目前，集約化養殖已經成為家禽養殖的主要方式，但在集約化養殖過程中，動物在小范圍內高密度聚集，其散發的化學和生物質對周邊空氣環境造成嚴重污染，并可遠距離傳播，具體包括有機無機塵埃、有害氣體和生物氣溶膠等[1].生物氣溶膠是具有生命的氣溶膠粒子（包括細菌、真菌、病毒等微生物粒子）和活性粒子（花粉、孢子等）以及由有生命活性的機體所釋放到空氣中的質粒等[2].畜禽養殖過程逸散的生物氣溶膠中含有致病微生物，可通過空氣長距離傳播，危害動物[3]和從業人員[4-5]的健康并污染周圍環境[6].作為空氣環境污染的一個重要源頭，人們自上世紀 70 年代開始對畜禽養殖空氣環境中的生物氣溶膠展開研究[7-8].近些年具有防疫和促生長作用的抗生素在畜禽養殖業大量使用[9],導致空氣中抗生素耐藥菌[10]和耐藥基因[4]的出現，使得畜禽養殖空氣環境中生物氣溶膠的潛在危害性增加。

目前，國內家禽集約化養殖方式主要有籠養和網上養殖兩種。北京地區蛋雞通常采用籠養，而肉雞采用網上養殖。二者在存欄時間、糞便處理周期、飼料成分以及抗生素使用等方面均存在差異，導致逸散的生物氣溶膠可能有所不同。針對以上情況，本研究對肉雞和蛋雞養殖過程中逸散生物氣溶膠的濃度、粒徑分布以及抗生素抗性菌濃度進行了對比分析，以期為不同養殖條件下，禽場空氣環境中生物氣溶膠的危害評估提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 采樣地點和時間

采樣地點為北京市懷柔區（肉雞養殖場）和平谷區（蛋雞養殖場）。采樣時間從 2013 年 8 月到 2014 年5 月，一共對北京兩個區的 7 家規?；B雞場進行調查，其中蛋雞 3 家（代碼 A~C），肉雞 4 家（D~G）。共采集空氣樣品 15 次，蛋雞 8 次，肉雞 7 次。同時記錄養殖密度、雞齡、雞舍清潔度、舍內外溫度和濕度等信息。本研究將清潔度分為 1~5 個等級，數值越高表明衛生狀況越差。樣品采集信息如表 1 所示。

1.2 采樣方法和培養方法

生物氣溶膠的采集使用 FA-I 撞擊式采樣器（遼陽，中國）。該儀器將空氣中的帶菌粒子按大小分別捕獲在各級的培養皿上：StageⅥ（0.65~1.1 μm）、StageⅤ（1.1~2.1 μm）、StageⅣ（2.1~3.3 μm）、StageⅢ（3.3~4.7μm）、StageⅡ（4.7~7.0 μm）和 StageⅠ（>7.0 μm）。采樣高度 1.5 m,樣品采集時間為 2 min,氣體流量為28.3 L·min-1,每次采樣前用流量計（余姚，中國）對采樣泵的流量進行校準。樣品采集采用五點法，即雞舍對角線的交叉點以及每條對角線的兩個四分點。每個采樣點重復取樣 3 次，雞舍內濃度為五點的平均值。

舍內空氣溫度和相對濕度的檢測采用相同方式，使用溫濕度計（WD-35612,OAKTON,德國）檢測。

1.2.1 細菌和真菌氣溶膠的培養采用 9 cm 培養皿，滅菌后在無菌條件下加入 20mL 培養基。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基，30 ℃培養箱內培養 2 d;真菌采用孟加拉紅培養基，25 ℃培養箱內培養 3 d.采集樣品后進行菌落計數時，采用Positive hole method 方法對菌落數進行相應校正。

1.2.2 總大腸菌群氣溶膠的培養總大腸菌群的采集使用伊紅美藍培養基。經 36℃培養箱內培養 1 d 后，挑取以下形態菌落進行乳糖發酵實驗：（1）深紫黑色、具有光澤的菌落；（2）紫黑色、不帶或略帶金屬光澤的菌落；（3）淡紫紅色、中心較深的菌落。確定大腸菌群數量。具體方法參照國標GB/T 5750.12-2006.

1.2.3 抗生素耐藥菌氣溶膠培養抗生素溶液的配制：800 mg·L-1四環素溶液的溶劑為超純水，采用 0. 22 μm 水相濾頭（聚醚砜）過濾。4800 mg·L-1紅霉素溶液的溶劑為乙醇溶液，采用 0.22μm 有機相濾頭（尼龍）過濾。每次使用當日配制。

抗生素抗性培養基：將相應的培養基滅菌后冷卻至 45~50 ℃，分別加入過膜除菌后的四環素和紅霉素母液，搖均勻，使培養基中這兩種抗生素的最終濃度分別為 8 mg·L-1和 48 mg·L-1.

1.3 計算方法

1.3.1 生物氣溶膠總濃度根據采樣時間和氣體流量，利用公式（1）計算各級生物氣溶膠總濃度?！?】

式中：C 為細菌或真菌氣溶膠濃度，CFU·m-3;N 為各級菌落數，CFU;t 為采樣時間，min;F 為采樣時的氣體流量，L·min-1.

1.3.2 細顆粒物中細菌氣溶膠所占比例因 FA-I 撞擊式采樣器無 PM2.5切割器，依據以往報道[11],本文將粒徑 D50≤2.1 μm（StageⅢ）定義為細顆粒物。細顆粒物中生物氣溶膠比例（FBT）計算公式如下：【2】

1.4 數據統計分析

利用 SPSS 21.0 來計算描述性統計參數，如 t-檢驗、單因素方差分析和 Spearman′s 相關性分析。當 P<0.05 時，表明在 95%的置信區間內具有統計學意義上的差異；當 P<0.01 時，表明在 99%的置信區間內具有統計學意義上的顯著差異。

2 結果與分析

2.1 禽舍內外空氣環境中生物氣溶膠濃度和影響因素

首先，對肉雞和蛋雞舍內外空氣環境中細菌和真菌氣溶膠的濃度進行檢測，結果如圖 1 所示。其中，EI、EO、MI 和 MO 分別代表蛋雞舍內、蛋雞舍外、肉雞舍內和肉雞舍外。

在所調查北京郊區縣禽場空氣中，蛋雞舍內細菌氣溶膠的平均濃度高于肉雞舍內（P<0.01），濃度分別為 7.48×104CFU·m-3（EI）和 3.72×104CFU·m-3（MI），舍外的平均濃度分別為 3.02×103CFU·m-3和 3.36×103CFU·m-3,蛋雞和肉雞舍內細菌氣溶膠濃度均高于舍外（P<0.01）。魏磊等[12]對濰坊市雞舍內細菌氣溶膠濃度進行檢測，其濃度與本研究結果相近，本研究調查的蛋雞舍內細菌氣溶膠濃度略低于萊蕪市蛋雞舍內濃度[13].值得注意的是，在所調查的 15 次試驗中，有 10 次禽舍內細菌氣溶膠濃度超出我國《畜禽場環境質量標準》的限定值（2.5×104CFU·m-3）。

整體上，所調查的雞舍內部真菌氣溶膠的濃度低于細菌氣溶膠（P<0.01）。與細菌氣溶膠濃度的分布規律相似，蛋雞舍內真菌氣溶膠濃度大于肉雞舍（P<0.01），分別為 4.53×103CFU·m-3（EI）和 2.39×103CFU·m-3（MI）。目前，國內關于禽舍中真菌氣溶膠的研究少有報道。國外學者在雞舍空氣中檢測出兩個致病真菌氣溶膠，煙曲霉（Aspergillus fumigatus）和熱帶念珠菌（Candida tropicalis）[14].根據本研究結果，禽舍內可培養真菌氣溶膠濃度較高，將來還需要對禽舍內致病真菌氣溶膠進一步研究。

本文所調查北京兩區縣內，蛋雞舍內空氣環境中生物氣溶膠濃度要高于肉雞舍，分析原因可能有以下幾個方面。首先，消毒方式和周期可能影響舍內生物氣溶膠[1].雖然蛋雞養殖的消毒周期（7 d 左右）小于肉雞（40 d 左右），但蛋雞的消毒方式是帶雞作業，很難去除徹底，而肉雞是待雞出欄后，對空雞舍進行清理和消毒，確保了空氣微生物有效去除。其次，糞便作為舍內生物氣溶膠的主要來源，是另一個重要的影響因素[15].蛋雞清糞周期要小于肉雞（1 d），清糞的機械作用加速了糞便中微生物氣溶膠化過程，導致蛋雞舍內空氣微生物濃度較高。最后，蛋雞的養殖密度和規模大于肉雞（表 1），高密度禽類也可能導致空氣環境中微生物濃度較高。為排除采樣期間季節因素對濃度的影響，對春季（3-5 月）采集的蛋雞和肉雞舍內空氣微生物濃度進行了對比。結果顯示，蛋雞舍內細菌氣溶膠（6.85×104CFU·m-3）和真菌氣溶膠的平均濃度（3.92×103CFU·m-3） 分別高于肉雞舍內細菌氣溶膠（3.72×104CFU·m-3）和真菌氣溶膠的平均濃度（2.39×103CFU·m-3）。

與土壤、水體和糞便中微生物不同，空氣微生物對多種環境因素敏感。本研究分別考察了蛋雞和肉雞舍內外環境溫度、環境濕度、雞齡、養殖密度、雞舍內衛生狀況多個因素與生物氣溶膠濃度之間的關系，以期找到可能的影響因素。以上各項指標間的 Spearman 相關性分析結果分別如表 2、表 3 所示，表中：EIA、EIC、EIT、EIRH、EIB、EIF、EOT、EORH、EOB 和EOF 分別代表蛋雞年齡、蛋雞舍內清潔度、蛋雞舍內溫度、蛋雞舍內濕度、蛋雞舍內細菌氣溶膠濃度、蛋雞舍內真菌氣溶膠濃度、蛋雞舍外溫度、蛋雞舍外濕度、蛋雞舍外細菌氣溶膠濃度和蛋雞舍外真菌氣溶膠濃度，MIA、MIC、MIT、MIRH、MIB、MIF、MOT、MORH、MOB和MOF 分別代表肉雞年齡、肉雞舍內清潔度、肉雞舍內溫度、肉雞舍內濕度、肉雞舍內細菌氣溶膠濃度、肉雞舍內真菌氣溶膠濃度、肉雞舍外溫度、肉雞舍外濕度、肉雞舍外細菌氣溶膠濃度和肉雞舍外真菌氣溶膠濃度。

由表 2 可知，舍內細菌和真菌氣溶膠濃度同舍外細菌（P<0.05）和真菌氣溶膠濃度正相關，說明蛋雞舍外生物氣溶膠可能是來自于舍內。同時相關性結果顯示，舍內生物氣溶膠濃度同舍內溫度負相關，而以往對城市空氣環境的調查結果顯示，生物氣溶膠濃度同溫度成正比[16].造成該差異的原因可能是雞舍的通風狀態不同。在冬季，雞舍處于封閉狀態，雖然舍內溫度較低，生物氣溶膠因難以逸散而濃度較高；夏季雖然舍內溫度較高，但是雞舍處于開放通風狀態，舍內生物氣溶膠逸散至舍外，使得舍內濃度較低。本研究結果顯示，舍內外真菌氣溶膠的濃度均與濕度成正比，并未發現雞齡和舍內清潔度同生物氣溶膠之間的顯著相關性。

根據肉雞舍內外生物氣溶膠濃度影響因素分析可知（表 3），雞齡與舍內細菌（P<0.05）和真菌（P<0.05）氣溶膠濃度均呈顯著正相關。說明在肉雞養殖過程中，舍內細菌和真菌氣溶膠的濃度隨著雞齡的增長而增長。與蛋雞舍內生物氣溶膠的規律相似，肉雞舍內生物氣溶膠的濃度與溫度呈負相關，該現象可能也與通風狀態有關。值得注意的是，所調查肉雞舍內和舍外生物氣溶膠濃度與溫度的相關性有所差異，而本階段研究并沒有檢測到肉雞舍內外生物氣溶膠濃度之間存在顯著相關性，說明肉雞舍內生物氣溶膠可能不是舍外生物氣溶膠的主要來源。

2.2 禽舍內外空氣環境中生物氣溶膠粒徑分布

2.2.1 生物氣溶膠粒徑分布不同粒徑的生物氣溶膠可沉降在人體呼吸道的不同位置，所引起的危害有所差異，如粒徑≥6 μm 的粒子通常被截留在鼻腔內，而<2 μm 的粒子可進入深層呼吸道或者肺泡[17].因此，本研究對雞舍內外空氣環境中生物氣溶膠粒徑分布特點進行分析。蛋雞和肉雞舍內外空氣中細菌和真菌氣溶膠粒徑分布結果分別如圖 2 和圖 3 所示。

目前國內對家禽養殖環境中生物氣溶膠粒徑分布規律的研究較少。本研究對肉雞和蛋雞舍內外細菌氣溶膠粒徑分布特點檢測結果顯示，肉雞舍內空氣環境中細菌氣溶膠有 69.72%分布在粒徑較大的三個范圍：StageⅢ（3.3~4.7 μm）、StageⅡ（4.7~7.0 μm）和StageⅠ（>7.0 μm）。這與以往關于北京城市空氣環境中細菌氣溶膠粒徑分布的研究結果相似[18].細菌通常負載在氣溶膠的表面，其濃度會隨著粒徑的增大而升高。然而，蛋雞舍內空氣環境中細菌氣溶膠分布規律與肉雞舍內有所不同，最小粒徑 Stage Ⅵ（0.65~1.1μm）所占比例僅為 7.19%,其余則均勻分布于其他五個粒徑范圍。由研究可知，不同的養殖方式（蛋雞，籠養；肉雞，網上養殖）可能對舍內空氣環境中細菌氣溶膠的粒徑分布產生影響。肉雞舍內空氣中細菌氣溶膠主要分布在大粒徑范圍，而蛋雞舍除 Stage Ⅳ之外，其他幾個級別細菌氣溶膠分布比例相似。同時，本研究結果顯示蛋雞舍內外細菌氣溶膠粒徑分布規律有所差異。根據圖 3 可知，肉雞舍內真菌氣溶膠粒徑分布呈近似正態分布規律。以往對于北京城市環境中真菌氣溶膠粒徑分布的研究結果也得出相似結論[19].蛋雞和肉雞舍內空氣中真菌氣溶膠的粒徑分布規律有所差異：肉雞舍內的真菌氣溶膠主要分布在中間三個粒徑范圍（StageⅡ、StageⅢ和 StageⅣ），所占比例為69.76%;蛋雞舍內的真菌氣溶膠在 Stage Ⅰ（>7.0 μm）所占比例較高（24.55%）。綜合分析粒徑分布研究結果發現，蛋雞和肉雞舍內細菌和真菌氣溶膠粒徑分布有所差異，不同的養殖方式可能對禽舍內生物氣溶膠的粒徑分布產生影響，從而對人體造成的危害有所不同。

2.2.2 細顆粒物表面負載生物氣溶膠比例根據流行病學研究，長期暴露在細顆粒物（動力學粒徑<2.5 μm 的顆粒）污染的環境中，可導致動物和人的發病率和死亡率升高。鑒于此，本研究對肉雞和蛋雞舍內外空氣環境中細顆粒物負載生物氣溶膠比例進行研究，結果如圖 4 所示。

由圖 4 可知，蛋雞和肉雞舍內外空氣中細顆粒物負載細菌氣溶膠比例的平均值分別為 45.78%、38.97%、37.72%和 41.37%,且蛋雞舍內空氣中細顆粒物負載細菌氣溶膠比例高于肉雞舍內（P=0.053）；同時，對空氣中細顆粒物負載真菌氣溶膠比例分析結果顯示，蛋雞舍內細顆粒物負載真菌氣溶膠比例明顯高于肉雞舍內（P<0.05）。該結果與粒徑分布研究結果一致（圖 2 和圖 3）。綜合研究結果可知，蛋雞和肉雞舍內生物氣溶膠粒徑分布規律存在差異，該差異導致細顆粒物負載生物氣溶膠比例有所不同。

2.3 禽舍內外空氣環境中抗生素抗性菌氣溶膠研究

2.3.1 抗生素抗性菌氣溶膠濃度及比例對肉雞和蛋雞舍內外空氣環境中四環素和紅霉素抗性菌濃度進行檢測，并對其在細菌氣溶膠中所占比例進行分析，結果如圖 5 所示。

在所調查的蛋雞和肉雞舍內，空氣中抗性菌所占比率較高，約為 50%.紅霉素抗性菌在蛋雞和肉雞舍內細菌氣溶膠中所占比例分別為54.87%和 53.63%,而在 舍 外 的 比 例 低 于 舍 內 , 分 別 為 23.01% 和43.57%.兩種養殖方式下，雞舍外紅霉素抗性菌濃度同樣明顯低于舍內（P<0.01）。雖然所占比率相近，但蛋雞舍內空氣環境中紅霉素抗性菌濃度高于肉雞舍內（P<0.05），平均濃度分別為 5.50×104CFU·m-3和1.65×104CFU·m-3.四環素抗性菌在蛋雞舍內外和肉雞舍內外生物氣溶膠中所占的比例分別為 48.80%、16.29%和 48.62%、47.31%.與紅霉素抗性菌研究結果相似，雖然蛋雞和肉雞舍內四環素抗性菌在細菌氣溶膠中所占比例相似，但是蛋雞舍內四環素抗性菌的濃度高于肉雞舍內，濃度分別為 4.28×104CFU·m-3和1.58×104CFU·m-3,且舍內濃度均大于舍外（P<0.01）。

綜上，所調查的蛋雞和肉雞養殖空氣環境中兩種抗性菌所占比例相似，但蛋雞舍內抗性菌氣溶膠的濃度高于肉雞舍內，與細菌氣溶膠濃度分布規律一致。

說明禽舍空氣環境中抗性菌濃度可能與細菌氣溶膠濃度相關。舍外抗性菌氣溶膠濃度和所占比例均低于舍內?？股卦诩仪蒺B殖過程中的使用是導致空氣中抗生素抗性菌產生的主要原因。在本研究時間內，肉雞和蛋雞養殖場均使用了紅霉素類的抗生素。雖然在調查期間沒有四環素的使用記錄，但是根據以往報道，當抗生素停止使用四周后，仍可在豬舍空氣中檢測到相應的抗生素耐藥菌[20-21].

2.3.2 抗性大腸菌群濃度及比例大腸菌群作為評價水體質量的重要指標之一，目前已被國內外廣泛應用。本研究考察了蛋雞和肉雞舍內外空氣中大腸菌群濃度和比例，及具有四環素和紅霉素抗性的大腸菌群濃度和比例。結果分別如圖 6 和7 所示。

根據圖 6 可知，蛋雞舍內外和肉雞舍內外空氣中，大腸菌群在總細菌中所占的平均比例較相近，分別為 16.53%、20.57%、19.16%和 18.30%,且舍內外所占比率差異不明顯。蛋雞舍內空氣中大腸菌群的濃度明顯高于肉雞舍內（P<0.01），平均濃度分別為 7.32×103CFU·m-3和 2.06×103CFU·m-3.但是蛋雞和肉雞舍外的濃度均低于舍內（P<0.01）。姚美玲等[13]在雞舍內檢測到濃度為 950~1300 CFU·m-3的大腸桿菌，他們同時發現舍內空氣中大腸桿菌具有多重抗生素抗藥性。

因此，本研究對兩種雞舍內外空氣環境中具有抗生素抗性的大腸菌群進行研究，結果如圖 7 所示。

與空氣中大腸菌群濃度分布規律相似，蛋雞舍內四環素抗性大腸菌群濃度高于肉雞舍內，濃度分別為2.87×103CFU·m-3和 6.3×102CFU·m-3,且舍外濃度均低于舍內。對具有四環素抗性的大腸菌群在總大腸菌群中所占比例進行檢測，結果顯示，在各個采樣點所占比例較相近，為 33.55%~40.30%.雖然蛋雞舍內紅霉素抗性大腸菌群的濃度大于肉雞舍內（濃度分別為3.31×103CFU·m-3和 7.4×102CFU·m-3），但具有紅霉素抗性的大腸菌群在總大腸菌群中所占比例相近，分別為 41.25%和 42.88%.舍外具有紅霉素抗性大腸菌群的濃度及其在總大腸菌群中所占比例均低于舍內。

本研究結果顯示，具有紅霉素和四環素抗性的大腸菌群在禽舍空氣環境的細菌氣溶膠中所占比例較小，在2.44%~13.08%之間。

綜上，本研究結果有助于評價不同養殖方式下生物氣溶膠的危害。然而本研究基于可培養的檢測方法，如要全面理解禽場空氣環境中生物氣溶膠的污染狀況，將來還需要利用分子生物學手段對空氣中的微生物，特別是致病菌以及抗性基因做系統研究。

3 結論

本研究結果表明，禽舍內細菌和真菌氣溶膠的濃度分別為 104、103CFU·m-3.蛋雞舍內生物氣溶膠濃度大于肉雞，且舍外濃度要低于舍內。蛋雞和肉雞舍內空氣中具有四環素和紅霉素抗性的細菌氣溶膠比例、大腸菌群比例、及具有抗性的大腸菌群在總大腸菌群中比例均相似，表明禽舍中四環素和紅霉素抗性氣溶膠及大腸菌群濃度與細菌氣溶膠濃度有關。同時，蛋雞和肉雞舍內生物氣溶膠粒徑分布存在差異，細顆粒物負載細菌和真菌氣溶膠比例均高于肉雞，使得蛋雞舍內生物氣溶膠的潛在危害可能大于肉雞?！緢D略】

參考文獻：

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