Uciążliwość zapachowa/Zapachowa uciążliwość emitorów – przykłady/Fermy trzody chlewnej
| « | Uciążliwość zapachowa Zapachowa uciążliwość emitorów – przykłady |
» |
| Standardy zapachowej jakości powietrza | Metody dezodoryzacji gazów |
| « | *** Fermy trzody chlewnej |
» |
| Wstęp | Fermy norek |
Fermy trzody chlewnej[edytuj]
Zapobieganie zapachowej uciążliwości w otoczeniu ferm może polegać na wykorzystaniu informacji o „odorach” emitowanych z obiektów określonego typu. Charakterystyczne dla tej działalności wartości emisji pozwalają opracowywać raporty o oddziaływaniu na środowisko, które uwzględniają zasięg uciążliwości, która prawdopodobnie nie będzie akceptowalna. Pojęcie „emisja” dotyczy wszystkich odorantów, których ilość jest określana olfaktometrycznie (np. zgodnie z normą PN-EN13725)[1][2], lub zidentyfikowanych związków chemicznych – składników emitowanych mieszanin zanieczyszczeń.
Znana wartość wskaźnika emisji zapachowej umożliwia określanie zasięgu ponadnormatywnej uciążliwości zapachowej w otoczeniu ferm o różnej wielkości. Obliczenia są wykonywane metodami matematycznego modelowania procesu rozprzestrzeniania się odorantów[3][4][5].
Ogólna charakterystyka fermy jako źródła emisji[edytuj]
Wytyczne dotyczące technologii i instalacji stosowanych w hodowli inwentarza w krajach Unii Europejskiej zawiera dokument BAT: Reference Document on Best Available Techniques for Intensive Rearing of Polutry and Pigs, opracowany przez Techniczną Grupę Roboczą przy Europejskim biurze IPPC w Sewilli. Według Dyrektywy IPPC 96/91/EC o „instalacji do intensywnego chowu świń” mówi się wtedy, gdy ferma posiada powyżej 2000 stanowisk dla chowu świń o wadze powyżej 30 kg lub 750 stanowisk dla loch. Dyrektywa dotyczy działalności zasadniczej oraz niektórych działań, które są bezpośrednio z nią związane, a wywierają duży wpływ na środowisko (np. rozprowadzanie odchodów zwierzęcych na grunty rolne)[6].
-
Chlewnia
w Kearsley Farm, Matfen -
Wnętrze
chlewni -
Otwarty zbiornik
z gnojowicą
w Kölkebeck, Westfalia -
Cysterny z gnojowicą
w Pachington Piggery -
Chów przemysłowy jest prowadzony w cyklach zamkniętych, w dobrze wentylowanych budynkach z centralnym ogrzewaniem. Prosięta są odsadzane od macior wcześniej niż w chowie tradycyjnym, po czym przenosi się je do warchlakarni. Odchowane warchlaki (30-40 kg) są przenoszone do budynków tuczu (w obrębie tej samej fermy lub specjalistycznej tuczarni).
W warchlakarniach i tuczarniach podłoga jest zwykle częściowo lub całkowicie rusztowa. Nie używa się słomy lub używa się jej mało. Boksy są rozmieszczone w jednym lub dwóch rzędach (z jednej lub z obu stron przejścia)[6].
Odchody ciekłe mogą być gromadzone pod rusztowaniem podłogi chlewni. Okres przechowywania może wynosić od jednego do kilku tygodni. Następnie są one grawitacyjnie lub pompą przetłaczane do zbiorczego dołu lub wprost do magazynu. Stosuje się zbiorniki ziemne lub stawy o zróżnicowanej konstrukcji (otwarte lub przykryte). Na niektórych fermach płynne odchody są mieszane z zużytą ściółką i kompostowane (tlenowa biodegradacja). Procesy fermentacji beztlenowej są przeprowadzane w biogazowniach. Uzyskuje się metan i ustabilizowany osad, stosowany jako nawóz[6][7].
Emitowane zanieczyszczenia powietrza[edytuj]
Z ferm świń, podobnie jak np. ze składowisk odpadów komunalnych, kompostowni, oczyszczalnie ścieków lub wytwórni mączki rybnej i mięsno−kostnej), emitowane są gazowe produkty naturalnych procesów biodegradacji biomasy (roślinnej i zwierzęcej), np. rozkładu białek. Są to wieloskładnikowe mieszaniny zanieczyszczeń powietrza (odorantów i związków bezwonnych), zawierające liczne nieprzyjemnie pachnące zanieczyszczenia o niskich progach węchowej wyczuwalności, np. amoniak, siarkowodór, związki siarkoorganiczne, aminy, kwasy tłuszczowe. Zapach mieszanin jest nieprzewidywalny – badania zmierzające do opracowania modeli interakcji węchowych są mało zaawansowane[8].
-
Aminy I rz. -
Aminy II rz. -
Aminy III rz. -
Disulfidy -
Sulfidy -
Tiole
| Faza i sposób chowu | NH3 | CH4 | N2O | |
| Lochy prośne | 0,4–4,2 | 21,1 | brak danych | |
| Lochy oprosione | 0,8–9,0 | brak danych | ||
| Prosiaki | 0,06–0,08 | 3,9 | brak danych | |
| Tuczniki | podłoże rusztowe | 1,35–3,0 | 2,8–4,5 | 0,02–0,15 |
| częściowo rusztowe | 0,9–2,4 | 4,2–11,1 | 0,59–3,44 | |
| ściółka na gładkiej podłodze | 2,1–4,0 | 0,9–1,1 | 0,05–2,4 | |
W czasie ocen oddziaływania ferm na środowisko są brane pod uwagę emisje gazowych zanieczyszczeń gleby, wody i powietrza oraz emisja pyłów i hałasu. W zakresie ochrony powietrza atmosferycznego największą wagę przywiązuje się do problemów związanych z emisją amoniaku, który przyczynia się do zakwaszenia środowiska w wyniku nitryfikacji i niekorzystnie działa na organizm człowieka.
W Północnej Karolinie określono wartość wskaźnika emisji, równą ok. 7 kg NH3/sztuka·rok[9][10]. Wielkości wskaźników zależą od sposobu chowu. Zakres zmienności ilustrują dane zestawione w tabeli[6].
Wartości wskaźników emisji amoniaku pozwalają obliczyć, na jakim obszarze otoczenia nowej fermy mogą być przekraczane wartości stężenia, wskazane przez odpowiednie urzędy. W Polsce ustalono, że poziom 400µg/m3 nie powinien być przekraczany częściej niż przez 0,2% czasu roku[11]. Mimo że ten standard jest zwykle dotrzymywany, skargi na zapachową uciążliwość hodowli często dominują wśród łącznej liczby skarg na jakość powietrza[12].
Pomiar wskaźnika emisji zapachowej[edytuj]
Podstawowymi instrumentami ochrony zapachowej jakości powietrza są[8]:
- techniki olfaktometrycznych pomiarów emisji zapachowej (emisji odorantów) z istniejących instalacji; w krajach Unii Europejskiej emisja jest wyznaczana metodą olfaktometrii dynamicznej (wg PN–EN 13725:2007) i wyrażana jako liczba jednostek zapachowych emitowanych w jednostce czasu[1]
- metody matematycznego modelowania procesu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza w otoczeniu instalacji (zobacz: załącznik do rozporządzenia MŚ w sprawie poziomów odniesienia[11])
Wartości przewidywanej emisji zapachowej z nowych ferm są obliczane z użyciem wskaźników emisji zapachowej. Wskaźniki wyznacza się w analogicznych obiektach istniejących, jako ilorazy emisji zapachowej z fermy określonego rodzaju (np. tuczarnia, odkryte zbiorniki gnojowicy) przez liczbę zwierząt na tej fermie[13][14].
Organizacja pomiarów[edytuj]
Liczbowe wartości wskaźników emisji odorantów z ferm trzody chlewnej wyznacza się doświadczalnie, analogicznie jak wskaźniki emisji innych zanieczyszczeń powietrza (np. amoniaku). Pomiary emisji polegają na równoczesnym określaniu wielkości strumienia (strumień objętości) emitowanych gazów i zapachowego stężenia zanieczyszczeń tych gazów. Poszukiwane są wartości średnie oraz maksymalne odniesione do skali roku, co wymaga wykonywania pomiarów wielokrotnie, w różnych sytuacjach technologicznych i meteorologicznych. Po wykonaniu badań określa się statystyczny rozkład zgromadzonych danych (w tym np. wartość średnią, maksymalną, percentyl 75% i inne).
| Chlewnia | Gnojowica |
| 4600 | 4041 |
| 2846 | 2492 |
| 6500 | 3387 |
| 5348 | 5444 |
| 9592 | 5814 |
| 4200 | 4673 |
| 4980 | 5099 |
| 5500 | 3276 |
| 2498 | 3854 |
| 3900 | 6079 |
| 2236 | 3688 |
| 4035 | 7400 |
| 2958 | 3140 |
| 3111 | 5138 |
Poniżej przedstawiono przykład oznaczeń wskaźnika emisji, wykonanych z udziałem grupy studentów ZUT w Szczecinie w jednej z dużych term tuczu (okres badań: wrzesień 2008)[15].
Pobieranie próbek[edytuj]
Próbki do pomiarów olfaktometrycznych pobierano w jednej z kilkunastu standardowych chlewni oraz z fragmentu powierzchni zbiornika gnojowicy. Próbki były pobierane do worków z folii Nalophan (PET), zgodnie z PN–EN 13725. Próbki powietrza wentylacyjnego z chlewni pobierano metodą płuca, mierząc równocześnie wielkość strumienia gazów. Do pobierania próbek znad powierzchni gnojowicy stosowano pływający kołpak, pod który wprowadzano znany strumień czystego powietrza. Po wielokrotnej wymianie powietrza pod kołpakiem ustala się stan dynamicznej równowagi (stałe stężenie odorantów, zależne od szybkości przepływu powietrza i szybkości uwalniania odorantów z powierzchni pod kołpakiem). Po ustaleniu się tego stanu ilość odorantów w próbce strumienia wylotowego, pobranej do worka, jest równa ilości uwolnionej w czasie pobierania próbki z osłoniętej kołpakiem powierzchni gnojowicy[15].
Pomiar stężenia zapachowego[edytuj]
Stężenie zapachowe w pobranych próbkach oznaczano zespołowo z użyciem dynamicznego olfaktometru TO7. Jedna wartość stężenia cod [ouE/m³] (wynik pomiaru) była obliczana na podstawie ocen zapachu co najmniej trzech serii rozcieńczeń badanej próbki czystym powietrzem przez co najmniej cztery osoby. Część wyników, zgromadzonych w czasie dwóch tygodni badań, zestawiono w tabeli. Ilustrują dużą zmienność stężenia zapachowego w powietrzu wentylacyjnym z chlewni i w powietrzu przepuszczanym nad powierzchnią gnojowicy (stężenia od ok. 2200 ouE/m³ do ok. 9600 ouE/m³)[15].
Obliczanie wskaźnika emisji[edytuj]
Na podstawie zbioru wyników pomiarów stężenia zapachowego w strumieniu powietrza wentylacyjnego z chlewni (525 tuczników, III faza tuczu) oraz pomiarów wielkości tego strumienia określono średnią wartość emisji zapachowej z chlewni (13304 ouE/s) i wartość maksymalną (40770 ouE/s) oraz odpowiednie wartości wskaźnika emisji zapachowej:
- — średni: 25 ouE/s/sztuka
- — maksymalny: 78 ouE/s/sztuka
Mniejsze wartości wskaźników uzyskano w odniesieniu do całej fermy, na której znajdują się pawilony z tucznikami w I, II i III fazie tuczu. Zakładając, że proporcja wskaźników emisji w trzech kolejnych fazach tuczu wynosi 1 : 2 : 4[16] stwierdzono, że przeciętny wskaźnik emisji, odniesiony do jednego tucznika na fermie, wynosi[15][17]:
- — średnia: 16 ouE/s/sztuka
- — górny kwartyl zbioru danych: 45 ouE/s/sztuka
Zestawienie wskaźników emisji z różnych ferm trzody chlewnej[edytuj]
W krajach Europy Zachodniej i Ameryki oznaczania wskaźników emisji odorantów z ferm trzody chlewnej są wykonywane od wielu lat. W tabelach zawarto przykłady wskaźników emisji wyznaczonych w Stanach Zjednoczonych w latach 1990.[13] oraz w Wielkiej Brytanii, Holandii i Belgii w latach 1995–2000[14].
| Faza chowu | Sezon | Stężenie zapachowe | Wskaźnik emisji |
| ou[18] / m3 | ou/s/sztuka | ||
| Lochy | Lato | 434 | 12,18 |
| Lochy | Zima | 619 | 9,79 |
| Lochy karmiące | Lato | 836 | 39,56 |
| Lochy karmiące | Zima | 876 | 31,44 |
| Prosięta odsadzone od macior | Lato | 2856 | 7,7 |
| Prosięta odsadzone od macior | Zima | 1557 | 3,18 |
| Tuczniki - pasza o niskim pH | Lato | 892 | 16,62 |
| Tuczniki - pasza o niskim pH | Zima | 1019 | 12,15 |
| Tuczniki - ferma wielofazowa | Lato | 1245 | 18,57 |
| Tuczniki - ferma wielofazowa | Zima | 854 | 5,5 |
| Kraj | Klasa chowu | Wskaźnik emisji, ouE/s/sztuka |
| Holandia | Tuczniki | 22,4 (8–85) |
| Holandia | Lochy | 19 (8–37) |
| Holandia | Warchlaki | 16,3 (8–36) |
| Belgia | Tuczniki – rok | 25 |
| Belgia | Tuczniki – lato | 32,7 |
| Belgia | Tuczniki – zima | 15,4 |
| Belgia | Lochy – rok | 44,6 |
| Belgia | Lochy – lato | 52,6 |
| Belgia | Lochy – zima | 34,8 |
| Wielka Brytania | Tuczniki | 18,7 (maks. 46,8) |
Prognozowanie zasięgu uciążliwości nowych ferm[edytuj]
Wartości wskaźników emisji odorantów są wykorzystywane w czasie rozpatrywania wniosków o uruchomienie nowych działalności – potencjalnie uciążliwych. Przewidywaną emisję zapachową oblicza się mnożąc odpowiedni wskaźnik emisji przez natężenie planowanej działalności (np. liczba stanowisk dla tuczników na fermie). [Modelowanie dyspersji odorantów umożliwia obliczenie, czy po uruchomieniu takiej działalności będą dotrzymane standardy zapachowej jakości powietrza, najczęściej wyrażane jako najwyższa akceptowalna częstość przekraczania progu rozpoznawalności zapachu w skali roku (podstawą są odpowiednie róże wiatrów)[19][20][21][22][8].
Wynikiem modelowania rozprzestrzeniania się odorantów w warunkach meteorologicznych, które charakteryzują krótszy okres (np. dobę), są np. średnie i maksymalne wartości stężenia zapachowego w tych warunkach w różnych punktach otoczenia instalacji. Wyniki terenowych pomiarów stężenia zapachowego w tzw. smudze zanieczyszczeń (w punktach leżących po zawietrznej stronie instalacji) są podstawą ocen poprawności założeń dotyczących emisji zapachowej.
Weryfikacja wyników modelowania dyspersji[edytuj]
Weryfikacja może polegać na wykonywaniu pomiarów:
- długofalowych, obejmujących wszystkie fazy chowu (cykl produkcyjny) i różne sytuacje meteorologiczne (np. weryfikacja wyników obliczeń wykonanych na podstawie róży wiatrów),
- ograniczonych do kilku wybranych sytuacji meteorologicznych (np. weryfikacja obliczeń dotyczących doby, na podstawie pomiarów w „smudze zanieczyszczeń”).
Stężenie zapachowe w smudze zanieczyszczeń oznacza się metodą zespołowego skalowania intensywności zapachu lub z użyciem olfaktometrów terenowych Nasal Ranger. Obie techniki terenowych pomiarów olfaktometrycznych w smudze zastosowano w czasie badań wykonanych w otoczeniu jednej z ferm tuczu w roku 2008. Potwierdzono poprawność prognozy opracowanej metodą modelowania dyspersji przy założeniu, że wskaźnik emisji mieści się w zakresie 20–30 ouE/s/tucznik[23][22].
-
Protokół indywidualnych ocen intensywności zapachu w smudze -
Zespół w czasie skalowania intensywności zapachu -
Studentki ZUT z olfaktometrami Nasal Ranger
Przypisy
- ↑ 1,0 1,1 Polski Komitet Normalizacyjny, NKP 280: Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej (pol.). PKN Warszawa, 2007. [dostęp 2012-01-31].
- ↑ J. Kośmider, B. Krajewska. Normalizacja olfaktometrii dynamicznej. Podstawowe pojęcia i jednostki miar. „Normalizacja”, s. 15-22, 2005 (pol.).
- ↑ B. Krajewska, J. Kośmider. Standardy zapachowej jakości powietrza. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”. 39 (6), s. 181–191, 2005 (pol.).
- ↑ Environment. Agency, UK 2002: Technical Guidance Note – Integrated Pollution Prevention and Control; Horizontal Guidance for Odour; IPPC H4 part 1 – Regulation and Permitting (draft 2002) (ang.). [dostęp 2012-o1-31].
- ↑ Odour policies, regulations in Australia and abroad (ang.). www.odour.unsw.edu.au. [dostęp 2012-01-31].opublikowany w url
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 Mihułka M. i wsp., Charakterystyka technologiczna hodowli drobiu i świń w Unii Europejskiej, Ministerstwo Środowiska, Warszawa, wrzesień 2003
- ↑ Produkcja energii z biogazu. www.poldanor.com.pl. [dostęp 2012-01-31].opublikowany w url
- ↑ 8,0 8,1 8,2 J. Kośmider, B. Mazur-Chrzanowska, B. Wyszyński: Odory. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002. ISBN 978-83-01-14525-5. [dostęp 2012.01.31]. (pol.)
- ↑ Shane Chetner, Doung Sasaki. Agricultural Air Emission Inventory for Alberta and Literature Reviev. , s. 18, November 16, 2001. Developed for fte Intensive Livestock Operations Working Group (ang.). Szablon {{Cytuj pismo}} z wykrytymi parametrami z nieprawidłościami:
Brakujące pola, które powinny być koniecznie podane: "czasopismo".
- ↑ Battye, W. Battye, C. Overcash, and S. Fudze. Development and selection of ammonia emission factors. „Final Report, EC/R Incorporated Durham, North Carolina 27707; EPA Contract Number 68-D3-0034, Work Assignment 0-3”, 2000.
- ↑ 11,0 11,1 Rozporządzenie ministra środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu. W: Dz.U, 2010, nr 16, poz.87 [on-line]. 2010. [dostęp 2012-01-31].
- ↑ Urszula Siwek. Klasyfikacja źródeł uciążliwości zapachowej powietrza na podstawie analizy skarg ludności. „Materiały Symp.: Intergrated Air Quality Control for Industrial and Commercial Sectors”, s. 291–301, 1997. Szczecin: Ekochem.
- ↑ 13,0 13,1 13,2 L.D. Jacobson, R.D. Moon, J. Bicudo, and et al.. "A summary of the literature related to air quality and odor." Generic environmental impact statement on animal agriculture, (H).. , s. H–46, 1999. Minnesota Planning (Agency) (ang.). [dostęp 2012-01-31]. Szablon {{Cytuj pismo}} z wykrytymi parametrami z nieprawidłościami:
O nieprawidłowej wartości pola: "czasopismo".
- ↑ 14,0 14,1 14,2 Odour Impacts and Odour Emission Control Measures for Intensive Agriculture (ang.). R&D Report Series No. 14, European Community, European Regional Development Fund., 2002. [dostęp 2012-01-31].
- ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 M. Friedrich, J. Kośmider). Oszacowanie wskaźnika emisji zapachowej. Przykład tuczu świń. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”, s. 37-44, 2010 (pol.).
- ↑ Hayes E.T., Curran T.P., Dodd, V.A.. Odour and ammonia emissions from intensive pig units in Ireland. „Bioresource Technology”. 97 (7), s. 950-948, 2006.
- ↑ Joanna Kośmider: Zapachowa uciążliwość chowu trzody chlewnej (pol.). W: Materiały Konferencji Baltic Green Belt' [on-line]. odory.zut.edu.pl, czerwiec 2010. [dostęp 2012-01-31].opublikowany w url
- ↑ W tabeli został użyty symbol jednostki zapachowej (odour unit, ou) bez dolnego indeksu E, ponieważ pomiary nie były wykonywane zgodnie z normą europejską
- ↑ G. Schauberger, M. Piringer, E. Petz. Calculating Direction-dependent Separation Distance by a Dispersion Model to avoid Livestock Odour Annoyance. „Biosystems Engineering”. 82 (1), s. 25–37, 2002. DOI: 10.1006 (ang.). [dostęp 2012-01-31].
- ↑ Susan S. Schiffman, Brevick G. Graham: Comparison of Odor Dispersion at Swine Facilities and a Waste Processing Center Using a Eulerian-Lagrangian Model (ang.). www.cals.ncsu.edu. [dostęp 2012-01-31].opublikowany w url
- ↑ M. Latos, P. Karageorgos, CH. Mpasiakos, N. Kalogerakis i inni. Dispersion Modeling of Odours Emitted from Pig Farms: Winter-Spring Measurements. „Global NEST Journal”. 12 (1), s. 46–53, 2010 (ang.). [dostęp 2012-01-31].
- ↑ 22,0 22,1 J. Kośmider: Oszacowanie zapachowej uciążliwości konwencjonalnej fermy tuczu świń (pol. • ang.). www.olores.org, 2010-09-21. [dostęp 2012-01-31].Szablon {{Cytuj stronę}} z wykrytymi parametrami z nieprawidłościami:
Nieznane pola używane przez szablon: "język2".
opublikowany w url - ↑ M. Friedrich, J. Kośmider. Weryfikacja prognozy zapachowej uciążliwości. Przykład fermy trzody chlewnej. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”, s. 128-136, 2009 (pol.).