Onderzoeksverslag: Reductie van ammonia bij pluimvee, opfokbiggen en melkvee door negatieve luchtionisatie.

Transcriptie

1 Onderzoeksverslag: Reductie van ammonia bij pluimvee, opfokbiggen en melkvee door negatieve luchtionisatie. & Slim 2, dr. ir. Laura M Rabet HAS Kennistransfer en Bedrijfsopleidingen s Hertogenbosch, Lotte van den Akker, Jacomijn Stouten, Bart Rietjens Datum verslag: 21 juli 2015

2 Samenvatting De pluimveesector is samen met de varkenssector verantwoordelijk voor de grootste hoeveelheid fijnstof emissie in Nederland. Dit fijnstof kan een gezondheidsrisico vormen door zijn microscopisch kleine deeltjes, maar kan ook een gevaar vormen doordat het schadelijke pathogenen kan bevatten. Tevens kunnen irriterende gascomponenten aan fijnstof gebonden worden en kunnen ongebonden componenten in de lucht aanwezig zijn, waaronder vluchtige organische componenten (VOC) en ammonia, welke voor een verhoogd gezondheidsrisico kunnen bijdragen voor zowel mens- als dier. Uit eerder onderzoek is gebleken dat de ionisatie van lucht potentie heeft om fijnstof en zijn gebonden componenten te verminderen. Ammonia kan gebonden worden aan fijnstof. In dit onderzocht werd onderzocht of doormiddel van ioniserende lampen ook ammonia verminderd kan worden in pluimveestallen, in een stal van opfokbiggen en een melkveestal. Hiertoe werden klimaat en welzijnsmetingen verricht op een vleeskuiken en een leghen bedrijf. Elk bedrijf beschikte over twee aparte stallen, waarbij in één stal het ionisatie systeem aanwezig was en in de andere stal dit systeem afwezig of uitgeschakeld was. Op deze wijze was er op elk bedrijf een controle- en ionisatie stal. De metingen werden uitgevoerd op dieren ventilatie niveau en bij elk bedrijf werden in totaal drie metingen uitgevoerd gedurende twee dagdelen, in de ochtend en in de middag. Deze case control opzet is ook toegepast bij stalleb bij een opfok bedrijf van biggen. Daarbij zijn alleen klimaatmetingen uitgevoerd op dier en ventilatie niveau. Bij een melkveebedrijf is een longitudinale onderzoeksopzet gebruikt; In 1 stal is de ionisatie aan en uit gezet, waarbij er in beide situaties ammonia gehalte is gemeten. Uit de resultaten van dit onderzoek kan geconcludeerd worden dat het ionisatie systeem invloed heeft op de afname van ammonia gedurende de onderzoeksperiode bij pluimvee. De reductie in ammonia varieert van 30 tot 50%. Bij de opfokbiggen is een vermindering van 29% ammonia en bij melkvee is een reductie van 69% gerealiseerd. Vervolgonderzoek is nodig om de alle factoren die het ammonia gehalte beïnvloeden in kaart te brengen. Dan is optimalisatie van negatieve luchtionisatie voor ammonia reductie mogelijk.

3 Figuur 2.2. Schematische weergave van de controle- en ionisatie stal bij leghen bedrijf In dit figuur is een voorbeeld weergegeven hoe een controle- en ionisatie stal eruit kan zien bij een bedrijf. Met de rode punten zijn de plaatsen aangegeven waar de ionisatie lampen hangen en met de blauwe vierkanten is aangegeven waar de ventilatoren zich in de stal bevinden Vleeskuiken bedrijf De onderzoekdata van vleeskuikenbedrijf B was 20, 28 maart en 4 mei In de stallen bevonden zich op deze momenten dieren in de controle stal en dieren in de ionisatie stal. Echter waren op dit bedrijf verschillende kippenmerken aanwezig in de twee stallen. Het kippenmerk dat zich in de controle stal bevond was het langzamer groeiende merk Hubbard JA 987 (slachtgewicht tussen 2200 en 2300 gram na 43 tot 47 dagen). Het kippenmerk dat zich in de ionisatie stal bevond was het langzamer groeiende merk Hubbard JA 757 (slachtgewicht tussen 2200 en 2300 gram na 49 dagen). Beide stallen functioneerden op onafhankelijke wijze van elkaar en handhaafden een dag/ nacht protocol van 16 uur licht en 8 uur donker, afgesteld op het dag- nachtritme. De ventilatie in de stallen bestond uit lengte ventilatie. De maximale ventilatie van de stallen verschilden per week, in verband met de leeftijd van de dieren. Vanwege deze reden werd in de week wanneer de kuikens zes weken oud zijn met maximaal m 3 /uur geventileerd, wanneer de kuikens zeven weken oud zijn met maximaal m 3 /uur geventileerd en wanneer de kuikens acht weken oud zijn met maximaal m 3 /uur geventileerd. Daarnaast waren in de lengte van de stal om de vier meter inlaatventielen geplaatst Leghen bedrijf De onderzoekdata van leghenbedrijf A was 12, 19 en 26 maart In de stallen bevonden zich op deze momenten dieren in de controle stal en dieren in de ionisatie stal. Het kippenmerk dat zich in zowel de controle- als ionisatie stal bevond was het reguliere merk Lohmann brown classic (gewicht tussen 1900 en 2100 gram als één jaar oud). Beide stallen functioneerden op onafhankelijke wijze van elkaar en handhaafden een licht programma van 16 uur licht en 8 uur donker, afgesteld op het dag- nachtritme. De ventilatie in stallen bestond uit lengte ventilatie. Tijdens de onderzoeksperiode werden beide stallen geventileerd met maximaal m 3 per uur. Daarnaast waren in de lengte van de stal om de twee meter inlaatventielen geplaatst. 6

4 3. Resultaten In dit hoofdstuk worden de resultaten weergegeven van ammonia. Luchtsnelheid wordt enkel beschreven in de resultaten en wordt weergegeven in de bijlage (bijlage 1 en 2). De paragrafen zijn in dit hoofdstuk opgedeeld in het vleeskuiken- en het leghenbedrijf. 3.1 Vleeskuiken bedrijf Resultaten dierniveau Ammonia In figuur 3.1 is de gemiddelde hoeveelheid ammonia weergeven in het controle- en ionisatie stal bij het vleeskuiken bedrijf Bij vleeskuiken bedrijf B (Figuur 3.1) is de hoeveelheid ammonia in de ionisatie stal bij elke meting significant lager dan in de controle stal. De luchtsnelheid is bij meting 1 en 2 in de controle stal hoger (0,1 tot 0,5 m/s) dan in de ionisatie stal (0,03 tot 0,1 m/s). Bij meting 3 is de luchtsnelheid in de ionisatie stal hoger (0,4 tot 0,7 m/s) dan in de controle stal (0,05 tot 1,5 m/s). Tevens zijn de ammonia waarden in de controle stal bij meting 2 in de ochtend doorgaans hoger dan in de middag (Bijlage 1.2) Figuur 3.1 Ammonia per meting tussen controle- en ionisatie stal bij de vleeskuikenbedrijven. In dit figuur is de gemiddelde hoeveelheid ammonia en de bijbehorende standaarddeviatie weergegeven voor vleeskuiken bedrijf. Ammonia is hierbij weergegeven in part per million (ppm) en opgedeeld in een ochtend- en een middag meting. In figuur 3.2 is de gemiddelde hoeveelheid ammonia gedurende de onderzoeksperiode weergegeven in de controle- en ionisatie stal bij het vleeskuikenbedrijf. Dit is weergegeven in kwartieren dat in de ochtend en middag gemeten werd. Bij het bedrijf(figuur 3.2) is de gemiddelde hoeveelheid ammonia in de ionisatie stal gedurende de onderzoeksperiode significant lager dan in de controle (P=0,0) (Bijlage 1.7). 9

5 Figuur 3.2 Ammonia gedurende de onderzoeksperiode tussen controle- en ionisatie stal bij de vleeskuikenbedrijven. In dit figuur zijn de gemiddelde ammonia waarden weergegeven gedurende drie metingen op het vleeskuiken bedrijf. Dit gemiddelde is weergegeven per kwartier dat in de ochtend (kwartier 1 t/m 7) en middag (kwartier 8 t/m 19) gemeten werd. Ammonia is hierbij weergegeven in part per million (ppm) en de tijd in kwartieren Klimaat In tabel 3.1 is het klimaat in de controle- en ionisatie stal weergegeven gedurende de onderzoeksperiode bij het vleeskuiken bedrijf. Het klimaat is weergegeven in temperatuur en luchtvochtigheid. Bij het bedrijf is de gemiddelde temperatuur en luchtvochtigheid in de controle- en ionisatie stal gedurende de onderzoeksperiode vergelijkbaar. De verschillen tussen de metingen en ochtend/middag zijn minimaal. Tabel 3.1 Temperatuur en luchtvochtigheid gedurende de onderzoeksperiode bij de vleeskuikenbedrijven. In deze tabel is de gemiddelde temperatuur en luchtvochtigheid weergegeven bij elke meting in de ochtend en de middag. Tevens is het gemiddelde weergegeven gedurende de drie metingen samen. Temperatuur is hierbij weergegeven in graden Celsius ( C) en luchtvochtigheid in percentage (%). Controle stal Ionisatie stal Temperatuur ( C) Luchtvochtigheid (%) Temperatuur ( C) Luchtvochtigheid (%) Meting 1 Ochtend 25,5 46,3 26,2 45,9 Middag 25,6 46,3 25,6 47,4 Meting 2 Ochtend 23,8 53,7 24,8 50,6 Middag 26,8 40,1 27,7 40,5 Meting 3 Ochtend 20,5 56,9 22,3 50,8 Middag 22,7 44,2 22,8 44,7 Gemiddelde 24,2 47,9 24,9 46,7 10

6 Figuur 3.6 Ammonia per meting in de controle- en ionisatie stal op dieren ventilatie niveau. In dit figuur is de gemiddelde hoeveelheid ammonia en de bijbehorende standaarddeviatie weergegeven per meting in de controle stal en ionisatie stal bij vleeskuiken bedrijf A (Figuur 3.11A) en vleeskuiken bedrijf B (Figuur 3.11B). Deze metingen werden op dieren ventilator niveau uitgevoerd. De blauwe grafiek is voor controle stal en de rode grafiek voor ionisatie stal. Ammonia is hierbij weergegeven in parts per million (ppm) Dier prestaties In tabel 3.4 is de uitval en de eierproductie van de leghennen weergegeven gedurende elke week waarin de metingen plaats vonden. Bij het bedrijf is bij elke meting de hoeveelheid uitval lager en de eierproductie hoger in ionisatie stal dan in de controle stal. Tabel 3.4 Kengetallen van de leghen bedrijven. In deze tabel zijn de kengetallen weergegeven van vleeskuiken bedrijf A en B. Dit is weergegeven voor uitval in aantal en percentage (%) en eierproductie in percentage (%). Aantal kippen Controle stal Ionisatie stal Datum Eiproductie Uitval Eiproductie Uitval ,45% 22 (0,09%) 97,36% 7 (0,06%) ,01% 13 (0,05%) 96,01% 5 (0,05%) ,30% 25 (0,10%) 96,08% 2 (0,02%) 14

7 Deel 2 Reductie van ammonia bij opfokbiggen en melkvee door negatieve lucht ionisatie. Status: Tussenrapportage In opdracht van: FreshlightAgri BV Malkenschoten NN Apeldoorn T: +31 (0) info@freshlightagri.com Rabobank KvK BTW nr B01 Datum en plaats van rapport: 20 Juli 2015, Soesterberg Door: Slim 2, Synergie in Life science Innovation & Marketing Dr. Ir. L. M'Rabet Buys Ballotlaan GK, Soesterberg The Netherlands T: info@slimxslim.nl KvK:

8 3. Resultaten 3.1 Resultaten bij opfokbiggen. In figuur 3.1 is het gehalte van ammonia in het hok van de biggen uitgezet tegen de tijd. Het gehalte van ammonia is bij de start van de metingen gelijk. Gedurende de twee uur meting is te zijn in figuur 3.1 te zien dat de concentratie ammonia in de ionisatie stal sneller afneemt, terwijl dit niet in de controle stal gebeurd. De reductie in de controle stal is van 4,5 ppm naar 3,7 ppm, terwijl de deze afname in de ionisatie stal van 4,5 ppm naar 3 ppm gaat. De afname tussen het ammonia gehalte door ionisatie is 20% (1-3/3,7)*100. ppm 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Ammonia controle ionisatie tijd (min) Figuur 3.1: Ammonia gehalte in hok van biggen. In figuur 3.2 is te zien dat de concentratie ammonia in de ventilatie schacht hoger ligt dan in de stal zelf en dat deze stijgt. Deze stijging verloopt van 11,2 ppm naar 15,3 ppm in de ventilatie schacht van de controle stal en van 9,8 ppm naar 11,2 ppm in de ventilatieschacht van de stal met ionisatie. De afname van ammonia door ionisatie is 29% (1-11,2/15,3)*100 19

9 Ammonia ppm controle emmissie ionisatie emmissie 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 tijd (min) Figuuur 3.2: Ammonia gehalte in de ventilatie schacht van de controle en de ionisatie stal. 3.2 Resultaten bij melkvee. In tabel 3.1 zijn de gemiddelde gemeten waarden, de maximale en minimale gemeten weergeven per gemeten meetdag. Uit de metingen blijkt dat het aanzetten van de ionisatie installatie een reductie in ammonia concentratie in de lucht van 69,4% ((1-1,35/4,4)*100) kan bewerkstelling. Tabel 3.1: Samenvatting van ammonia metingen in runderen stal. De waarden zijn in ppm ammonia weergegeven. Datum Ionisatie tijd min max gem geen tot ,5 7,8 4, wel tot ,5 4 1, geen tot ,8 6 4, wel tot ,7 3,1 1,3 4 Discussie en Conclusie. Naast indicaties verkregen door metingen bij pluimvee (zie deel 1, paragraaf 3), zijn er nu indicaties dat negatieve luchtionisatie door de producten van FreshlightAGRI BV ook ammonia concentratie zou kunnen reduceren. De reductie varieert waarschijnlijk per type stal, maar ook temperatuur, luchtvochtigheid en chemische samenstelling van de lucht zal bepalend zijn voor de efficiëntie van ammonia reductie. Duidelijk is dat percentages van 50% bij pluimvee, 30% bij biggen en bijna 70% bij runderen in ammonia gehalten in de stal tot de mogelijkheden kan behoren. Vervolgonderzoek zal nodig zijn om deze resultaten te bevestigen en statisch te onderbouwen. Daarbij zal ook onderzoek moeten worden verricht naar de factoren die ammonia reductie door ionisatie beïnvloeden. Het is voor ionisatie technieken lastiger om exacte percentages van reductie voor emissie te geven. In tegenstelling tot lucht wassers, waar duidelijk voor en na de wasser gemeten kan worden, zijn de 20

10 technieken die daarvoor gebruikt worden niet bruikbaar voor binnenklimaat studies in stallen. Echter in tegenstelling tot luchtwasser geeft ionisatie een verbetering van binnen klimaat voor dier, dierverzorger en omwonende, terwijl de luchtwasser alleen de emissie reduceert. Daarbij is negatieve luchtionisatie energiezuiniger dan het gebruik van een luchtwasser. Gezien de verkregen resultaten is vervolgonderzoek daarom ook maatschappelijk relevant. 21