Блог

Sep 01, 2023

Подкисление навоза для снижения выбросов аммиака и метана

3 апреля 2023 г. Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

3 апреля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Боннского университета

Серьезной проблемой является выброс аммиака в окружающую среду. Сельское хозяйство считается самым крупным загрязнителем — на него приходится 95 процентов этих выбросов в Германии. Бесцветный едкий газ токсичен в более высоких концентрациях. Более того, он может способствовать эвтрофикации водоемов и образовывать твердые частицы в результате реакции с другими загрязнителями воздуха.

Его преобразование в закись азота, парниковый газ, который примерно в 300 раз более вреден для климата, чем углекислый газ, считается особенно проблематичным. По оценкам, вклад закиси азота в глобальное потепление составляет около десяти процентов.

Поэтому ЕС теперь вводит национальные ограничения на выбросы аммиака для своих государств-членов. Но как этого можно достичь, не прибегая к дорогостоящему строительству или переоборудованию животноводческих помещений фермерам?

«За последние три года мы тестировали технологию, которую можно использовать для модернизации существующих коровников», — объясняет доктор Вероника Овермейер из Института сельскохозяйственной инженерии (ILT) Боннского университета.

Вместе со своими партнерами по проекту, компаниями SF-Soepenberg и Hölscher + Leuschner, исследователи использовали для этой цели проверенный метод: подкисление суспензии серной кислотой. Свиней и крупный рогатый скот часто содержат на так называемых решетчатых полах. Их экскременты падают через щели в полу в канал для навозной жижи внизу. Там они хранятся до тех пор, пока не будут использованы в качестве удобрения в начале следующего вегетационного периода.

«Аммиак постоянно выделяется из смеси фекалий и мочи», — говорит Овермейер. «Добавление кислоты приводит к тому, что аммиак присутствует в виде аммония, который не может уйти в газообразную форму и поэтому остается в суспензии». Этот механизм известен давно. В Германии, например, кислоту уже добавляют в часть навоза, когда его разбрасывают на полях. Однако это не позволяет контролировать выделение газа, которое происходит в коровнике или при хранении навоза.

Подкисление экскрементов непосредственно в шламовом канале при определенных обстоятельствах может быть опасным, поскольку может образовываться токсичный сероводород. «Вот почему мы вынесли этот процесс из коровника», — подчеркивает Овермейер: «Каждые несколько дней мы перекачиваем навоз в специальный резервуар для перемешивания, где он смешивается с серной кислотой. Свежеподкисленный навоз затем перекачивается обратно в навоз. канал."

Это означает, что его можно продолжать хранить в сарае, одновременно сокращая выбросы аммиака. В исследовании они упали чуть менее чем на 40 процентов. Если метод оптимизирован, возможны значения даже более 60 процентов. Выбросы аммиака при внесении предварительно обработанной навозной жижи также значительно ниже. Кроме того, поскольку подкисленная навозная жижа содержит большее количество азота и серы, чем обычно, она оказывает еще лучший удобряющий эффект.

Другое наблюдение также было неожиданным: подкисление также подавляло образование метана, очень мощного парникового газа. От 10 до 15 процентов искусственного метана поступает из шламовых хранилищ. «Наш метод позволил нам сократить выбросы метана на две трети», — объясняет профессор доктор Вольфганг Бюшер из ILT, который руководил исследованием. «Таким образом, мы убиваем двух зайцев одним выстрелом».

Модернизация не происходит бесплатно. Однако это сравнительно недорого по сравнению с дорогостоящим переоборудованием или даже новым строительством, а фермер получает дополнительные преимущества в виде улучшенного внесения удобрений. Тем не менее, решение в настоящее время дает сбои из-за законодательной ситуации в Германии. Это предусматривает, что добавление кислоты в хранимый шлам допускается только в том случае, если шламовый канал предварительно был герметизирован специальной прокладкой.