В Голландии производители животноводческой продукции уже обязаны контролировать и сокращать выбросы аммиака и метана. Вскоре аналогичные требования могут коснуться и российских фермеров, особенно когда торговые сети начнут запрашивать данные об экологическом следе продукции по всей цепочке поставок.
Но как технически организовать такой мониторинг? Каким образом определить текущий уровень концентрации вредных газов на ферме? Особенно сложной задачей выглядит оценка выбросов из открытых коровников — ведь газы, казалось бы, беспрепятственно рассеиваются в атмосфере.
Основной принцип расчета выбросов
Для понимания процесса важно разобраться в базовой формуле. Если упростить, то объем выбросов равен произведению концентрации газа на интенсивность вентиляции. Таким образом, для вычислений необходимы два ключевых параметра: содержание аммиака или метана в воздухе внутри помещения и объем воздухообмена — то есть, сколько кубометров свежего воздуха поступает и удаляется из коровника за единицу времени. Без притока свежего воздуха не происходит и удаления загрязненного, поэтому в таком случае выбросы формально равны нулю.
Измерение концентрации газов
Достоверность данных напрямую зависит от качества датчиков и выбранной методики. Здесь работает простое правило: высокая точность требует соответствующих инвестиций. Бюджетные сенсоры часто грешат погрешностями, что критично для помещений с естественной вентиляцией, таких как коровники. Задача — зафиксировать, порой, минимальную разницу между фоновым содержанием аммиака в наружном воздухе и его повышенной концентрацией внутри. Для этого требуются высокочувствительные приборы.
Помимо прямых измерений датчиками, существует лабораторный метод. Воздух из помещения пропускают через абсорбционный сосуд с кислотой, которая связывает аммиак. Последующий химический анализ кислоты позволяет определить, сколько газа было поглощено. Зная объем прокачанного воздуха, специалисты рассчитывают его концентрацию в коровнике.
Для мониторинга парниковых газов (метана, закиси азота) применяется иной подход — так называемый «легочный метод». Специальная емкость с вакуумным мешком внутри забирает пробы воздуха в течение длительного периода (например, 24 часа). Затем эти пробы анализируются в лаборатории на высокоточном оборудовании, способном определить даже следовые количества целевых газов.
Оценка интенсивности вентиляции
Знание концентрации — лишь половина дела. Чтобы перейти к расчету непосредственно выбросов, необходимо определить второй множитель — объем вентилируемого воздуха. В коровниках с принудительной (механической) вентиляцией это проще: достаточно измерить производительность вентиляционных установок. Однако для традиционных открытых помещений с естественным воздухообменом этот способ не подходит.
Голландские фермеры нашли остроумное решение, используя в качестве индикатора углекислый газ (CO2). Известно, сколько CO2 выделяет одна корова в процессе дыхания. Например, для стада в 100 голов при полном отсутствии вентиляции концентрация CO2 внутри достигла бы примерно 5000 ppm. В реальности, благодаря вентиляции, этот показатель значительно ниже. Если измерения показывают 500 ppm, это означает, что свежий воздух разбавил внутренний в 10 раз. Следовательно, через здание прошло количество воздуха, в десять раз превышающее его объем, и с этим потоком вынеслись метан и аммиак.
Практические выводы
Таким образом, комбинируя методы измерения концентрации и оценки воздухообмена, можно получить данные для расчета валовых выбросов. Разумеется, это упрощенная модель; в реальных условиях приходится учитывать множество поправочных факторов: температуру, скорость и направление ветра, чистоту помещения, фоновые концентрации газов снаружи. Тем не менее, подобный мониторинг становится необходимой и высокоточной процедурой для современного сельского хозяйства. Сегодня на рынке представлены комплексные системы управления фермой, которые включают в себя и прецизионные датчики для экологического контроля, что облегчает фермерам решение этой задачи.
Читайте также:
Digital Sensor – новая технология оценки качества молока
Как обеспечить биобезопасность свиней в небольшом хозяйстве
#коровы #коровник #аммиак #метан #фермерство #скотоводство #сельское хозяйство
Еще по теме здесь: Фермер.
Источник: Как отследить выбросы метана и аммиака из открытого коровника?.