OMEZENÍ EMISÍ SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ Z PROCESU KOMPOSTOVÁNÍ BIOLOGICKY ROZLOŽITELNÝCH ODPADŮ V ZAHRADNICTVÍ PROSTŘEDNICTVÍM BIOTECHNOLOGICKÝCH PŘÍPRAVKŮ A BIOFILTRU EXHAUST – EMISION CONTROL OF GREENHOUSE EFFECT GASES BY COMPOSTING OF BIOLOGICALLY DECOMPOSABLE WASTE IN HORTICULTURE THROUGH BIOTECHNOLOGY PREPARATIONS AND BIOFILTER ANTONÍN JELÍNEK, MARTIN DĚDINA VÚZT Praha – Ruzyně ABSTRACT In the present time this is one of the biggest challenge for the Czech republic in relation to enviironment to redukce green house gas. Under processing BRO composting run out to thein growth in the same like ammonia and odour. Understanding Essentials thein creation enable to enforce such technologie, which are able to narrow thein growth. KEY WORDS composting, greenhouse efekt gasses, biofilter ÚVOD Problematika skleníkových plynů se po přijetí Kjótského protokolu stala pro Českou republiku ve vztahu k životnímu prostředí zvláště závažnou. Jestliže až doposud byl ze zemědělství uvažován jako hlavní znečišťovatel amoniak, pak v současné době je nutné nalézt takové nové technologie, které omezí hlavní skleníkové plyny - metan, sirovodík, oxid uhličitý. Tyto plyny mají i vliv na další sledovanou složku ovzduší – zápach. Podle přílohy č. 2 nařízení vlády č. 353/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další podmínky pro provozování ostatních stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší, patří k zařízením pro stájový chov zvířat i takové činnosti, které jsou spojeny s nakládáním se zvířecími exkrementy, včetně ploch pro rostlinnou výrobu. Návazným zařízením pro zpracování zvířecích exkrementů proto může být i kompostárna, která přeměňuje nejen zvířecí exkrementy, ale i ostatní biologicky rozložitelné odpady. Pro všechny zemědělské zdroje znečišťování je platný specifický emisní limit pro amoniak na úrovni obecného emisního limitu ( = 50 mg.m-3) a specifický emisní limit pro prchavé látky = 50 OUER.m-3. Obecní emisní limit pro prchavé látky pro kompostárny je podle vyhlášky č. 356/2002 Sb. 50 – 100 OUER.m-3 na výpusti z filtru nebo 5 – 20 OUER.m-3 na hranici kompostárny. V některých případech dochází v průběhu kompostovacího procesu při rozkladu kompostovaných surovin k uvolňování řady plynů, které způsobují zápach v okolí zakládek. Na trhu je k dispozici řada biotechnologických přípravků, které po doporučené aplikaci podle pokynů výrobců, dokáží zápach podstatně omezit, či dokonce odstranit. Vedle této schopnosti některé z nich stimulují kompostovací proces a dochází tak k snížení četnosti překopávek.
MATERIÁL A METODY Pro ověření účinků vybraných biotechnologických přípravků byl založen poloprovozní experiment na kompostárně VÚZT Praha, při kterém bylo prováděno kontinuální měření emisí základních skleníkových plynů a amoniaku. Tab.1: Surovinové složení hromad kompostu Hromada č.
Surovinové složení 21. 6. 2004
1 1/2 přikryta 1/2 nepřikryta
Aplikace přípravku Bio- Algeen G40 3l G40 + 150l H2O
24.6 25.6 28.6
Aplikace 3l G40 + 150l H2O Aplikace 3l G40 + 150l H2O Aplikace 3l G40 + 150l H2O
2 1/2 přikryta 1/2 nepřikryta
Objem (m3)
Hnůj
4
50
Tráva
4
50
Σ
8
100
Obj.hmot. vzorku (kg. m-3) 21.6.04
Obj.hmot. vzorku (kg. m-3) 1.7.04
1 581,67
638,33
482,22
628,33
591,67
632,67
Kontrolní hromada Hnůj Tráva Σ
3 1/2 přikryta 1/2 nepřikryta
Percentuální podíl (%)
4 4 8
50 50 100
Aplikace přípravku Bakteriokompostér Plus 1kg přípravku+50l H2O Hnůj Tráva Σ
HROMADA 1 G40
12m
4 4 8
HROMADA 2 KONTROLA
12m
50 50 100
HROMADA 3 Bakteriokompostér Plus
12m
36m
Obr. 1: Rozmístnění a velikost hromad
X O
O X O
X O
OX O
OX O
X O
6
5
4
3
2
1
Plachta
Plachta
X - měřící místo teploty a kyslíku O – měřící místo emisí Obr. 2: Schéma měřících míst emisí, teploty a kyslíku VÝSLEDKY A DISKUSE V průběhu kompostovacího procesu probíhalo i vizuální a smyslové hodnocení hromad zakládky. Na hromadě 1 a 2 byl zaznamenán zvýšený výskyt drobných mušek, na hromadě 3 byl jejich výskyt o něco nižší. Obsah kyslíku byl u všech hromad přibližně stejný a hodnoty byly v průběhu kompostovacího procesu konstantní. Vzorky kompostu byly odebrány při zakládání experimentu a při ukončení kompostovacího procesu. Jejich rozbory byly provedeny v agrolaboratoři VÚZT Praha 6. Výsledky rozborů jsou uvedeny v tab.2 a 3. Tab.2: Agrochemické rozbory kompostu (Agrolaboratoř VÚZT) Hromada 1 (přípravekG40) Hromada 2 (kontrola) Hromada 3 (přípravek Bakteriokompostér Plus) Jakostní znaky podle ČSN 46 5735
vlhkost (%)
spal.látky (% sušiny)
N2 (%)
pH
48,83 45,77 53,92 40,0 - 65,0
45,25 42,38 42,63 min. 25
1,97 1,97 1,85 min. 0,60
8,47 8,29 8,38 6,0 - 8,5
Tab. 3: Agrochemické rozbory kompostu (Agrolaboratoř VÚZT) Hromada 1 (přípravek G40) Hromada 2 (kontrola) Hromada 3 (přípravek Bakteriokompostér Plus) Jakostní znaky podle ČSN 46 5735
vlhkost (%)
spal.látky (% sušiny)
N2 (%)
pH
42,10 33,47 34,45 40,0 - 65,0
36,15 20,72 27,3 min. 25
1,75 1,61 1,58 min. 0,60
8,66 9,02 8,71 6,0 - 8,5
Na základě výsledků měření emisí bylo zjištěno, že přípravek Bio-Algeen G-40 snížil produkci emisí NH3 o 72 %, emisí CO2 o 40 %, emisí CH4 o 72,28 % a emisí H2S o 35,24 % v srovnání s hodnotou, která byla neměřena na hromadě kontrolní (bez aplikace přípravků). Přípravek Bakteriokompostér Plus snížil produkci emisí NH3 o 66,53 %, emisí CH4 o 73,89 %, emisí H2S o 16,96 %, emise CO2 se naopak zvýšili o 57 % ve srovnání s hodnotou,
která byla naměřena na kontrolní hromadě. Zvýšení emisí CO2 může být zapříčiněno nesprávnou aplikací přípravku. Měření probíhalo také na experimentální kompostárně VÚZT. V září 2004 byl na kompostárně založený experiment, jehož cílem bylo zjistit vliv biotechnologických přípravků na produkci plynných emisí z kompostovaní činnosti s použitím biofiltru. Byla použita technologie kontrolovaného mikrobiálního kompostování v pásových hromadách – aerobní řízené kompostování. Zakládka kompostu obsahovala jednu hromadu, která byla přikryta neprodyšnou plachtou. Surovinové složení hromady kompostu je uvedeno v tab. 4. Také bylo prováděno pravidelné měření teploty kompostu a obsahu kyslíku. Teplota kompostu byla měřená digitálním teploměrem se zapichovací sondou firmy Sandberger, obsah kyslíku byl zjišťován měřicím přístrojem firmy ASEKO. Měření emisí plynů procházejících biofiltrem, bylo realizováno měřicím přístrojem INNOVA MULTIGAS (monitor 1312) Multipoint Sampler 1309 INNOVA. Byl měřen obsah NH3, CO2, CH4, H2S. Biofiltr byl sestaven z velkoobjemového kontejneru, děrovaného dna, přívodního potrubí a dělících příček. Pro potřeby experimentu byl celý prostor rozdělen na tři komory. Jako náplň komor byla použita dřevní kůra zvlhčená na cca 60 %. Náplně dvou komor byly ošetřeny biotechnologickými přípravky Bio – Algeen G-40 (náplň 2) a Bakteriokomposter Plus (naplň 1). Náplň střední komory byla neošetřena – kontrolní. Tab. 4: Surovinové složení hromad kompost Hromada č.
1
Surovinové složení
Objem (m3)
Percentuální podíl (%)
Prasečí hnůj Tráva Štěpka
6 10 4
30 50 20
20
100%
∑
Obj.hmot. Vzorku kompostu (kg. m-3) 267,62
Tab. 5: Náplň biofiltru Komora
náplň 1 náplň 2 kontrola
Náplň Dřevní kůra 0,33kg Bakteriokomposter Plus10 l vody Dřevní kůra 0,12 l Bio- Algeen G4010 l vody Dřevní kůra bez aplikace- kontrolní
Objemová hmotnost (kg.m-3)
Mezerovitost (%)
Vlhkost (%)
328,33
61,68
57,3
333,33
57,85
60,3
333,33
63,33
60,1
Výsledky měření prokázaly, že ve srovnání s produkcí plynných emisí z hromady kompostu snížil biofiltr v části, kde byl aplikován Bio-Algeen G40, emise CH4 o 86,8 %, emise CO2 o 80,83%, emise H2S o 68,46 % a emise NH3 o 83,20 %. V části biofiltru s aplikací přípravku Bakteriokompostér Plus se snížily emise CH4 o 42,3 %, emise CO2 o 48,79 %, emise H2S o 23,1 % a emise NH3 o 75,15 %. Na základě agrochemických rozborů vzorků hotového kompostu lze konstatovat, že vyrobený kompost splňuje ve všech jakostních znacích požadavky ČSN 46 5735 (tab. 6).
Tab. 6: Jakostní znaky hotového kompostu (Agrolaboratoř VÚZT) Vzorek Hotový kompost Jakostní znaky podle ČSN 46 5735
Vlhkost (%) 35,98 40,0- 65,0
Spal.látky (%) 61,12 min.25
N2 (%) 1,71 min.0,60
C:N 17,87 max.30
ZÁVĚR Předložené výsledky výzkumu dokazují, že biotechnologické přípravky je možno využít na snížení emisí plynů NH3, CO2, CH4, H2S. Jejích uplatnění je vhodné zejména v případech, kdy z rozličných důvodů není možné zabezpečit správný průběh kompostovacího procesu a tím i snížení zápachu pravidelným překopáváním hromad. Poznatky uvedené v tomto článku byly získány při řešení výzkumného záměru VÚZT MZE0002703101 „Vytvoření zásad a teoretických podkladů pro návrhy opatření, které umožní snížit nepříznivé působení zemědělské výroby na pracovní a životní prostředí a ekologický systém krajiny“. POUŽITÁ LITERATURA JELÍNEK, A. a kol: Omezení emise skleníkových plynů a amoniaku do ovzduší ze zemědělské činnosti. Redakčně upravená roční zpráva. VÚZT, Z-2419, Praha , 2003 DOLEJŠ, J. a kol: Omezení emise skleníkových plynů a amoniaku do ovzduší ze zemědělské činnosti. Část redakčně upravené roční zprávy. VÚZT, Z-2419, Praha , 2003 SOUHRN Problematika emisí skleníkových plynů, amoniaku a zápachu má úzkou souvislost s problematikou přeměny BRO kompostováním. Je proto nutné nalézt základní mechanismy omezení produkce skleníkových plynů při procesu kompostování a tím vytvořit předpoklad pro jejich celkové snížení o 8 % v rámci závazku ČR. KLÍČOVÁ SLOVA kompostování, skleníkové plyny, biofiltr KONTAKTNÍ ADRESA Ing. Antonín Jelínek, CSc., Ing. Martin Dědina, Ph.D. Výzkumný ústav zemědělské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 - Ruzyně tel.: +42033022398, e-mail:
[email protected],
[email protected]
