全球經濟力量促進了農業工業化（Donham 和 Thu 1995）。 發達國家有專業化、集約化、機械化的趨勢。 牲畜圈養生產的增加是這些趨勢的結果。 許多發展中國家已經認識到有必要採用限制生產，以試圖將其農業從維持生計的企業轉變為具有全球競爭力的企業。 隨著越來越多的企業組織獲得該行業的所有權和控制權，擁有大量員工的農場越來越少，但規模越來越大，取代了家庭農場。
從概念上講，圈養系統將工業大規模生產的原理應用於畜牧生產。 圈養生產的概念包括在與外界環境隔離的結構中以高密度飼養動物，並配備用於通風、廢物處理、餵食和飲水的機械或自動化系統（Donham、Rubino 等人，1977 年）。
自 1950 世紀 1950 年代初以來，幾個歐洲國家一直在使用禁閉系統。 1960 年代後期，美國開始出現牲畜圈養。 家禽生產商率先使用該系統。 到 XNUMX 年代初，養豬業也開始採用這種技術，最近奶製品和牛肉生產商也開始採用這種技術。
伴隨著這種工業化，出現了一些工人健康和社會問題。 在大多數西方國家，農場的數量越來越少，但規模越來越大。 家庭農場（勞資結合）越來越少，公司結構越來越多（尤其是在北美）。 結果是僱用的工人多了，而工作的家庭成員相對少了。 此外，在北美，越來越多的工人來自少數民族和移民群體。 因此，在該行業的某些領域存在產生新的底層工人的風險。
農業工人出現了一套全新的職業危險暴露。 這些可以分為四個主要標題：
- 有毒和窒息性氣體
- 微粒的生物活性氣溶膠
- 傳染性疾病
- 噪聲。
呼吸危害也是一個問題。
有毒和窒息氣體
動物排泄物（尿液和糞便）的微生物降解產生的幾種有毒和窒息性氣體可能與牲畜圈養有關。 廢物通常以液體形式儲存在建築物下方、板條地板上方或建築物外的水箱或潟湖中。 這種糞便儲存系統通常是厭氧的，會導致形成許多有毒氣體（見表 1）（Donham、Yeggy 和 Dauge 1988）。 另請參閱本章中的“糞便和廢物處理”一文。
表 1. 在豬圈舍建築氣氛中鑑定出的化合物
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2-丙醇 |
乙醇 |
丙酸異丙酯 |
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3-戊酮 |
甲酸乙酯 |
異戊酸 |
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乙醛 |
乙胺 |
甲烷 |
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醋酸 |
甲醛 |
醋酸甲酯 |
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丙酮 |
庚醛 |
甲胺 |
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氨 |
雜環氮化合物 |
甲硫醇 |
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n-丁醇 |
己醛 |
辛醛 |
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n-丁基 |
硫化氫 |
n-丙醇 |
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丁酸 |
吲哚 |
丙酸 |
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二氧化碳 |
異丁醇 |
丙醛 |
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一氧化碳 |
乙酸異丁酯 |
丙酸丙酯 |
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十醛 |
異丁醛 |
溜冰鞋 |
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二乙硫醚 |
異丁酸 |
三乙胺 |
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二甲基硫醚 |
異戊醇 |
三甲胺 |
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二硫化物 |
乙酸異丙酯 |
幾乎所有發生廢物厭氧消化的操作中都存在四種常見的有毒或窒息氣體：二氧化碳（CO2), 氨 (NH3), 硫化氫 (H2S)和甲烷(CH4). 分解動物糞便也可能產生少量一氧化碳 (CO)，但其主要來源是用於燃燒化石燃料的加熱器。 豬圈舍中這些氣體（以及顆粒物）的典型環境水平如表 2 所示。還列出了根據最近的研究（Donham 和 Reynolds 1995；Reynolds 等人 1996）在豬舍中推薦的最大暴露量和閾值限值美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH 1994) 設定的值 (TLV)。 這些 TLV 已被許多國家採納為法定限制。
表 2. 豬圈舍中各種氣體的環境水平
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氣 |
範圍 (ppm) |
典型環境濃度 (ppm) |
推薦的最大接觸濃度（ppm） |
閾限值（ppm） |
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CO |
0年到200年 |
42 |
50 |
50 |
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CO2 |
1,000年到10,000年 |
8,000 |
1,500 |
5,000 |
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NH3 |
5年到200年 |
81 |
7 |
25 |
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H2S |
0年到1,500年 |
4 |
5 |
10 |
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粉塵總量 |
2 至 15 毫克/立方米3 |
4 毫克/米3 |
2.5 毫克/米3 |
10 毫克/米3 |
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吸入性粉塵 |
0.10 至 1.0 毫克/立方米3 |
0.4 毫克/米3 |
0.23 毫克/米3 |
3 毫克/米3 |
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內毒素 |
50 至 500 納克/米3 |
200 納克/米3 |
100 納克/米3 |
（未建立） |
可以看出，在許多建築物中，至少有一種氣體（通常是幾種）超過了暴露限值。 應該注意的是，同時接觸這些有毒物質可能會產生疊加或協同作用——即使未超過單個 TLV，混合物的 TLV 也可能會超過。 冬季的濃度通常高於夏季，因為減少通風以保存熱量。
這些氣體與工人的幾種急性病症有關。 H2S 與許多動物突然死亡和數起人類死亡有關（Donham 和 Knapp 1982）。 大多數急性病例發生在糞坑被攪動或清空後不久，這可能導致大量急性毒性 HXNUMX 突然釋放2S. 在其他致命案例中，糞坑最近被清空，進入糞坑進行檢查、維修或取回掉落物體的工人在沒有任何預警的情況下倒塌。 這些急性中毒病例的可用驗屍結果顯示，大量肺水腫是唯一值得注意的發現。 這種損傷，結合病史，與硫化氫中毒相容。 旁觀者的救援嘗試往往導致多人死亡。 因此，應告知圈養工作人員所涉及的風險，並建議在未對是否存在有毒氣體進行測試、配備呼吸器並自行供氧、確保充分通風並至少有兩名其他工作人員站立的情況下，切勿進入糞便儲存設施通過，用繩子系在進入的工人身上，這樣他們就可以在不危及自己的情況下進行救援。 應該有一個書面的密閉空間計劃。
一氧化碳也可能以急性毒性水平存在。 大氣濃度為 200 至 400 ppm 時豬的流產問題和人類的亞急性症狀，例如慢性頭痛和噁心，已在豬圈養系統中記錄。 對人類胎兒可能產生的影響也應引起關注。 CO 的主要來源是功能不正常的碳氫化合物燃燒加熱裝置。 豬圈舍內積聚的大量灰塵使得加熱器難以保持正常工作狀態。 以丙烷為燃料的輻射加熱器也是較低水平 CO（例如 100 至 300 ppm）的常見來源。 可能在建築物內運行的由內燃機驅動的高壓清洗機是另一個來源； 應安裝一氧化碳警報器。
當通風系統出現故障時，會發生另一種非常危險的情況。 然後，氣體水平可能會迅速上升到臨界水平。 在這種情況下，主要問題是氧氣被其他氣體替代，主要是 CO2 由坑以及建築物中動物的呼吸活動產生。 可在短短 7 小時內達到致命條件。 關於豬的健康，溫暖天氣下的通風故障可能會使溫度和濕度在 3 小時內增加到致命水平。 應監測通風系統。
第四種潛在的急性危害來自 CH 的積累4，比空氣輕，從糞坑排出時，往往會積聚在建築物的上部。 CH 時發生了數起爆炸事件4 堆積物被指示燈或工人的焊槍點燃。
微粒的生物活性氣溶膠
禁閉建築物中的灰塵來源是飼料、豬的皮屑和毛髮以及乾燥的糞便材料（Donham 和 Scallon 1985）。 這些微粒含有約 24% 的蛋白質，因此不僅有可能引發對外來蛋白質的炎症反應，而且有可能引發不良的過敏反應。 大多數顆粒小於 5 微米，允許它們被吸入肺部深處，在那裡它們可能對健康產生更大的危害。 顆粒物中充滿微生物（104 到107/m3 空氣）。 這些微生物會產生多種有毒/炎症物質，其中包括內毒素（記錄最多的危害）、葡聚醣、組胺和蛋白酶。 表 2 列出了建議的最大粉塵濃度。建築物內存在的氣體和大氣中的細菌被吸附在粉塵顆粒的表面。 因此，吸入的顆粒具有將刺激性或有毒氣體以及潛在傳染性細菌帶入肺部的增加的潛在危險影響。
傳染性疾病
大約 25 種人畜共患疾病已被確認對農業工人具有職業意義。 其中許多可能直接或間接從牲畜傳播。 圈養系統中普遍存在的擁擠條件極有可能將人畜共患疾病從牲畜傳染給人類。 豬圈養環境可能會給工人傳播豬流感、鉤端螺旋體病、 豬鏈球菌 和沙門氏菌，例如。 家禽圈養環境可能存在鳥類病、組織胞漿菌病、紐卡斯爾病病毒和沙門氏菌的風險。 牛圈養可能會帶來 Q 熱的風險， 疣狀毛癬菌 （動物癬）和鉤端螺旋體病。
生物製品和抗生素也被認為是潛在的健康危害。 注射疫苗和各種生物製品通常用於動物圈養的獸醫預防性醫療計劃。 意外接種布魯氏菌疫苗和 大腸埃希氏菌 已觀察到細菌會導致人類生病。
抗生素通常用於腸胃外和摻入動物飼料中。 由於公認飼料是動物圈養建築物中灰塵的常見成分，因此假定空氣中也存在抗生素。 因此，抗生素超敏反應和抗生素耐藥性感染是對工人的潛在危害。
Noise
在動物圈養建築物內測得的噪音水平為 103 分貝； 這高於 TLV，並可能導致噪音引起的聽力損失（Donham、Yeggy 和 Dauge 1988）。
牲畜圈養工人的呼吸道症狀
無論牲畜的種類如何，牲畜圈養建築物內的一般呼吸系統危害都是相似的。 然而，與家禽或牛圈養相比，豬圈養對更大比例的工人（佔活躍工人的 25% 至 70%）的健康有不利影響，其症狀更嚴重（Rylander 等人，1989 年）。 家禽設施中的廢物通常以固體形式處理，在這種情況下，氨似乎是主要的氣態問題； 不存在硫化氫。
據觀察，圈養工作人員報告的亞急性或慢性呼吸道症狀最常與豬圈養有關。 對養豬場工人的調查顯示，大約 75% 的人患有不良的急性上呼吸道症狀。 這些症狀可分為三組：
- 呼吸道急性或慢性炎症（表現為支氣管炎）
- 獲得性職業性（非過敏性）氣道狹窄（哮喘）
- 具有全身症狀的遲發性自限性發熱性疾病（有機粉塵中毒綜合徵 (ODTS)）。
提示上呼吸道慢性炎症的症狀很常見； 他們在大約 70% 的豬圈養工人身上可見。 最常見的症狀包括胸悶、咳嗽、氣喘和多痰。
大約 5% 的工人在建築物內工作僅幾週後就會出現症狀。 症狀包括胸悶、氣喘和呼吸困難。 通常這些工人受到的影響如此嚴重，以至於他們被迫到別處尋找工作。 目前還沒有足夠的證據表明這種反應是對粉塵和氣體的過敏性超敏反應還是非過敏性超敏反應。 更典型的是，接觸 5 年後會出現支氣管炎和哮喘症狀。
大約 30% 的工人偶爾會出現遲發症狀。 在大樓工作後大約 4 到 6 小時，他們會出現類似流感的疾病，表現為發燒、頭痛、不適、全身肌肉酸痛和胸痛。 他們通常會在 24 到 72 小時內從這些症狀中恢復過來。 這種綜合徵已被確認為 ODTS。
對於這些工人來說，慢性肺損傷的可能性似乎是真實存在的。 然而，到目前為止，這還沒有被記錄下來。 建議遵循某些程序，以防止長期和急性接觸豬圈舍中的有害物質。 表 3 總結了豬圈養工人的醫療狀況。
表 3. 與生豬生產相關的呼吸道疾病
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上呼吸道疾病 |
鼻竇炎 |
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下呼吸道疾病 |
職業性哮喘 |
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間質性疾病 |
肺泡炎 |
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全身性疾病 |
有機粉塵中毒綜合症 (ODTS) |
資料來源：Donham、Zavala 和 Merchant 1984； 多斯曼等。 1988; 哈格林德和萊蘭德 1987 年； 哈里斯和克倫威爾 1982； 希德里克等人。 1991; 霍爾尼斯等人。 1987; 艾弗森等人。 1988; 瓊斯等。 1984; Leistikow 等人。 1989; 倫哈特 1984； Rylander 和 Essle 1990； 萊蘭德、彼得森和多納姆 1990 年； 特納和尼科爾斯 1995。
工人保護
急性接觸硫化氫。 應始終注意避免接觸 H2攪拌厭氧液體肥料儲罐時可能會釋放出 S。 如果倉庫在建築物下面，最好在清空程序進行時和之後的幾個小時內遠離建築物，直到空氣採樣表明它是安全的。 在此期間通風應處於最高水平。 在未採取上述安全措施的情況下，切勿進入液體肥料儲存設施。
微粒暴露。 應該使用簡單的管理程序，例如使用旨在盡可能多地消除飼料粉塵的自動飼餵設備來控制微粒暴露。 在飼料中添加額外的脂肪、經常對雞舍進行強力清洗以及安裝清潔效果好的漏縫地板都是行之有效的控制措施。 目前正在研究油霧防塵系統，將來可能會面世。 除了良好的工程控制外，還應佩戴質量好的防塵口罩。
噪聲。 應提供並佩戴護耳器，尤其是在建築物內工作以便為動物接種疫苗或進行其他管理程序時。 應制定聽力保護計劃。