O poziomie emisji zanieczyszczeń z budynków dla trzody chlewnej decyduje wiele czynników, ale niełatwo jest je określić ilościowo, gdyż podlegają dużej zmienności. Na duże wahania emisji ma wpływ zarówno skład paszy i jej struktura, technika żywienia i ilość wypijanej przez zwierzęta wody jak również warunki mikroklimatyczne i poziom techniczny wyposażenia budynku. Również usytuowanie obszarów pojenia i żywienia zwierząt, społeczne zachowania świń oraz ich reakcja na zmiany mikroklimatu, mają wpływ na oddawanie odchodów, a tym samym na poziom emisji zanieczyszczeń.

  W pomieszczeniach z podłogami pełnymi lub podłogami częściowo rusztowymi, gdy następuje wzrost temperatury, zwierzęta poszukując chłodnych, wilgotnych miejsc do leżenia, oddają kał i mocz, tam gdzie jest pełna podłoga. Następnie leżąc w odchodach, powodują roznoszenie nawozu, zwiększając tym samym powierzchnię z jakiej następuje emisja, a to skutkuje jej wzrostem. W grupowym kojcu dla macior, w którym jest podział na obszary funkcjonalne może dojść do sytuacji gdy starsze lochy blokują młodszym, dostęp do wąskich przejść do strefy żywienia i strefy gnojowej. Wówczas więcej odchodów znajduje się na podłogach pełnych a nie spada do kanału gnojowego przez ruszt, co z kolei wpływa na większą emisję zanieczyszczeń gazowych.
 Konieczność ograniczenia produkcji amoniaku przez zwierzęta i zmniejszenia jego emisji do środowiska wynika nie tylko z przesłanek toksykologicznych (gaz trujący) i ekologicznych (zagrożenia środowiskowe), lecz także prawnych, gdyż istnieje szereg aktów prawnych zarówno w Polsce jak i w Unii Europejskiej, dotyczących dopuszczalnych stężeń NH3 w środowisku przyrodniczym, pracy człowieka i życia zwierząt gospodarskich. Zgodnie z tzw. dyrektywą azotanową (Dyrektywa nr 91/676/EWG w sprawie ochrony wód przed zanieczyszczeniami zawierającymi azotany, Dz. U. WE L375 z 31.12.1991),
podstawową metodą ograniczania ryzyka zanieczyszczeń azotanami ze źródeł rolniczych jest zapewnienie przestrzegania przez rolników zasad Kodeksu Dobrej Praktyki Rolniczej. Dyrektywa ta wprowadziła m. in. ograniczenie dawki azotu organicznego do 170 kg N/ha użytków rolnych, obliczonego na podstawie ilości obsady zwierząt. Następną dyrektywą, która postuluje ograniczenie emisji, nie tylko amoniaku, jest Dyrektywa 96/61/WE w sprawie zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń, zwana popularnie Dyrektywą IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control). Na Aneksie I Dyrektywy Rady 96/91/WE oparty jest dokument referencyjny (BREF) dotyczący najlepszych dostępnych technik (BAT) w intensywnej hodowli drobiu i trzody chlewnej.
 Dyrektywa Rady Unii Europejskiej 61/96/WE w sprawie zintegrowanego zapobiegania i kontroli zanieczyszczeń (tzw. Dyrektywa IPPC) wprowadziła nowe zasady regulowania działalności gospodarczej, która w sposób istotny wpływa na środowisko. Zgodnie z Dyrektywą IPPC ferma zwierząt jest traktowana jako instalacja, w skład której wchodzi szereg urządzeń technicznych, powiązanych ze sobą technologicznie. Do instalacji typu IPPC zaliczono: obiekty do chowu i hodowli drobiu i świń o obsadzie większej niż: 40 000 stanowisk dla drobiu; 2 000 stanowisk dla świń o m.c. > 30 kg; 700 stanowisk dla macior. Dyrektywa IPPC nie określa konkretnych technik czy technologii zapobiegania bądź redukcji emisji. Nakazuje natomiast podejmowanie wszelkich stosownych środków zwalczania zanieczyszczeń środowiska, w szczególności drogą stosowania Najlepszych Dostępnych Technik – BAT (Best Available Techniques). Mimo, iż Dyrektywa IPPC ma zastosowanie jedynie do dużych ferm prowadzących chów drobiu i trzody chlewnej, zaleca się stosowanie BAT także w gospodarstwach utrzymujących bydło, konie oraz owce. Dokument referencyjny (BREF) w zakresie intensywnego chowu drobiu i trzody chlewnej omawia różne systemy utrzymania drobiu i trzody chlewnej łącznie z sposobem żywienia (w tym przygotowania pasz) w kontekście uznania lub nie uznania któregoś z systemów za BAT. Dokument ten omawia również zarządzanie fermą (włącznie z użytkowaniem sprzętu i jego utrzymaniem w czystości), gromadzenie i przechowywanie odchodów, zagospodarowanie nawozów organicznych, techniki stosowania nawozów organicznych, zużycie energii i wody oraz zagospodarowanie zużytej wody, emisje do atmosfery (np. amoniak, kurz), emisje do gleby i wód gruntowych (np. N, K, metale), emisje do wód powierzchniowych oraz emisje innych odpadów niż nawóz organiczny. Dokument referencyjny BREF i zawarte w nim najlepsze dostępne techniki (BAT) zostały przetłumaczone i wydane przez Ministerstwo Środowiska w 2005 roku (www. mos. gov. pl, zakładka IPPC Polska.) W dokumencie referencyjnym, na ponad 400 stronach, podane są szczegółowe informacje dotyczące optymalnych rozwiązań technologicznych w chowie drobiu i trzody chlewnej, które mają na celu ograniczenie emisji amoniaku i innych gazów (odorów) do środowiska.
 W Rozdziale 4 Dokumentu Referencyjnego BREF stosowane techniki utrzymania świń zostały ocenione pod względem potencjału redukcji emisji NH3, N20 i CH4, interakcji (odorów, hałasu i kurzu, zużycia energii i wody), przydatności, łatwości obsługi, dobrostanu zwierząt i kosztów; wszystkie porównane zostały z określonym systemem referencyjnym. Biorąc pod uwagę system utrzymania trzody chlewnej Najlepsze Dostępne Techniki (BAT) podane są dla różnych grup świń. Jako systemy referencyjne przeważają podłogi całkowicie lub częściowo rusztowe, z wentylacją mechaniczną i kanałem zbierającym gnojowicę lub systemem podciśnieniowym do częstego usuwania gnojowicy. Należy dodać, że systemy utrzymania trzody chlewnej uznane za BAT, nie zawsze idą w parze z wymogami dobrostanu zwierząt. Dlatego pogodzenie wymogów ochrony środowiska z wymogami ochrony zwierząt może być trudne.
 W Dokumencie Referencyjnym BREF omówione są również techniki umożliwiające redukcję powstałych w budynku odorów z powietrza wentylacyjnego: biopłuczka, mokra płuczka chemiczna (opracowane i wdrożone kilka lat temu w Holandii) oraz technika biodegradacji. Jednak ze względu na duże koszty tych technologii, możliwości ich stosowania są w chwili obecnej dość ograniczone.

Biopłuczka
W tym systemie całe powietrze wentylacyjne znad kojca przechodzi prze biofiltr. Biologicznie czynna warstwa utworzona na powierzchniach zagęszczonego materiału absorbuje amoniak, który następnie jest rozkładany przez mikroorganizmy. Cyrkulacja wody zapewnia biologicznie czynnej warstwie właściwą wilgotność i dostępność pożywki dla mikroorganizmów. Wykorzystując biopłuczki można uzyskać około 70% redukcję amoniaku. Należy pamiętać, że zwiększa się zużycie wody o około 1 m3/stanowisko/rok i w wyniku tego wytwarzane są dodatkowe ilości ścieków, które muszą być odprowadzone i neutralizowane. System ten charakteryzuje się również większym zużyciem energii (dodatkowe 35 kWh/stanowisko świni). Dla warchlaków, według doniesień, dodatkowy nakład energii jest mniejszy, tj. około 8 kWh/stanowisko świni. W systemach oczyszczania powietrza wylotowego znacząco mogą wzrosnąć opory przepływu przez system wentylacji wymuszonej. W celu zapewnienia wymaganego natężenia przepływu powietrza, szczególnie w lecie, nieodzowna może być większa wydajność wentylatorów o większym zużyciu energii. Ponadto, zużywana jest energia do napędu cyrkulacyjnej pompy wodnej w biopłuczce i do nawilżania biofiltra.
 System ten można wprowadzić jako dodatkowy do nowych i modernizowanych budynków, w których już zastosowano wymuszoną wentylację podciśnieniową. Nie można stosować tego systemu w budynku z wentylacją naturalną, chyba, że zostaną wykonane kanały wentylacyjne, odpowiednie dla wentylacji wymuszonej (podciśnieniowej lub nadciśnieniowej). Filtr przeciwpyłowy może okazać się konieczny tam, gdzie poziomy zapylenia są wyższe (w systemach ściołowych), co podnosi ciśnienie w systemie, jak również zwiększa zużycie energii.

Mokra płuczka chemiczna
W tym systemie cała ilość powietrza wentylacyjnego jest przetłaczana przez chemiczną jednostkę oczyszczającą, a roztwór kwasu używany do oczyszczania jest przepompowywany przez urządzenie. Gdy powietrze wentylacyjne styka się z cieczą płuczącą, amoniak jest pochłaniany, a czyste powietrze opuszcza system. Najczęściej stosowany jest rozcieńczony kwas siarkowy. Można również stosować kwas solny. Ścieki wypływające z płuczki zawierają podwyższone poziomy siarczanu lub chlorku, w zależności od rodzaju użytego kwasu. Ścieki muszą być neutralizowane i to może ograniczyć zastosowanie. Ten system cechuje się większym zużyciem energii w porównaniu z poprzednim systemem oczyszczania powietrza.
 Podobnie jak w przypadku biopłuczki, system ten można wprowadzić jako dodatkowy do nowych i modernizowanych budynków, w których już zastosowano wymuszoną wentylację podciśnieniową. Nie można stosować tego systemu w budynku z wentylacją naturalną, chyba, że zostaną wykonane kanały wentylacyjne, odpowiednie dla wentylacji wymuszonej (podciśnieniowej lub nadciśnieniowej).

Biodegradacja
Proces ten polega na przeprowadzaniu powietrza z budynku przez filtr biologiczny, wykonany z włóknistego materiału roślinnego, który zasiedlony jest przez heterotroficzne mikroorganizmy. W gazach powstających w budynkach inwentarskich zidentyfikowano ok. 160 związków odorogennych zawierających w swym składzie głównie azot i siarkę. W powietrzu wentylowanym z chlewni, Tymczyna i Chmielowiec-Korzeniowska (1996), zidentyfikowali aż 136 związków organicznych i nieorganicznych, w tym oprócz najczęściej występującego amoniaku, siarkowodoru, dimetyloaminy i trietyloaminy, liczne kwasy tłuszczowe, fenole i indole, aceton, metan. Szacuje się że w fermie z pogłowiem trzody 5 000 sztuk emisja amoniaku podczas przechowywania ścieków w ciągu 6 miesięcy wynosi 6 tys. kg. Biofiltracja, która jest relatywnie nową technologią może być dobrą metodą likwidacji lub ograniczania tak ogromnej ilości zanieczyszczeń gazowych z budynków inwentarskich. Metoda biofiltracyjna jest szczególnie przydatna, gdy emitowane gazy mają temperaturę zbliżoną do temperatur otoczenia i niezbyt wysokie stężenia zanieczyszczeń. Efektem rozkładu biologicznego zanieczyszczeń jest oczyszczanie sorbentu, stąd układ z biofiltrem uznaje się jako bezodpadowy, zaś produktami biofiltracji są CO2, H2O i biomasa. Biofiltry stosowane m.in. w kompostowniach i składowiskach odpadów pozwalają zmniejszyć ilość związków odorogennych w gazach o 60 do 90%. Dodatkową zaletą biofiltrów w stosunku do dwu pozostałych metod, są niższe koszty jednostkowe oraz możliwość dalszego wykorzystania rolniczego biomasy. Skuteczność tej metody zależy od wilgotności, składu, przepływu powietrza przez m2 filtra i jego wysokości. Szczególnym utrudnieniem może być kurz, powodujący wzrost oporów przepływu powietrza.
 Proces biofiltracji prowadzi się w instalacjach z tzw. biofiltrem. W uproszczeniu instalacja biofiltracyjna składa się z węzła przetłaczania zanieczyszczonych gazów, węzła kondycjonowania (wstępnej obróbki gazów) i biofiltru, którego wypełnienie stanowi nawilżona warstwa porowatego i aktywnego biologicznie materiału, przez który przedmuchiwany jest z małą prędkością (rzędu kilkudziesięciu mm/s) gaz. Zanieczyszczenia rozpuszczają się najpierw w cieczy otaczającej ziarna lub w cieczy wypełniającej pory ziaren, skąd przenikają do komórek mikroorganizmów zasiedlających ziarna (niekiedy dla zanieczyszczeń nierozpuszczalnych w wodzie, a rozpuszczalnych w tłuszczach, przenikają one do wnętrza komórek wskutek powinowactwa do lipidów zawartych w błonie komórkowej). Przy doborze materiału filtracyjnego uwzględnia się m.in. charakterystyki uziarnienia, porowatość złoża, zdolność zatrzymywania wody, trwałość, powierzchnię właściwą, opory przepływu, dostępność, koszty, gęstość zasiedlenia przez mikroorganizmy, niezbędne zabiegi pielęgnacyjne, a nawet słaby zapach własny.
 Jako złoże filtracyjne, na którym rozwijają się drobnoustroje zdolne do neutralizacji lotnych związków odorogennych najczęściej stosuje się: żyzną glebę o spulchnionej strukturze, torf, komposty z odpadów komunalnych, korę z drzew iglastych i liściastych, wióry drzewne, wrzos, słomę, podłoże po produkcji pieczarek, itp. Często materiały te mają strukturę organiczną, stąd i one ulegają w czasie pracy biofiltru rozkładowi przez mikroorganizmy, co powoduje zmiany zarówno ich właściwości, jak i struktury.
 W biodegradacji NH3 i H2S szczególną rolę odgrywają autotroficzne bakterie siarkowe (Beggiatoa, Thiothrix, Thiophysa, Thiobacillus) i nitryfikacyjne (Nitro-somonas, Nitrobacter). Materię organiczną przyswajają bakterie heterotroficzne, występujące głównie w glebie i w wodzie. Często spotykanymi w tym wypadku aktywnymi dla związków organicznych bakteriami są: Pseudomonas, Rhodococcus, Acinetobacter, Amykolata, Arhobacter, Mycoplana, Xanthobacter, Bacillus. Należy mieć również na uwadze czynniki środowiska wpływające na aktywność bakterii uczestniczących w rozkładzie zanieczyszczeń gazowych. Należą do nich m. in.: dostępność pokarmu, wysuszenie, promieniowanie, ciśnienie osmotyczne, odczyn, temperatura i szkodliwe substancje chemiczne. Jednak spośród wszystkich organizmów żywych, bakterie są najbardziej odporne na czynniki środowiskowe, a poprzez procesy adaptacyjne mają możliwość zwiększenia swej odporności.

 Wydłużenie okresu eksploatacji złóż biofiltracyjnych, a także poprawę skuteczności biofiltracji można uzyskać m.in. przez:
■ odpowiednie komponowanie materiału
 filtracyjnego oraz prowadzenie zabiegów pielęgnacyjnych,
■ dodawanie do złóż pożywek mineralnych i niewielkich ilości węgla aktywnego,
■ użycie odpowiedniej mikroflory.
 Trwałość złóż biofiltracyjnych ocenia się na
5-10 lat w zależności od jego budowy i otaczającego klimatu.

Tags: Amoniak , chów trzody , ekologia