解鸡舍内的空气质量和鸡的生活与健康状况，产出优质、安全和健康的华都肉鸡，做到好上加好。该监控仪的主机仍为无纸记录仪，可连续记录储存400多天数据，定时打印，为每批肉鸡群的生存环境与健康状况建立历史档案，实现鸡舍环境监测与控制相结合的智能化和信息化管理。
参考文献：
（1）中华人民共和国农业行业标准& NY/T
畜禽场环境质量标准& 农业部&
1999-05发布，实施
&（2）任纯泽-新浪博客&
一个无奈的决定&
附件一 “曲线分析”和“数据报表”
A&整个鸡舍空气质量14个参数检测数据的“曲线分析”和“数据报表”
缓冲区空气质量14个参数检测数据的“曲线分析”和“数据报表”
C 场区空气质量14个参数检测数据的“曲线分析”和“数据报表”
D 舍区空气质量14个参数检测数据的“曲线分析”和“数据报表”
E 7种毒性气体分布“曲线分析”和“数据报表”
&附件二& 照片
&图1 鼓风机&
&图2 通风管
&图3进风扇①& 图4
进风扇②& 图5
温度控制器&&&图6&
鸡群饲料盘& 图7
乳头饮水器&&&图8&
在舍区内进行空气质量检测①&&&
在舍区内进行空气质量检测②&& 图10
在舍区内进行空气质量检测③& 图11
&人-鸡--仪器合影①&&&&
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空气质量检测实时监测就是这么简单，还可以做的更好---镭豆智能空气质量检测仪评测
& & & 2008年2月，美国驻中国北京大使馆安装了空气检测仪，原本是为使馆工作人员和家属户外活动参考服务的，到了2008年8月，为了方便来京的旅游等美国人，使馆在推特上建立了帐号，发布了使馆空气质量PM2.5数据，由于与中国国内公布的PM10数据差异巨大，由此引爆了国人对空气质量的关注，PM2.5第一次让公众认识，并敲打着国内现行的环保体制。国内部分城市也陆续增加了PM2.5监测设备，公布包含PM2.5的评估数据，但还是与个人感知存在差异，一度引起信任危机。日开始环保部发布的《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》正式实施，统一了空气PM10和PM2.5的标准，数据更加透明。
& & & 我个人是受美国大使馆PM2.5以及关于各类甲醛危害的新闻触发，从2012年开始关注空气监测设备，并在房子装修过程中认真考虑了控制空气污染源。在施工过程中的材料选择，尽量减少木地板的使用、减少压制板材的使用、减少胶水和油漆的使用，甚至全屋大部分家私用指接实木板木工定制，使用水性漆，这都是为了减少甲醛的源头，当然它也换来了真正的低甲醛空气环境。当然空气中的PM2.5等颗粒更多的依赖城市空气质量，室内还是靠新风系统或空气净化器，新装修家庭可以考虑安装新风系统。
& & & 国内的民用空气监测设备发展大概是三年前开始出现，我第一次见到的智能产品是ikair，但问题不少，也经过了一年后产品才真正成功。此后随着检测模块的出现，各种空气检测的产品也百花齐放，涌现了十几种品牌的各类产品，功能、性能、需求对象也各异。
& & & 更大范围触动国人的还是日柴静发布的《穹顶之下》个人环境调查视频报告，这个自掏百万制作的演讲视频，从问题切入，深入浅出地向观众讲解了雾霾的危害、产生原因、治理困难以及经验教训等，也解释了国内不少城市雾霾的现状，点击率爆棚，环境问题引发国人共鸣，不知什么原因此视频在多天后被禁止，但它给国人带来了环境知识的普及、给相关管理部门带来了促进，具有深远的意义。
▼镭豆智能空气质量检测仪的包装采用环保纸包装，基于渐变绿色底色间于白色字体和产品图案组成，方正，外包装覆塑料膜，空气监测产品是应该拥有这样一个密封的包装环境。绿色，养眼，本身就拥有环保的含义，下面展示包装五面可见部分的情况，侧面印制的产品信息还是很丰富的，包含电池容量、输入输出、连接方式、支持平台、官网服务电话网址、执行标准以及产品特点。
▼产品参数如下，产品最大的特点是便携、带电池、带屏幕、连接wifi、app查看。
▼镭豆这款产品的监测原理采用目前最成熟的激光散射检测原理，包括360最新的空气监测产品也是同样的检测方法，镭豆产品通过主动风扇驱动空气流动，内部激光和光感应器实时监测空气中的颗粒含量。
▼产品总体结构如下图：
▼打开包装，首先是两份说明书，一份中文，一份英文。
▼说明书下面是一层保护柔性泡沫纸，能很好的保护产品的屏幕。
▼柔性泡沫纸下面就是产品，一个透明塑料袋包裹的圆形产品呈现在眼前，产品中间还有一个方形屏幕。
▼拿开产品主机，可以看到侧面的绿色数据线，以及底部的用于固定主机的大小圆孔纸质包装和柔性泡沫纸。
▼产品非常简单，一个主机、两份说明书和一条绿色的数据线。
▼产品说明书图文并茂彩色印刷，制作精美形象，折叠放置。
▼产品主要材质是塑料，正面是圆形设计，大圆是一圈银色塑料装饰，中间稍突出的是白色底色表面覆盖玻璃，中央黑色方形部分是屏幕显示，底部是镭豆的英文LOGO，整体方圆组合，对称设计，符合人们的审美观。
▼背面是一个立体白色椭圆状体，底部有一圈金属网状过滤网，中央一个micro USB充电口。白色塑料做工精细，没有毛刺和接口或螺丝孔，制作工艺还是不错的。塑料细腻的亚光磨砂处理，摸起来很舒服。
▼顶部有两个按钮，开关机以及模式切换键。
▼在产品正面突出部分可以看到周围一圈是入风口，利用里面的风扇驱动空气的实时流动。
▼产品底部是两个用于固定的两个突出点，产品利用类似不倒翁重力分布不均的原理使产品能固定放置在桌面。
▼USB充电线缆一头是micro usb口，一头是大头USB口。考虑到放置位置变化，镭豆提供的充电线长约1.5米，适合在台面灵活移动。
这个产品将带给我们什么功能呢？下面让我们来看看这个产品的使用细节。
▼产品本身带有电池，也可以接上充电线边充边使用。充电线的micro usb端带有充电提示灯。带电池的好处是充满电后可以到处移动，经测试发现电池可以支持12个小时，屏幕一直亮着！我们可以拿着它在房间各个位置随时测试，而且有屏幕实时更新显示数值，很便捷。
▼按顶部的电源开关，出现下面的界面。开机和关机均采用短按，而且反应非常迅速，约一秒即进入检测界面。由于是内置风扇主动驱动，如果耳朵靠近设备，能听到微小的声音，而手握住设备则感受到微微震动。长时间使用后设备的温度没有明显的上升。
▼下面是进入检测的主界面，默认AQI CN界面。数值实时变化，约1秒变换一次，可见数据处理的实时性。
▼按顶部的功能切换键可以切换至AQI CN空气质量指数中国算法、AQI US空气质量指数美国算法、PM2.5浓度、Particle count颗粒物个数（最小至0.3微米），以及个性化的LCD off睡眠模式，但目前不能通过app控制，这点希望镭豆能增加。
▼下图是镭豆和ikair的对比，镭豆的监测几乎是每秒都在监测，数字不停的变动，而且具备屏幕显示，可以脱离终端app；而ikair则以分钟级检测，而且需要通过app来观察环境情况。当然ikair通过模块化实现更多的检测功能。
▼精准度我无法确定，但是当我把镭豆放在空气净化器的出风口时，镭豆能检测到PM2.5的值为0，说明空气净化器的效率比较高的，而且镭豆的检测能力是可信的！
▼智能设备都离不开远程查看或控制的app，镭豆也一样，可以通过扫描说明书上的二维码下载安装app。目前仅有iOS适配的app，安卓版本还在测试中未正式发布。如需要提醒功能以及位置定位，需在第一次打开app时允许提醒。
▼点击app界面右下角的“三”打开设置界面，可以添加城市，图例颜色说明，设置空气质量标准、计算标准以及开启app图标上显示空气质量数字。我们可以不知道中国标准，也可以不知道美国标准，因为app以及为我们按标准准确设置了显示方式。
▼下面让我们看看怎样app怎样添加镭豆，首先长按模式切换按钮5秒，直到屏幕上出现一个代码，我们在app上输入这个屏幕上的密码。接着会提醒接入的wifi网络，要求输入wifi密码，进入下一步镭豆产品自动连接互联网，同时还会根据定位更好的提供检测结果。我们最后也可以设置这个设备的自定义名字。通过wifi方式传输数据，不会让用户产生额外费用，而且数据可以实时更新，在任何地方访问。
▼为了得到更好的检测结果，我们需手工输入居室的大小和净化器的数量，也可以输入邮箱用于信息更新和升级，多种渠道提供数据提醒。
▼可以通过app查看空气质量数据，包括历史数据和建议。数据在app上显示空气质量、PM2.5、PM10、um个数以及温度、湿度等信息，也可以设置报警条件，同时提供当前空气质量下的活动建议和处理措施。而且数据可下载excel表格，统计历史数据，方便用户进一步查看和分析。
app虽然具备基本的查看、设置以及提供相应的建议，但相对而言还是比较简单，例如可以增加排名、设置夜晚自动关闭LCD等更丰富功能，也可以定制LCD屏幕显示的内容，例如增加时钟显示等。相信镭豆团队在后期能带给我们更多的惊喜！
& & & 镭豆，来自6个国家的一群热爱生活的人组成的团队，一群想通过智能硬件改善生活的人。作为第一代产品，从14年调研、方案确认、样机生产、京东众筹到产品正式上线，我们不能苛求产品的完美，但我已经深深的感受到了团队的精神和用心！
& & & 对我们常见的空气危害物除了颗粒物质（烟尘、粉尘、雾等微米级颗粒），还有挥发性有机物（主要是苯类、甲醛类）等等，而且家庭中还有可能存在煤气泄漏导致的有毒气体。所以空气质量的评估应远高于我们这款产品的颗粒度一个维度的检测。高端用户在空气监测中我们希望能通过智能监测设备看到更多检测信息以及所在城市的户外信息，当然温度、湿度、光线、噪音等也是影响人身体健康的环境因素，也应该纳入。在监测结果的基础上，除了对各种环境的警告、处理建议，更重要的是通过室内外、同城其他用户数据等进行预防和应对处理，还可以联动其他过滤、清除等智能产品，例如新风系统、空气净化器、煤气开关等，需要更多的研究、算法、物联，它不是一个人，它需要一个行业的联动。所以镭豆团队可以做的更多，任重而道远，一款镭豆空气质量监测仪仅仅是一个开始，一个有理想的团队一定会坚持为用户需求、甚至提前为用户想法去努力。希望我们生活的环境在相关部门的管控下，人们环保意识不断增强，变得越来越好，而相应的智能产品能在空气、水以及吃的方面提供持续的、自动的、联动的智能分析、提醒和控制，让人们生活的更健康。镭豆，加油！
最后让我们再次欣赏一下镭豆产品的美图：
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