Конспект занятия №2: Определение атмосферного давления

КОНСПЕКТ ЗАНЯТИЯ №2: "Определение атмосферного давления" 1. Цель: Ознакомление с правилами контроля атмосферного давления, приобретение навыков работы с барометрами и барографами. 2. Единицы измерения: · Основная единица в системе СИ — Паскаль (Па). · На практике часто используют: · Миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.). · Миллибары (мбар) или гектопаскали (гПа), где 1 мбар = 1 гПа. · Нормальное атмосферное давление: · 760 мм рт. ст. · 101300 Па = 1013 гПа. · Соответствует силе 1,033 кг на 1 см². · Перевод единиц: 1 мм рт. ст. ≈ 1,333 гПа (4/3). Для точного перевода используются таблицы. Пример из текста: 760 мм рт. ст. = 1013 гПа. 3. Приборы для измерения: А) Барометр-анероид (тип БАММ): · Устройство: Приемная часть — анероидная коробка (металлическая, гофрированная, с откачанным воздухом). · Принцип действия: Изменение атмосферного давления вызывает деформацию коробки. Через систему рычагов движение передается на стрелку. · Диапазон измерений: 600–790 мм рт. ст. · Преимущества: Удобен, портативен. · Недостатки: Менее точен, чем ртутный. · Правила снятия показаний: 1. Расположить взгляд перпендикулярно шкале. 2. Легко постучать пальцем по стеклу для устранения трения в механизме. 3. Определить положение стрелки. Цена деления обычно 1 мм рт. ст. (≈10,5 м высоты). · Особенности: Иногда имеет вторую (контрольную) стрелку для фиксации изменения давления за период времени. Б) Сифонный ртутный барометр: · Устройство: U-образная стеклянная трубка с ртутью. Одно колено запаяно, другое открыто в атмосферу. · Принцип действия: Давление определяется по разности высот ртутного столба в запаянном и открытом коленах. · Преимущества: Высокая точность. · Недостатки: Хрупкий, содержит ртуть, менее удобен. В) Барограф (например, М-22А): · Назначение: Непрерывная автоматическая регистрация изменений атмосферного давления на бумажную ленту. · Устройство и принцип действия: Аналогичен термографу/гигрографу. Приемник — несколько анероидных коробок (подушек). Их деформация при изменении давления через систему рычагов передается на перо, которое чертит кривую на ленте, натянутой на вращающийся барабан. · Типы: Суточные (лента на 1 день) и недельные. 4. Практические указания: · Поверка: Барометры-анероиды и барографы необходимо периодически проверять по более точному ртутному барометру. · Размещение: Приборы можно устанавливать не непосредственно в животноводческих помещениях, а в служебных комнатах (кабинет ветврача, аптека). · Метеорологическая зависимость (для прогноза погоды): · Понижение давления → предшествует пасмурной, дождливой (снежной) погоде. · Повышение давления → предшествует сухой, ясной погоде (зимой — часто с сильным похолоданием). · Важность для ветеринарии: Прогноз погоды важен для планирования ветмероприятий, оценки рисков заболеваний животных и т.д. Итог: Занятие охватывает теоретические основы измерения атмосферного давления, устройство и принцип работы основных типов барометрических приборов (ртутных, анероидов, барографов), а также практические аспекты их применения и интерпретации показаний в ветеринарной практике. Конечно, вот структурированный конспект занятия по определению влажности воздуха, составленный на основе предоставленного текста. --- Конспект занятия №3: Определение влажности воздуха Цель: Ознакомиться с приборами для контроля влажности воздуха, приобрести навыки работы с ними и научиться рассчитывать влажностные характеристики. Основные понятия: 1. Абсолютная влажность (A) – фактическое количество водяных паров в воздухе (г/м³ или мм рт. ст.). 2. Максимальная влажность (E) – предельное количество водяных паров, которое может содержать воздух при данной температуре (г/м³ или мм рт. ст.). 3. Относительная влажность (R) – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Показывает степень насыщения воздуха. · Формула: R = (A / E) * 100% 4. Дефицит влажности (D) – разница между максимальной и абсолютной влажностью (г/м³). Показывает, сколько влаги может принять воздух. · Формула: D = E - A 5. Точка росы – температура, при которой воздух достигает полного насыщения (относительная влажность становится 100%) и пар начинает конденсироваться. Приборы для определения влажности: 1. Психрометры (основаны на разнице температур двух термометров): · Статический (Августа): Два спиртовых термометра ("сухой" и "влажный"). Влажный термометр обернут влажной тканью. Испарение влаги понижает его показания. Разница показаний зависит от влажности воздуха. · Аспирационный (Ассмана, МВ-4М): Более точный. Термометры помещены в металлический корпус и обдуваются вентилятором с постоянной скоростью (~2 м/с), что обеспечивает стабильность измерений. · ПС-14: Специализированный психрометр для инкубаторов (температура ~37.5°C). 2. Гигрометры (прямое указание относительной влажности): · Волосяные (МВ-19, М-68): Принцип основан на изменении длины обезжиренного человеческого волоса при изменении влажности. · Мембранный (М-39): Использует свойство органической мембраны изменять размер. · Баротермогигрометр БМ-2: Комбинированный прибор для измерения давления, температуры и относительной влажности. 3. Гигрографы (М-21С, М-21Н): Приборы для непрерывной автоматической записи изменений относительной влажности на диаграммную ленту (суточную или недельную). Датчик — пучок обезжиренных волос. Требуют периодической поверки психрометром. Порядок работы с психрометром: 1. Убедиться, что ткань на влажном термометре чистая и смочена дистиллированной водой. 2. Установить прибор в помещении вдали от источников тепла. 3. Выждать 10-15 минут (для статического) или 3-4 минуты после запуска вентилятора (для аспирационного). 4. Снять показания сухого (Тс) и влажного (Тв) термометров. 5. Учесть паспортные поправки для термометров. 6. Найти относительную влажность по психрометрической таблице, используя скорректированную Тв и разность (Тс - Тв). Пример расчета по таблице: · Показания: Тв = 16°C (поправка +0.2°C → 16.2°C), Тс = 20.3°C (поправка -0.3°C → 20.0°C). · Разность: 20.0 - 16.2 = 3.8°C. · По таблице: для Тв = 16°C и разности 3.5°C — 43%, для разности 4.0°C — 36%. Интерполяция для 3.8°C дает ~ 39%. Расчетные формулы: 1. Формула Ренье (для расчета абсолютной влажности A): A = E' - a * (Tс - Tв) * B · E' – макс. влажность при температуре влажного термометра (г/м³, берется из таблицы). · a – психрометрический коэффициент (зависит от скорости движения воздуха: 0.0013 – покой, 0.0007 – умеренное движение). · Tс, Tв – температуры сухого и влажного термометра (°C). · B – атмосферное давление (мм рт. ст.). Последовательность расчета: · Рассчитывают A по формуле Ренье. · Находят E – макс. влажность при температуре сухого термометра (из таблицы). · Рассчитывают относительную влажность: R = (A / E) * 100% · Рассчитывают дефицит влажности: D = E - A · Точку росы находят по таблице максимальной влажности как температуру, для которой значение E равно рассчитанной абсолютной влажности A. 2. Формула Шпрунга (упрощенная): A = E' - 0.5 * (Tс - Tв) * (B / 755) · 0.5 – постоянный психрометрический коэффициент. · 755 – среднее барометрическое давление. Пример расчета по формулам (Ренье): · Дано: Тс = 12.5°C, Тв = 11.2°C, B = 755 мм рт. ст., a = 0.0011. · Из таблицы: E' (при 11.2°C) = 9.92 г/м³; E (при 12.5°C) = 10.8 г/м³. · A = 9.92 - 0.0011 * (12.5 - 11.2) * 755 = 8.84 г/м³. · R = (8.84 / 10.8) * 100% = 81.8%. · D = 10.8 - 8.84 = 1.96 г/м³. · Точка росы: По таблице для A = 8.84 г/м³ находим ближайшее значение E ≈ 8.87 г/м³ при температуре ~9.5°C. Нормы: Относительная влажность в животноводческих помещениях нормируется (см. Приложение 1). Обычно допустимый диапазон – 50-75%. Абсолютная влажность – 4-12 г/м³, дефицит влажности – 0.2-7.2 г/м³. Важные замечания: · Использовать только дистиллированную или кипяченую воду. · Не дышать на приборы при снятии показаний. · Следить за чистотой гигроскопической ткани и волос. · Гигрограф требует периодической проверки по психрометру. Конспект занятия №4: Определение подвижности и охлаждающей способности воздуха Цель: Ознакомиться с приборами для контроля подвижности и охлаждающей способности воздуха, приобрести навыки работы с анемометрами и кататермометрами, научиться проводить соответствующие расчёты. --- 1. Общие сведения о подвижности воздуха · Направление: Определяется с помощью флюгера или метода задымления. Может быть продольным, поперечным, нисходящим, восходящим. · Роза ветров: График для изображения распределения повторяемости направлений ветра. Строится по 8 румбам (С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ). Частота штиля обозначается окружностью в центре. · Аэрорумбограмма: Графическое изображение направлений воздушных потоков внутри помещения. · Оценка скорости: Используется шкала Бофорта (от 0 баллов – штиль, до 10 баллов – сильный шторм). 2. Приборы для измерения скорости движения воздуха (анемометры) Принцип действия: Измеряют скорость потока по скорости вращения чувствительного элемента. Тип прибора Модель Диапазон измерений Особенности Крыльчатый АСО-3 0.3 - 5 м/с Ветроприемник – крыльчатка в диффузоре. Механический счётчик с тремя циферблатами. Включение/выключение арретиром. Чашечный МС-13 1 - 20 м/с Ветроприемник – крестовина с четырьмя полушариями. Для более высоких скоростей. Цифровой АП-1 0.3-5 м/с (крыльчатый датчик АП-1-1) и 1-20 м/с (чашечный датчик АП-1-2) Современный прибор с цифровой индикацией. Работает от аккумулятора. Методика работы с механическим анемометром (АСО-3): 1. Записать начальные показания счётчика. 2. Расположить прибор в воздушном потоке осью крыльчатки вдоль потока. 3. Включить счётчик и секундомер одновременно. 4. Через определенное время (обычно 100 с) выключить счётчик и секундомер. 5. Записать конечные показания. 6. Рассчитать скорость: · Разность показаний = Конечное – Начальное. · Число делений в секунду = Разность показаний / Время (с). · По калибровочному графику, прилагаемому к прибору, определить скорость (м/с). Пример расчёта для АСО-3: · Начальное показание: 4832. Конечное: 5000. Время: 100 с. · Разность: 5000 – 4832 = 168. · Делений/с: 168 / 100 = 1.68. · По графику: скорость ≈ 0.96 м/с. 3. Приборы для определения охлаждающей способности воздуха (кататермометры) Принцип действия: Измеряют интенсивность теплоотдачи (охлаждения) прибора, которая зависит от температуры, влажности и скорости движения воздуха. Катаиндекс (H) – количество тепла (мкал), теряемое с 1 см² поверхности резервуара за 1 секунду. Типы: · Шаровой: Для измерения малых скоростей (0.048 - 2 м/с). Шкала 33-40°C. Площадь резервуара 27.3 см². · Цилиндрический: Шкала 35-38°C. Площадь резервуара 22.6 см². Методика работы с кататермометром (на примере шарового): 1. Подготовка: Резервуар нагревают в горячей воде (65-75°C), пока спирт не поднимется до верхней части капилляра. Вытирают насухо. 2. Измерение: Прибор подвешивают вертикально в точке замера. Засекают время (t, секунды), за которое столбик спирта опустится с 38°C до 35°C (или с 40°C до 33°C). Измеряют температуру воздуха в начале (T₁) и конце (T₂) замера. 3. Расчёт скорости воздуха: · Вычисляют катаиндекс (H), мкал/(см²·с): · Для интервала 38-35°C: H = F / t, где F – фактор прибора (указан на нём). · Для интервала 40-33°C: H = Ф * (T₁ - T₂) / t, где Ф = F / 3 (константа). · Вычисляют разность температур (Q), °C: Q = 36.5 - [(T₁ + T₂) / 2] · Находят отношение H / Q. · По специальной таблице 6 (или формуле в примечании к ней) находят скорость воздуха (V, м/с). Пример расчёта для шарового кататермометра: · Условия: Охлаждение с 40°C до 33°C за t = 220 с. Воздух: T₁ = 19.7°C, T₂ = 19.9°C. Фактор F = 645. · Ф = 645 / 3 = 215. · H = 215 * (40 - 33) / 220 = 6.84 мкал/(см²·с). · Средняя температура воздуха = (19.7 + 19.9) / 2 = 19.8°C. · Q = 36.5 - 19.8 = 16.7°C. · H / Q = 6.84 / 16.7 ≈ 0.41. · По таблице 6: скорость V ≈ 0.18 м/с. Нормы: Рекомендуемые параметры скорости движения воздуха в помещениях для животных приведены в Приложении 10. --- Примечание: Таблицы 4 (для розы ветров), 5 (шкала Бофорта) и 6 (для кататермометра) используются в качестве справочного материала при проведении измерений и расчётов. Конспект занятия №5: Определение освещенности помещений и интенсивности инфракрасного (ИК) и ультрафиолетового (УФ) излучения Цель: Ознакомиться с методами определения естественной и искусственной освещенности, приобрести навыки работы с люксметрами, изучить источники ИК- и УФ-излучения, используемые в животноводстве. --- 1. Фотометрия. Определение освещенности · Фотометрия – измерение силы света, естественной и искусственной освещенности, яркости. · Основной прибор: Люксметр (например, Ю-16, Ю-116). · Принцип работы: Свет падает на селеновый фотоэлемент, который преобразует световую энергию в электрический ток. Сила тока регистрируется гальванометром, шкала которого проградуирована в люксах (лк). · Равномерность освещения: Оценивается по коэффициенту равномерности – отношению минимальной освещенности к максимальной в пределах одного помещения или зоны (в радиусе 5 м). Норма: не менее 1:3. 2. Естественная освещенность Нормируется двумя методами: 1. Геометрический метод: · Определяется Световой Коэффициент (СК). · Формула: СК = Площадь остекления окон / Площадь пола. · Пример: Площадь пола = 180 м², площадь остекления = 15 м². СК = 15 / 180 = 1 : 12. 2. Светотехнический метод: · Определяется Коэффициент Естественной Освещенности (КЕО) – более точный показатель. · Формула: КЕО = (E_внутри / E_снаружи) * 100%, где: · E_внутри – освещенность в помещении (лк), · E_снаружи – одновременная освещенность на горизонтальной поверхности под открытым небом (лк). · Пример: В помещении 60 лк, снаружи 6000 лк. КЕО = (60 / 6000) * 100 = 1%. 3. Искусственная освещенность При обследовании оценивают: интенсивность, равномерность, отсутствие слепящего эффекта, тип, мощность и расположение источников света. · Интенсивность: Измеряется люксметром и сравнивается с нормативами. · Расчетный метод (через удельную мощность): 1. Рассчитывают удельную мощность (Вт/м²): (Суммарная мощность всех ламп, Вт) / (Площадь помещения, м²). 2. Умножают удельную мощность на коэффициент перевода (сколько лк дает 1 Вт/м²): · Лампы накаливания: до 100 Вт – 2.5; 100 Вт и более – 6.5. · Люминесцентные лампы: коэффициент ≈ 8. 3. Пример: Помещение 1000 м², 120 ламп по 100 Вт. Удельная мощность = (120*100)/1000 = 12 Вт/м². Освещенность = 12 * 2.5 = 30 лк. · Типы светильников: · Люминесцентные: Типа ПВЛ с лампами ЛД, ЛБ, ЛХБ, ЛТБ (мощность 15-80 Вт). · Лампы накаливания: В светильниках «Универсал», ПВЛ (мощность 40-200 Вт). · Режимы освещения: · Рабочее – для проведения технологических операций. · Дежурное – в ночное время, интенсивностью 1-2 лк. 4. Инфракрасное (ИК) и ультрафиолетовое (УФ) излучение · Назначение: Обогрев, лечение, профилактика. · Источники ИК-лучей: Облучатели ИЗК-500, ОРИ-1, ЭИС-0,37 и др. · Норма интенсивности: Не более 1.3-1.5 Дж/(см²·мин). · Прибор для измерения: Актинометр ЛИОТ-Н. · Источники УФ-лучей: Облучатели ЭО-1-30М, ОРК-2, УО-4, ИКУФ и др. · Прибор для измерения: УФ-дозиметр «УФ-2» или «УФД-2А». · Измеряет облученность (Вт/м²) и дозу (Вт·с/м²) в разных спектральных областях (бактерицидная 220-340 нм, эритемная 260-400 нм). · Режимы облучения животных (примеры из таблицы): · Телята (до 6 мес.): Высота облучателя над спиной 1.5 м, длительность 15-20 мин. · Поросята-сосуны: Высота 1.5 м, длительность 5 мин. · Куры-несушки: Высота 2 м, длительность 10 мин. · Общая схема: Облучение проводят 1 раз в 2-3 суток, строго нормируя расстояние и время. --- Примечание: Все нормативные значения (СК, КЕО, освещенность) приведены в Приложении 2 методического пособия. Параметры УФ-облучения зависят от типа облучателя, вида и возраста животных. Конспект занятия №6: Определение уровня шума и вибрации Цель: Ознакомиться с приборами для контроля уровня шума и измерения вибрации в помещениях для животных, изучить их устройство и принцип эксплуатации. --- 1. Общие сведения о шуме · Шум – это сочетание звуков различной частоты и интенсивности. · Физические характеристики: · Звуковое давление (основная сила, Па). · Уровень звукового давления (в децибелах, дБ). · Частота (в герцах, Гц) – определяет высоту тона. · Звуковая энергия и её плотность. · Классификация по частоте: · Низкочастотный (< 300 Гц) · Среднечастотный (300 – 800 Гц) · Высокочастотный (> 800 Гц) · Классификация по временным характеристикам: · Постоянный (уровень меняется менее чем на 5 дБ за время наблюдения). · Непостоянный: · Колеблющийся во времени. · Прерывистый. · Импульсный (короткие звуковые всплески). · Единица измерения: Децибел (дБ). Логарифмическая единица, учитывающая особенности восприятия звука человеком и животными. Увеличение уровня на 10 дБ соответствует увеличению интенсивности звука в 10 раз. 2. Источники шума и вибрации в животноводстве · Технологическое оборудование: вентиляционные установки, доильные аппараты, кормораздатчики, навозоуборочные транспортеры. · Животные (голосовые реакции, движение). · Вибрация – механические колебания, возникающие при работе машин. · Местная (передается на руки оператора). · Общая (передается через опорные поверхности на всё тело). · Комбинированная (сочетание обоих видов). 3. Смежные физические явления · Ультразвук: Механические колебания с частотой выше 20 кГц (верхний порог слышимости человека). Используется в диагностике, терапии, дезинфекции. · Инфразвук: Механические колебания с частотой ниже 16-20 Гц. Источники в природе: ветер, грозы, землетрясения. Может оказывать негативное психофизиологическое воздействие. 4. Приборы для измерения · Шумомеры (ИШВ-1, Ш-3М): Основной прибор. Состоит из микрофона (преобразует звук в электрический сигнал), усилителя, корректирующих фильтров (для учёта частотной характеристики слуха – шкалы А, Б, С) и индикаторного устройства. Измеряют уровень звука в диапазоне 25-130 дБ. · Анализатор спектра шума (АШ-2М): Дополнительный прибор для детального анализа шума по частотам (определения, какие частоты преобладают). · Виброметры/Вибрографы: Приборы для измерения параметров вибрации (амплитуда, частота, скорость колебаний). Порядок измерения шума: 1. Проверить исправность и откалибровать шумомер. 2. Установить микрофон на высоте уровня уха животных (или в зоне их постоянного пребывания). 3. Избегать влияния отраженных звуков (не подходить близко к стенам). 4. Снять показания в дБ на шкале «А» (характеризует восприятие шума, близкое к слуховому восприятию). 5. Измерения проводят в нескольких точках помещения и в разные периоды суток (во время работы оборудования и в покое). 6. Сравнить полученные данные с допустимыми нормами для данного вида животных. Нормирование: Допустимые уровни шума регламентируются для каждого вида и возрастной группы животных (обычно в пределах 60-75 дБ). Постоянный повышенный шум и вибрация вызывают у животных стресс, снижают продуктивность и иммунитет. Конспект занятия №7: Определение концентрации аэроионов Цель: Ознакомиться с устройством и принципом работы счетчиков аэроионов. --- 1. Общие сведения об аэроионах · Аэроионы – это заряженные частицы (молекулы или комплексы молекул) в газообразной среде (воздухе). · Источники образования в природе: естественная радиация почвы и воздуха, космическое излучение, солнечная радиация, электрические разряды (гроза), дробление воды (водопады, прибой). · Классификация: 1. По заряду: положительные и отрицательные. 2. По массе и подвижности: · Легкие (одиночные заряженные молекулы, высокоподвижные). · Средние. · Тяжелые (заряженные частицы пыли, дыма, капель жидкости, малоподвижные). · Значение для животноводства: Отрицательные легкие аэроионы оказывают благоприятное биологическое действие (тонизируют, улучшают обмен веществ). В загрязненных помещениях (высокая запыленность, концентрация вредных газов и влаги) резко возрастает количество тяжелых и положительных аэроионов, что угнетает организм животных, снижает резистентность и продуктивность. Поэтому контроль ионного состава воздуха – важный элемент зоогигиены. 2. Приборы для измерения концентрации аэроионов · Универсальный счетчик аэроионов ИТ-6914: Основной прибор. Позволяет раздельно определять концентрацию легких и тяжелых ионов обоих знаков заряда. Имеет широкий диапазон измерения подвижности ионов, что позволяет изучать их спектральное распределение. · Другие модели: СИ-1, САИТГУ-66 и др. · Условия эксплуатации: Работают при температуре воздуха +10...+30°С и относительной влажности до 99%. 3. Методика измерения и расчёта · Место отбора проб: Зона дыхания животных (на уровне головы). · Для точности: Проводят серию из 2-3 измерений для каждого типа ионов (легкие "+", легкие "-", тяжелые "+", тяжелые "-"). · Принцип действия прибора: Воздух аспирируется через измерительную камеру (конденсатор), где ионы под действием электрического поля осаждаются на электродах. Регистрируется величина возникающего тока или изменение потенциала, пропорциональное концентрации ионов. · Формула для расчёта числа ионов в 1 см³ воздуха (N): N = (C * ΔV) / (300 * f * t * e) · C – общая электрическая емкость измерительной цепи (конденсатор + электрометр + провода). Для легких ионов ≈ 10 см, для тяжелых ≈ 100 см. · ΔV = V₁ - V₂ – разность показаний потенциала на электрометре в начале и конце измерения, В. · f – скорость протекания воздуха через конденсатор, см³/с. · t – время измерения, с. · e – элементарный заряд электрона (≈ 4.8 * 10⁻¹⁰ единиц СГСЭ или 1.6 * 10⁻¹⁹ Кл в системе СИ). · Нормирование: Существуют рекомендуемые уровни ионного состава воздуха для различных видов животных (часто указываются в приложениях к руководствам). Обычно стремятся к повышенной концентрации легких отрицательных аэроионов (несколько тысяч в 1 см³) и минимальному содержанию тяжелых ионов. Конспект занятия №8: Определение запыленности воздуха Цель: Ознакомиться с методами определения запыленности воздуха в животноводческих помещениях. --- 1. Общие сведения · Загрязненность воздуха пылью характеризуется двумя параметрами: 1. Количество (концентрация) – масса пыли в единице объема воздуха (мг/м³). 2. Дисперсность – размерный состав (распределение частиц по величине). · Пыль в животноводческих помещениях образуется от кормов, подстилки, шерсти/перхоти животных, подстилки, микроорганизмов. 2. Методы определения запыленности 1. Весовой (основной, наиболее точный) метод: · Принцип: Через специальный фильтр известной начальной массы с помощью аспиратора протягивают точно измеренный объем воздуха. Пыль задерживается на фильтре. Концентрацию вычисляют по увеличению массы фильтра. · Порядок работы: 1. Взвешивают подготовленный фильтр АФА-ВП (гигроскопичен, хранится в кальке). 2. Фильтр помещают в патрон (аллонж) и присоединяют к аспиратору. 3. Протягивают определенный объем воздуха (например, 100 л). 4. Фильтр извлекают, складывают загрязненной стороной внутрь и снова взвешивают. · Расчет концентрации (X, мг/м³): X = (m₂ - m₁) * 1000 / V, где: · m₁ – масса фильтра до опыта (мг), · m₂ – масса фильтра после опыта (мг), · V – объем протянутого воздуха (л), · 1000 – коэффициент пересчета литров в м³ (1 м³ = 1000 л). Пример: m₁ = 128.64 мг, m₂ = 129.76 мг, V = 100 л. X = (129.76 - 128.64) * 1000 / 100 = 11.2 мг/м³. 2. Седиментационный метод: · Принцип: Естественное осаждение пыли на липкую или гладкую поверхность (чашку Петри, стекло) за определенное время. · Приборы: Пылесчетчики конструкции В.М. Матусевича, Оуенса и др. · Недостаток: Менее точен, чем весовой метод, так как улавливает только крупные фракции пыли, способные к осаждению. 3. Фотометрический метод (метод проточной ультрамикроскопии): · Принцип: Автоматический подсчет и анализ размера частиц в протекающем через прибор воздухе. · Прибор: Прибор ВДК (счетчик аэрозольных частиц). 3. Определение дисперсности (размера частиц) · Методика: Пыль, собранную на фильтре АФА-ДП, переносят на предметное стекло и исследуют под микроскопом с микрометрической сеткой (окуляр-микрометром). Подсчитывают количество частиц разных размерных фракций. 4. Нормы запыленности (Максимально Допустимые Уровни - МДУ) Приведены примерные нормы. Конкретные значения могут уточняться по видам животных. Тип помещения Концентрация пыли, мг/м³ КРС (привязное/беспривязное) Зима: 0.8-1.0 КРС (телятник, профилакторий) 0.5 - 1.5 Свиньи (хряки, супоросные матки) 0.5 - 1.0 Свиньи (откорм) 1.0 - 3.0 Овцы 1.5 - 2.5 Лошади 0.5 - 0.8 Птица (взрослые куры) 2.0 - 4.0 Цыплята (1-30 сут.) 1.5 – 2.0 Конспект занятия №9: Санитарно-микробиологическое исследование воздуха Цель: Ознакомиться с методами определения общей микробной обсемененности и выявления санитарно-показательных микроорганизмов в воздухе животноводческих помещений. --- 1. Показатели санитарного состояния воздуха Для оценки определяют: 1. Общее микробное число (ОМЧ) – общее количество колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 м³ воздуха. 2. Присутствие спор плесневых и дрожжевых грибов. 3. Наличие санитарно-показательных микроорганизмов: · Гемолитические стрептококки и стафилококки (показатель загрязнения воздушной среды носоглоточной микрофлорой). · Бактерии группы кишечных палочек (БГКП) (показатель фекального загрязнения). 2. Методы отбора проб 1. Седиментационный метод (метод Коха): · Принцип: Пассивное осаждение микроорганизмов вместе с частицами пыли и аэрозоля на поверхность плотной питательной среды в открытых чашках Петри. · Порядок работы: 1. Чашки со средой (МПА, кровяной агар и др.) расставляют в точках отбора. 2. Открывают крышки на заданное время (5-60 мин в зависимости от предполагаемой загрязненности). 3. Закрывают, инкубируют в термостате (бактерии – 37°C, 24-48 ч; грибы – 24-26°C, 5-10 суток). 4. Подсчитывают выросшие колонии. · Недостатки: Улавливает только крупные частицы; низкая эффективность; неточный количественный учет; результаты сильно зависят от воздушных потоков. 2. Аспирационные (принудительные) методы (более точные): · Принцип: Принудительное протягивание заданного объема воздуха через прибор, где микроорганизмы осаждаются на питательную среду или в улавливающую жидкость. · Основные приборы: · Прибор Кротова (ПКУ): Воздух аспирируется через узкую щель и ударяется о поверхность вращающейся чашки Петри со средой, обеспечивая равномерное осаждение. · Аэрозольный бактериологический пробоотборник (ПАБ-1): Использует принцип электростатического осаждения заряженных аэрозольных частиц на электроды с противоположным зарядом, на которые помещены чашки со средой. Эффективен для больших объемов воздуха и обнаружения патогенов. · Преимущества: Возможность точного дозирования объема исследуемого воздуха, высокая эффективность улавливания, получение воспроизводимых количественных результатов. 3. Питательные среды для разных целей · Общее микробное число: Мясо-пептонный агар (МПА). · Стафилококки: Молочно-солевой агар, желточно-солевой агар. · Стрептококки: Сахарный бульон или агар с кровью (для выявления гемолиза). · Бактерии группы кишечных палочек: Среда Эндо, Левина. · Плесневые и дрожжевые грибы: Среда Сабуро, Чапека. 4. Расчёт микробной обсемененности · Для аспирационных методов: Расчет ведут, зная объем пропущенного через прибор воздуха (V, л) и количество выросших колоний (N). · Формула: ОМЧ (КОЕ/м³) = (N * 1000) / V, где 1000 – коэффициент пересчета литров в кубометры. · Для седиментационного метода (ориентировочно): По общепринятому правилу, считают, что за 5 минут на площадь 100 см² (площадь стандартной чашки Петри) оседает столько микроорганизмов, сколько их содержится в 10 литрах воздуха. ОМЧ (КОЕ/м³) = (N * 1000) / 10 = N * 100. 5. Допустимые уровни микроорганизмов в воздухе Приведены примерные нормативы (тыс. микробных тел на 1 м³). Тип помещения Допустимый уровень (тыс. КОЕ/м³) КРС (телятники, профилактории) 30 - 50 КРС (привязное/беспривязное содержание) до 70 Свинарники (для маток, хряков) до 50 Свинарники (для откорма) до 100 Овчарни до 50 Птичники (взрослые куры) до 220 Птичники (цыплята) 120 - 180 6. Метод с использованием фильтров АФА-БП 1. Через стерильный фильтр АФА-БП с помощью аспиратора протягивают заданный объем воздуха. 2. Фильтр помещают в стерильный физиологический раствор и встряхивают для смыва микроорганизмов. 3. Полученную суспензию высевают на питательные среды или делают последовательные разведения для количественного учета. 4. Проводят инкубацию и расчет, аналогичный аспирационным методам. Вывод: Аспирационные методы (прибор Кротова, ПАБ-1) являются предпочтительными для объективной количественной оценки микробного загрязнения воздуха. Седиментационный метод дает лишь ориентировочные данные. Конспект занятия №10: Определение диоксида углерода (CO₂) в воздухе Цель: Изучить методы определения концентрации углекислого газа в воздухе животноводческих помещений. --- 1. Общие сведения · CO₂ как показатель: Концентрация CO₂ – важнейший санитарный показатель, отражающий общее загрязнение воздуха и эффективность вентиляции. Повышенное содержание (более нормы) указывает на плохой воздухообмен, скученность животных, накопление навоза. · Единицы измерения: · Объемные проценты (об. %): миллилитров CO₂ в 100 мл воздуха. · Промилле (‰): миллилитров CO₂ в 1000 мл (1 л) воздуха. Соотношение: 1 об.% = 10 ‰. · Массовая концентрация (мг/м³). Пересчет для CO₂: 1 мг занимает ~0.509 мл, 1 мл весит ~1.96 мг. · Приведение объема воздуха к нормальным условиям (0°C, 760 мм рт. ст.): · Используется для точных расчетов. Объем (Vнорм) рассчитывают по формуле или с помощью коэффициента (K) из специальной таблицы 11, учитывающей температуру и давление в момент отбора пробы. · Упрощенная формула: Vнорм = Vизмеренный * K 2. Методы определения 1. Титриметрический метод (точный, основной): · Принцип: CO₂ поглощается раствором гидроксида бария Ba(OH)₂ с образованием нерастворимого карбоната бария BaCO₃. Непрореагировавший избыток Ba(OH)₂ оттитровывают раствором щавелевой кислоты (COOH)₂. По разнице в расходе кислоты рассчитывают количество CO₂. · Реактивы: · Раствор Ba(OH)₂: ~7.17 г/л. 1 мл связывает 1 мг CO₂. · Раствор (COOH)₂: ~2.86 г/л. 1 мл соответствует 1 мг CO₂. · Индикатор фенолфталеин. · Оборудование: Калиброванная бутыль (~1 л) с пробкой, бюретки, груша или насос. · Ход анализа: 1. Определяют точный титр раствора Ba(OH)₂: оттитровывают 20 мл кислотой (расход A мл). 2. В бутыль набирают точно измеренный объем исследуемого воздуха. 3. В бутыль вносят 20 мл раствора Ba(OH)₂, встряхивают 10 мин для поглощения CO₂. 4. Осторожно оттитровывают оставшийся Ba(OH)₂ кислотой до обесцвечивания (расход B мл). · Расчет: 1. Масса CO₂ в пробе: M(CO₂) = (A - B) * 1 мг (т.к. 1 мл кислоты = 1 мг CO₂). 2. Объем CO₂ при н.у.: V(CO₂) = M(CO₂) * 0.509 мл. 3. Приводят объем воздуха в бутыли к нормальным условиям: Vвозд(норм) = Vбутыли * K. 4. Концентрация в об.%: C(об.%) = [V(CO₂) / Vвозд(норм)] * 100%. · Пример (из текста): A=22.7 мл, B=16.5 мл, объем бутыли 1105 мл, K=0.9519. · M(CO₂) = 22.7 - 16.5 = 6.2 мг. · V(CO₂) = 6.2 * 0.509 ≈ 3.15 мл. · Vвозд(норм) = 1105 * 0.9519 ≈ 1051.8 мл. · C = (3.15 / 1051.8) * 100% ≈ 0.30 об.% (или 3.0 ‰). 2. Метод Прохорова (ориентировочный, упрощенный): · Принцип: Слабый раствор аммиака NH₃ с фенолфталеином имеет розовый цвет. При пропускании воздуха, содержащего CO₂, происходит реакция с образованием карбоната аммония (NH₄)₂CO₃ и обесцвечивание раствора. Сравнивают объемы наружного (чистого) и исследуемого воздуха, необходимые для обесцвечивания одинаковых порций раствора. · Реактив: 500 мл воды + 1 капля 25% NH₃ + фенолфталеин до розового окрашивания. · Оборудование: Шприц (10 мл), пробирки, пипетка. · Ход анализа: 1. В пробирку вносят 10 мл реактива. Шприцем порциями по 10 мл пропускают через него атмосферный воздух до полного обесцвечивания. Записывают общий объем Vатм. 2. Опыт повторяют с воздухом помещения до обесцвечивания, записывают объем Vпом. · Расчет: C(CO₂ в помещении, об.%) = (0.03 * Vатм) / Vпом, где 0.03 – средняя концентрация CO₂ в атмосферном воздухе (0.03%). · Пример (из текста): Vатм = 320 мл, Vпом = 40 мл. · C = (0.03 * 320) / 40 = 0.24 об.%. 3. Нормы содержания CO₂ Максимально допустимые уровни CO₂ в воздухе помещений для различных видов и возрастных групп животных приведены в Приложении 3. Обычно допустимый предел составляет 0.15 - 0.30 об.% (1500 - 3000 ppm). Превышение указывает на необходимость улучшения вентиляции. Конспект занятия №11: Определение оксида углерода (CO, угарного газа) в воздухе Цель: Изучить методы определения концентрации угарного газа в воздухе животноводческих помещений. --- 1. Общие сведения · Источники CO в помещениях: Работа двигателей внутреннего сгорания внутри помещений (тракторы, автопогрузчики), неисправные газовые нагреватели и горелки, печи. · Опасность: Чрезвычайно токсичен. Обладает в 200-300 раз большим сродством к гемоглобину, чем кислород, образуя карбоксигемоглобин, что приводит к кислородному голоданию тканей. Концентрация около 0.4% об. (4000 ppm) смертельна для животных за 5-10 минут. 2. Метод определения (йодновато-ангидридный) · Принцип метода: Окисление CO йодноватым ангидридом I₂O₅ при нагревании до 140-150°C до диоксида углерода CO₂, с последующим поглощением образовавшегося CO₂ раствором гидроксида бария Ba(OH)₂ и титриметрическим определением его избытка. · Основные реакции: 1. 5CO + I₂O₅ → 5CO₂ + I₂ (окисление CO). 2. Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃↓ + H₂O (поглощение CO₂). 3. Ba(OH)₂ + 2HCl → BaCl₂ + 2H₂O (титрование избытка щелочи). · Оборудование и реактивы: · Установка для определения CO: Включает нагретую трубку с I₂O₅, систему аспирации, поглотители Реберга. · Поглотители Реберга (2 шт.) – для улавливания CO₂. · Бутыли (1.5-3 л) для отбора проб воздуха. · Реактивы: · Гранулированный йодноватый ангидрид I₂O₅. · 0.02 н. раствор гидроксида бария Ba(OH)₂. · 0.02 н. раствор соляной кислоты HCl. · Раствор фенолфталеина. · Йодид калия KI (для улавливания паров йода). · Натронная известь (для осушки воздуха). 3. Порядок проведения анализа А. Подготовка и контрольный опыт (с чистым воздухом): 1. Отбирают пробу чистого (заведомо не содержащего CO) воздуха в бутыль, фиксируют температуру и давление. 2. Собирают установку. Пропускают 1 л этого воздуха через нагретую трубку с I₂O₅ со скоростью ~20 мл/мин (~50 мин). 3. Образовавшийся CO₂ улавливают в два последовательно соединенных поглотителя Реберга, в которые предварительно внесено по 2 мл 0.02 н. раствора Ba(OH)₂ и капле фенолфталеина. 4. Титруют содержимое каждого поглотителя 0.02 н. раствором HCl до обесцвечивания. Суммарный расход кислоты на оба поглотителя в контрольном опыте = a мл. Б. Анализ пробы исследуемого воздуха: 1. Отбирают пробу воздуха из помещения в бутыль, фиксируют температуру и давление. 2. Точный объем этой пробы (приведенный к нормальным условиям) пропускают через установку, повторяя все этапы контрольного опыта. 3. Титруют содержимое поглотителей. Суммарный расход кислоты на анализе пробы = b мл. 4. Расчёт концентрации CO · Разница в расходах кислоты (a - b) соответствует количеству Ba(OH)₂, израсходованному на связывание CO₂, который, в свою очередь, образовался только из CO исследуемого воздуха. · Формула для расчёта концентрации CO (X, мг/м³): X = [0.28 * K * (a - b) * 1000] / V_норм · 0.28 – масса CO (в мг), соответствующая 1 мл точно 0.02 н. раствора HCl. · K – поправочный коэффициент к фактической нормальности используемого раствора HCl (если он не точно 0.02 н.). · a – расход HCl в контрольном опыте, мл. · b – расход HCl при анализе пробы, мл. · 1000 – коэффициент для пересчета на 1 м³ воздуха. · V_норм – объем исследуемого воздуха, пропущенный через установку и приведенный к нормальным условиям (0°C, 760 мм рт. ст.), л. 5. Нормирование Максимально допустимые уровни (ПДК) оксида углерода в воздухе животноводческих помещений установлены очень низкими (обычно в пределах 2-20 мг/м³, что соответствует ~0.002-0.02 об.‰) и приведены в Приложении 3 методического пособия. Превышение указывает на серьезное загрязнение воздуха выхлопными газами. Конспект занятия №12: Определение аммиака (NH₃) в воздухе Цель: Овладеть методами определения концентрации аммиака в воздухе животноводческих помещений. --- 1. Общие сведения · Источник в помещениях: Образуется при микробиологическом разложении азотсодержащих органических веществ — мочи, навоза, подстилки, кормов. Наибольшая концентрация наблюдается у пола, особенно возле навозных каналов. · Токсичность: Газ чрезвычайно токсичен. Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, при высоких концентрациях вызывает удушье, отек легких и поражение центральной нервной системы. · Санитарный показатель: Концентрация аммиака — ключевой индикатор чистоты воздуха и эффективности работы вентиляции и системы удаления навоза. 2. Качественные методы обнаружения (ориентировочные) Используются для быстрой предварительной оценки. · Индикаторная лакмусовая бумага: Смоченную дистиллированной водой розовую лакмусовую бумажку выдерживают в воздухе. При наличии аммиака бумажка синеет. · Реакция с парами соляной кислоты: На предметном стекле или в чашке Петри наносят каплю концентрированной соляной кислоты (HCl) и подносят к месту отбора пробы. При наличии аммиака образуется видимый белый туман хлорида аммония (NH₄Cl). 3. Количественные методы определения 1. Титриметрический метод (основной, точный) · Принцип: Аммиак из воздуха при аспирации поглощается титро