Nachrüstlösungen zur Emissionsminderung dezentral entlüfteter Stallungen zur Schweinemast

Abstract

Zwei alternative, nachrüstbare Verfahren zur Emissionsminderung wurden in quasikontinuierlichen Langzeitmessungen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit zur Minderung von Staub und Ammoniak in zwei unterschiedlichen Stallungen zur Schweinemast über eine Mastperiode hinweg untersucht. Dabei wurden die Staubkonzentration mit Hilfe eines Streulichtspektrometers und die Ammoniak-Konzentration photoakustisch bestimmt.<br /> Beim „Umluftsystem“ wurde die Stallluft eines Abteils von 515 Tieren durch zwei identische Sprühwäscher dauerhaft im Kreislauf geführt. Die Wäscher arbeiteten dabei zur verbesserten Ammoniakabscheidung mit verdünnten Säuren. Es konnte durch die Langzeitmessungen eine Verminderung der Quellstärke von Gesamtstaub um 54 % und von PM10-Staub um 51 % gegenüber der Referenz nachgewiesen werden. Die Quellstärke von Ammoniak nahm um 34 % ab. Dabei reduzierten sich die Innenraumkonzentrationen von Gesamtstaub um 63 %, von PM10-Staub um 60 % und von Ammoniak um 46 %.<br /> Beim „Sprühsystem“ wurde eine Ölgemisch-Wasser-Emulsion unter Hochdruck flächig im Stall vernebelt. Dabei war das Ölgemisch zur Hemmung bzw. Minderung der Bakterien und Viren der Stallluft eine Mischung aus verschiedenen ätherischen Ölen und einem Trägeröl. Durch die zyklische Ausbringung (jede halbe Stunde) dieser Emulsion im Abteil 1 des Maststalles wurde eine quasikontinuierliche Reinigung der Stallluft dieses Abteils erreicht. Die Langzeitmessungen zeigten gegenüber dem Referenzabteil (Abteil 2) eine Verminderung der Quellstärken für Gesamtstaub um 68 %, für PM10-Staub um 65 % und für Ammoniak um 28 %. Dabei waren die Innenraumkonzentrationen im behandelten Abteil für Gesamtstaub um 59 %, für PM10-Staub um 54 % und für Ammoniak um 16 % geringer.<br /> Im Falle des Sprühsystems wurden veterinärmedizinische Stichproben-Untersuchungen der Lungen der Mastschweine vorgenommen und die Lungenbefunde des Schlachthofs nahezu aller Tiere des Stalles aufgenommen. Es konnte kein negativer Einfluss der Ölgemisch-Aerosole auf die Lungen der Schweine festgestellt werden. Luftkeimsammlungen ergaben darüber hinaus eine um 58 % verminderte Innenraumkonzentration an luftgetragenen Schimmelpilzsporen und eine um 14 % verminderte Innenraumkonzentration an luftgetragenen Bakterien im behandelten Abteil.

<strong>Solutions for emissions reduction to retrofit in/on a decentral ventilated pig barn</strong><br /> Two alternative technical solutions for emissions reduction of a decentral ventilated pig barn have been observed. The systems have been evaluated by measuring their capability to reduce the emissions of dust and ammonia. Therefore, almost continuous dust concentration measurements have been conducted using a laser particle counter and ammonia has been almost continuously measured using a photoacoustic gas-monitor over the fattening period of the pigs. The mass flows per livestock weight have been calculated.<br /> One pig barn with 515 pigs has been equipped with two gas scrubbers recirculating the air inside the building. For better ammonia-reduction the scrubbers worked with low concentrated acids. The measurements over a three months period indicated that emissions can be reduced on average by 54 % for total dust, by 51% for PM10-dust (particles with a diameter less than 10 µm) and by 34 % for ammonia – compared with a reference pig barn (same building, different compartment; ceteris paribus conditions). Indoor concentrations have been reduced on average by 63 % for total dust, by 60 % for PM10-dust and by 46 % for ammonia.<br /> A second pig barn (different building) has been equipped with an aerosol application unit distributing an oilmixture-water-emulsion under high pressure within the building and producing a very fine oil film on all surfaces. The oilmixture contained different types of essential oils (to reduce airborne germs and fungi) and a carrier oil. By operating the aerosol application unit every 30 minutes, it was possible to obtain an almost continuous indoor air treatment within the barn. In comparison with the reference pig barn (same building, different compartment; ceteris paribus conditions) an average emissions reduction of 68 % for total dust, of 65 % for PM10-dust and of 28 % for ammonia was observed during the fattening period. Indoor concentrations were reduced on average by 59 % for total dust, by 54 % for PM10-dust and by 16 % for ammonia.<br /> Regarding the trials with the aerosol application unit randomly selected pig lungs have been examined by a veterinarian. No effects on the pig lungs through steadily inhalation of the oil-aerosols were examined. Sampling of airborne germs in the treated compartment indicated a reduced concentration of 14 % compared with the reference compartment. Concentrations of airborne fungi were about 58 % lower.