豚病会報
資No.
69 201713

料
畜舎空気中微生物の低減化に対する取り組み
勝田賢1)、名出貴紀2)、池口厚男2)、中久保亮3)、宮﨑綾子1)（1)
国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構 動物衛生研究部門、2)
国立大学法人 宇都宮大学農学部、
3)
国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構 畜産研究部門）

Katsuda,K.
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キーワード：エアロゾル、空気中微生物、微酸性水、
光触媒

宮大学、農研機構・畜産研究部門などの機関と共同研究を実施している。今回、これらの共同研究において見えてきた畜舎での空気中微生物低減技術の現状とそはじめにの問題点について紹介したい。

養豚や養鶏では施設型畜産の進展に伴った大規模化・集約化により、国内の畜産物消費の需要増加に対エアロゾルと空気中微生物応して来ており、近年は肉用牛や乳用牛においても数エアロゾルは空気中に浮遊する微小な液体または固千頭を飼育する大規模農場が認められる。しかし、生体の粒子と定義され、その生成過程の違いから粉塵、産性向上を目的として行われてきた畜産の大規模化・フェーム、ミスト、煤塵などと呼ばれている。性状は、集約化に伴い、農場での微生物蓄積が起こりストレスエアロゾルの粒径や化学組成、形状、光学的・電気的増加も加わって多様な疾病の常在化や感染症の発生リ特性など複数の要因によって表され、極めて複雑であスクが増大するなどの弊害も生じている。このため、

る4)。

規模拡大が必ずしも生産性向上に結びついていない事

畜産におけるエアロゾルの発生源は、飼養動物の例も認められる。Ｈ２
７年度畜産統計よれば、我が国で咳・くしゃみ・吐息など呼吸器に由来するものが挙げは４，８３０農場において９３１，３００頭の豚が飼養されており、られる。ヒトでは咳やくしゃみで１００万個/回のエアロ

１戸当たりの平均飼養頭数は昭和５５年度の２７．
２倍のゾルが発生することが報告されている7)。また、畜舎で１，９２８．
２頭となる。１戸当たりの飼養頭数の増加に伴は排尿や排便時の飛沫や乾燥した糞便、敷料や飼料もい離乳後死亡率も増加傾向にあり平成２１年度養豚基礎エアロゾルの発生源になる。豚舎内でのエアロゾル濃調査によれば１０％前後で推移しており、離乳豚の死亡度は１．
３～２３．
５mg/m3程度で、豚舎内エアロゾルの８０原因の約７割は肺炎等の呼吸器病と報告されている。

～９０％は餌由来、２～８％は糞尿由来、２～１２％は豚

豚の呼吸器病は、複数のウイルスや細菌などの病原体

10)の体（ふけ等）由来と報告されている1,。エアロゾルが関与することや、不適切な飼育密度、低い換気率、の発生は気温や湿度などの気象条件に影響を受け、畜気温の日較差、畜舎内の粉塵やアンモニア濃度などの舎でのエアロゾルの発生やその濃度は、温度、湿度、環境要因が複雑に関与することから、生産現場では豚重力、気流、家畜の活動状況などの影響を受ける。こ呼吸器病症候群とも呼ばれている。豚の呼吸器病は一のため給餌時や日中家畜の活動が活発となる時間に高年を通して発生するが、特に保温のため換気量が低下くなる傾向があり、家畜の活動と密接に関連している

し、畜舎内の粉塵や空気中微生物が増加する時期に発と考えられる9)。

生が多い傾向にある。このため、畜舎内の粉塵や空気エアロゾルの沈降速度はエアロゾル粒子の大きさと中微生物などを低減することは、呼吸器病発生を抑え、関連しており、粒径１０nm の粒子の沈降速度は０．
０３

生産性向上に繋がると考えられる。

cm/hr、粒径１０００nm の粒子の沈降速度は１２．
５cm/hr

現在、農研機構・動物衛生研究部門では、畜舎空気とされている11)。また、粒径５mm 以下のエアロゾル

中微生物低減技術の開発を目指し、国立大学法人宇都

粒子は気流と共に動くが、それより大きな粒子では重14Pr
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gVetSocNo.
69 2017

力の影響を受けるので気流とは異なった動きをする。

以上のことから、空気中一般細菌数とエアロゾル個微生物は単体で空気中に浮遊することはなく、エア数および質量濃度とに強い正の相関が認められ、リアロゾルとして空気中に浮遊している。エアロゾル粒子

ルタイム測定が可能なエアロゾル濃度を畜舎空気中微が細菌やウイルス等の微生物、花粉、生体断片などで生物数の制御指標として用いることが可能であると考構成されるとバイオエアロゾルと呼ばれる4)。さらにえられる。また、エアロゾル濃度と空気中の病原微生

バイオエアロゾルが感染性微生物を含んでいる場合に物消長とについては、PRRSV以外の病原ウイルスもは感染症や伝染病を媒介しうると考えられ、感染性エ含めて今後より詳細に検討する必要がある。

13)
アロゾルと呼ばれている3,。空気感染は感染性エアエアロゾルや空気中微生物の主要な発生源が家畜なロゾルを吸入することによって病原体に感染することので飼育中のエアロゾルや空気中微生物数をゼロにすであり、①感染性エアロゾルの発生、②感受性動物へることは不可能である。しかし、給餌や家畜の活動時の伝播、③感受性動物による吸入と感染の３つのスに増加するエアロゾル濃度のピークを抑えることは可テップから成り立っている14)。

能と考えられる。また、豚舎や鶏舎において空気中の感染性エアロゾルに含まれる病原体の濃度は、豚群一般細菌数とエアロゾル濃度との間には高い正の相関内における感染動物数と感染の持続期間に依存する。

が認められた。このためエアロゾルの発生を抑えるこ豚群に感染動物が多いほど発生源からの感染性エアロとが畜舎内の空気中微生物低減にも繋がると考えられゾル飛散量が多くなり、また、感受性動物が絶え間なる。これ以降は、これまでに我々が畜舎内のエアロゾく感染し群内で伝染病が持続するような状況であればルや空気中微生物を低減させるために行った試験につ発生源からの飛散持続時間は長くなる。

いて紹介したい。

閉鎖型離乳豚舎の空気中微生物とエアロゾル濃度

電気集塵によるエアロゾルおよび微生物低減の関係

電気集塵とは静電気力を利用した集塵方式で、直流３０日齢から７０日齢の離乳豚約１２０頭が収容可能であ

高電圧によってコロナ放電を発生させ、空気中のエアる閉鎖型コンテナ式離乳豚舎（１２m×２．
２m×２．
２m）ロゾルなどの粒子を帯電させて、この帯電粒子を静電内のエアロゾル濃度と空気中微生物濃度の関係を調査

気力で捕集する方法で、家庭用空気清浄機にも利用さしたところ、エアロゾル濃度と空気中の一般細菌数にれている。

は相関が認められ、特に粒径５．
０mm 以上のエアロゾルコンテナ型離乳豚舎（１２m×２．
２m×２．
２m）に市販と一般細菌数には強い正の相関が認められた（R＝の電気集塵式空気清浄機（ダイキン：ACEF
１２LW）

０．
７８）。また、冬季（２－３月）には舎内温度維持のたを通風量１２m3として２機設置し、１時間稼働後の空気め、夏季（９－１０月）と比較して換気回数が約２５％清浄効果をエアロゾル濃度および空気中一般細菌数を（１時間当たり１１回）減少し、それに伴い、畜舎内エア指標として評価した。電気集塵式空気清浄機の稼働に

ロゾル質量濃度と空気中一般細菌数はそれぞれ夏季によりエアロゾル個数濃度はいずれの粒子径レンジにお平均２．
８mg/m3および平均３．
８万 CFU/m3であったもいても７０～８０％削減され、畜舎空気中一般細菌数は平のが、冬期にはそれぞれ平均６．
２mg/m3（約２．
２倍）お均して約８０％削減された（図１）。豚舎空気中のウイル

よび平均２３万 CFU/m3（約６．
０倍）となり、換気回数がスに対する影響は確認できなかったが、コンテナ型離減少する冬期に上昇する傾向が認められた。豚の導入

乳豚舎への電気集塵式空気清浄機の設置は有効な空気後日数、活動状況および飼育頭数の変化に伴ってエア清浄化手法であると考えられた。今後は電気集塵式空ロゾル濃度と空気中一般細菌数は増減し、特に、豚の気清浄機の長期設置試験を実施してエアロゾルや空気活動が活発であった時期にエアロゾル質量濃度が最高中微生物に対する影響に加え、豚の発育や損耗率に対８．
３mg/m3に達し、この時期に空気検体より豚繁殖呼する効果についても調査する必要がある。

吸障害症候群ウイルス（PRRSV）遺伝子が検出されたことから、空気中の同ウイルス遺伝子は高エアロゾル微酸性次亜塩素酸水のミスト噴霧濃度と関連して検出される可能性があると考えられた。

微酸性次亜塩素酸水（微酸性水）は HClまたは塩化

尚、試験対象の離乳豚舎豚では豚の口腔液からも同ウナトリウム水溶液を電気分解することにより得られる

イルス遺伝子が検出されている8)。

次亜塩素酸（HOCl）を主成分とする水溶液で、ph５．
０豚病会報No.
69 201715～６．
５の酸性域で高い殺菌効果を呈する。生体への影ト噴霧による明確なエアロゾル低減効果は認められな響がないことから食品工場や病院・介護施設などで広かった。これは噴霧時間が短いためインターバル中にく使用されている2)。畜産分野でも豚舎や鶏舎でミス発生・再飛散するエアロゾルや空気中細菌が、ミスト

ト噴霧により暑熱対策や畜舎内エアロゾル対策への利噴霧による削減効果を打ち消したとためと考えられた。

用が期待されている消毒資材である。我々が実験施設

このため、ミスト噴霧はコンテナ型離乳豚舎の空気清内や畜舎において実施した微酸性水の噴霧効果試験に浄化手法にはあまり適さないと考えられた。一方、沖ついて紹介する。

縄県畜産研究センターが実施した、開放型豚舎でのミ実験施設内における効果判定試験は、動物衛生研究

スト噴霧試験では、損耗率の低下や細菌数の減少が認所内 BSL
２動物実験施設内の密閉空間内に大腸菌と豚められ、また、噴霧により畜舎内温度の低下が認めらサペロウイルスを噴霧後、微酸性水をミスト噴霧し、れることから暑熱対策への有用性など示されている 5)。

空気中微生物の低減効果を無噴霧および蒸留水噴霧と比較した。

光触媒換気装置による微生物低減の試み

微酸性水や蒸留水を噴霧することで、無噴霧に比較

光触媒は、紫外線などに反応して触媒作用を示す物

して空気中微生物数や落下細菌数の減少が認められた。

質の総称で、植物の光合成も光触媒反応に含まれる。

また、蒸留水噴霧に比較して微酸性水の方が、空気中現在、実用化されている代表的な光触媒として、二酸微生物に対して高い低減効果が認められた。これは、化チタンが広く知られている。二酸化チタン光触媒材

微酸性水による消毒作用により、噴霧したウイルスや料はセルフクリーニング機能を有していることから、細菌が減少したためと考えられる。

二酸化チタンを塗布したガラスやタイル、自動車の窓コンテナ型離乳豚舎（１１．
９m×２．
２m×２．
１５m）でやミラー、建物の外壁等、身近なところに利用されての試験では、微酸性水の２１分間の間欠噴霧（噴霧量いる。また、消臭・脱臭、抗菌・殺菌、有害物質の除（９．
６９g/m3/min））により、エアロゾル質量濃度は約去機能なども有しており、環境分野での幅広い応用が５０％低減し、落下細菌数は約５０％低減する効果が認め可能と考えられている12)。畜産分野においても畜舎排られたが、空気中一般細菌に対する低減効果や５mm水の脱色処理や光触媒を利用した脱臭技術の開発など未満の粒子径のエアロゾル低減効果は確認されなかっの研究が行われている。

た。また、噴霧に伴い畜体・床面のぬれや湿度の上昇

光触媒の大腸菌や黄色ブドウ球菌などの細菌に対すが認められた。豚体表へのミスト付着を回避するため、

12)
る不活化効果については既に報告されているが 6,、噴霧条件変更した場合（ミスト粒径７．
６mm、噴霧時間

抗ウイルス効果についてはファージを用いた報告がさ

１分、インターバル３分、噴霧量２６０mL/min）、ミスれているだけで、家畜由来のウイルスに対する不活化

16

効果は不明であった。そこで実験室において豚サペロ

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gVetSocNo.
69 2017に確認していく必要がある。

ウイルスおよび豚コロナウイルスに対する効果判定試
験を実施した。光触媒の作用により、豚サペロウイル

引用文献

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活化効果が認められた。

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光触媒による空気清浄を目的とした光触媒空気循環

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細菌数の有意な減少が確認されている（図２）。

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寒冷地では冬季に畜舎内温度の低下を防ぐために換

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下は殆ど起こすことなく、畜舎内の空気を清浄化出来

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ると考えられる。本装置を長期間設置している養豚場

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では、設置前と比較して死亡率の低下、発育良好、屠

環境コントロールシステム、豚生産向上煙霧シス畜場での肺炎スコアの改善などの効果が認められていテム開発．沖縄県畜産研究センター試験研究報告，る（詳細なデータは現在集計中）。本装置については畜

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空気中ウイルスに対する効果については、今後、詳細

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