ZDE - ZERA

Udržitelnost hospodaření v krajině
CZ.1.07/3.2.09/01.0024
VZDĚLÁVACÍ MODUL
OCHRANA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ V OBLASTI VZDUCH
Doc.Ing. Antonín Jelínek, CSc.
Ing. Marie Šístková, CSc.
Ing. Romana Mašátová
OBSAH
STRANA
1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY OCHRANY OVZDUŠÍ
5
1.1 Základní terminologie v oblasti ochrany ovzduší
1.2 Mezinárodní protokoly a základní legislativa EU v oblasti ochrany ovzduší
1.2.1 Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší a Göteborský protokol
1.2.2 Vídeňská úmluva a Montrealský protokol
1.2.3 Rámcová úmluva OSN o změně klimatu (UNFCCC)
1.2.4 Kjótský protokol
1.2.5 IPCC
1.2.6 Směrnice Rady 96/61/EC o integrované prevenci a omezování znečištění
1.2.7 Směrnice Rady 96/62/EC o hodnocení a řízení kvality ovzduší
1.3 Historický vývoj a současnost legislativy ochrany ovzduší v ČR
1.3.1 Přistoupení ČR k mezinárodním úmluvám a protokolům
1.3.2 Zákon č. 86/2002 Sb. Zákon o ochraně ovzduší a o změně některých
dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší) ve znění zákona č. 472/2005 Sb.
1.3.3 Zákon č. 76/2002 Sb. Zákon o integrované prevenci a o omezování
znečištění, o integrovaném registru znečišťování a o změně některých
zákonů (zákon o integrované prevenci).
6
8
8
9
9
10
11
11
12
12
12
13
2. KLIMATICKÝ SYSTÉM ZEMĚ
15
2.1 Definice klimatu a jeho změny
2.2 Definice atmosféry Země, její dělení a složení
2.3 Znečišťování atmosféry (ovzduší)
2.3.1 Zdroje znečišťování ovzduší
2.3.2 Látky znečišťující ovzduší
15
17
17
19
19
13
3 SKLENÍKOVÉ PLYNY, SKLENÍKOVÝ EFEKT, PLYNY JEŽ HO ZPŮSOBUJÍ A
25
ZNEČIŠŤUJÍCÍ PLYNY ZE ZEMĚDĚLSKÉ ČINNOSTI
3.1 Přirozený skleníkový efekt
26
3.2 Antropogenní skleníkový efekt
26
3.3 Skleníkové plyny
26
3.6.4 IPPC v zemědělství, indikátory BAT
32
3.6.5 Emise neskleníkových plynů a metanu ze zemědělské činnosti
33
33
3.6.6 Emise amoniaku (NH3) ze zemědělské činnosti
3.7 Současný stav emisí skleníkových plynů v ČR
34
3.7.1 Plynné odpady skleníkových plynů ze zemědělské činnosti
34
3.7.2 Emise skleníkových plynů ze zemědělství v zemích OECD,
37
dle Kjótského protokolu
4. PROBLEMATIKA ZAVÁDĚNÍ „ NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH
TECHNIK A JEJICH UVEDENÍ DO REFERENČNÍHO DOKUMENTU
BREF PRO ZEMĚDĚLSTVÍ“
40
4.1 Soubory nejlepších dostupných technik BAT, provozně ověřených v rámci
technických a ekonomických možností ČR
42
2
5. TECHNOLOGIE SNIŽUJÍCÍ EMISE Z USTÁJENÍ DRŮBEŽE
46
5.1Technologie klecového chovu nosnic
5.1.1 Klecové bateriové systémy pro chov nosnic
5.1.2 Bateriový systém ustájení s otevřeným trusným sklepem umístěným
pod klecemi
5.1.3 Provzdušňovaný otevřený trusný prostor (trusná jáma nebo systém s kanály)
5.1.4 Klecové systémy ustájení na pilotách (stilt house)
5.1.5 Klecové systémy ustájení s odklizem trusu pomocí shrnovače do
uzavřených trusných prostor
5.1.6 Klecové systémy ustájení s odklizem trusu pomocí trusných pásů
do uzavřených trusných prostorů
5.1.7 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem a sušením trusu
5.1.7.1 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem s nuceným
sušením pomocí vzduchu
5.1.7.2 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem a „metlovým“
sušením trusu
5.1.7.3 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem s vylepšeným,
nuceným sušením pomocí vzduchu
5.1.7.4 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem a s sušicím
tunelem nad klecemi
5.1.8 Upravené klece
5.2 Technologie pro neklecové systémy ustájení nosnic
5.2.1 Systém chovu nosnic na hluboké podestýlce nebo na upravené podlaze
5.2.2 Systém chovu nosnic na hluboké podestýlce s nuceným sušením trusu
5.2.3 Systém chovu nosnic na hluboké podestýlce s perforovanou podlahou
a nuceným sušením trusu
5.2.4 Voliérové systémy
5.3 Technologie ustájení brojlerů
5.3.1 Perforovaná podlaha se systémem nuceného sušení trusu
5.3.2 Systém chovu brojlerů na stupňovité podlaze s nuceným sušením trusu
5.3.3 Systém se stupňovitými klecemi a snímatelnými boky klecí s nuceným
sušením trusu
5.4 Koncové technologie pro snížení emisí do ovzduší z chovů drůbeže
5.4.1Chemická pračka vzduchu
5.4.2 Externí sušící tunel s perforovanými trusnými pásy
5.5 Emise do ovzduší z ustájení drůbeže
46
47
48
6. CHOV PRASAT
6.1 Systémy ustájení pro zapuštěné prasnice a pro březí prasnice
6.2 Individuální ustájení s plně nebo částečně roštovou podlahou pro
zapuštěné a březí prasnice
6.3 Boxy pro zapuštěné a březí prasnice s plnou podlahou
6.4 Skupinové ustájení březích prasnic s využitím nebo bez využití slámy
6.5 Ustájení vysokobřezích nebo rodících prasnic
6.6 Ustájení vysokobřezích nebo rodících prasnic bez omezení jejich pohybu
6.7 Ustájení výkrmových prasat na plně roštové podlaze
6.8 Ustájení výkrmových prasat na částečně roštové podlaze
6.9 Ustájení výkrmových prasat na podestlané plné betonové podlaze
52
52
53
54
55
55
56
57
58
59
61
61
63
64
65
66
67
68
69
70
70
71
72
74
74
75
75
76
77
77
79
79
81
3
6.10 Řízení stájového mikroklimatu v chovech prasat
6.11 Technologie snižující emise z ustájení prasat
6.11.1 Integrované systémy ustájení pro zapuštěné a březí prasnice a
pro předvýkrmová a výkrmová prasata
6.11.2 Integrované systémy ustájení pro výkrmová prasata
6.12 Koncové technologie pro snížení emisí do ovzduší z chovů prasat
6.12.1 Biologická pračka vzduchu (Bioscrubber)
6.12.2 Chemická pračka vzduchu (wetscrubber)
81
82
83
85
86
86
87
7. MĚŘICÍ ZAŘÍZENÍ A PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ KONCENTRACE PLYNŮ 89
7. 1 Měřící postupy a principy
93
7. 1. 1 Fotoakustická spektroskopie (FAS), fotoakustická detekce (FAD)
93
8. EMISE SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ NA SKLÁDKÁCH HNOJE A KEJDY
96
8.1 Organická hnojiva a jejich vlastnosti
8.1.1 Chlévská mrva a hnůj
8.1.2 Kompostování chlévské mrvy
8.1.3 Kejda
8.2 Problematika skleníkových plynů z rostlinné výroby zvláště pak emise z půdy
8.2.1 Vzduch v půdě
8.3 Emise plynů ze zemědělské činnosti na půdě
8.4 Možnosti snižování emisí zátěžových plynů ze zemědělské činnosti
8.4.1 Využití biotechnologických přípravků k omezení emisí amoniaku
8.4.2 Výběr a popis biotechnologických přípravků použitých k vlastnímu
ověřování při srovnávání emisí amoniaku a skleníkových plynů z využitých
hnojiv pro zahradní produkci
8.4.2.1 Biotechnologický přípravek Amalgerol
8.4.2.2 Biotechnologický přípravek Bio-Algeen G40
8.4.2.3 Přípravek Bakteriokompostér Plus
96
96
98
98
101
101
102
103
103
104
9. EMISE ZÁPACHU
109
9.1 Technologie pro snížení zápachu
9.2 Technologie pro snížení úrovně emisí pachu z uskladnění exkrementů
9.2.1 Snížení emisí z uskladnění pevných exkrementů
9.2.2 Snížení emisí z uskladněné kejdy
109
111
111
113
10. PŘÍLOHY
120
105
105
106
OTÁZKY A ODPOVĚDI K PŘEDNÁŠKÁM
4
1. ÚVOD DO PROBLEMATIKY OCHRANY OVZDUŠÍ
Znečištění ovzduší se stalo symbolem devastace prostředí. Je to dáno mimo jiné dobrou
smyslovou postižitelností změn kvality ovzduší, ale také intenzitou měření a publicitou ve
sdělovacích prostředcích. Postoj lidí k znečištění ovzduší je ovlivňován také vědomím, že
znečištění ovzduší může za určitých okolností dosáhnout stupně, který je v podstatě havárií.
Počátkem výrazného znečišťování je průmyslová revoluce, při které se v parních
strojích začalo spalovat uhlí a do vzduchu se jako vedlejší produkt reakce uvolňoval oxid
uhličitý – CO2. Mnohem větší emise oxidu uhličitého se však uvolňují při spalování fosilních
paliv, totiž zemního plynu a hlavně ropných produktů, jako je benzín či nafta. Největší díl viny
tedy nese doprava a chemický a energetický průmysl. Využívání fosilních paliv včetně uhlí
tvoří 75% emisí CO2.
Problematika globálního oteplování patří dnes k nejožehavějším tématům
environmentální politiky. Vědecké poznatky posledních let ukazují, že zvyšování koncentrací
skleníkových plynů v důsledku lidské činnosti klimatický systém ovlivňuje. Navzdory pokroku
jež byl proveden v oblasti vědy a výzkumu změny klimatu stále existují nejasnosti v oblasti
vzájemné interakce emisí skleníkových plynů a klimatického systému. Na základě modelů
zabývajících se projekcí vývoje změny klimatu je odhadován nárůst globální teploty o 1,4 –
5,8°C v horizontu konce 21. století. Pokud se tyto projekce splní, bude se jednat o
nejvýznamnější a nejrychlejší nárůst za posledních 10 000 let.
Vlády již začaly spolupracovat na řešení hrozby změny klimatu na základě Rámcové
úmluvy OSN o změně klimatu (UNFCCC) z roku 1992 a Kjótského protokolu, který vstoupil v
platnost v únoru 2005. Nicméně rozsah mezinárodních akcí, které byly dosud realizovány nebo
se k nim státy zavázaly, představuje pouze začátek. Cíl Velké Británie snížit emise
skleníkových plynů o 60 % do roku 2050 je vůdčím příkladem vládního závazku a ilustruje
rozsah změny, kterého je potřeba dosáhnout.
Základem mezinárodních akcí pro řešení změny klimatu zůstává Rámcová úmluva OSN
o změně klimatu. Jejím konečným cílem, na kterém se shodlo 189 států včetně všech hlavních
rozvinutých a rozvojových zemí, je dosáhnout "stabilizace koncentrací skleníkových plynů v
atmosféře na úrovni, která zabrání nebezpečnému antropogennímu ovlivnění klimatického
systému". [2] Nicméně i deset let poté, co Rámcová úmluva OSN o změně klimatu vstoupila v
platnost, není tento cíl stále podrobněji definován. [3]
Otázky vlivu růstu koncentrací skleníkových plynů na klima v tomto století a možných
dopadů takto vyvolaných změn na různá odvětví hospodářství i život člověka se v posledních
letech dostaly z oblasti vědecké až do sféry mezinárodních závazků. Zesilování skleníkového
efektu se považuje z hlediska klimatického systému za hlavní rizikový faktor. Pod změnou
klimatu se v užším smyslu rozumí změna vyvolaná lidskou činností, a to takovou, která mění
složení atmosféry v globálním měřítku. Tato změna představuje přídavek k přirozené
proměnlivosti klimatu na srovnatelných časových škálách.
V roce 2001, v rámci přípravy na vstup do Evropské unie, uzavřela Česká republika
jednání o kapitole 22 „Životní prostředí“. Jedním z východisek pro její úspěšné uzavření byly
prokazatelné výsledky v ochraně ovzduší, dosažené v uplynulém desetiletí. Došlo
k nespornému poklesu produkce emisí všech znečišťujících látek a k výraznému zlepšení
kvality ovzduší.
Česká legislativa prochází od roku 2000 rozsáhlou rekonstrukcí, při níž jsou
implementovány předpisy Evropské unie. Proces zavádění evropské legislativy do legislativy
ČR (implementace) není dosud ukončen, stále dochází k novým úpravám a změnám.
Důležitý mezinárodní dokument, který ČR přijala, je "Úmluva o dálkovém znečišťování
ovzduší přesahující hranice států", ke kterému byl přijat dodatek – Protokol k omezování
acidifikace, eutrofizace a tvorby přízemního ozónu z roku 1999 (AcETO). V souvislosti s
5
přípravou tohoto protokolu, státy sdružené do Evropské unie zpracovaly směrnici Rady EU
96/61/EC o integrované prevenci a omezování znečištění (Integrated Pollution Prevention and
Control - IPPC). Při implementaci Protokolu AcETO a Směrnice Rady 96/61/EC, se jedná o
nový, u nás doposud neznámý nástroj integrovaného přístupu povolování výrobních činností,
na principu prevence vzniku znečištění, který se dotýká většiny našich velkých a středních
průmyslových a zemědělských provozů. Podmínky povolení vycházejí z uplatnění tzv. nejlepší
dostupné techniky (BAT) z hlediska optimální ochrany životního prostředí jako celku.
V souladu s protokolem AcETO byl zaveden termín "Správná zemědělská praxe",
respektující specifické podmínky na daném území příslušné strany a zahrnující ustanovení
týkající se:
• hospodaření s dusíkem, s respektováním celého dusíkového cyklu
• strategie krmení dobytka
• nízkoemisních způsobů hnojení
• nízkoemisních způsobů skladování hnoje
• nízkoemisních způsobů ustájení zvířat
• možností omezování emisí amoniaku užitím minerálních hnojiv.
V rámci správné zemědělské praxe byl uplatněn termín "Snižující technologie", který
přesněji vyjadřuje skutečnou podstatu snížení emisí amoniaku a skleníkových plynů ze
zemědělské činnosti. Ověřené snižující technologie jsou zaváděny do chovů hospodářských
zvířat nebo do rostlinné výroby, což umožní připraveným podnikatelským subjektům podat
návrh na získání Integrovaného povolení. [4]
Z hlediska klimatických poměrů jsou v současné době v ČR stěžejní zákony č. 86/2002
Sb. o ochraně ovzduší ve znění pozdějších předpisů a zákon č. 76/2002 Sb. o integrované
prevenci a omezování znečištění, o integrovaném registru znečišťování a o změně některých
zákonů (IPPC) ve znění pozdějších předpisů.
Využití biotechnologických přípravků pro
snížení emisí amoniaku a skleníkových plynů v rostlinné výrobě, navazujících na chovy
hospodářských zvířat je novou technologií, mající všechny znaky snižující technologie,
uvedené v příloze 3 k zákonu č. 76/2002 Sb. ve znění pozdějších předpisů. Z ekonomického
hlediska se jedná o nejlevnější způsob, jak řešit snížení emisí amoniaku a skleníkových plynů
na skládkách organických hnojiv technologií vyžadovanou v rámci IPPC nebo "Správné
zemědělské praxe". Dále pak je možné touto ověřenou technologií snížit emise při uplatnění
hnojiv.
Tento fakt je důležitý pro uplatnění organických hnojiv v zelinářství, pěstování vinné
révy a sadovnictví. Z vlastní pěstitelské produkce plodin pěstovaných v ČR v podstatě mimo
oxidu uhličitého žádné emise amoniaku nebo skleníkových plynů nejsou z hnojení nebo
kultivace půdy však jsou emise nezanedbatelné. Proto je nutné se emiseni v souvislosti s
hnojením a zpracováním půdy v zabývat.
1.1 Základní terminologie v oblasti ochrany ovzduší
V této kapitole jsou uvedeny nejdůležitější pojmy používané v práci s problematikou
znečištění ovzduší a vnášení znečišťujících látek (emisí) do atmosféry. Níže uvedená
terminologie je v souladu se současnou platnou legislativou, především zákonem č. 86/2002
Sb. (zákon o ochraně ovzduší) ve znění zákona č. 472/2005 Sb. a zákonem č. 76/2002 Sb.
(zákon o integrované prevenci) ve znění zákona č. 435/2005 Sb.
Znečišťující látka – jakákoliv látka vnesená do vnějšího ovzduší nebo v něm druhotně
vznikající, která má nebo může mít po fyzikální nebo chemické přeměně nebo po
spolupůsobení s jinou látkou škodlivý vliv na lidské zdraví a pohodu, zdraví zvířat, na životní
prostředí, na klimatický systém Země nebo na hmotný majetek
6
Emise – vnášení jedné nebo více znečišťujících látek do životního prostředí
Emisní limit – nejvýše přípustné množství znečišťující látky nebo stanovené skupiny
znečišťujících látek nebo pachových látek vypouštěné do ovzduší ze zdroje znečišťování
ovzduší vyjádřené jako hmotnostní koncentrace znečišťující látky v odpadních plynech nebo
hmotnostní tok znečišťující látky za jednotku času nebo hmotnost znečišťující látky vztažená
na jednotku produkce nebo lidské činnosti nebo jako počet pachových jednotek ne jednotku
objemu nebo jako počet částic znečišťující látky na jednotku objemu. Emisní limity zákon o
ovzduší člení na:
• Obecné emisní limity, které jsou stanoveny pro jednotlivé znečišťující látky nebo jejich
stanovené skupiny.
• Specifické emisní limity, které jsou stanoveny u jmenovitě uvedených stacionárních
zdrojů; tyto limity se stanovují bez přihlédnutí k obecným emisním limitům.
Imise – znečištění ovzduší vyjádřené hmotnostní koncentrací znečišťující látky nebo stanovené
skupiny znečišťujících látek
Imisní limit – hodnota nejvýše přípustné úrovně znečištění ovzduší vyjádřená v jednotkách
hmotnosti na jednotku objemu vzduchu při normální teplotě a tlaku (tj. při teplotě 0°C a tlaku
101,32 kPa)
Zdroj znečišťování ovzduší – zařízení, plocha nebo prostor, které znečišťují nebo mohou
znečišťovat ovzduší a pro které se vydávají kolaudační nebo jiná rozhodnutí či povolení.
Základní rozdělení zdrojů znečištění je na:
• Mobilní zdroje – samojízdné a další pohyblivá vozidla a přenosná zařízení vybavená
spalovacími motory.
• Stacionární zdroje – zařízení pro spalování paliv nebo jiná technologická zařízení, která
znečišťují nebo mohou znečišťovat ovzduší, dále šachta, lom a jiná plocha s možností
zapaření, hoření nebo úletu znečišťujících látek, jakož i plocha, na které jsou prováděny
práce nebo činnosti, které způsobují nebo mohou způsobovat znečišťování ovzduší, dále
sklad a skládka paliv, surovin, produktů, odpadů a další obdobné zařízení nebo činnost.
V zemědělství pole, louky, sady, vinice, stáje apod.
Provozovatel zdroje znečišťování ovzduší – právnická osoba nebo fyzická osoba, která zdroj
znečišťování ovzduší skutečně provozuje. Není-li taková osoba, považuje se za provozovatele
vlastník zdroje znečišťování
Pachové látky – látky nebo jejich směs, které způsobují obtěžující pachový vjem,
charakterizované pachovým číslem (pachovou jednotkou)
Nejlepší dostupná technika (BAT – Best Available Technique) – nejúčinnější a
nejpokročilejší stupeň vývoje použitých technologií a způsobů jejich provozování, které jsou
vyvinuty v měřítku umožňujícím jejich zavedení v příslušném hospodářském odvětví za
ekonomicky a technicky přijatelných podmínek s ohledem na náklady a přínosy, pokud jsou
provozovateli zařízení za rozumných podmínek dostupné a zároveň jsou nejúčinnější
v dosahování ochrany životního prostředí jako celku.
Správná zemědělská praxe v rámci ochrany ovzduší – plán určující využití nejlepších
dostupných technik nebo emise amoniaku a skleníkových plynů snižujících technologií
7
v chovech hospodářských zvířat. Předkládá jej provozovatel farmy, schvaluje jej místně
příslušný krajský úřad.
Integrované povolení – rozhodnutí, kterým se stanoví podmínky k provozu zařízení, včetně
provozu činností přímo spojených s provozem zařízení v místě a které se vydává namísto
rozhodnutí, stanovisek, vyjádření a souhlasů vydávaných podle zvláštních právních předpisů
v oblasti ochrany životního prostředí, ochrany veřejného zdraví a v oblasti zemědělství, pokud
to tyto předpisy umožňují.
Integrovaný registr znečišťování životního prostředí – databáze údajů o vybraných látkách,
jejich přenosech a emisích.
Agregované emise skleníkových plynů – emise jednotlivých skleníkových plynů lze vyjádřit
v agregovaném tvaru, který zohlední jejich různé radiačně aktivní vlastnosti. K porovnání se
používají hodnoty potenciálu globálního ohřevu (GWP) pro časový horizont 100 let podle
posledních údajů IPCC.
Skleníkový efekt, skleníkové plyny – skleníkový efekt je vytvářen částí odraženého
slunečního záření, který odráží povrch planety. Odražené sluneční záření je pohlcováno plyny
v atmosféře a vytváří přirozený skleníkový efekt. Jedná se především o oxid uhličitý, metan,
vodní páru, oxidy dusíku a látky obsahující fluor.
Potenciál globálního ohřívání (GWP) – emise skleníkových plynů je souhrnně posuzována
pomocí celkové ( agregované ) emise a vypočte se jako součet emisí jednotlivých plynů
vynásobený příslušnými konverzními koeficienty označovanými jako GWP. Celková
agregovaná emise se vyjadřuje ekvivalentním množstvím oxidu uhličitého ( CO2 ).
1.2 Mezinárodní protokoly a základní legislativa EU v oblasti ochrany ovzduší
Bylo zjištěno, že chlór a bróm uvolňovaný z freonů a halonů může závažným způsobem
narušit ozónovou vrstvu. Na základě tohoto zjištění bylo uzavřeno několik mezinárodních
úmluv o znečišťování atmosféry. S prohlubujícími znalostmi o globálním oteplování se
postupně začal rozšiřovat seznam látek poškozujících plynný obal Země. S tím docházelo a
dochází k nutnosti ratifikace nových dohod a nařízení.
1.2.1 Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší a Göteborský protokol
Za významný milník k otevření celoevropských kontaktů v oblasti životního prostředí
lze pokládat Úmluvu o dálkovém znečišťování ovzduší přesahujícím hranice států, která byla
přijata na půdě Evropské hospodářské komise OSN v Ženevě v listopadu 1979 a vešla
v účinnost v roce 1983. Mezi základní zásady patří, že smluvní strany jsou rozhodnuty chránit
člověka a jeho životní prostředí a budou usilovat o omezování, postupné snižování a
předcházení znečišťování ovzduší. Úmluva se stala východiskem pro dílčí protokoly o
omezování emisí škodlivin.
Posledním z nich je Protokol o omezování acidifikace, eutrofizace a tvorby přízemního
ozónu. Protokol byl přijat v listopadu 1999 v Göteborgu (odtud název Göteborský protokol,
nebo též protokol AcETO). Cílem tohoto protokolu je kontrolovat a snížit emise síry, oxidů
dusíku, amoniaku a těkavých organických sloučenin, které jsou vyvolány lidskou činností, a
které nepříznivě působí na zdraví lidí, přírodní ekosystémy, materiály a zemědělské plodiny
následkem acidifikace, eutrofizace a přízemního ozónu.
8
Jako hlavní prostředek k dosažení těchto cílů stanoví protokol emisní limity pro
jednotlivé druhy zdrojů a národní emisní stropy pro zúčastněné státy. Protokol dále stanoví
příslušné termíny k dosažení uvedených emisních stropů a limitů a ukládá státům přijmout
podpůrné strategie, politiky a programy k omezování emisí.
1.2.2 Vídeňská úmluva a Montrealský protokol
Na diplomatické konferenci svolané Programem OSN pro životní prostředí (UNEP)
byla v roce 1985 přijata Vídeňská úmluva o ochraně ozónové vrstvy. Na následující konferenci
v září 1987 byl přijat Montrealský protokol o látkách, které porušují ozónovou vrstvu, který je
prováděcím protokolem Vídeňské úmluvy. Oba dokumenty poskytují rámec pro globální akce
vedoucí k postupnému omezování výroby a používání látek, které porušují ozónovou vrstvu.
Montrealský protokol ve své základní verzi definuje základní pojmy, především výrobu a
spotřebu skupiny osmi látek a stanovuje základní pravidla a termíny jejich omezení. Jedná se
zejména o plně halogenované deriváty nižších uhlovodíků (freony, halony). [5]
Montrealský protokol je prvním příkladem pokusu o globální řešení celosvětového
problému životního prostředí, ke kterému se dnes spojily prakticky všechny státy světa. Bez
mezinárodní spolupráce by řešení problému ochrany ozónové vrstvy postrádalo smysl.
Současně představuje jakýsi model pro řešení dalších složitějších světových problémů do
budoucnosti, na kterém je nyní možné vyzkoušet vhodné technické, ekonomické a organizační
postupy. [6]
Pozorování stavu ozónové vrstvy prováděná v následujících letech však výrazně
signalizovala zhoršování jejího stavu. Proto byly k Montrealskému protokolu přijaty zpřísňující
dodatky – v roce 1990 Londýnský dodatek a v roce 1992 Kodaňský dodatek.
1.2.3 Rámcová úmluva OSN o změně klimatu (UNFCCC)
Rámcová úmluva o změně klimatu je dokument, jehož cílem je vytvořit právní podklad
pro stabilizaci či redukci emisí skleníkových plynů na úrovni, která by nebyla z hlediska
vzájemné reakce s klimatickým systémem nebezpečná pro další vývoj planety. Přijata byla v
červnu 1992 v Rio de Janeiru, v platnost vstoupila v březnu 1994. Ratifikovalo ji více než 180
států.
Cílem úmluvy je dle článku 2 "...stabilizovat atmosférické koncentrace skleníkových
plynů na takové hladině, která předejde antropogenním interferencím s klimatickým
systémem". Taková hladina by měla být dosažena v čase dostatečném k zajištění: [2]
• přirozené adaptace ekosystémů na změnu klimatu;
• stálé produkce potravin;
• ekonomického rozvoje trvalého charakteru.
Její uvedení do praxe by mělo napomoci, aby se ekosystémy přirozeným způsobem co
nejrychleji adaptovaly na možná rizika změny klimatu. Úmluva je založena na pěti hlavních
principech:
1. Princip mezigenerační odpovědnosti: Strany úmluvy by měly chránit klimatický systém
ve prospěch současných a budoucích generací lidstva.
2. Princip společné, byť rozdílné odpovědnosti, a odlišného postavení a schopnosti států:
Strany vyspělých zemí by měly zaujmout vedoucí postavení v boji proti změně klimatu
a akceptovat z ní plynoucí negativní důsledky. Také by se měly vzít na vědomí zvláštní
potřeby rozvojových zemí a zemí, které jsou změnami klimatu nejvíce ohroženy.
3. Princip předběžné opatrnosti: Tam, kde existuje hrozba vážné nezvratné škody, by
neměl nedostatek úplné vědecké jistoty sloužit jako důvod k odkladu příslušných
opatření.
4. Právo na trvale udržitelný rozvoj: Strany by měly podporovat trvale udržitelný rozvoj,
neboť je základem opatření proti změně klimatu.
9
5. Vzájemná kooperace: Strany by měly dosahovat cílů úmluvy společným úsilím a
kooperací.
Ve smyslu čl. 17 Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu se od roku 1995 každoročně
konají konference smluvních stran, které hodnotí způsob plnění tohoto dokumentu a kontrolují
a ukládají státům další úkoly. [2]
1.2.4 Kjótský protokol
Vrcholným orgánem Rámcové úmluvy je Konference smluvních stran, která prozatím
zasedá každoročně (poprvé v roce 1995, podruhé v roce 1996 v Ženevě a potřetí v prosinci
1997 v Kjótu).
Přes veškeré složitosti jednání, při kterých se názorové rozdíly mezi skupinami
jednotlivých států mnohdy vyhrocovaly a padaly další návrhy, byl při závěrečném jednání
v ranních hodinách 11. 12. 1997 přijat tzv. Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně
klimatu, který znamená významný mezník v řešení této závažné problematiky. Jeho text je
v mnohých ohledech textem kompromisním, nicméně lze považovat za přínos jak pro další
vývoj Země, tak i pro průběh dalších jednání v budoucnu [7].
Protokol je zaměřen na stanovení kvantitativních redukčních emisních cílů smluvních
států a způsoby jejich dosažení. Kromě preambule obsahuje 28 článků a dva dodatky. Státům
vyjmenovaným v Dodatku I ukládá, aby do prvního kontrolního období (2008–2012) snížily
jednotlivě nebo společně emise skleníkových plynů nejméně o 5,0% pod úroveň roku 1990.
Tabulka 01 uvádí snížení emisí jednotlivých států tak, aby se na tuto hranici dostaly. [8]
Tab.1: Redukční cíle Kjótského protokolu stanovené státům Dodatku I.
Hodnota
emisní
Státy
redukce
Belgie, Bulharsko, Česká republika, Dánsko, Estonsko, Evropská unie*),
Finsko, Francie, Irsko, Itálie, Lichtenštejnsko, Litva, Lotyšsko, Lucembursko,
8%
Monako, Nizozemí, Německo, Portugalsko, Rakousko, Rumunsko, Řecko,
Slovensko, Slovinsko, Španělsko, Švédsko
7%
USA
6%
Japonsko, Kanada, Maďarsko, Polsko
5%
Chorvatsko
0%
Nový Zéland, Ruská federace, Ukrajina
-1%
Norsko
-8%
Austrálie
-10%
Island
Pozn.: záporné hodnoty redukce znamenají Protokolem povolený emisní nárůst
*) Evropská unie se jako celek zavázala k 8% snížení emisí, ale jednotlivé státy mají limity
snížení, nebo povoleného zvýšení upravené vnitřním rozhodnutím Unie
Redukce se týkají bilancí emisí oxidu uhličitého CO2, metanu CH4, oxidu dusného N2O,
hydrogenovaných fluorovodíků (HFC), polyfluorovodíků (PFC) a fluoridu sírového (SF6),
vyjádřených ve formě agregovaných emisí CO2. Výsledná hodnota emisí agregovaných pomocí
faktorů tzv. globálních radiačních účinností jednotlivých plynů zohledňuje jejich rozdílný vliv
na celkovou změnu klimatického systému Země. Pod pojmem "bilance emisí" Protokol uvažuje
kromě emisí skleníkových plynů i jejich propady, tj. absorpci vyvolanou změnami ve využívání
krajiny (zalesňování, péče o lesní porosty, resp. odlesňování).
10
Tab.2: Největší znečišťovatelé ovzduší v přepočtu emisí na obyvatele.
Pořadí
Země
Množství emisí na obyvatele [t]
1
USA
19,8
2
Lucembursko
19,4
3
Austrálie
18,0
4
Kanada
14,0
5
Estonsko
11,7
6
ČR
11,6
7
Irsko
11,1
8
Norsko
11,1
9
Finsko
10,3
10
Belgie
10,0
Začátkem února 2005 podepsalo Kjótský protokol 84 států, ratifikovalo 65, přistoupilo
k němu nebo ho schválilo 141 států. Tyto státy dohromady produkují 61 procent emisí. 16.
února 2005 vstoupil Kjótský protokol – po více než sedmi letech od jeho přijetí v platnost.
1.2.5 IPCC
V roce 1988 založili UNEP a WMO Mezivládní panel klimatické změny (IPCC),
jakožto nezávislý vědecký a technický orgán, který by byl zaměřen na podporu poznání
klimatické změny.
Tato instituce byla založena s cílem shromažďování a hodnocení veškerých vědeckých
poznatků souvisejících se změnou klimatu a následně navrhovat odpovídající strategie k řešení
problémů. V rámci IPCC byly vytvořeny tři pracovní skupiny, z nichž jedna byla zaměřena na
otázky vědecké podstaty, druhá na dopady klimatické změny a třetí na analýzy strategií,
vedoucích ke zmírnění rizik.
1.2.6 Směrnice Rady 96/61/EC o integrované prevenci a omezování znečištění
Směrnice Rady 96/61 EC ze září 1996 o integrované prevenci a omezování znečištění
(IPPC) představuje nový přístup k ochraně životního prostředí.
Cílem směrnice je dosáhnout vysoké úrovně ochrany životního prostředí jako celku, tj.
neposuzovat odděleně dopad činnosti na jednotlivé složky životního prostředí, ale vycházet ze
široké škály možných vlivů činnosti na kvalitu životního prostředí a lidské zdraví. Směrnice
stanoví opatření, která mají vyloučit, anebo pokud to není možné, snížit emise z hospodářských
činností do ovzduší, vody a půdy, včetně opatření týkajících se odpadu, v zájmu dosažení
vysoké úrovně ochrany životního prostředí jako celku.
Směrnice 96/61 ES vykazuje mnoho zcela nových rysů, přístupů a principů, z nichž je
třeba zdůraznit především tyto: [9]
• Integrovaný, komplexní přístup – postupně se opouští dosud běžný princip samostatné
ochrany jednotlivých složek životního prostředí, kdy často dochází pouze k přenášení
znečištění z jedné složky do druhé.
• Subsidiarita – princip přenášení rozhodovací pravomoci na nejnižší možnou úroveň. Na
národní úrovni se posiluje úloha regionů, orgány EU řeší jen ty problémy, které
nemohou řešit členské země jednotlivě.
• Otevřenost procesu IPPC – důraz na aktivní spoluúčast veřejnosti na procesu
vyjednávání, stanovování a dodržování podmínek povolení provozu výrobních zařízení
a na možnost přístupu všem zájemcům ke všem relevantním dokumentům celého
procesu IPPC.
11
•
Podmínky povolení založené na BAT jako obecně doporučující hodnoty – každý
výrobní provoz je posuzován na základě emisních limitů a parametrů výroby
odpovídající nejlepší dostupné technice (BAT). Rozsah a interval, ve kterém se
pohybují přiměřené emise a parametry, odpovídající BAT, jsou k dispozici
v Referenčních dokumentech nejlepší dostupné techniky (BREF).
1.2.7 Směrnice Rady 96/62/EC o hodnocení a řízení kvality ovzduší
V září 1996 přijala Evropská unie směrnici 96/62/EC o hodnocení a řízení kvality
ovzduší (Rámcová směrnice), která definuje základní zásady a vymezuje obecné požadavky na
hodnocení a řízení kvality ovzduší v členských státech EU a představuje legislativní rámec pro
následné směrnice, které stanovují limitní úrovně a specifikují detailněji požadavky týkající se
jednotlivých znečišťujících látek, deklarovaných Rámcovou směrnicí. Základní cíle stanovené
Rámcovou směrnicí jsou následující: [10]
• Stanovit cíle kvality ovzduší tak, aby došlo k zabránění, předcházení a snižování vlivů
na lidské zdraví a životní prostředí jako celek.
• Zavést jednotné postupy hodnocení kvality ovzduší na základě společných metod a
kritérií.
• Získávat přiměřené informace o kvalitě vnějšího ovzduší a zajistit, aby tyto informace
byly dostupné veřejnosti.
• Zachovat kvalitu venkovního ovzduší tam, kde je dobrá, a v ostatních případech ji
zlepšit.
1.3 Historický vývoj a současnost legislativy ochrany ovzduší v ČR
V historii bývalého Československa byly přijaty dva zákony na ochranu ovzduší, které
odlišným působením ovlivňovaly jeho kvalitu. Prvním z nich byl zákon 35/1967 Sb., který byl
založen na imisním principu. Tento přístup k ochraně ovzduší znamenal eskalaci znečištění na
větší vzdálenosti a vstup znečišťujících látek do dálkového přenosu přes hranice států.
Důsledkem ochrany ovzduší podle tohoto zákona byl výrazný nárůst znečišťování ovzduší
s mezinárodními důsledky.
Po změně politických poměrů v roce 1989 byl přijat druhý, zákon 309/1991 Sb. o
ochraně ovzduší před znečišťujícími látkami, který zavedl emisní limity a další podmínky pro
provoz zdrojů. Prováděcí předpisy k zákonu vycházely především z předpisů Německé
spolkové republiky, které byly tehdy nejúplnější. Důsledkem uplatnění emisních limitů podle
tohoto zákona se podařilo významně snížit emise celé řady znečišťujících látek do ovzduší.
[11]
Vstup České republiky do evropských struktur, především do Evropské unie a
technologický vývoj v oblasti zařízení k odlučování znečišťujících látek vedly k tomu, že byl
v roce 2002 přijat zatím poslední zákon na ochranu ovzduší, a to zákon 86/2002 Sb., který byl
v roce 2005 novelizován (zákon č. 475/2005 Sb.) Ten společně s prováděcími vyhláškami a
dalšími souvisejícími předpisy odráží vývoj v ochraně atmosféry za poslední desetiletí a skýtá
zmocnění pro přebírání zákonných předpisů EU.
1.3.1 Přistoupení ČR k mezinárodním úmluvám a protokolům
Do dnešních dnů podepsala a ratifikovala Česká republika všechny důležité
mezinárodní protokoly a úmluvy. Göteborský protokol podepsala ČR při jeho schválení Radou
EU v roce 1999. K Montrealskému protokolu a Vídeňské úmluvě přistoupila ČR usnesením
vlády č. 449 z června 1990, smluvní stranou obou dohod je od roku 1993. Ke dvěma dodatkům
Montrealského protokolu (Londýnskému a Kodaňskému) bylo přistoupeno současně v prosinci
1996. Kjótský protokol Rámcové úmluvy OSN o klimatických změnách podepsala Česká
republika v listopadu 1998 a ratifikovala jej v říjnu 2001.
12
Od okamžiku přistoupení České republiky do Evropské unie (1. 5. 2004) je snahou
implementovat (začlenit) evropskou legislativu týkající se životního prostředí do zákonného
rámce ČR. Většinu nejdůležitějších mezinárodních smluv a právních norem z oblasti ochrany
ovzduší přejímá česká legislativa dvěma nejdůležitějšími zákony a jejich prováděcími
vyhláškami. Jedná se o zákon č. 472/2005 Sb. a zákon 76/2002 Sb. ve znění pozdějších
předpisů.
1.3.2 Zákon č. 86/2002 Sb. Zákon o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů
(zákon o ochraně ovzduší) ve znění zákona č. 472/2005 Sb.
Tento zákon stanovuje práva a povinnosti osob a působnost správních úřadů při ochraně
ovzduší před vnášením znečišťujících látek lidskou činností. Určuje podmínky pro další
snižování množství vypouštěných znečišťujících látek, které působí nepříznivě na životní
prostředí a zdraví lidí a zvířat. Zákon stanoví nástroje ke snižování množství látek ovlivňujících
klimatický systém Země, a opatření ke snižování světelného znečištění ovzduší.
1.3.3 Zákon č. 76/2002 Sb. Zákon o integrované prevenci a o omezování znečištění, o
integrovaném registru znečišťování a o změně některých zákonů (zákon o integrované
prevenci).
Tímto zákonem je do českého právního řádu implementována směrnice Rady 96/61/EC
o integrované prevenci a omezování znečištění (Integrated Pollution Prevention and Control –
IPPC), která byla v členských státech EU přijata v září 1996 a od října 1999 je v platnosti.
Tento zákon mimo jiné stanoví povinnosti provozovatelů zařízení, upravuje postup při
vydávání integrovaného povolení, zřizuje integrovaný registr znečišťování životního prostředí,
stanoví způsob shromažďování údajů o emisích a přenosech látek evidovaných v tomto registru
a poskytování údajů z něho. Zákon upravuje systém výměny informací o nejlepších dostupných
technikách.
Účelem zákona je ochrana životního prostředí jako celku, tzn. přejít od masového
využívání koncových technologií, jež pouze převádějí znečištění z jedné složky životního
prostředí do druhé, k prevenci a minimalizaci znečištění přímo u zdroje a životní prostředí brát
komplexně v celém kontextu výrobních činností.
Zákon IPPC je tzv. horizontálním zákonem, je to předpis speciální, jehož aplikace má
přednost před použitím složkových zákonů. Znamená to, že povolovatel provozů (Krajský
úřad) bude postupovat podle zákona IPPC při posuzování žádosti o povolení činnosti. Cílem
zákona je zpřehlednit, provázat a zjednodušit pracovní postupy v rozhodování podle
složkových zákonů v oblasti životního prostředí prostřednictvím tzv. integrovaného
povolování, jehož výsledkem má být rozhodnutí o žádosti pro vydání integrovaného povolení.
Integrované povolení bude nahrazovat rozhodnutí, stanoviska, vyjádření a souhlasy, které jsou
vyžadovány podle jiných právních předpisů, pokud je jimi dáván souhlas k provozu zařízení
nebo k činnosti provozované v zařízení, nebo pokud je neopomenutelným podkladem v rámci
procesu povolování staveb tzn., že provozovatel nemusí jako doposud žádat o jednotlivá dílčí
složková povolení jednotlivé dotčené orgány, ale podá pouze jednu žádost v elektronické a
písemné podobě a ty pak vydají svá stanoviska již přímo povolovateli. [12]
13
Použitá literatura
[1]
Pretel, Jan – Vácha, Dušan. Příprava internetové stránky zaměřené na vědecké poznatky
o změně klimatu [online]. MŽP ČR, samostatné oddělení změny klimatu, Praha, 2003
[cit. 2005–01–10]. Dostupné z: http://www.chmi.cz/cc/inf/klima.doc.
[2]
Rámcová úmluva OSN o změně klimatu [online]. 1992 [cit. 2004–05–30]. Dostupné z:
http://unfccc.int/not_assigned/b/items/1417.php.
[3]
Byers, Stephen – Snowe, Olympia. Meeting the Climate Challenge: Recommendation of
the International Climate Change Taskforce. International Climate Change Taskforce,
2005. 26 s. ISBN: 1860302645. Dostupné z:
http://www.env.cz/AIS/webpub.nsf/$pid/MZPMZF8VM2NI/$FILE/Meeting%20Climate%20Challenge.pdf.
[4]
Jelínek, A. – Dědina, M. – Plíva, P. Problematika zavádění směrnice rady 96/61/EC o
integrované prevenci a omezování znečištění do resortu zemědělství [online]. 2005 [cit.
2005–06–5]. Dostupné z: http://www.vuzt.cz/vyzkum/2001/jel-smer.htm.
[5]
United Nations Environment Programme: The Montreal Protocol on Substances that
Deplete the Ozone Layer [online]. Publikováno 2000 [cit. 2003–09–08]. ISBN: 92-8071888-6. Dostupné z:
http://www.unep.ch/ozone/pdfs/Montreal-Protocol2000.pdf.
[6]
Řeháček, V. Ochrana ozonové vrstvy Země v České republice. Chemické listy 92, 1998.
str. 767–771.
[7]
Nemešová, I. – Pretel, J. Skleníkový efekt a životní prostředí: Podstata, rizika, možná
řešení a mezinárodní souvislosti. Praha: MŽP ČR: ČHMÚ Praha, 1998. 70 s. ISBN 807212-046-8.
[8]
Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu [online]. 1997 [cit. 2003–09–
08]. Dostupné z: http://unfccc.int/resource/docs/cop3/07a01.pdf.
[9]
Council Directive 96/61/EC of 24 September 1996 concerning integrated pollution
prevention and control [online]. 1996 [cit. 2004–07–08]. Dostupné z:
http://www.cpc.cz/eng/projects/bat/directive.php
[10]
Fiala, J., et al. Kvalita ovzduší v České republice z pohledu směrnic Evropské unie –
příloha časopisu Ochrana Ovzduší č. 1/2001. Praha: ČHMU Praha, 2001.
[11]
Vejvoda, J. – Machač, P. – Buryan, P. Technologie ochrany ovzduší a čištění odpadních
plynů. 1. vydání. Praha: VŠCHT Praha, 2003. 226 s. ISBN 80-7080-517-X.
[12]
Jelínek, A. – Dědina, M. – Plíva, P. Úvod do problematiky správné zemědělské praxe
z pohledu zákona o ochraně ovzduší [online]. 2005 [cit. 2005–05–20]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/praxe.htm.
14
2. KLIMATICKÝ SYSTÉM ZEMĚ
Změna klimatu představuje jedno z klíčových témat současné environmentální politiky.
Vědecké poznatky posledních let ukazují, že zvyšování koncentrací některých plynů
v důsledku lidské činnosti ovlivňuje klimatický systém Země, který se změně koncentrací
přizpůsobuje formou globálního oteplování a následných změn celého systému. Pod pojmem
změna klimatu si lze představit jak antropogenní změny (vyvolané lidskou činností), tak změny
přirozené.
2.1 Definice klimatu a jeho změny
Pro řešení problematiky změny klimatu je nutné definovat termín klima. Pod pojmem
klima se obecně rozumí „průměrné“ počasí, které charakterizuje obvyklý průběh počasí
v daném místě a odvozuje se z údajů zajištěných meteorologickým pozorováním v průběhu
několika desetiletí. Klima na planetě je určováno vzájemným působením mnoha faktorů.
Hlavní složky klimatického systému jsou atmosféra, oceány, kryosféra (ledovce), litosféra
(zemská kůra), a biosféra. [1]
Obr 1. Schématické znázornění klimatického systému a jeho složek.
Termín „změna klimatu“ má v odborné literatuře několik významů. Obecně se pod
změnou klimatu rozumí změna vyvolaná jakýmkoliv vnějším či vnitřním faktorem, včetně
změn vyvolaných lidskou činností. Často se rozlišují tzv. přirozené změny klimatu a změny
vyvolané lidskou činností (antropogenní změny).
V Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu se pod změnou klimatu rozumí změna
vyvolaná přímo nebo nepřímo lidskou činností, a sice takovou, která vede ke změnám ve
15
složení atmosféry v globálním měřítku a která představuje přídavek k přirozené proměnlivosti
(variabilitě) klimatu ve srovnatelných časových obdobích. [2]
Změny klimatu zahrnují systematické změny globální atmosféry, která je neoddělitelně
spojena s oceány, biosférou, koloběhem vody v přírodě včetně tání polárních ledovců. Každá z
těchto komponent je sama o sobě složitá a naše znalosti o ní jsou dosud neúplné. Všechny části
jsou navzájem propojeny ohromným počtem zpětných vazeb. Proto libovolné, často i nepatrné,
změny v kterékoliv z těchto částí nutně ovlivňují funkci celého systému. Přestože alespoň
částečně rozumíme některým komponentám, dosud nejsme schopni popsat všechny aspekty
chování klimatu jako celku. [3]
Historické záznamy dokazují, že globální klima se za posledních sto let již změnilo.
Mění se nejen dlouhodobé průměry, ale objevují se také krátkodobé meziroční variace a
krátkodobé variace v desetiletích. Jsou pozorovány zejména následující změny: [3]
•
VZRŮST TEPLOTY
Globální střední teplota povrchu Země od počátku 20. století vzrostla o 0,6°C s tím, že
noční minima vzrůstají rychleji než denní maxima. Zatímco teplotní záznamy vykazují
významné variace podle oblastí a období, celkový globální trend vzrůstu teploty je
nepochybný. K největšímu oteplení došlo v období od roku 1910 do roku 1945 a od roku 1976.
• POROVNÁNÍ TRENDŮ VZRŮSTU TEPLOTY
Oteplování na severní polokouli ve 20. století bylo největší za posledních tisíc let,
přičemž 90. léta 20. století byla nejteplejším desetiletím a rok 1998 nejteplejším rokem. Deset
nejteplejších let od roku 1860 bylo zaznamenáno od roku 1980.
• ZMĚNY MNOŽSTVÍ SRÁŽEK
Průměrné množství srážek ve středních a vyšších zeměpisných šířkách (v mírném a
subpolárním klimatickém pásmu) vzrostlo a naopak v subtropickém a tropickém klimatickém
pásmu pokleslo.
•
EXTRÉMNÍ SRÁŽKOVÉ JEVY
Zatímco trendy v teplotních a srážkových extrémech se globálně odlišují, trvale roste
počet extrémních srážkových jevů. Rozsáhlé oblasti světa jsou postihovány suchem nebo
povodněmi.
• TÁNÍ LEDOVCŮ
Během 20. století byl zaznamenán výrazný úbytek ledovců v nepolárních oblastech. Na
severní polokouli bylo zaznamenáno od roku 1950 zmenšení ledem pokryté plochy oceánů a
moří o 10 až 15 procent. Letní tloušťka arktického ledu se místy zmenšila až o 40 procent.
• HLADINA MOŘÍ A OCEÁNŮ
Globální hladina moří a oceánů se zvýšila o 10 až 25 centimetrů kvůli teplotní
roztažnosti vody v oceánech a kvůli rozpouštění ledovců v polárních oblastech. Rychlost
zvyšování hladiny oceánů během 20. století byla asi desetkrát vyšší než průměrná rychlost
zvyšování hladiny oceánů za posledních 3000 let. Průměrná teplota oceánů se od 50. let 20.
století soustavně zvyšuje.
• KLIMATICKÝ JEV EL-NIŇO
V posledních desetiletích byl pozorován častější, trvalejší a intenzivnější klimatický jev
El-Niňo. El Niňo de la Natividad (Jezulátko) je atmosférická a oceánská klimatická porucha, k
níž dochází jednou za 3 až 6 let v rovníkové oblasti Tichého oceánu. Vzniká slabý na jih
směřující teplý mořský proud podél pobřeží Ekvádoru a Peru, kdy dochází k prodlouženému
ohřevu oceánu.
Mezi vědci skupiny IPCC panuje přesvědčení, že jejich odhad vzrůstu teploty je
pravděpodobně nižší než skutečnost. Existuje celá řada nejasností zpochybňujících přesnost
16
takovéto předpovědi, ale faktory, které nebylo možno do počítačového modelu zahrnout, se
týkají přírodních procesů, které by spíše přispívaly k zesílenému oteplování. [4]
Všechny klimatické změny nebudou nakonec nepříznivé. Některé části světa postihují
častější nebo vážnější sucha či záplavy, naproti tomu jiné oblasti, například subarktické, se
mohou stát obyvatelnějšími. I tam však pravděpodobná rychlost změny způsobí problémy. [5]
2.2 Definice atmosféry Země, její dělení a složení
Atmosféra Země představuje plynný obal, který obklopuje Zemi. Plyn, z něhož se
atmosféra skládá, se nazývá vzduch. Vzduch je směsí plynů, které navzájem chemicky
nereagují. Složení této směsi je v podstatě stejné asi do výšky 100 km. Celková hmotnost
zemské atmosféry se zřetelem k objemu, který zaujímají pevniny nad hladinou moře, činí
přibližně 5,157*1018 kg. Ve vrstvě od 0 do 36 km je soustředěno 99% hmotnosti atmosféry. [6]
Tab.3: Složení atmosféry v blízkosti zemského povrchu. [14]
STÁLÉ PLYNY
PROMĚNLIVÉ PLYNY
Plyn
Dusík
Kyslík
Argon
Neon
Helium
Vodík
Xenon
Počet částic
Objemové
Značka
na milion
množství [% ]
(ppmv)
Vodní páry
H2O
0–4
Oxid uhličitý
CO2
0,036
360
Metan
CH4
0,00017
1,7
Oxid dusný
N2O
0,00003
0,3
Ozon
O3
0,000004
0,04
Částice (prach aj.)
0,000001
0,01-0,15
Freony (CFCs)
0,00000002
0,0002
Objemové
Značka
Plyn a částice
množství [% ]
N2
O2
Ar
Ne
He
H2
Xe
78,08
20,95
0,93
0,0018
0,0005
0,00006
0,000009
2.3 Znečišťování atmosféry (ovzduší)
Problém znečištěného ovzduší existuje již staletí. Kouř, popel, oxid siřičitý a ostatní
zplodiny spalování jsou považovány za obecné zlo. Domněnka, že znečištěné ovzduší není jen
zdrojem nepříjemností, ale může být i vážným nebezpečím pro lidské zdraví, je dnes bezpečně
potvrzena. Případy značného znečištění ovzduší měly za následek zvýšenou úmrtnost a
provedené průzkumy ukázaly možnou souvislost mezi trvalým pobytem ve znečištěném
ovzduší.[7]
V oblasti ochrany ovzduší jsou používány dva základní pojmy, a to znečišťování a
znečištění ovzduší. Pod pojem „znečišťování ovzduší“ zahrnujeme v obecném slova smyslu
celou škálu činností, při nichž dochází ke vnášení látek nebo energie do atmosféry, tj. od
vnášení hmotných látek, přes emise škodlivého elektromagnetického záření, až po hluk, teplo a
další. [8] Pojem „znečištění ovzduší“ lze chápat jako přítomnost, nebo-li obsah (imisi) těchto
látek v ovzduší v takové míře a době trvání, při nichž se projeví nepříznivé ovlivňování
životního prostředí.
Znečišťování ovzduší má své příčiny a následky. Příčinou jsou emise (úlety) látek
znečišťujících ovzduší z jednotlivých zdrojů. Spojení mezi příčinami a následky obstarává
zemská atmosféra. Ovzduším jsou znečišťující látky (ZL) od zdrojů k příjemcům přenášeny
(transportovány). Znečišťující látky, které se vyskytují v přízemní vrstvě atmosféry a škodlivě
působí na zdraví lidí, přírodu a hmotné statky, označujeme jako imise a ty, které dopadnou na
zemský povrch, jako depozice. [7]
17
Vzhledem k tomu, že ZL jsou z atmosféry postupně odstraňovány, má pro hodnocení
účinků znečišťování ovzduší značný význam rovněž doba setrvání jednotlivých ZL v atmosféře
(viz. T – 04). V podstatě existují tři základní principy, na jejichž základě jsou tyto látky
z atmosféry odstraňovány: [8]
• Suchá depozice, která představuje záchyt látek při styku se zemským povrchem.
• Mokrá depozice, představující vymývání některých látek deštěm, nebo jejich
odstraňování při tvorbě mraků.
• Chemické reakce v troposféře, případně u reaktivnějších látek v nižších vrstvách
atmosféry.
Vzhledem k tomu, že v atmosféře, zejména v její přízemní vrstvě, dochází k neustálým
dynamickým změnám, spočívajícím v chemických reakcích mezi jednotlivými složkami
znečišťujících látek, rozlišujeme jednak primární znečišťování, kterým rozumíme vlastní
vnášení znečišťujících látek ze zdrojů do ovzduší, jednak sekundární znečišťování, čímž
označujeme chemické změny, jimž většina ZL během jejich pobytu a šíření v atmosféře
prochází. Pro sekundární znečišťování se někdy používá pojem chemismus atmosféry.
Tab. 4: Doba setrvání některých plynných látek v atmosféře.
Prvek nebo sloučenina
Průměrná doba setrvání v atmosféře
dusík
N2
2*107 roků
kyslík
O2
104 roků
oxid uhličitý
CO2
10 roků
vodík
metan
H2
CH4
4 až 7 roků
5 roků
oxid dusný
Prvek nebo sloučenina
ozon
oxid uhelnatý
oxid dusičitý
N2O
O3
CO
NO2
vodní pára
H2O
10 dnů
oxid dusnatý
NO
9 dnů
amoniak
NH3
6 dnů
oxid siřičitý
sirovodík
SO2
H2S
4 dny
4 dny
4 roky
Průměrná doba setrvání v atmosféře
0,3 roku
0,3 roku
11 dnů
Mírou pro znečišťování ovzduší jsou hmotnostní toky jednotlivých znečišťujících látek
na vstupu do atmosféry, vyjádřené buď v absolutních hodnotách, nebo vztažené na jednotku
času, jednotku produkce apod. Mírou znečištění ovzduší jsou pak tzv. imisní koncentrace
(vyjádřené obvykle v µg*m-3 nebo ppb), čímž rozumíme koncentrace znečišťujících látek
v ovzduší. Je zřejmé, že emisní koncentrace bývají o několik řádů vyšší než imisní a vyjadřují
se zpravidla v g*m-3 (nebo mg*m-3) nebo v % objemových, případně i v ppm. [8]
18
2.3.1 Zdroje znečišťování ovzduší
Hlavní skupinu zdrojů znečišťujících ovzduší představují v nejobecnější podobě
spalovací pochody jak při spalování fosilních paliv u stacionárních zdrojů, tak i spalování
pohonných hmot v mobilních zdrojích. [6]
Tab. 5: Rozdělení význačnějších zdrojů znečištění atmosféry. [9]
Zdroje
Znečištění
eroze, tektonické pohyby, vulkanická
prach, SO2, CO, CO2, HCl, HF,
Přírodní
činnost, lesní požáry, kosmická činnost,
H2S, NOx, O3
bouřky, mikrobiální procesy atd.
prach, SO2, CO, CO2, HCl, HF,
energetika a teplárny
H2S, NOx
stavebnictví a výroba stavebních
materiálů
prach
hornictví
prach, plyny, těžké kovy
prach, SO2, CO2, CO, HF, H2S
Antropogenní hutnictví a koksárenství, plynárny
prach, SO2, CO, CO2, HCl, HF,
chemický průmysl
HCN, H2S
doprava
zemědělství
prach, sloučeniny Pb, azbest, CO,
CO2, NOx, CnHm, aldehydy
prach, plyny, zápach
Odhaduje se, že 90% všech znečišťujících látek v ovzduší má původ v přírodních
zdrojích jako je např. eroze půdy a hornin, vulkanická činnost, přírodní požáry atd. Zdroje
antropogenního původu představuje průmysl, zemědělství, energetika, doprava, komunální
zdroje, spalovny apod. [9] Rozdělení význačnějších zdrojů je uvedeno v T – 05.
Současná platná legislativa kategorizuje zdroje znečišťování ovzduší na mobilní a
stacionární. Stacionární zdroje se dělí na kategorie:
1. Podle míry vlivu na kvalitu ovzduší na:
• Velké
• Střední
• Malé
2. Podle technického a technologického uspořádání na:
• Zařízení spalovacích technologických procesů, ve kterých se oxidují paliva
za účelem využití vyvinutého tepla.
• Spalovny odpadů a zařízení schválená pro spoluspalování odpadu s palivy.
• Ostatní stacionární zdroje.
2.3.2 Látky znečišťující ovzduší
Znečišťující látkou se podle zákona 86/2002 Sb. rozumí jakákoliv látka vnesená do
vnějšího ovzduší nebo v něm druhotně vznikající, která má přímo a nebo může mít po fyzikální
nebo chemické přeměně nebo po spolupůsobení s jinou látkou škodlivý vliv na život a zdraví
lidí a zvířat, na životní prostředí, na klimatický systém Země nebo na hmotný majetek. [10]
Tento škodlivý vliv se může projevovat různými způsoby, např.: [11]
• Škodami na zdraví lidí a zvířat.
• Poškozováním prostředí (nebo některé jeho složky).
19
• Nepříznivými změnami přirozeného ovzduší.
• Obtěžováním okolí, zhoršením pohody prostředí (pachem, prachem, snížením
viditelnosti atd.).
Nejčastěji se ZL rozdělují podle:
• Skupenství
• Chemického složení
• Míry škodlivosti (nebezpečnosti, rizikovosti).
Podle skupenství se ZL rozdělují na tuhé, kapalné a plynné. Tyto tři skupiny látek se
v praxi někdy spojují do skupin podle různých hledisek (způsobu odlučování, stanovení úletu
apod.). Z hlediska chemického složení se ZL rozdělují do skupin podle sloučenin jednotlivých
prvků (viz. T – O6).
Tab.6: Klasifikace znečišťujících látek. [9]
Znečišťující látky
Plynné a kapalné
anorganické
SOx, SO2, SO3, H2SO4, CS2, H2S
Sloučeniny síry
(S)
organické
thioly, dimethylsulfid
Sloučeniny dusíku
(N)
anorganické
organické
Halogenové
sloučeniny
anorganické
Sloučeniny uhlíku
(C)
anorganické
Tuhé
Sloučeniny kovů
Látky neživého
původu
Látky živého
původu
organické
organické
NOx, NO, NO2, HNO2, HNO3, NH3
aminy, dusitany, peroxyacetylnitrát,
dimethylformamid
F2, Cl2, Br2, HF, HCl, SiF4
chlorované uhlovodíky, trifluormethan atd.
CO, CO2
uhlovodíky, alkoholy, fenoly
škodlivé látky např. Al2O3, sloučeniny olova (Pb)
popílek, saze, azbestová vlákna
pyl, viry, bakterie, řasy, sinice, výtrusy, kvasinky,
hmyz
Tuhé a kapalné ZL jsou částečky těchto látek, které mohou vytvářet se vzduchem
dvojfázové disperzní systémy, v nichž je vzduch disperzním prostředím a tuhé a kapalné
částice dispergovanou látkou. Dle stability disperzního systému dělíme zhruba tyto látky na
prachy a aerosoly. [9]
Pod pojmem prach jsou tedy zahrnuty malé částice tuhých látek, které po rozptýlení
v klidném disperzním systému mají pádovou rychlost, která odpovídá zákonům volného pádu.
Patří sem polétavé prachy, hrubé prachy, jemné prachy a různé nečistoty [13].
Pod pojmem aerosol jsou zahrnovány tuhé a kapalné částice, které po rozptýlení
v klidném disperzním systému tvoří stabilní systém. V praxi užíváno termínu „mají
zanedbatelnou sedimentační rychlost“. [12]
Aerosoly podle vzniku rozdělujeme na:
• Disperzní, vzniklé rozmělněním nebo destrukcí látek (prachové aerosoly, kouře).
• Kondenzační, vzniklé srážením par nebo reakcemi v ovzduší (mlhy, dýmy, opary).
20
Z hlediska ochrany životního prostředí mají značný význam aerosoly, které mohou mít
buď interní, ale i toxický nebo karcinogenní charakter. Původ vzdušných aerosolů může být:
[12]
• Přirozený (zvířený prach ze zemského povrchu, mořské soli, popel z lesních požárů,
mimozemské částice atd.).
• Umělý (zemědělská, průmyslová činnost, doprava atd.).
Různé plyny a páry se do ovzduší dostávají přírodní cestou. Plynné škodliviny se do
ovzduší dostávají následkem různých fotochemických reakcí, elektrickými výboji, vulkanickou
činností apod. Mimo bezprostřední výskyt je však koncentrace těchto plynů a par velmi nízká.
Nejvyšší množství těchto škodlivin se do ovzduší dostává následkem lidské činnosti. Jsou to
především zplodiny spalování, vznikající ze stále rostoucího množství paliv, používaných
k vytápění domácností, průmyslu, v energetice, dopravě a k jiným účelům. Dalším důležitým
zdrojem těchto škodlivin jsou průmyslové technologie, zejména hutnického a chemického
průmyslu a koksárenství.
K základním plynným složkám znečištění atmosféry patří sloučeniny síry, dusíku,
uhlíku, halogeny a radioaktivní prvky. Chování těchto látek v ovzduší determinují jejich
chemické a fyzikální vlastnosti a celkové množství vypouštěné do atmosféry. K těmto
faktorům přistupují i vnější atmosférické podmínky, především teplota, tlak, vlhkost, rychlost,
směr větru a přítomnost dalších znečišťujících látek. [9] Pro zemědělství jsou důležité
následující plyny.
Sloučeniny uhlíku
Většina plynných sloučenin uhlíku se do atmosféry dostává z přírodních zdrojů.
Převážně se jedná o biologické procesy, lesní a stepní požáry apod. K antropogenním zdrojům
významně přispívá průmysl a doprava. Koncentrují se převážně v ovzduší městských
aglomerací.
Oxid uhelnatý (CO) je bezbarvý, velmi jedovatý plyn bez chutě a zápachu. K hlavním
přírodním zdrojům oxidu uhelnatého v atmosféře patří oxidace metanu, rozklad chlorofylu,
lesní požáry, vulkanická činnost atd. [12]
CO vzniká při nedokonalém spalování. Je součástí kouřových a výfukových plynů,
koksárenského, vysokopecního a generátorového plynu. Oxid uhelnatý je chemicky velmi
stálý. V troposféře i ve stratosféře se na transformaci CO na oxid uhličitý podílí reakce
s volnými OH radikály.
Oxid uhelnatý je silně toxický. S krevním barvivem vytváří velmi pevný
karboxyhemoglobin, což vede k omezení přenosu kyslíku z plic do krevního oběhu. K akutní
otravě, která se projevuje bolestmi hlavy, nevolností, zvracením, hučením v uších, dýchacími
těžkostmi, zvýšenou srdeční činností, spánkem až bezvědomím, dochází při expozici 0,06% –
0,12% CO ve vzduchu za hodinu. Při expozici 0,35% CO za hodinu nastává smrt. [7]
Oxid uhličitý (CO2) je stálou složkou koloběhu uhlíku v přírodě (výměna uhlíku mezi
atmosférou, zemským povrchem a oceány). Jeho výměna mezi biosférou a atmosférou probíhá
kontinuálně. K hlavním zdrojům CO2 patří respirace a oxidace odumřelého rostlinného
materiálu. Emise z nejdůležitějšího antropogenního zdroje – spalování fosilních paliv,
představuje pouze kolem 4% z celkového množství CO2 přicházejícího do ovzduší.
Oxid uhličitý nepodléhá v troposféře žádným chemickým reakcím a setrvává v ní
několik let. Z atmosféry je odbouráván až ve stratosféře, kde začíná proces fotolýzy CO2, který
ve zvýšené míře pokračuje v termosféře.
V důsledku spalování fosilních paliv stoupá obsah CO2 v ovzduší, což se nepříznivě
projevuje v oteplování Země, v tzv. skleníkovém efektu.
21
Uhlovodíky jsou nejrozšířenější skupinou organických látek ve znečištěné troposféře.
Vystupují jak v plynné fázi tak sorbované na tuhých aerosolových částicích. Antropogenní
zdroje emitují převážně nemetanické a neterpenické uhlovodíky. Produkuje je především
doprava (39%) a spalování tuhých paliv a odpadů (28%). Dále se do atmosféry dostávají
odpařováním rozpouštědel a pohonných hmot. Průmysl zpracovávající ropu k tomu přispívá
přibližně 7%. [9]
Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou velmi bohatě zastoupeny skupinou
organických látek obsažených v troposféře znečištěné emisemi produktů nedokonalého hoření.
K jejich antropogenním zdrojům patří zejména spalování tuhých paliv při výrobě tepelné a
elektrické energie, doprava a některé průmyslové technologie jako např. výroba železa, koksu a
zpracování ropy a dehtu. K přírodním zdrojům patří sopečná činnost a velké lesní požáry. [12]
Transformace přímo emitovaných mateřských PAU na polárnější deriváty nebo
rozkladné produkty jsou velmi důležité z hlediska jejich biologické aktivity. Donedávna se
předpokládalo, že samy mateřské PAU odpovídají za převážnou část karcinogenní a mutagenní
aktivity městského ovzduší. Dnes je však jasné, že doposud identifikované nejaktivnější
mutagenní komponenty jsou deriváty PAU, obsažené v méně i více polárních frakcích
získaných dělením extraktů hlavně z částic pocházejících z výfukových plynů. Předpokládá se,
že vedle kyslíkových derivátů způsobují nitroderiváty až 60% přímé mutagenní aktivity
extraktů tuhých aerosolových částic, zejména popílku a sazí. [9]
Sloučeniny dusíku
Z emisí sloučenin dusíku, které se dostávají do atmosféry, patří k nejdůležitějším oxid
dusný, oxid dusnatý a dále amoniak a dusičnany.
Dusík (N2) je bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu. Je lehčí než vzduch, ve vodě je
méně rozpustný než kyslík. Dusík je hlavní součástí ovzduší (78,08% objemových). Je
pasivním prvkem, zřeďujícím kyslík na směs vyhovující současným vlastnostem živých
organismů. Kromě molekulárního dusíku jsou v atmosféře obsaženy rovněž jeho četné
sloučeniny, z nichž mnohé lze považovat za závažné znečišťující látky. V troposféře jsou
významné oxidy a amoniak a jejich sloučeniny. [8]
Oxidy dusíku. Paleta těchto látek v atmosféře je velmi pestrá. Zahrnuje celkem pět
různých oxidů, v nichž dusík vystupuje jako jedno až pětimocný. Z vyšších oxidů dusíku je
prakticky bezvýznamný oxid dusitý (N2O3), který se bezprostředně přeměňuje na NO + NO2, a
stejně tak i oxid dusičitý (N2O5), jenž vzniká oxidací NO2 ozonem a rychle reaguje s vodní
párou za vzniku kyseliny dusičné.
Oxid dusný (N2O) je nejrozšířenějším oxidem dusíku v atmosféře. Prakticky jediným
jeho zdrojem jsou přírodní procesy. Podílejí se na nich denitrifikační bakterie v půdě a
v povrchových vrstvách oceánů. Vzhledem k malé reaktivitě je jeho množství v troposféře
rovnoměrně rozděleno. N2O nemá prakticky žádný vliv na chemické reakce ve volném
ovzduší, ani nemá nepříznivé účinky na životní prostředí. K jeho rozkladu dohází až ve
stratosféře, kde rychlost úbytku vzrůstá se vzrůstající výškou. [8]
Oxid dusnatý (NO). Převážná část NO v atmosféře pochází z přírodních zdrojů.
Z antropogenních zdrojů se na jeho přítomnosti v ovzduší podílejí spalovací procesy. Do
stratosféry se NO dostává ve formě emisí nadzvukových letadel. Další cestou je vzrůstající
produkce oxidu dusného denitrifikací syntetických hnojiv používaných ve velkém měřítku po
celém světě. Oxid dusný (N2O) proniká v nezměněné formě troposférou až do stratosféry, kde
z něj po oxidaci vzniká oxid dusný.
Většina oxidu dusičitého (NO2) vzniká přímo ve znečištěné atmosféře oxidací oxidu
dusnatého (NO). Tvoří se také při různých procesech jako např. při nitraci, výrobě kyseliny
dusičné, NPK hnojiv, při povrchové úpravě kovů atd. Emise oxidu dusičitého se významným
způsobem podílejí na vzniku fotooxidačního smogu, vznikajícího např. v době dopravních
22
špiček za teplých slunečných dnů. Zbarvený NO2 absorbuje sluneční záření v širokém rozsahu.
Přitom dochází k jeho fotodisociaci na oxid dusnatý a atomární kyslík (O). Vzniklé atomy
kyslíku reagují dále s molekulárním kyslíkem (O2) za vzniku ozonu. [9]
Výskyt oxidu dusnatého a dusičitého v troposféře je z hlediska škodlivého vlivu na
životní prostředí nejvýznamnější. Vzhledem k tomu, že většina analytických metod udává
sumu těchto oxidů, obvykle tyto dva plyny shrnujeme pod společný název „suma oxidů
dusíku“ a označujeme jako NOx.[8]
Amoniak (NH3) je bezbarvý plyn s výrazným zápachem, při vyšších koncentracích
dráždí ke kašli a k slzení. Je zdraví škodlivý již při koncentracích, při nichž je cítit (cca 55
ppm). Amoniak je jediný plyn, který v atmosféře vykazuje zásaditou reakci. Hlavním
přírodním zdrojem amoniaku je činnost bakterií při rozkladu bílkovin v půdě a ve vodě.
Antropogenní emise pocházejí zejména z chemického průmyslu a z tepelného zpracování uhlí.
Pro svou značnou reaktivitu má amoniak v ovzduší krátkou průměrnou dobu setrvání (několik
dnů).
Sloučeniny kyslíku
V atmosféře je kyslík přítomen především ve formě dvouatomových molekul O2, jež
představují jednu ze základních složek ovzduší (20,95% objemových). Je biogenním prvkem,
bez něhož by nebyl možný život na Zemi v dnešní podobě. Mimoto existuje v atmosféře
v menších množstvích atomární kyslík (O), ozon (O3) a ionty. Atomární kyslík a ozon vznikají
v atmosféře fotochemickými reakcemi a vyznačují se velkými oxidačními schopnostmi a
reaktivností s dalšími sloučeninami za vzniku celé řady radikálů a oxiradikálů. Atomární kyslík
sám o sobě je velmi nestálý a slučuje se s dalšími atomy kyslíku na stálejší molekuly O2.[8]
Ozon (O3) je pravidelnou součástí ovzduší, avšak ve velmi proměnlivé koncentraci. Je
to vysoce chemicky agresivní, jedovatý plyn, vznikající a rozkládající se působením slunečního
záření, tedy fotochemickými reakcemi v ovzduší. Ozon je významnou vzdušnou škodlivinou
přízemních vrstev atmosféry. Je hlavní toxickou součástí fotochemického smogu, toxický je již
při koncentracích okolo 1 ppm.
Pro život na Zemi však je nezbytná přítomnost ozonu ve vyšších vrstvách atmosféry,
zachycuje krátkovlnné ultrafialové záření, které má na živou hmotu smrtelné účinky.
23
Použitá literatura
[1]
Nemešová, I. – Pretel, J. Skleníkový efekt a životní prostředí: Podstata, rizika, možná
řešení a mezinárodní souvislosti. Praha: MŽP ČR: ČHMÚ Praha, 1998. 70 s. ISBN 807212-046-8.
[2]
Kalvová, Jaroslava – Moldan, Bedřich. Klima a jeho změna v důsledku emisí
skleníkových plynů. 1. vydání. Praha: Karolinum, 1996. 161 s. ISBN 80-7184-315-6.
[3]
Svršek, J. Věda o globálních změnách klimatu [online]. 2003 [cit. 2005–06–30].
Dostupné z: http://www.gymtc.cz/natura/2003/11/20031105.html.
[4]
Legget, J., et al. Nebezpečí oteplování Země: Zpráva Greenpeace. 1. vydání. Praha:
Academia, 1992. 358 s. ISBN 80-200-0452-1.
[5]
Houghton, J. Globální oteplování: Úvod do studia změna klimatu a prostředí. 1. vydání.
Praha: Academia, 1998. 228 s. ISBN 80-200-0636-2.
[6]
Vysoudil, M. Ochrana ovzduší. 1. vydání. Olomouc: Univerzita Palackého, 2002. 114 s.
ISBN 80-244-0400-1.
[7]
Herčík, M. 111 otázek a odpovědí o životním prostředí: [chytrá kniha pro studenty,
odborníky a širokou veřejnost]. Ostrava: Montanex, 2004. 150 s. ISBN 80-7225-123-6.
[8]
Obroučka, K. Látky znečišťující ovzduší. Ostrava: Vysoká škola báňská – Technická
univerzita Ostrava, 2001. 73 s. ISBN 80-248-0011-X.
[9]
Grünwald, A. Voda a ovzduší 20 (chemie). Praha: ČVUT Praha, 1999. 206 stran. ISBN
80-01-01241-7.
[10]
Zákon č.86/2002 Sb. Zákon o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů
(zákon o ochraně ovzduší) ve znění zákona č. 472/2005 Sb.
[11]
Emisní bilance České republiky 1999: Kategorie zdrojů znečišťování ovzduší [online].
[cit. 2003–10–22]. Dostupné z:
http://www.chmi.cz/uoco/emise/embil/oez99/99embil.html.
[12]
Herčík, M. Životní prostředí: úvod do studia. 2. vydání. Ostrava: Vysoká škola báňská –
Technická univerzita Ostrava, 2002. ISBN 80-248-0107-8.
[13]
Malaťák, J. Stanovení hmotnostních toků, emisních faktorů a charakteristiky tuhých
částic při termickém zpracování směsi organických odpadů a paliv rostlinného původu:
doktorská disertační práce. Praha: ČZU TF KTZS, 2002. 172 s.
24
3. SKLENÍKOVÉ PLYNY, SKLENÍKOVÝ EFEKT, PLYNY JEŽ
HO
ZPŮSOBUJÍ
A
ZNEČIŠŤUJÍCÍ
PLYNY
ZE
ZEMĚDĚLSKÉ ČINNOSTI
Teplota naší planety je určována rovnováhou mezi energií přicházející od Slunce ve
formě krátkovlnného záření a energií vyzařovanou Zemí do okolního vesmíru. Krátkovlnné
sluneční záření prochází zemskou atmosférou a ohřívá zemský povrch. Dlouhovlnné záření
zemského povrchu je z části atmosférou pohlcováno a opětovně vyzařováno. Část energie se
tak vrací zpět k zemskému povrchu, který se společně s nejspodnějšími částmi atmosféry
ohřívá. Tento jev je často přirovnáván k funkci skleníku a proto se označuje jako skleníkový
efekt a plyny, které jej způsobují, jsou nazývány skleníkovými plyny. [1]
Obr. 2 Záření přicházející ze Slunce a odcházející teplo z povrchu Země. [1]
Skleníkový efekt je jeden ze základních jevů ovlivňujících klimatický systém Země
v krátkém časovém horizontu. Jak je znázorněno na Obr. 1, světlo ze slunce – světelné záření –
dopadá z větší části na zemský povrch, kde je absorbováno, odraženo nebo vyzářeno ve formě
tepelného záření, které je zachytáváno určitými plyny. Tento životadárný mechanismus může
však způsobit, že se země začne přehřívat, pokud se v atmosféře nakumuluje příliš velké
množství těchto plynů (Obr. 2). Ty vznikají převážně při spalování fosilních zásob uhlíku (uhlí,
ropa, zemní plyn). Tyto plyny, jež zachytávají unikající teplo, se nazývají skleníkové plyny. [2]
25
Obr. 2 Schéma skleníkového efektu. [2]
3.1 Přirozený skleníkový efekt
Některé stopové plyny v atmosféře pomáhají regulovat teplotní režim Země.
Přicházející sluneční záření ohřívá povrch planety. Část odraženého záření je zachycena těmito
plyny v atmosféře, a tím vytváří tzv. přirozený skleníkový efekt. Bez něj by byla teplota na
povrchu planety asi o 30°C nižší a život by byl na Zemi nemožný. Nejdůležitějšími plyny
v zemské atmosféře, které pohlcují infračervené záření, jsou vodní pára a oxid uhličitý. Tyto
látky se podílejí z více než 90% na vytváření tohoto přirozeného skleníkového efektu. [3]
Účinek se nazývá „přirozeným“ proto, že všechny tyto atmosférické stopové plyny –
kromě chlorofluorovaných uhlovodíků (CFC) – zde byly dávno předtím, než lidé.
3.2 Antropogenní skleníkový efekt
Jedná se o navýšený přirozený skleníkový efekt v porovnání se skleníkovým efektem
přirozeného původu. Vzniká působením skleníkových plynů antropogenního původu (převážně
spalování fosilních paliv a odlesňování).
Množství vodní páry v naší atmosféře závisí nejvíce na teplotě povrchu oceánů; většina
vodní páry vzniká vypařováním povrchu oceánů a není přímo ovlivněna lidskou aktivitou. U
oxidu uhličitého je to odlišné. Jeho množství se od začátku průmyslové revoluce podstatně
zvýšilo – dosud asi o 25 % – vlivem průmyslu a také vlivem odlesňování. Zvýšené množství
oxidu uhličitého vede ke globálnímu oteplování povrchu Země, protože se zvyšuje jeho
skleníkový účinek.
3.3 Skleníkové plyny
Skleníkové plyny (někdy se pro ně užívá označení radiačně aktivní plyny) hrají zásadní
roli při skleníkovém efektu – pohlcují totiž infračervené záření odražené od zemského povrchu
a tak vyvolávají oteplení vzduchu. Je ale důležité si uvědomit, že se tyto plyny vyskytují v
atmosféře odedávna, že existují téměř po celou historii Země.
26
Skleníkovými plyny v atmosféře přirozeného původu jsou vodní pára, oxid uhličitý a
metan. Skleníkovými plyny antropogenního původu jsou oxid uhličitý, metan, oxid dusný,
částečně a zcela fluorované uhlovodíky, fluorid sírový, tvrdé (CFC) a měkké freony (HCFC),
halony a řada dalších plynů. [1]
Pro účely národních inventarizací antropogenních emisí a propadů skleníkových plynů
vypracoval Mezivládní panel pro klimatickou změnu (IPCC) jednotnou metodiku. Tato
metodika je zaměřena na skleníkové plyny s přímým radiačně absorpčním účinkem (CO2, CH4,
N2O), a na látky se zvýšeným radiačně absorpčním účinkem obsahujícím fluor (HFC, PFC a
SF6). Obě tyto skupiny se souhrnně označují jako tzv. „Kjótské plyny“, neboť se na ně vztahuje
Kjótský protokol. Naproti tomu se nevěnuje látkám narušujícím ozonovou vrstvu (CFC,
HCFC), přestože mají též absorpčně radiační účinky, jelikož jsou přísněji kontrolovány
Montrealským protokolem.
Emise skleníkových plynů jsou souhrnně posuzovány pomocí celkové neboli
agregované emise, která se vypočte jako součet emisí jednotlivých plynů vynásobených
příslušnými konverzními koeficienty označovanými jako GWP. Celková agregovaná emise,
k níž se vztahuje redukční závazek Kjótského protokolu, se vyjadřuje ekvivalentním
množstvím CO2 stejného radiačně absorpčního účinku jako suma jednotlivých plynů. [4]
Tab.1: Skleníkové plyny a jejich antropogenní zdroje. [5]
Plyn
Hlavní antropogenní
Současná
zdroje
koncentrace
oxid uhličitý
(CO2)
metan (CH4)
freony (CFC)
oxid dusný
(N2O)
troposférický
ozon (O3)
spalování paliv, rozklad
uhličitanů, odlesňování
důlní činnost,
zemědělství, úniky
zemního plynu
chladící média,
rozpouštědla, propelenty
používání hnojiv,
spalování biomasy a
fosilních paliv
fotochemické procesy v
atmosféře
Roční
přírůstek
[%]
Udávaný podíl
na skleníkovém
efektu [%]
355 ppm
0,50
55
1,74 ppm
0,75
15
cca 0,8 ppb
4,00
24
310 ppb
0,25
6
30 – 50 ppb
0,50
-
Radiační účinnost plynů a potenciál globálního oteplování (GWP)
Podíl jednotlivých plynů na zesilování skleníkového efektu nezávisí jen na jejich
koncentraci v atmosféře, ale také na účinnosti pohlcování a vyzařování dlouhovlnného záření a
době setrvání v atmosféře. [1]
Radiační účinnost je tedy výchozím konceptem pro pojetí potenciálu globálního ohřevu.
Jedná se o relativně měřený, časovým horizontem ohraničený příspěvek ke klimatické změně
z okamžité emise 1 kg plynu i vyjádřený relativně k 1 kg referenčního plynu CO2 (1):
27
kde H je uvažovaný časový horizont a t je čas. Značky ai a aCO2 značí radiační účinnost ve
vztahu k jedné jednotce zvýšení atmosférické koncentrace plynu i a CO2, ci a cCO2 hodnotí čas
rozkladu emitovaných dávek plynů. RFi a RFCO2 jsou radiační účinnosti způsobené látkou i a
CO2. AGWP (Absolute Global Warming Potential – absolutní potenciál globálního oteplování)
pro plyn i a referenční plyn jsou v čitateli a jmenovateli. [6]
V Kjótském protokolu nejsou uvedeny vztahy pro převod emisí jednotlivých
skleníkových plynů na jednotnou veličinu. Tento výpočet bohužel není triviální: jednotlivé
skleníkové plyny mají nejen různou schopnost vyvolávat skleníkový efekt, ale i různou
životnost v atmosféře. Vědecké poznání v této oblasti se navíc vyvíjí. Například "První sdělení
ČR o plnění závazků vyplývajících z přistoupení k Rámcové úmluvě OSN o změnách klimatu"
z roku 1994 používal přepočet, podle něhož se potenciál globálního ohřevu (GWP) 1 tuny N2O
rovná 270 tunám CO2 (tedy oxid dusný je 270krát silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý) a
1 tuna CH4 rovná 11 tunám CO2. Druhé sdělení z roku 1997 již používalo koeficienty 320 a
24,5.
Zavedení potenciálu globálního oteplování (GWP) bylo motivováno snahou jednoduše
vyjádřit míru relativního radiačního působení emisí různých skleníkových plynů. Tento index
je definován jako poměr kumulovaného (za období mezi přítomností a vybraným časovým
horizontem) radiačního působení vyvolaného jednotkovou hmotností plynu v současné době
emitovaného do atmosféry a odpovídající hodnoty kumulovaného radiačního působení
zvoleného referenčního plynu (je použit CO2). [7]
Hodnoty GWP pro vybrané skleníkové plyny a časové horizonty 20 a 100 let jsou
uvedeny v T – 02 sestavené podle IPCC.
Tab.2: Potenciál globálního oteplování založený na modelu uhlíkového cyklu „Bern“ a
předpokladu, že koncentrace CO2 v atmosféře zůstává konstantní.
Plyn
Chemický vzorec
Potenciál globálního oteplování (GWP)
20 let
100 let
oxid uhličitý
CO2
1
1
metan
CH4
56
21
oxid dusný
N2O
280
310
HFC-23
CHF3
9100
11 700
HFC-41
CH3F
490
150
Hodnoty GWP jsou velmi flexibilní a jejich hodnoty jsou odvozeny od současné úrovně
a míry vědeckého poznání. Protože GWP vychází z konceptu radiační účinnosti má v sobě
zahrnuty i nepřímé radiační působení některých skleníkových plynů. Změny klimatu mohou
však být i nezávislé na změně teploty, což však GWP nedokáže mapovat. [8]
Vodní pára
Nejdůležitějším skleníkovým plynem přirozeného původu v atmosféře je vodní pára
(H2O). Její obsah v atmosféře ovšem není přímo ovlivňovaný lidskou činností. V zásadě je
determinovaný přirozeným koloběhem vody, hodně zjednodušeně řečeno rozdílem mezi
srážkami a tím, co se vypaří.
Velké procento tepla, které je nad zemí zadrženo, je zachyceno vodní párou. Vyskytuje
se však v atmosféře většinou ve formě mraků, které odráží nejen dlouhovlnnou radiaci zpět na
28
Zem, ale také krátkovlnnou radiaci ze Slunce zpět do kosmu. Který jev převládne, určuje
spousta dalších faktorů (výška mraků, jejich složení, pokrytí oblohy a geografická oblast).
Momentálně panují dohady o tom, jestli vodní pára Zemi otepluje či nikoliv. [9]
Změny její koncentrace se započítávají do celkového efektu prostřednictvím zpětných
vazeb, stejně jako vliv oblačnosti. Ve středních zeměpisných šířkách, pokud by vodní pára byla
jediným skleníkovým plynem, byla by její účinnost ve vztahu ke skleníkovému jevu 60 – 70%.
[10]
Oxid uhličitý (CO2)
Oxid uhličitý je jedním z hlavních nositelů, jejichž pomocí se v přírodě přenáší uhlík
mezi mnoha přirozenými zásobníky uhlíku – tedy v procesu známém jako koloběh uhlíku (viz.
Obr. 3). Obrázek ukazuje, že přenosy uhlíku (ve formě CO2) do atmosféry a z atmosféry jsou
značného rozsahu. Přibližně jedna čtvrtina celkového množství v ovzduší je každý rok
zapojena do koloběhu uhlíku, polovina tohoto množství v suchozemské biotě a druhá polovina
fyzikálními a chemickými procesy na povrchu oceánů. Suchozemské a oceánské zásobníky
uhlíku jsou mnohem větší než jeho množství v atmosféře. Malé změny v těchto větších
zásobnících by proto mohly mít velký vliv na koncentraci v atmosféře.
Předtím než lidské aktivity začaly významně narušovat ovzduší a během období
relativně krátkých ve srovnání s geologickým časovým měřítkem, byly výměny mezi
zásobníky pozoruhodně stálé. Po několik tisíc let před začátkem industrializace kolem roku
1750 se udržovala stálá rovnováha: koncentrace atmosférického CO2 měřená v jádrech vrtů
v ledovcích byla na úrovni asi 280 ppmv. [11]
Obr. 3 Uhlíkový cyklus v přírodě (hmotnostní údaje jsou v Gt uhlíku (rezervoáry) a v Gt za
rok (toky)). [11]
Na Zemi jsou ale ohromné zásoby uhlíku, který není zapojen do výše zmíněného cyklu.
Těmito zásobárnami jsou ložiska fosilních paliv. Fosilními palivy je míněno uhlí, ropa, zemní
plyn, břidlice apod. Spalováním a jiným využíváním těchto paliv člověk uvolňuje velké
množství uhlíku, který se zapojuje do cyklu. Spotřeba fosilních paliv roste od 2. světové války
o 5 % ročně. Jejich spalováním jde do atmosféry ročně 5,7 Gt uhlíku. Mýcením tropických
29
deštných pralesů další 2 Gt. Zadrží-li oceány 2 Gt a suchozemské organismy také 2 Gt uhlíku,
činí přírůstek uhlíku asi 3 Gt ročně.
Koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře byly v roce 2000 asi 370 ppm, tedy o 30%
vyšší než v roce 1750. K emisím CO2 přispívá v současnosti přibližně ze 70 – 90% spalování
fosilních paliv, která jsou využívána v dopravě, výrobních procesech, k výrobě elektřiny a tepla
apod. Zbývající část emisí oxidu uhličitého pochází z aktivit souvisejících s využíváním
přírodních ploch (zemědělská a lesnická činnost).
Obr. 4 Vývoj atmosférické koncentrace CO2 za posledních 400 000 let. Údaje byly získány
z rozboru vzduchu v bublinkách v Antarktickém ledovci. [12]
Metan (CH4)
Metan je při pokojové teplotě bezbarvý, bezzápašný, netoxický plyn, který se při
spalování přeměňuje na oxid uhličitý a vodu. Je nejjednodušší uhlovodík a rovněž
nejjednodušší alkan.
Metan je velmi účinný skleníkový plyn. Vzniká při anaerobním rozkladu (bez
přítomnosti kyslíku). Jeho hlavním přírodním zdrojem jsou mokřady (podílejí se na celkových
emisích CH4 asi 20%). Další zdroje jsou přímým nebo nepřímým výsledkem lidských aktivit
(únik z potrubí zemního plynu nebo z naftových vrtů, vývoj plynu v rýžových polích, střevní
fermentace u skotu a jiného dobytka, rozklad komunálních odpadků a spalování dřeva a
rašeliny). [11]
Metan je více jak dvacetkrát účinnější skleníkový plyn než oxid uhličitý.
Následkem růstu koncentrace metanu v troposféře dochází ke snížení koncentrace
hydroxylových radikálů, což kromě jiného vede k postupnému prodlužování doby setrvání
metanu v atmosféře. Metan má v atmosféře relativně krátkou dobu života (odhaduje se na cca
12 let). Poslední výzkumy dále ukazují, že růst obsahu CH4 v atmosféře vede ke zvýšení
koncentrace i jiných skleníkových plynů, jedná se zejména o troposférický ozon a vodní páru
ve stratosféře. Dále bylo zjištěno, že koncentrace metanu souvisí s celkovým obsahem oxidu
uhličitého v atmosféře. [7]
30
Oxid dusný (N2O)
Oxid dusný se obecně používá jako anestetikum a je znám také jako rajský plyn (směs
N2O se vzduchem). Je dalším skleníkovým plynem, zastoupeným v menším množství. Jeho
koncentrace v atmosféře se pohybuje kolem 0,3 ppmv a ročně stoupá asi o 0,25%. Jeho
množství je přibližně o 8% větší než v dobách před průmyslovou revolucí (před rokem 1750).
Životnost v ovzduší je relativně dlouhá – přibližně okolo 150 let. [11]
Existuje mnoho zdrojů N2O a to jak přirozených, tak antropogenních. Jejich společným
charakteristickým rysem je nesnadnost kvantifikace každého z nich. Hlavními antropogenními
zdroji jsou dusíkatá minerální hnojiva, doprava, spalování fosilních paliv a biomasy.
Předpokládá se, že příspěvek přirozených zdrojů je v porovnání s antropogenními zhruba
dvojnásobný. K odstraňování oxidu dusného z atmosféry dochází hlavně při jeho
fotochemickém rozkladu ve stratosféře. V současné době není zatím celý cyklus zahrnující
transformaci, ukládání a emise N2O dostatečně přesně znám.
Koncentrace N2O v ovzduší jsou malé ve srovnání s vodní párou a oxidem uhličitým,
ale vzhledem k tomu, že potenciál globálního ohřevu (GWP) oxidu dusného je 320, celkový
vliv N2O je asi 6 % antropogenního příspěvku ke skleníkovému efektu. Uvedené skutečnosti
vedly k tomu, že oxid dusný spolu s oxidem uhličitým a metanem byly určeny jako
nejvýznamnější skleníkové plyny, jejichž emise jsou sledovány na základě Rámcové úmluvy o
změně klimatu, ke které přistoupila i Česká republika. [13]
Oxid dusný je v současnosti chápán nejen jako skleníkový plyn, ale také jako jedna z
příčin poškození ozónové vrstvy. Kvůli jeho dlouhé životnosti v atmosféře lze nalézt N2O také
ve stratosféře, kde dochází fotochemickými reakcemi k jeho přeměně na oxid dusnatý (NO):
N2O + O → 2 NO
(2)
Oxid dusnatý je jednou části ze tří mechanismů, kterými je odbouráván ozón ze
stratosféry (odbourávání pomocí NO, Cl a OH radikálů). Reakční mechanismus odbourávání za
účasti NO je následující:
NO + O3 → NO2 + O2
(3)
NO2 + O → NO + O2
(4)
Celkovou reakci destrukce ozónu lze tedy popsat rovnicí:
O3 + O → 2 O2
(5)
Mechanismus destrukce ozónu popsaný reakcemi (5) a (6) přispívá k celkovému
ztenčování ozónové vrstvy, přičemž oxid dusný je významným zdrojem oxidu dusnatého ve
stratosféře díky své nízké reaktivitě. Dalším mechanismem, kterým N2O přispívá k likvidaci
ozónu, je jeho fotochemický rozklad za vzniku atomárního kyslíku (O), který pak přímo
reaguje s ozónem podle rovnice (5).
Ozon (O3)
V přírodě vzniká ozon v ovzduší z dvouatomového kyslíku různými fotochemickými
procesy vlivem slunečního záření nebo také při přirozených elektrických výbojích. Asi 10-6 až
10-5 objemových procent (10 až 100 ppb) vzdušného obalu Země je tvořeno ozonem. Z tohoto
množství se asi 80 – 90 % ozonu nachází ve stratosféře o průměrné koncentraci asi 10 ppm s
maximem výskytu ve výškách kolem 25 km, kde vzniká působením slunečního UV záření na
dvouatomové molekuly kyslíku (O2). Zbývajících 10 – 20 % ozonu se nachází ve výškách asi
do 10 km v atmosférické vrstvě zvané troposféra, kde vzniká především společným působením
NOx, těkavých organických látek a slunečního záření. V přízemních vrstvách atmosféry se jeho
koncentrace pohybuje na venkově od 0,02 – 0,03 ppm, nad mořem kolem 0,05 – 0,06 ppm (100
– 120 µg.m-3).
31
Ozon hraje významnou roli ve skleníkovém efektu v oblastech spodní stratosféry a také
střední a horní troposféry. Ovlivnění radiačních poměrů ozonem silně závisí na vertikálním
rozložení jeho koncentrace, zejména v oblasti tropopauzy. Protože přímá měření jsou v
uvedené oblasti většinou méně spolehlivá, je posuzování radiačního vlivu ozonu dosti složité.
[14]
Troposférický ozon – Koncentrace O3 v troposféře je značně proměnlivá, a to jak
horizontálně, tak i vertikálně. Na zvyšování koncentrace troposférického ozonu se podílejí
chemické reakce, jichž se účastní plyny s krátkou dobou života v atmosféře, oxid uhelnatý
(CO), oxidy dusíku (NOx) a některé uhlovodíky. Dalším možným zdrojem ozonu v troposféře
je jeho transport z výše ležící stratosféry. Pozorování ukazují, že na severní polokouli došlo od
roku 1900 k silnému nárůstu koncentrace troposférického ozonu, a to zhruba na dvojnásobnou
hodnotu. V posledním desetiletí se trend růstu koncentrace ozonu na severní polokouli
zpomalil, na mnoha místech dokonce prakticky vymizel. Na jižní polokouli je nedostatek
spolehlivých měření k odhalení podobných trendů, výjimku tvoří jižní pól, kde je od poloviny
80. let pozorován pokles koncentrace ozonu v troposféře. Detailní kvantifikace troposférického
ozonu je tedy v současnosti nemožná, proto ozon nebývá často v analýzách radiačního efektu
skleníkových plynů uváděn.
Stratosférický ozon – Snižování stratosférického ozonu je pozorováno od 70. let,
zejména ve spodní stratosféře. Každoročně dochází k výraznému snížení koncentrace ozonu
nad Antarktidou v září a říjnu (populárně označovanému jako ozonová díra). V současné době
jsou průměrné hodnoty koncentrace stratosférického ozonu na jaře jižní polokoule nad
Antarktidou o 50 až 70% nižší ve srovnání s 60. lety. Pokles ozonu se nejvíce projevuje ve
výškách mezi 14 a 24 km, kde dochází ke zvýšení obsahu látek antropogenního původu
obsahujících chlor a brom. Ve středních zeměpisných šířkách severní polokoule bylo
pozorováno rovněž snížení koncentrace, a to o 10% oproti roku 1970. Minimální pokles,
případně nulový trend byl pozorován v tropických oblastech mezi 20° severní a jižní šířky. [7]
Plyny s nepřímým skleníkovým účinkem
Existují také plyny, které svým chemickým působením na skleníkové plyny, například
na metan nebo na ozon v nižší vrstvě atmosféry, mají vliv na celkový rozsah skleníkového
oteplování. Patří k nim například oxid uhelnatý (CO), a oxidy dusíku (NO a NO2), vypouštěné
z motorových vozidel. Oxid uhelnatý sám o sobě nemá přímý skleníkový efekt, ale
chemickými reakcemi vytváří oxid uhličitý.
3.6.4 IPPC v zemědělství, indikátory BAT
Integrovaná prevence a omezování znečištění (IPPC) je jedním z nových postupů v
ochraně životního prostředí před znečištěním z průmyslové a intenzivní zemědělské výroby.
Jak již sám název napovídá, jeho podstatou je předcházení, nebo alespoň omezování
znečišťování životního prostředí ještě před samotným vznikem znečišťujících látek ve
výrobním procesu, neboť prevence problémů bývá téměř vždy účinnější a levnější než jejich
dodatečné řešení. Nástrojem jak tohoto cíle dosáhnout je použití takzvaných nejlepších
dostupných technik (BAT). [15]
Indikátory nejlepších dostupných technik, zkráceně označovaných „BAT“ z anglického
„Best Available Techniques, jsou jedním ze základních regulativů při zvažování důležitých
informací získaných v průběhu povolovacího procesu. Slouží státní správě jako pomůcka při
rozhodování nad mapováním možností prevence znečištění u zařízení provozovatele.
Indikátory BAT tvoří nezávislý soubor srovnávacích informací, které jsou využity
různými zúčastněnými stranami, neboť nejen provozovatel a kompetentní orgán, ale i veřejnost
může těžit z informací o výkonnosti podle BAT. Kompetentní orgán by neměl přistupovat
32
k indikátorům BAT jako k rigidnímu systému emisních limitů, které jasně určují hranici
souladu či nesouladu s podmínkami povolení. Indikátory BAT jsou silně provázány s okolím
provozu, použitými technologiemi a technikami, a ve skutečnosti mapují pouze stupeň využití
potenciálu prevence znečištění v jednotlivých procesech. [16]
Zákon o integrované prevenci a Správná zemědělská praxe vytvářejí předpoklad pro
zlepšení vztahu zemědělců k životnímu prostředí. I když se mnohým zdá, že některé části
zákonů jsou příliš přísné a realizace opatření vedoucích k jejich splnění je příliš investičně
náročná, je nutné si uvědomit, že pouze drastické omezení tvorby amoniaku a skleníkových
plynů umožní snížení nebezpečí klimatických změn.
3.6.5 Emise neskleníkových plynů a metanu ze zemědělské činnosti
Zemědělství je nejen významným producentem toxického amoniaku, ale při zemědělské
činnosti vzniká i celá řada dalších plynů, zvláště pak metan CH4 a sirovodík H2S.
Nejznámějšími zdroji z celého spektra zemědělské výroby jsou v souvislosti s použitím
exkrementů zvířat, skladování a manipulace s chlévským hnojem, kejdou a drůbežím trusem. V
rostlinné výrobě je významným zdrojem proces kompostování a používání pesticidů a
herbicidů. [17]
3.6.6 Emise amoniaku (NH3) ze zemědělské činnosti
Emise amoniaku znamenají významný příspěvek k evropskému problému acidifikace
(okyselení složek životního prostředí). Proto by strategie omezení acidifikace neměly uvažovat
pouze s mírou snížení emisí oxidu siřičitého (SO2) a oxidů dusíku (NOx), ale měly by též
zahrnout možnosti a cenu snižování emisí amoniaku. [18]
Emise amoniaku jsou z 90 – 95 % produkovány zemědělskou činností, zvláště
skladováním zbytkové biomasy (chlévský hnůj, kejda, drůbeží trus a hluboká podestýlka) a její
aplikací do půdy. [19]
Množství amoniaku v kejdě vybraných hospodářských zvířat. [46]
T– 03
Kategorie zvířat
Druh kejdy Obsah sušiny [%] Množství amoniaku [kg.m-3]
Dojnice krmeny
hustá
9
1,8
krmivem s převahou
střední
6
1,2
kukuřičné siláže
řídká
3
0,6
hustá
9
2,7
Býci výkrm
střední
6
1,8
řídká
3
0,9
hustá
9
5,0
Prasata výkrm
střední
6
3,4
řídká
3
1,7
33
3.7 Současný stav emisí skleníkových plynů v ČR
V ČR je realizována celá řada opatření, jejichž výsledkem je snižování emisí
skleníkových plynů. Jedná se o opatření rámcová i úzce zaměřená na určitou problematiku
nebo sektor. Cíle a dopady většiny opatření jsou však obvykle širší, neboť jde především o
snížení negativních dopadů na životní prostředí jako celek.
Pravidelné monitorování emisí a propadů skleníkových plynů je jednou z povinností,
vyplývajících z Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu z roku 1992. První inventarizační
studie byla v ČR zpracována pro rok 1990 v roce 1994, další studie zaměřené na období od
roku 1990 do současnosti jsou od roku 1995 zpracovávány Českým hydrometeorologickým
ústavem. Výsledky těchto studií jsou po autorizaci MŽP předkládány v předepsaném formátu
Sekretariátu Rámcové úmluvy v Bonnu jako oficiální národní údaje. [20]
Pro oxidy dusíku byly zpracovány dva variantní scénáře vývoje. Zpracovaná prognóza
přináší následující závěry:
• Česká republika je schopna dodržet k roku 2010 národní emisní strop pro oxid siřičitý
ve výši 265 kt.
• Česká republika velmi pravděpodobně dodrží k roku 2010 národní emisní strop pro
těkavé organické látky (VOC) ve výši 220 kt.
• Česká republika pravděpodobně dodrží k roku 2010 národní emisní strop pro amoniak
ve výši 80 kt.
• Česká republika zřejmě bude mít na základě současných předpokladů potíže
s dodržením k roku 2010 národního emisního stropu pro oxidy dusíku ve výši 286 kt.
Ekonomickým nástrojem na snížení emisí skleníkových plynů má být systém
přidělování povolenek na vypouštění oxidu uhličitého a následné obchodování s těmito
povolenkami. Cílem obchodování je pomoci členským státům EU dodržet závazky vyplývající
z Kjótského protokolu.
3.7.1 Plynné odpady skleníkových plynů ze zemědělské činnosti
Vedle amoniaku je zemědělství producentem i dalších plynných odpadů – skleníkových
plynů. Mezi skleníkové plyny je hlavně počítán oxid uhličitý (CO2), oxid dusný N2O a metan
(CH4).
O oxid uhličitý se jedná především v případech změn v užití půdy a v lesnictví. Emise
oxidu dusného souvisejí s hnojením chlévskou mrvou a umělými hnojivy při kultivaci půdy v
rostlinné výrobě. Metan se vyskytuje v našich podmínkách hlavně v živočišné výrobě,
celosvětově pak při produkci rýže a při zpracování exkrementů z živočišné výroby
využitelných ke hnojeni.
V tabulce jsou uvedeny zemědělské postupy používané v současné době ve vybraných zemích
světa, ve kterých se sledované emise vyskytují.
V tabulce č. 4 jsou uvedeny zemědělské postupy používané v současné době ve vybraných
zemích OECD pro snižování emisí skleníkových plynů, podle odpovědí na dotazník OECD,
květen 1999
34
Tab.4
Emise metanu
1 Zvýšení
stravitelnosti/účinnost
konverze krmiv
2 Zvyšování velikosti zvířete
či zlepšování produktivity
3 Použití způsobů
nízkoemisního skladování
hnoje
4 Snižování stavu skotu
5 Redukce mělkého
zavodňování rýžových polí
6 Zvyšování zavodňování
rýžových polí a snižování
údobí zavodnění
7 Snižování zbytků rýžové
slámy
8 Snižování aplikace
organického hnojiva na
zavodňovaných rýžových
polích
9 Zavádění druhů rýže
s nízkou emisí metanu
10 Restrikce pálení
sklizňových zbytků
EMISE OXIDU DUSNÉHO
11 REDUKCE
VYLUHOVÁNÍ DUSIČNANU
ZLEPŠENÝM POUŽÍVÁNÍM
HNOJIV
12 VOLBA HNOJENÍ
S NÍZKOU EMISÍ
SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ
13 ZVYŠOVÁNÍ APLIKACE
PLODIN POU-TAJÍCÍCH
DUSÍK/ZVYŠOVÁNÍ
ABSORPCE N
14 OMEZENÍ SPALOVÁNÍ
ROSTLINNÝCH ZBYTKŮ
15 POUŽITÍ POSTUPŮ
URČENÝCH NA OCHRANU
HUMUSOVÝCH PŮD
Au
str
á
lie
Ra Ka Fi
ko na n
u da sk
sk
o
o
Ně
me
c
ko
M
a
ďa
r
sk
o
Ja Ko Ni Švé Šv Tu
po rea zo dsk ý
rec
n
ze o
car ko
sk
m
sk
o
sko
o
•
•
•
R
R
R
R
•
•
•
R
•
•
•
•
•
•
•
•
?
•
•
?
R
•
•
•
•
•
•
•
•
R
R
•
•
•
•
?
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
R
•
•
?
•
•
•
•
•
•
•
•
R
•
•
?
•
•
•
?
•
•
•
•
•
R
•
•
•
•
•
•
35
EMISE OXIDU UHLIČITÉHO
16 OMEZENÍ ZPRACOVÁNÍ •
PŮDY
17 ZVYŠOVÁNÍ APLIKACE
ROSTLINNÝCH ZBYTKŮ
NEBO SNIŽOVÁNÍ ÚHORU
18 ZVYŠOVÁNÍ
•
SEKVESTRACE ÚNIKU
PŘIROZENOU REGENARACÍ
NEBO MEZIPLODINAMI
19 VÝROBA BIOMASY
•
JAKO ALTERNATIVY
K FOSILNÍM PALIVŮM
20 SNIŽOVÁNÍ POUŽÍVÁNÍ
FOSILNÍCH PALIV
V ZEMĚDĚLSKÉ VÝROBĚ
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
R
•
•
R
R
•
•
•
•
R
•
•
R
•
•
•
•
•
•
?
Legenda:
• = postup používaný nebo podporovaný (přímo nebo nepřímo) vládními
opatřeními;
? = postup je používán ale není propagován;
R = postup je předmětem výzkumu
Zatímco zemědělská výroba sama o sobě přispívá jen malou měrou k emisím oxidu
uhličitého, (pravděpodobně méně než 5 %), podílí se v případě členských zemí OECD, pro
které plynou závazky z Kjótského protokolu, zhruba 40 % na emisích metanu a stejně tak oxidu
dusného. Emise ze zemědělské výroby rychle vzrůstají. Podle celosvětových odhadů IPCC
bude na zemědělství připadat v období mezi rokem 1990 a 2020 až 2050 asi 20 % zvýšení
antropogenního vyzařování, pokud nedojde k žádné změně současného trendu. Podle nedávné
zprávy Evropské unie připadá v současné době na zemědělství v Evropském společenství 8 % v
ekvivalentech oxidu uhličitého z celkových emisí skleníkových plynů v Evropském
společenství.
Existuje však řada zemědělských postupů, kterými lze snižovat emise skleníkových
plynů, často při poměrně nízkých nákladech. Mnohé z nich byly zavedeny již dříve, mnohdy z
jiných důvodů než změn podnebí. Například redukované používání umělých hnojiv, zvýšení
konverze krmiv, omezené používání fosilních paliv a různé jiné postupy používají zemědělci z
důvodů čistě finančních. V mnoha zemích odrazují vládní úřady od používání dusíkatých
hnojiv, aby snížily znečišťování vody a zakazují nebo omezují spalování rostlinných zbytků a s
ním spojené znečišťování ovzduší. Tabulka č.4 obsahuje údaje o některých postupech
používaných v zemích OECD a uvádí, zda jsou podporovány (přímo nebo nepřímo) vládními
opatřeními, event. zda jsou používány z jiných důvodů (označených jako“?“), jako např.
iniciovaných zájmy samotného zemědělce nebo všeobecnými tržními trendy. Třebaže tyto
postupy mohou snižovat emise skleníkových plynů v souvislosti se specifickými typy
zemědělské výroby, jedná se pouze o poměrně málo postupů a v poměrně malém počtu zemí,
ve kterých je tento potenciál chápán a jsou činěna opatření ke specifickému účelu podporování
daných postupů za účelem snižování emisí skleníkových plynů.
Panuje vzájemná shoda o všeobecné potřebě snižování emisí, chybí však dostatek
podrobných informací, potřebných pro přesnou analýzu společenské účinnosti a přesného
vyjádření prospěšnosti. Řada zemí iniciovala výzkumné programy a zavedla výměnu
36
informací. Mnohé z poznatků však nejsou
mezinárodnímu společenství a zůstávají neznámy.
konsolidovány
způsobem
přístupným
3.7.2 Emise skleníkových plynů ze zemědělství v zemích OECD, dle Kjótského protokolu
Emise oxidu uhličitého ze spalování paliv v zemědělství tvoří jen menší podíl na
emisích, ale tyto emise jsou nepatrně vyšší než světový průměr, což je dáno poměrně vysokou
mechanizací zemědělství v zemích OECD.
Na tento fakt se snaží reagovat řada zemí podporou výzkumu nových pěstitelských a
chovatelských technologií a zaváděním zákonů (např. zákon o integrovaném povolení IPPC),
které přímo vymezují zavedení nejlepších dostupných technik do zemědělské praxe. Takto
široce nastartovaná iniciativa by měla do r. 2011 přinést konečný obrat v produkci škodlivých
emisí - plynného odpadu a zvrátit nepříznivý vliv na životní prostředí.
37
Použitá literatura
[1]
Pretel, Jan – Vácha, Dušan. Příprava internetové stránky zaměřené na vědecké poznatky
o změně klimatu [online]. MŽP ČR, samostatné oddělení změny klimatu, Praha, 2003
[cit. 2005–01–10]. Dostupné z: http://www.chmi.cz/cc/inf/klima.doc.
[2]
Skleníkový efekt. Z Wikipedie, otevřené encyklopedie. [cit. 2005–06–09]. Dostupné z:
http://encyklopedie.biom.cz/wiki/index.php/Sklen%C3%ADkov%C3%BD_efekt
[3]
Grübler, A. – Nakicenovic, N. International burden sharing in greenhouse gas
reduction. Laxenburg: IIASA, 1994. 94 s. ISBN 3-7045-0125-5.
[4]
Fott, Pavel, et al. Národní zpráva České republiky o inventarizaci emisí skleníkových
plynů (emisní inventura 2001) [online]. Praha: ČHMU Praha, 2003. Dostupný z:
http://www.chmi.cz/cc/cnir2001.pdf.
[5]
Obroučka, K. Látky znečišťující ovzduší. Ostrava: Vysoká škola báňská – Technická
univerzita Ostrava, 2001. 73 s. ISBN 80-248-0011-X.
[6]
Havránek, M. Emise látek způsobujících klimatickou změnu, jako agregovaný indikátor
udržitelného
rozvoje
[online].
[cit.
2005–05–10].
Dostupné
z:
http://www.czp.cuni.cz/Indik/Agreg_sklen%C3%ADk/Agreg_sklenik.htm.
[7]
Kalvová, Jaroslava – Moldan, Bedřich. Klima a jeho změna v důsledku emisí
skleníkových plynů. 1. vydání. Praha: Karolinum, 1996. 161 s. ISBN 80-7184-315-6.
[8]
Havránek, M. Emise látek způsobujících klimatickou změnu, jako agregovaný indikátor
udržitelného rozvoje [online]. [cit. 2005–05–10]. Dostupné z:
http://www.czp.cuni.cz/Indik/Agreg_sklen%C3%ADk/Agreg_sklenik.htm.
[9]
Votava, Jan. Globální oteplování: Jevy ovlivňující klima: skleníkové plyny [online].
Aktualizace 01.2004 [cit. 2004–08–22]. Dostupné z: http://klima.ecn.cz/plyny.htm.
[10]
Bálek, R. Životní prostředí. Praha: ČVUT Praha, 2000. 143 stran. ISBN: 80–01-02205–
6.
[11]
Houghton, J. Globální oteplování: Úvod do studia změna klimatu a prostředí. 1. vydání.
Praha: Academia, 1998. 228 s. ISBN 80-200-0636-2.
[12]
Barnola, J.-M., Raynaud, D., Lorius, C. Historical carbon dioxide record from the
Vostok ice core [online]. [cit. 2005–04–03]. Dostupné z:
http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/vostok.htm.
Borovec, Karel. Znečištění ovzduší oxidem dusným a vliv průmyslových procesů na jeho
emise. Acta Montanistica Slovaca, 1998, roč. 3, č. 3, s. 267 – 272
Tilling, S. Ozón a skleníkový efekt. 1. vydání. Praha: Tereza, 1992. 44 s.
[13]
[14]
38
[15]
Jungr, J. IPPC v zemědělství [online]. 2003 [cit. 2004–10–22]. Dostupné z:
http://www.agris.cz/vyhledavac/detail.php?id=127940&iSub=518&sHighLight=Jungr.
[16]
Dědina, Martin. Stanovení indikátorů BAT ve velkochovech hospodářských zvířat:
disertační práce. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Agronomická
fakulta, Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky, 2004. 122 s.
[17]
Jelínek, A. – Plíva, P. – Souček, J. Emise metanu ze zemědělské činnosti [online]. 2005
[cit. 2005–05–20]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/praxe.htm.
[18]
Klaassen, G. Options and costs of controlling ammonia emissions in Europe.
Laxenburg: IIASA, 1995. s. 220 – 240.
[19]
Jelínek, A. – Dědina, M. – Plíva, P. Vývoj emisí amoniaku z intenzivních chovů
hospodářských zvířat do roku 2010 [online]. 2005 [cit. 2005–03–10]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/vyzkum/2002/jelinek.htm.
[20]
Fott, Pavel, et al. Národní zpráva České republiky o inventarizaci emisí skleníkových
plynů (emisní inventura 2001) [online]. Praha: ČHMU Praha, 2003. Dostupný z:
http://www.chmi.cz/cc/cnir2001.pdf.
[21]
Jelínek, A. – Plíva, P. – Dědina, M. Využití enzymatických prostředků na snížení
koncentrace amoniaku ve stájích intenzivního chovu hospodářských zvířat [online].
2005 [cit. 2005–04–15]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/enyzm.htm.
39
4. PROBLEMATIKA ZAVÁDĚNÍ „ NEJLEPŠÍCH
DOSTUPNÝCH TECHNIK A JEJICH UVEDENÍ DO
REFERENČNÍHO DOKUMENTU BREF PRO
ZEMĚDĚLSTVÍ“
Dne 5. února 2002 byl v České republice přijat zákon č. 76/2002 Sb. o integrované
prevenci a omezování znečištění, o integrovaném registru znečišťování a o změně některých
zákonů (zákon o integrované prevenci), který nabyl účinnosti dne 1. ledna 2003.[1] Tímto
úkonem byla do českého právního řádu implementována směrnice Rady 96/61/EC o
integrované prevenci a omezování znečištění (Integrated Pollution Prevention and Control IPPC), která byla v členských státech EU přijata v září 1996 a od října 1999 je v platnosti, a
jejíž implementace byla jednou z podmínek pro přijetí ČR do Evropské unie. Ještě téhož roku
se prostřednictvím Ministerstva životního prostředí – garanta implementace směrnice Rady
96/61/EC do české legislativy, do procesu integrované prevence a omezování znečištění
zapojila i Česká republika. V resortu zemědělství se první zmínky o dané problematice začaly
objevovat na konci roku 2000, kdy byla pro odbornou a širokou chovatelskou veřejnost
uspořádána první konference, týkající se implementace směrnice Rady 96/61/EC do resortu
zemědělství.
Směrnice Rady 96/61/EC [5] má za cíl postupně přejít při výrobních procesech ze
strategie kontroly a řízení, která přinutila znečišťovatele investovat do nákladných opatření na
ochranu životního prostředí prostřednictvím koncových technologií, které nejsou integrální
součástí výrobní technologie, ale jsou přidávány na její konec za účelem zachycení nebo
úpravy produkovaného znečištění (odlučovače, čistírny odpadních vod, spalovny, skládky) na
strategii prevence. Tímto rozumíme takovou strategií ochrany životního prostředí, která
předchází vzniku znečištění u zdroje. U výrobních procesů toho dosahuje především
efektivnějším využíváním vstupů výroby.
Účelem zákona je ochrana životního prostředí jako celku, tzn. přejít od masového
využívání koncových technologií, jež pouze převádějí znečištění z jedné složky životního
prostředí do druhé, k prevenci a minimalizaci znečištění přímo u zdroje a životní prostředí brát
komplexně v celém kontextu výrobních a zemědělských činností.
Zákon (IPPC) je tzv. horizontálním zákonem, je to předpis speciální, jehož aplikace má
přednost před použitím složkových zákonů. Znamená to, že povolovatel provozů (Krajský
úřad) postupuje podle zákona IPPC při posuzování žádosti o povolení provozu. Cílem zákona
je zpřehlednit, provázat a zjednodušit pracovní postupy v rozhodování podle složkových
zákonů v oblasti životního prostředí prostřednictvím tzv. integrovaného povolování, jehož
výsledkem má být rozhodnutí o žádosti pro vydání integrovaného povolení. Integrované
povolení nahrazuje rozhodnutí, stanovisko, vyjádření a souhlasy, které jsou vyžadovány podle
jiných právních předpisů, pokud je jimi dáván souhlas k provozu zařízení nebo k činnosti
provozované v zařízení, nebo pokud je neopomenutelným podkladem v rámci procesu
povolování staveb tzn., že provozovatel nemusí jako doposud žádat o jednotlivá dílčí složková
povolení jednotlivé dotčené orgány, ale podá pouze jednu žádost v elektronické podobě a ty
pak vydají svá stanoviska již přímo povolovateli.
S tímto tématem souvisí i rozsah novelizovaných předpisů. Ze strany EU je požadováno
jako minimum integraci v oblasti ovzduší, vody, znečišťování půdy a odpadů. Zákon 76/2002
Sb. tento minimální požadavek přesahuje o oblast ochrany půdy, ochrany přírody a krajiny,
lázeňství, veterinární péče a částečně i o oblast veřejného zdraví.
40
Z resortu zemědělství se problematika IPPC týká následujících zemědělských a
potravinářských zařízení:
6.4. a) jatka o kapacitě porážky větší než 50 t opracovaných těl denně;
b) zařízení na úpravu a zpracování za účelem výroby potravin nebo krmiv:
- z živočišných surovin (jiných než mléka), o výrobní kapacitě větší než 75 t
hotových výrobků denně,
- z rostlinných surovin o výrobní kapacitě větší než 300 t hotových výrobků denně
(v průměru za čtvrtletí);
c) zařízení na úpravu a zpracování mléka, kde množství odebíraného mléka je větší
než 200 t denně (v průměru za rok).
6.5. Zařízení na zneškodňování nebo zhodnocování zvířecích těl a živočišného odpadu
o kapacitě zpravování větší než 10 t denně.
6.6. Zařízení intenzivního chovu drůbeže nebo prasat mající prostor pro více než :
a) 40 000 kusů drůbeže,
b) 2 000 kusů prasat na porážku (nad 30 kg), nebo
c) 750 kusů prasnic.
Zákon č. 76/2002 Sb. rozlišuje dva druhy zařízení:
- stávající zařízení je považováno takové, pro které byla podána žádost o stavební
povolení podle stavebního zákona do 30. října 1999 a které bylo uvedeno do provozu do 30.
října 2000. Po nabytí účinnosti zákona muselo stávající zařízení získat integrované povolení do
30. října roku 2007.
- za nové zařízení je považováno takové, jež bylo uvedeno do provozu mezi 30. říjnem
2000 a 1.1.2003. a zařízení, které ještě nebylo uvedeno do provozu do 1.1.2003, ale bylo pro
něj vydáno stavební povolení. V obou případech musí provozovatel podat žádost o integrované
povolení do 3 měsíců od nabytí účinnosti zákona, tím dojde k revizi již vydaného stavebního
povolení a zařízení bude muset získat i integrované povolení.
Příručka pro vyplnění žádostí o integrované povolení provozu pro intenzivně chovaná
hospodářská zvířata
Nabyté zkušenosti z modelových projednávání byly promítnuty do příručky pro
vyplnění žádosti o integrované povolení provozu pro intenzivně chovaná hospodářská zvířata.
V současné době je k dispozici v elektronické podobě na informačním serveru MPO na
internetových stranách www.ippc.cz . [6]
Cílem příručky je přesně a adresně pojmenovat a objasnit problémy, které se při
vyplňování žádosti vyskytly a upozornit čtenáře na možná úskalí, s cílem jim předcházet.
Hlavní zásadou při její tvorbě bylo vyhnout se obecným frázím, které člověka neznalého
příslušné problematiky pouze zavedou do slepé uličky, tak jak se to z tehdy různě dostupných
metodik a příruček často stávalo. Dalším motivem je, široké zemědělské veřejnosti názorně
zprostředkovat již vyplněnou modelovou žádost se stručnými komentáři každé části.
Pro
potravinářské provozy a kafilerie byly zpracovány totožné příručky, které byly distribuovány
formou
CD
nosičů
v rámci
přednáškových
turné.
41
Odborně způsobilé osoby
Pro odbornou podporu výkonu státní správy v oblasti integrované prevence slouží tzv.
Odborně způsobilé osoby (OZO). MŽP za tímto účelem zřídila Agenturu integrované
prevence (AIP), která je odborně způsobilou osobou zřízenou dle §5 zákona a to i bez
prokázání odborné způsobilosti jejich členů, což zejména v počátku zavádění principů
integrované prevence činilo řadu komplikací a v některých oborech tento stav přetrvává do
současnosti.
Zahraniční vazby na Technické pracovní skupiny, resortní a meziresortní pracovní
skupiny, poradenská střediska
V zemědělství byly první mezinárodní neoficiální kontakty na technickou pracovní
skupinu pro intenzivně chovaná hospodářská zvířata, sídlící v Evropské centrále pro IPPC
v Seville, navázány teprve v průběhu první poloviny roku 2001. Jednalo se zejména o
vyjasnění určitých nejasností v kategorizaci hospodářských zvířat, v definici kapacity apod.
Na přelomu roku 2001 a 2002 byl s Evropskou centrálou navázán již oficiální kontakt a do
pracovní skupiny byl zvolen zástupce za Českou republiku. Je nutné upozornit, na skutečnost,
že pracovní skupina byla založena 27.5.1999, tzn. již dva roky intenzivně pracovala na
návrzích nejlepších dostupných technik. Nicméně se podařilo aktivním přístupem předložit
návrh na monitoring emisí ze zemědělské činnosti.
4.1 Soubory nejlepších dostupných technik BAT, provozně ověřených v rámci
technických a ekonomických možností ČR
V zákoně č. 76/2002 Sb. o integrované prevenci se setkáváme s termínem nejlepší
dostupné techniky. Pojem vychází z anglického Best Available Technique (BAT), která
představuje nejúčinnější a nejpokročilejší stádium vývoje činností a jejich provozních metod
dokládající praktickou vhodnost určité techniky jako základu pro stanovení emisních limitů,
jejichž smyslem je předejít vzniku emisí, a pokud to není možné, alespoň tyto emise omezit a
zabránit tak nepříznivým dopadům na životní prostředí jako celek.
- „technikou“ se rozumí jak používaná technologie, tak způsob, jakým je zařízení
navrženo, budováno, udržováno, provozováno a vyřazováno z činnosti,
- „dostupnou“ technikou se rozumí technika, která byla vyvinuta v měřítku umožňujícím
její zavedení v příslušném průmyslovém odvětví za ekonomicky a technicky přijatelných
podmínek s ohledem na náklady a přínosy, ať již tato technika je nebo není v příslušném
členském státě používána či vyráběna, pokud je provozovateli za rozumných podmínek
dostupná,
- „nejlepší technikou“ se rozumí nejúčinnější technika z hlediska dosažení vysoké úrovně
ochrany životního prostředí jako celku.
O tom co bude nebo nebude považováno za nejlepší dostupnou techniku se rozhoduje
v technických pracovních skupinách (TWG), sídlících v Evropské kanceláři pro IPPC
v Seville. Na přípravě těchto dokumentů se podílí kromě zástupců Komise, členských a
kandidátských států i zástupci průmyslových svazů. Výsledky jednání a výměny informací
jsou shrnuty do tzv. referenčních dokumentů nejlepších dostupných technik (BREF) pro
jednotlivé kategorie zařízení. Ty jsou nezávaznými dokumenty, které slouží příslušným
orgánům k posouzení technologií chovů uváděných provozovatelem a nejsou právně závazné
ani vymáhatelné, nicméně povolovatel k nim musí přihlédnout.
42
Referenční dokumenty o nejlepších dostupných technikách (BREF) [2],[3],[4]
V zemědělství byla koncem roku 2002 dokončena příprava závěrečné verze
Referenčního dokumentu BAT pro intenzivní chov drůbeže a prasat, který byl přeložen a
umístěn na informační portál zřízený MPO ČR jako podpora výměny informací o IPPC.
Tento úkon byl velice zásadní pro uklidnění odborné i široké zemědělské veřejnosti, neboť
panovaly obavy z likvidace českého zemědělství v důsledku nesplnění požadavků na nejlepší
dostupnou techniku. Referenční dokument ovšem ukázal, že technologie používané
v Evropské unii jsou zcela běžné i v České republice a požadavkům integrované prevence lze
za určitých podmínek vyhovět. To se týká zejména provozů udržovaných, bezproblémově
splňujících veškeré složkové zákony. Zároveň se ukázalo, že v českém zemědělství doposud
chybí při řízení a správě podniků prvky environmentálního systému řízení, jejichž zavedení je
považováno za BAT, proto je nutné s nimi již při podávání žádosti o integrované povolení
počítat. Jedná se zejména o zavedení Zásad správné zemědělské praxe z hlediska IPPC,
z hlediska Nitrátové směrnice a z hlediska zákona č.86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, který je
se zákonem č. 76/2002 Sb. o integrované prevenci přes nařízení vlády 353/2002 Sb. přímo
propojen.
V potravinářství a v zařízení pro zpracování živočišných konfiskátů pracovní skupina
pro zavádění programu IPPC v potravinářském průmyslu připomínkovala překlad BREFu
TWG Sevilla z oblasti jatečnictví a oblasti zpracování potravin, mléka a nápojů. Formálně i
částečně věcně upravený překlad návrhů BREFů byl vložen na server VÚPP a oficiální server
informačních služeb MPO v rámci podpory IPPC. Při práci na BREFech se ukázalo, že zatím
je tento materiál poměrně dosti neúplný a řada technologií v potravinářském průmyslu ČR je
na stejné anebo vyšší úrovní i z hlediska ochrany životního prostředí jako celku.
V roce 2003 připravila TGW v Seville 2. a 3. (konečný) návrh BREFu průmyslu jatek
a průmyslu vedlejších živočišných produktů. Tento dokument pokrývá průmyslové činnosti,
uvedené v odst. 6 bod 4 písm. a) a odst. 6 bod 5 přílohy 1 uvedené směrnice, tj.
• 6.4.(a) Jatka s výrobní kapacitou opracovaných jatečních trupů vyšší, než 50 tun denně
• 6.5. Zařízení pro likvidaci nebo recyklaci zvířecích trupů a živočišného odpadu se
zpracovatelskou kapacitou přesahující 10 tun denně.
Spojení obou bodů přílohy 1 do jednoho BREFu vysvětlují autoři tím, že některé jateční
procesy lze chápat jako přidružené činnosti podle 6.4.(a), i když by na první pohled měly být
spíše činnostmi podle 6.5. Nedílnou součástí je i jejich úprava pro zveřejnění i pro ostatní
uživatele na informačním portále IPPC.
V oblasti potravin, nápojů a mlékárenského průmyslu TGW v Seville v roce 2003
připravila 2. návrh dokumentu BREF pro potravinářský průmysl pod označením „Potraviny,
nápoje a mlékárenský průmysl“.
Zavádění systémů ekologického hospodaření (EMS) odráží vysokou prioritu,
přisuzovanou ekologickým problémům a jejich integraci do všech stránek činnosti průmyslu
potravin, nápojů a mléka. EMS zahrnují vypracování zásad jednání a pokynů, stanovení
obecných cílů a zřizování programů, přidělování ekologické odpovědnosti a povinností
v rámci organizační struktury, školení a komunikační aktivity, provozní kontrolu a provádění
průzkumů a revizí.
Správná zemědělská praxe
Jak již bylo uvedeno, stávající zařízení většinou splňují technické požadavky na BAT
techniku, značné rezervy ovšem vykazují při splňování BAT technik v rámci Správné
zemědělské praxe z hlediska integrované prevence. Jedná se velice důležité prvky
environmentálního řízení podniku, které jsou zcela běžné v podnicích řízených v rámci
norem ISO 9 000, 14 000 a EMAS, týkajících se opatření pro stanovení a zavedení
43
vzdělávacích a výcvikových programů pro pracovníky farmy, zpracovávání a aktualizace
havarijních plánů pro případ nenadálých havárií nebo znečištění životního prostředí,
zavádění programů obnovy a údržby jednotlivých technologických zařízení k zajištění
jejich správné funkce a přesné plánování aplikace statkových hnojiv.
Právě tyto neúplně vypracované nebo zcela chybějící dokumenty jsou nejčastěji
uváděné jako nedostatky při zpracování žádosti o integrované povolení a jejich dopracování a
kontrola je vyžadována v závazných podmínkách provozu zařízení. Příčinou je nedostatek
vzorových dokumentů, které již byly státní správou schváleny a jež by jiní žadatelé mohli
aplikovat na svá zařízení.
44
Použitá literatura
[1]
Přehled legislativy:
• Zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší před znečišťujícími látkami
• Nařízení vlády 615/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další podmínky
provozování ostatních zdrojů znečišťování ovzduší
• Zákon č. 76/2002 Sb. o integrované prevenci a omezování znečištění, o integrovaném
registru znečišťování a o změně některých zákonů (zákon o integrované prevenci)
• Vyhláška č. 554/2002 Sb., kterou se stanoví vzor žádosti o vydání integrovaného
povolení, rozsah a způsob jejího vyplnění
• Zákon č. 286/2003 Sb. Úplné znění zákona č. 166/1999 Sb., o veterinární péči a o
změně některých souvisejících zákonů (veterinární zákon), jak vyplývá z pozdějších
změn (účinnost od: 3. září 2003)
• Vyhláška č. 295/2003 Sb. o konfiskátech živočišného původu, jejich neškodném
odstraňování a dalším zpracování Vyhláška o konfiskátech živočišného původu, jejich
neškodném odstraňování a dalším zpracování
[2]
Technická pracovní skupina pro intenzivně chovaná hospodářská zvířata: Referenční
dokument o nejlepších dostupných technikách pro intenzivně chovaná hospodářská
zvířata. Sevilla 2003
[3]
Technická pracovní skupina pro potraviny, nápoje a mléko: 2. Návrh referenčního
dokumentu o nejlepších dostupných technikách pro potraviny, nápoje a mléko. Sevilla
2003
[4]
Technická pracovní skupina pro jatka a zpracování vedlejších živočišných produktů:
Referenční dokument o nejlepších dostupných technikách pro jatka a zpracování
vedlejších živočišných produktů. Sevilla 2003
[5]
Směrnice Rady 96 /61 /EC
[6]
www.ippc.cz
45
5. TECHNOLOGIE SNIŽUJÍCÍ EMISE Z USTÁJENÍ
DRŮBEŽE
Emise mohou být redukovány snížením množství trusu, změnou jeho složení, včasným
odklizem ze stáje a jeho uložením mimo stáj nebo okamžitým zapravením na pole. Sušením
trusu se docílí snížení emisí amoniaku, čímž se předejde úniku dusíku a v trusu se tak udrží
jeho koncentrace. Dusíku je pak do půdy aplikováno více, ale během rozmetání opět může
dojít k jeho emisi.
Vyčíslené náklady na danou technologii musí být posuzovány s určitým nadhledem,
neboť údaje o nákladech vykazují jak přínosy tak i výdaje a z tohoto důvodu mohou být
náklady při použití snižující technologie nižší než u technologie referenční.
5.1 Technologie klecového chovu nosnic
Tyto technologické systémy mohou tvořit pestrou škálu provedení jednotlivých
ustájovacích zařízení, typů klecí, systémů odklizu trusu a zařízení pro skladovaní trusu.
Nejvíce technologií vychází ze základního systému klecí umístěných nad otevřeným trusným
kanálem. Tato technologie není považována za BAT, ale slouží jako technologie referenční –
srovnávací a proto zde není dále popisována. Množství emisí amoniaku spojených s tímto
typem ustájení bylo uvedeno v rozmezí od 0,083 (Holandsko) do 0,22 (Itálie) kg NH3/ks/rok.
Prostory určené ke skladování trusu mohou být spojeny buď přímo s ustájovacími
prostory nebo se mohou nacházet v oddělené a samostatné části stavby k těmto účelům
určené. Emise amoniaku musí být vyčísleny jak z ustájovacího prostoru, tak ze skladu
exkrementů. Emise vznikající při uskladnění trusu jsou způsobeny chemickými reakcemi
v exkrementech a závisí na množství sušiny obsažené v exkrementech, na teplotě hromady
trusu, na okolní teplotě ve skladu a na vlhkosti trusu. Stále rozšířeným způsobem manipulace
s exkrementy je jejich obohacení vodou. Tímto se sice nepatrně sníží emise amoniaku, ale
vzrostou emise zápachu a celkové množství exkrementů. Sušení trusu má za cíl potlačit
chemické reakce a omezit emise. Jsou používány různé systémy sušení proudem vzduchu,
procházejícím nad trusnými pásy a urychlujícím proces sušení. Spojením pravidelného
odklizu trusu a jeho sušením dochází k nejvyššímu snížení emisí amoniaku z ustájení a
uskladnění, ovšem za cenu určitých nákladů na energii.
Je rozdíl mezi ustájením klecovým a bezklecovým. Zavedení technologií
do existujících ustájeních nosnic musí být hodnoceno z pohledu nové evropské legislativy o
welfare nosnic, podle které budou postupně běžné klecové chovy vyřazovány z provozu a
bude umožněno používání pouze systémů upravených klecí nebo systémy volného ustájení
(např.voliérové).
46
5.1.1 Klecové bateriové systémy pro chov nosnic
Bateriové systémy mohou být popsány jako kombinace následujících částí:
• Konstrukce stavby.
• Provedení a umístění klecí.
• Shromažďování, odkliz a skladování trusu.
Intenzivní chovy nosnic pro produkci vajec jsou obvykle umístěny v uzavřených
budovách, postavených z různých materiálů (kámen, dřevo, ocel s plechovým opláštěním).
Budovy jsou navrženy buď s osvětlením nebo bez osvětlení, ale vždy s ventilačním
systémem. Technologické celky jako je řízení kvality vzduchu ve stáji, odkliz trusu a sběr
vajec může být ovládán ručně nebo plně automaticky. V těsné blízkosti stáje jsou zásobníky
krmiv.
V klecových systémech jsou nejvíce používány následující čtyři typy provedení klecí:
jednopodlažní baterie, polokaskádové baterie, vertikální baterie a vertikální baterie s trusným
pásem (viz.obr.1). Konstrukční uspořádání dovoluje postavit nad sebe až 7 pater klecí, což
podle současných limitujících nařízení umožňuje, v závislosti na uspořádání pater, využívat
ustájovací kapacitu až 30 – 40 ks/m2. Řady klecí mohou dosahovat délky více než 50 m.
V moderních rozsáhlých halách může být ustájeno 20, 30 i více tis. ks nosnic. Typické
rozměry klece jsou 450 x 450 x 460 mm pro chov 3 – 6 nosnic. Klece jsou ve většině případů
vyrobeny z ocelového drátu a jsou vybaveny zařízením pro automatické napájení a krmení
nosnic (kapátkové napáječky, krmný řetěz nebo dopravník). Průměrné využití stáje je vysoké
(364 dní) s krátkou dobou mezi cykly určenou na úklid stáje.
Dno klece je vyspádováno, což umožňuje koulení vajec ke stěně klece, kde jsou buď
ručně nebo transportním pásem sbírána a přepravována k dalšímu třídění a balení. Drůbeží
trus propadává skrz dno klece buď na trusné pásy, odkud je shrnovači odstraňován nebo padá
přímo do trusných sklepů. Obecně lze říci, že jednopodlažní nebo kaskádové baterie zaberou
více místa a na jeden kus vyžadují vyšší investice. Dle použité technologie, jsou exkrementy
z těchto systémů vlhčí a také množství emisí amoniaku je vyšší než u systémů jiných (při
nízkém stupni větrání koncentrace amoniaku dosahují až 40 ppm). V současné době není
znám podíl v používání jednotlivých klecových systémů, nicméně se přepokládá, že v Evropě
je nejvíce nosnic chováno ve vertikálních bateriích v provedení buď s trusným pásem nebo
bez něho.
Drůbeží trus z bateriových systémů není míchán s žádným dalším materiálem a může
s ním být nakládáno několika způsoby. V některých případech je k trusu přidávána voda, pro
jeho snazší transport. Jsou ovšem uznávány dva hlavní druhy odklizu a skladování trusu:
• Ustájení s dočasným uložením trusu v oblasti klecí
o Neprovzdušňovaný trus
o Provzdušňovaný trus
• Oddělená oblast klecí a skladovací zařízení
47
Obr.1: Čtyři nejběžnější typy provedení bateriových systémů pro chov nosnic
Podíl sušiny v čerstvém trusu je kolem 15 – 20 %, sušením se může zvýšit na
45 – 50 %. Sušením na vysoký obsah sušiny může sloužit ke snížení emisí amoniaku, přináší
to ovšem zvýšené nároky na spotřebu energie. Běžně je vysušený trus (45 –50 %) ze zařízení
vyvážen pro přímou aplikaci na pole nebo je dále skladován na farmě v odděleném skladu. Ve
skladu může obsah sušiny přirozeným vysoušením dále vzrůstat až na 80 %. Během tohoto
procesu dochází ke tvorbě emisí amoniaku a zápachu.
V zařízeních, odkud je čerstvý hnůj odklízen do otevřených nebo uzavřených skladů,
je sušení trusu zajištěno, buď přirozeným prouděním vzduchu, nebo v případě trusných sklepů
nuceným větráním. Je nutno upozornit na fakt, že rychlým nebo okamžitým odklizem vlhkého
trusu (emitující materiál: 15 – 25 % sušiny) se pouze myslí, jeho odstranění z ustájovacího
prostoru do skladovacího zařízení, kde je dále sušen a skladován.
Mezi mnoha různými kombinacemi jsou v Evropě uznávány čtyři základní typy běžně
užívaných bateriových systémů pro chov nosnic:
• bateriový systém ustájení s otevřeným trusným prostorem umístěným pod klecemi,
• ustájení s trusným sklepem nebo kanálem,
• ustájení na pilotách,
• systém trusného pásu s externím uskladněním.
5.1.2 Bateriový systém ustájení s otevřeným trusným sklepem umístěným pod klecemi
Nosnice jsou ustájeny v klecích v jednom nebo více patrech. Klece jsou vybaveny
plastovými nebo kovovými deskami, po kterých trus spadává do trusných prostorů.
V závislosti na provedení může spadnout do trusné jámy sám, nebo je setřen shrnovačem.
Trus a voda vyteklá z napáječek jsou shromažďovány v trusném sklepě pod klecemi a jednou
ročně nebo i častěji jsou shrnovačem přemístěny na nakladač.
48
Obr.2: Příklad otevřeného trusného sklepa pod polokaskádovou baterií
49
Tab.1
Přehled snižujících technologií v chovech nosnic
Klecový systém
Snížení NH3
(%)
Reference: otevřený trusný
sklep pod klecemi
4.5.1.1 provzdušňovaný
otevřený trusný prostor
(trusná jáma nebo systém
s kanály)
4.5.1.2 ustájení na pilotách
0,083 - 0,22
kgNH3/ks/rok
Mezisložkové dopady (cross-media
effects)
•
Energie pro ventilátory
-443 – 30 1)
•
Nízký vstup energií
n.d.
4.5.1.3 odstraňování trusu
shrnovačem do uzavřeného
úložiště
4.5.1.4 odstraňování trusu
pásem do uzavřeného úložiště
4.5.1.5.1 bateriový systém
s trusnými pásy a nuceným
sušením trusu
4.5.1.5.2 bateriový systém
s trusnými pásy a „metlovým“
sušením trusu
4.5.1.5.3 bateriový systém
s trusnými pásy a vylepšeným
Použitelnost
•
•
Málo práce
Specifická konstrukce
•
•
Specifická konstrukce
Otevřený trusný
prostor
Potřeba oddělených
skladů
•
•
Energie pro shrnovač
Zápach
•
Energie pro pásy
Emise z uskladnění
•
58-76
•
•
Energie pro pásy a sušení
Nízká emise z uskladnění (45%
obsah sušiny)
Energie pro „metlový“ pohyb a
pásy
Nízká emise z uskladnění (45%
obsah sušiny)
Vysoký vstup energií
Nízká úroveň zápachu
•
58
•
•
0 (vyloučeny
emise
z uskladnění)
•
60
70-88
•
•
•
•
•
•
Více
Provozní
náklad
náklady
y
(EUR/ (EUR/ks/mís
to)
ks/míst
o)
0,8
0,03
(energie)
0,12
(celkem)
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Potřeba oddělených
skladů
+1,14
Specifická konstrukce
násypky krmiva,
0,39 (I)
Potřeba oddělených
skladů
2,05
(NL)
Potřeba oddělených
skladů
2,25 (I)
Potřeba oddělených
skladů
0,65 (I)
2,50
+0,17
(celkem)
0,193 (I)
0,570 (NL)
0,11
(energie)
0,31
(celkem)
0,36 (I)
0,80 (NL)
50
•
nuceným sušením trusu
4.5.1.5.4 bateriový systém
s trusnými pásy a sušícím
tunelem nad klecemi
•
•
80
•
4.5.1.6 Upravené klece
58
Vysoký vstup energií
Nízká emise z uskladnění (80%
obsah sušiny)
•
Vstup energií závislý na
systému pásů (25-50% obsah
sušiny)
•
•
•
Předehřívání pro vyšší
redukci emisí
Potřeba oddělených
skladů
Speciální konstrukce
sušícího tunelu nad
klecemi
Úplná náhrada
klecového systému
Povinný systém od
1.1.2012
(NL)
2,79 (I)
0,23-0,28
(energie)
0,48
(celkem) (I)
n.d.
n.d.
1) záporné snížení znamená zvýšení emisí v porovnání s referenční technologií
2) rozdíly v nákladech kvůli zahrnutí přínosů , extra náklady v porovnání s referenční technologií
n.d. žádné údaje
51
5.1.3 Provzdušňovaný otevřený trusný prostor (trusná jáma nebo systém s kanály)
Popis:
Bateriový systém klecí, umístěný ve vyšších patrech stáje má pod sebou otevřený prostor
trusné jámy.
Dosažené environmentální přínosy:
Odsávací ventilátory vedou vzduch stájí, kolem klecí a hromad trusu. Přestože je trus
proudícím vzduchem vysušován, mohou se objevit určité anaerobní fermentační procesy,
které jsou pak příčinou velkého množství emisí amoniaku. Uvedené údaje o emisích na
výstupu z ventilátorů se pohybují v rozmezí 0,154 z 0,386 kg NH3/kus/rok.U systémů ustájení
s kanály se předpokládá, že emise jsou na stejné úrovni jako u ustájení s trusnou jámou.
Zejména v zimním období, kdy úroveň větrání je nízká, může se koncentrace amoniaku
v zóně zvířat snížit, ale emise z uskladnění trusu se snížit nemohou.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Používání tohoto systému vyžaduje spotřebu energie pro pohon ventilátorů, ale musí se brát
ohled na to, že obsluhují jak prostor s klecemi, tak trusný prostor.
Provozní údaje:
Tento systém umožňuje sušení trusu na obsah sušiny 50 – 60 %. Protože je trus sušen
poměrně rychle, zápach z klecí je nízký. Emise se objevují ve výstupním vzduchu z úložiště
trusu. Obvykle je trus uskladněn po dobu celého chovného období (13 -15 měsíců) a
nepotřebuje žádné další skladovací prostory.
V praxi se lze setkat v ustájeních s kanály a s trusnou jámou s problémy vysoké
koncentrace amoniaku, která může být tak vysoká, že je pak v těchto stájích obtížné pracovat.
Dalším problémem mohou být mouchy a znečištěná vejce, nicméně správnou obsluhou by
měl být problém odstraněn.
Použitelnost:
Tento systém je využíván na velkých farmách, protože jsou nízké požadavky na počet
pracovníků. Systém může být zaváděn pouze do nových zařízení, neboť potřebuje
dostatečnou výšku pro trusný prostor. U již existujících stájí lze systém zavést pouze u těch
budov, které jsou dvouetážové.
Náklady:
Uvedené mimořádné investiční náklady na přidání podlahy jsou částečně vyváženy
skutečností, že není potřeba žádný externí sklad trusu. Mimořádné investiční náklady
v porovnání s otevřeným trusným prostorem činí 0,8 EUR na ustajovací místo. Zvýšené roční
náklady na energii jsou 0,03 EUR na kus. Celkové roční náklady činí 0,12 EUR na kus, za
podmínky uvažovaného snížení emisí amoniaku z 0,220 na 0,154 kg NH3/ks/rok (30 %).
Snížení emisí amoniaku o 1 kg stojí přibližně 1,84 EUR.
5.1.4 Klecové systémy ustájení na pilotách (stilt house)
Popis:
V tomto bateriovém systému ustájení nosnic jsou prostory se zvířaty a trusný prostor
vzájemně odděleny. Trusné prostory jsou vystaveny klimatickým vlivům.
Dosažené environmentální přínosy:
Emise amoniaku a zápachu z ustájení a uskladnění trusu by měly být posuzovány společně s
celkovým hodnocením tohoto systému. Množství emisí unikající z ustájovacích prostor je
velice nízký. Fungování systému ustájení na pilotách je považováno za lepší než systém
s trusnou jámou, a to zejména v době manipulace s exkrementy, při sušení trusu a v úrovni
emisí amoniaku. Měření emisí amoniaku na otevřeném trusném prostoru je poměrně obtížné.
Bylo zjištěno, že úroveň amoniakálního dusíku v exkrementech zůstává na vysoké úrovni,
52
z čehož vyplývá, že únik amoniaku je nízký. Emise se budou lišit v závislosti na
povětrnostních podmínkách a na provedení stavby.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Pro pohon větracích ventilátorů a automaticky ovládaných otevíracích ventilů je potřeba
energie.
Provozní údaje:
Veškeré exkrementy padají otvory v podlaze klecí do trusného prostoru. Shrnovače by měly
být v provozu 2 – 3krát denně a zajistit odkliz dostatečně lepkavého trusu tak, aby v trusném
prostoru vytvořil strmé hromady a tím se zajistí velká plocha pro jeho sušení. Sušení je
pozvolné a v jarním a letním období, kdy ventilátory pracují naplno, nejvyšší. Při zkouškách
na konci roku byla zjištěna vlhkost trusu nižší než 20 % (více než 80 % sušiny) a úroveň
amoniaku v zóně zvířat nepřekročila 3 ppm.
Použitelnost:
Do stájí na pilotách mohou být rekonstruovány staré stáje s trusnou jámou. Tento systém na
rozdíl od systému s trusnou jámou vyžaduje odlišné řízení. Rozhodující je provedení
ventilačních klapek, jejichž otevření musí být podle stupně větrání nastavitelné a musí
umožnit v bezpečnostním programu a při odklizu trusu plné otevření. Vhodné provedení
klapek zvýší vysoušení trusu a sníží profukování větru do ustájovacího prostoru.
5.1.5 Klecové systémy ustájení s odklizem trusu pomocí shrnovače do uzavřených
trusných prostor
Popis:
Bateriový systém s odklizem trusu do uzavřeného skladu pomocí shrnovače
Tento systém je alternativou k otevřeným skladům trusu v systémech využívajících
klecí umístěných nad mělkým otevřeným trusným kanálem, který má stejnou šířku jako klece.
Trus produkovaný zvířaty padá na plastové desky nebo pláty umístěné pod klecemi. Odtud
dále pokračuje do trusného kanálu. Trus je pravidelně odklízen (denně nebo týdně) a
uskladněn v odděleném skladovacím zařízení (šachta nebo přístřešek). Šachta je obvykle
postavena z betonu a užíváním shrnovače se po několika letech její povrch zdrsní natolik, že
na podlaze zůstává film tvořený zbytky exkrementů, což zvyšuje emise amoniaku.
Exkrementy ulpělé na deskách pod klecemi a na podlaze trusné šachty jsou příčinou
zvýšených emisí amoniaku.
Obr.3.: Příklad otevřeného trusného kanálu se shrnovačem pod polokaskádovou baterií
53
Tento systém je alternativou k systémům s otevřeným trusným prostorem, také
využívá trusnou jámu, ale o něco mělčí. Trus je odklízen pravidelně a okamžitě odvážen na
hnojiště mimo farmu nebo je uložen na farmě, ale v odděleném skladu.
Dosažené environmentální přínosy:
Emise jsou tvořeny emisemi z ustájení a uskladnění trusu. Předložené údaje o množství emisí
z chovů nosnic byly stejné jako u referenční technologie: 0,083 kg NH3/ks/rok. Emise
zápachu jsou oproti referenční technologii významně nižší, protože nedochází k rozsáhlejšímu
rozvoji anaerobních procesů.
Pro uskladnění vlhkého trusu je ověřené množství emisí amoniaku z uskladnění 0,05
kg/ks/rok.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Alespoň 1 – 2krát ročně je potřebné vyhodnotit vstupy energií na provoz čelního nakladače a
u shrnovače je zapotřebí hodnocení provádět vždy po několika dnech.
Provozní údaje:
Nejsou dány žádné specifické požadavky na provoz tohoto systému, kromě provozu
shrnovače.
Použitelnost:
Tento systém je velice jednoduchý. Zavedení vyžaduje oddělený sklad trusu.
5.1.6 Klecové systémy ustájení s odklizem trusu pomocí trusných pásů do uzavřených
trusných prostorů
Popis:
Čištění pásů a pravidelný odkliz trusu do uzavřených trusných prostorů zajišťuje nízké emise
amoniaku z ustájovacího prostoru. Určitá úprava tohoto systému, zahrnující přidání násypky
krmiva, která projíždí mezi klecemi a napomáhá shrnovat trus na pásy, zajistí lepší odkliz
trusu. Po úpravě je nutno počítat s vybudováním přídavného zařízení pro uskladnění trusu.
Dosažené environmentální přínosy:
Provedení tohoto systému z environmentálního hlediska závisí na frekvenci odklizu trusu, ale
určitě je lepší než systém využívající shrnovače, který nechává za sebou zbytky trusu. Čím
vyšší frekvence odklizu, tím nižší emise z ustájení. Pokud je trus odklízen alespoň dvakrát
týdně, vychází množství emisí na 0,035 kg NH3/ks/rok. S frekvencí odklizu dvakrát denně
klesá emise amoniaku k 0,02 kg NH3/ks/rok. Protože trus je přepravován mimo stáj a na
trusných pásech nezůstávají zbytky, je dosaženo nízké úrovně zápachu, což přináší zlepšení
klimatu ve stáji. U tohoto systému nedochází k sušení trusu, vlhký trus je odklizen a uložen na
jiném místě nebo okamžitě zapraven do půdy.
Dosažené environmentální přínosy:
Použitím tohoto systému vyvstává požadavek na energii pro pohon pásů. Nižší množství
emisí je spojeno s použitím shrnovacího zařízení na násypkách krmiva a současně s četnějším
provozem trusných pásů. Lze říci, že zvýšené požadavky na energii jsou zapříčiněny
častějším provozem trusných pásů.
Provozní údaje:
Místo sušeného trusu tyto systémy produkují vlhký trus.
Použitelnost:
Klece s trusnými pásy mohou být použity v nových i stávajících zařízeních. Jsou spojeny
s vertikálními bateriovými technologiemi chovu. Je otázkou, zda-li metody častějšího odklizu
lze považovat ve srovnání s více propracovanými a dostupnými systémy, za určité zlepšení.
54
5.1.7 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem a sušením trusu
V této kapitole jsou představeny různé provedení technologií trusných pásů a sušení
trusu, které jsou spojeny s environmentálními přínosy, a které byly vyvinuty k sušení trusu,
jež je shromažďován na pásech pod klecemi, přímo v ustájovacím prostoru.
5.1.7.1 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem s nuceným sušením
pomocí vzduchu
Popis:
Trus od ustájených nosnic je shromažďován na trusných pásech, které jsou umístěny pod
každou řadou klecí. Nad pásem je umístěna děrovaná trubka, ze které proudí předehřátý
vzduch nad pásy s trusem. Trus je jednou týdně odklízen mimo budovu do uzavřených
skladovacích prostorů, kde může být uložen na delší dobu.
Obr.4. Schématický nákres klece se vzduchovým nuceným sušícím zařízení
Obr.5.:
Schématický
nákres
a sušícím kanálem
dvouklecového
provedení
s trusným
pásem
55
Dosažené environmentální přínosy:
Pokud je instalován sušící systém s kapacitou 0,4 m3 vzduchu/nosnici/hod je dosaženo během
sedmidenního sušícího období obsahu sušiny v trusu nejméně 45%. Množství emisí je 0,035
kg NH3/ks/rok. Po odklizu na pásech nezůstane žádný trus.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Je zapotřebí energie pro pohon pásů a ventilátorů, přivádějících vzduch k trusu. Pokud je
předehříván, pak je zapotřebí další energie. V moderních klecových chovech je předehřívání
zajištěno použitím tepelných výměníků, které předehřívají venkovní, vstupní vzduch,
vzduchem vystupující ze stáje. Množství dalších energetických vstupů se bude lišit, dostupná
data uvádějí navýšení o 1,0 – 1,6 kWh/kus/rok v porovnání s referenční technologií, vedoucí
k celkové spotřebě 2 – 3 kWh/kus/rok.
Provozní údaje:
Použitím tohoto systému lze docílit velice nízké emise amoniaku a zápachu. Předehřátý
vzduch bude sušit trus, ale také celkové klima v klecích se zvířaty se podstatně zlepší.
Výsledky chovu jsou lepší než v referenční technologii.
Použitelnost:
Tento systém může být použit v nových i existujících zařízeních s více než třemi řadami klecí.
Provzdušňovací zařízení může být přidáno ke stávajícím systémům bez sušícího zařízení.
5.1.7.2 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem a „metlovým“ sušením
trusu
Popis:
Tento systém pracuje na stejném principu jako předchozí, s metlou umístěnou nad pásem,
vždy pro dvě řady klecí, spojených zadními částmi. Metla je poháněna ojnicí, která současně
všechny metly v řadě žene vpravo a vlevo, čímž přemisťuje vzduch na trus, shromážděný na
pásu. Rozdíl je v tom, že sušící vzduch není přiváděn z vnějšku budovy, ale nad pásy proudí
vnitřní vzduch, což může být výhoda v tom, že není potřeba vzduch předehřívat nebo
používat výměníky vzduchu. V případě recirkulace vzduchu může docházet k zanášení
výměníků nebo vzduchového potrubí prachem. Trus je z ustájovacích prostor odklízen jednou
týdně, s obsahem sušiny nejméně 50%.
Dosažené environmentální přínosy:
Množství emisí z tohoto systému je 0,089 kg NH3/ks/rok, což je 40 % snížení oproti
referenční technologii s množstvím emisí 0,22 kg NH3/ks/rok.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Spotřeba energie na pohyb metel je nižší než systém přivádění sušícího vzduchu pomocí
perforované trubky. S pohybem metel je spojen určitý hluk.
Provozní údaje:
Jako předchozí systém i tento systém umožňuje snížit emise amoniaku. Rovnoměrná teplota a
klima ve stáji je příznivé díky plynulé cirkulaci vzduchu. V porovnání s předešlým systémem
se ve stáji objevuje méně zápachu.
Použitelnost:
Tento systém může být používán jak v nových, tak i ve stávajících zařízeních. Může být
postaven v řadách v rozmezí 4 - 8. Zařízení s metlami může být přidáno k již existujícím
pásovým systémům bez sušícího vybavení.
56
Obr. 6.: Princip nuceného metlového sušení
5.1.7.3 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem s vylepšeným, nuceným
sušením pomocí vzduchu
Popis:
Ustájení nosnic v klecích s trusým pásem pod klecemi je v celé Evropě nejběžněji
používaný systém. Slepičí trus je shromažďován na trusných pásech umístěných pod každou
etáží baterií a přemisťován příčně umístěným dopravníkem nejméně dvakrát týdně do
uzavřeného externího skladu. Trusné pásy jsou vyrobeny z hladkého, snadno čistitelného
polypropylenu, na kterých neulpívají zbytky. Pomocí moderních vyztužených pásů, může být
trus přepravován na dlouhé vzdálenosti. Na pásech dochází k předsoušení, zvláště v letních
měsících, čímž může být trus na pásech ponechán i týden.
Obr. 7: Příklad systému baterií s trusným pásem pod každou etáží
k odklizu trusu do uzavřeného skladu
V dokonalejších systémech, nad trusem proudí vzduch,a tím se dosáhne rychlejšího
sušení. Vzduch je přiváděn pod každou etáží klecí, obvykle pomocí polypropylenového
potrubí. Výhodou je přivádění čerstvého vzduchu přímo do bezprostřední blízkosti zvířat.
57
Další možné vylepšení spočívá v přivádění předehřátého stájového vzduchu nebo využití
tepelných výměníků.
Trus je z ustájovacího prostoru odklizen jednou za 5 dní do uzavřeného kontejneru,
který musí být během 2 týdnů z farmy odvezen. Sušení trusu v tomto systému vyžaduje
zařízení s nuceným sušením, s kapacitou 0,7 m3/kus/hod a teplotou 17 °C. Doba sušení je
maximálně 5 dní a trus musí mít obsah sušiny alespoň 55 %.
Dosažené environmentální přínosy:
Množství emisí z tohoto systému je mezi 0,01 kg NH3/ks/rok a 0,067 kg NH3/ks/rok.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Úroveň zápachu se jeví jako poměrně nízká. Je potřeba vysokých energetických vstupů na
sušení trusu v porovnání s ostatními sušícími systémy, ale toto může být sníženo
předehříváním přiváděného vzduchu. Množství prachu je nižší než v ostatních systémech
ustájení.
Provozní údaje:
S tímto systémem je možné dosáhnout velice nízkých emisí amoniaku z ustájení zvířat. Kde
je vzduch předehříván, stává se trus sušší a klima v klecích se zvířaty je mnohem příznivější,
což se odrazí v lepších produkčních výsledcích.
V moderních systémech ustájení nosnic se k sušení využívá předehřátého vzduchu
z tepelných výměníků.
Použitelnost:
Tento systém může být používán jak v nových, tak i ve stávajících zařízeních. Může být
postaven v řadách v rozmezí 3 - 10. Náklady:
Tento systém je z hlediska nákladů levný, zaměřený na vysoký počet zvířat a efektivní
využívání dostupného prostoru s vysokou ustájovací kapacitou.
Více náklady v porovnání s referenční technologií se pohybují v rozmezí mezi 0,65 z
2,50 EUR na kus. Roční náklady na nosnici se pohybují v rozmezí 0,365 EUR a 0,8 EUR
(včetně nákladů na elektřinu). Se 70 – 80 % snížením emisí amoniaku v porovnání
s referenční technologií se náklady na snížení emisí o 1 kg amoniaku pohybují v rozmezí
mezi 2,34 - 34,25 EUR.
5.1.7.4 Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem a s sušicím tunelem nad
klecemi
Popis:
Provedení zařízení je v principu podobné předchozím vzduchem sušeným pásovým
systémům. Trus shromážděný na pásech pod klecemi je přemístěn na konec řady klecí a je
vyzdvižen na sušící pás, umístěný v sušícím tunelu nad klecemi, který je stejně dlouhý jako
řada klecí. Trus je rozprostřen na pásu a sušen. Na konci jedné otočky pásu z jednoho tunelu
do druhého je trus uvnitř tunelu přemístěn z vyššího pásu na níže položený pás, který
shromažďuje veškerý trus a vykoná poslední otočení na opačný konec. Tento postup zajistí
vysoký obsah sušiny na konci celé operace.
Tunel je provětráván axiálním ventilátorem, který odvádí vzduch středem
prostřednictvím komínu ven. Sušící vzduch je přiváděn z vnějšku stáje do obou konců tunelu.
Pásy jsou v pohybu vždy několik minut a celý sušící proces trvá 24 - 36 hodin.
58
Obr. 8: Schématický nákres sušícího tunelu nad klecemi
Dosažené environmentální přínosy:
Uvedené emise amoniaku jsou v rozmezí 0,015 – 0,045 kg NH3/ks/rok. Trus může být
vysušen až na 80 % obsah sušiny.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Pro větrání sušícího tunelu je potřeba energie. Vstup energie bude záviset na velikosti zařízení
(počtu klecí) a odporu proudění vzduchu v tunelu. K posouzení změn ve vstupech energií
v závislosti na charakteristice provedení a provozování jsou zapotřebí další informace.
Úroveň zápachu je na nízké úrovni.
Provozní údaje:
Tento systém je provozován ve spojení s větráním stáje. Oba ventilační systémy musí být
synchronizovány tak, aby se zabránilo interferenci, která by mohla ovlivnit provoz tunelového
sušení.
Použitelnost:
Systém byl použit v klecových systémech se 4 - 6 řadami. Zavedení do již existujících budov
vyžaduje zásah do střešní konstrukce, k umístění komínů pro odvod sušícího vzduchu. Výška
komínů ovlivní kapacitu ventilátorů a vstup energií. Musí být zajištěn externí sklad trusu
(kontejner apod).
5.1.8 Upravené klece
Popis:
Obohacené klece
Systém ustájení nosnic v obohacených klecích byl vyvinut poměrně nedávno. Podle
následujícího plánu, by měl nahradit doposud běžně užívané systémy ustájení. Pro všechny
nově budovaná zařízení od 1. ledna 2003 a pro všechna ostatní zařízení k produkci vajec
od 1. ledna 2012. V evropských směrnicích byly ustanoveny některé minimální požadavky,
včetně opatření jako jsou: každá klec musí být vybavena bidýlkem, snůškovým hnízdem a
lázní se sypkým materiálem.
V závislosti na jednotlivě vyráběných systémech, se může provedení lišit počtem
nosnic umístěných v jedné kleci, snůškovým hnízdem, provedením lázně a uspořádáním
v kleci. Obecně platí, že nosnice jsou chovány ve skupinách po 7 - 20 kusech (někdy až po 50
ks) v jedné kleci. Uspřádání klecí je 3 - 8 ks v jedné etáži, klece jsou vyrobeny z ocelového
drátu, horizontální čela z pletiva nebo prutů. Vybavení a krmení je srovnatelné s běžnými
klecovými systémy. Odkliz trusu je zajištěn trusnými pásy buď s provzdušňováním nebo bez
provzdušňování.
59
Obr.9: Schéma možného provedení obohacených klecí
V porovnání s běžně užívanými klecemi, tyto nabízejí zvířatům více místa a jsou
vybaveny stavebními prvky podporujícími druhově specifické znaky chování. Navíc je
užívána podestýlka.
Dosažené environmentální přínosy:
Běžné množství emisí amoniaku je udáváno ve výši 0,035 kg NH3/ks/rok. Německé zdroje
uvádí rozmezí mezi 0,014 – 0,505 kg NH3/ks/rok, spojené s produkcí přibližně 160
gramy/ks/den čerstvého trusu s obsahem 1,3 % - 35 %, s provzdušňováním 35 – 50 %).
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Množství potřebné energie na pohon trusných pásů a ventilace je srovnatelné se systémy s
provzdušňovanými trusnými pásy. Použití podestýlky může být příčinou větší prašnosti uvnitř
stáje.
Provozní údaje:
Systémy krmení, napájení, ventilace, osvětlení jsou velice podobné běžně užívaným klecím,
pouze se navíc přidává podestýlka v množství 1 - 2 kg/kus/rok
Použitelnost:
Systém je záměrně navrhován jako alternativa k běžně užívaným klecovým systémům. Jejich
použití nevyžaduje žádné podstatné zásahy do konstrukce budovy, ale ve stávajících
zařízeních to znamená úplnou výměnu klecí.
Nařízení pro zavádění:
Z požadavků stanovených směrnicí Rady 1999/74/EC o welfare nosnic lze očekávat navýšení
využití systému, neboť od 1. 1 .2012 budou veškeré klecové systémy předělány na buď na
tento systém nebo na jiný neklecový systém.
60
5.2 Technologie pro neklecové systémy ustájení nosnic
Neklecové systémy ustájení vyžadují odlišné řízení v režimu produkce vajec a jsou
zcela odlišné od klecových systémů.
Tab.2: Souhrn charakteristik technologií neklecového ustájení nosnic
Snížení
Neklecové systémy amoniaku
(%)
0,315
Reference:
systém
chovu (kg
nosnic na hluboké NH3/ks/rok)
podestýlce
60
hluboká
podestýlka
s nuceným sušením
trusu
65
hluboká
podestýlka
s
perforovanou
podlahou
a
nuceným sušením
trusu
71
voliérový systém
Náklady 1)
Mezisložkové
(EUR
na
dopady (crosssnížení
Použitelnost
media effects)
amoniaku o 1
kg)
Přirozené větrání, Běžně užívaný
obsah
sušiny
80%,
prach
Energie
pro Požadavky
na 16,13
proudění vzduchu konstrukci podlahy
a
vyhřívání
vzduchu
Energie
pro Požadavky
na n.d.
proudění vzduchu konstrukci podlahy
a
vyhřívání
vzduchu
Vysoká prašnost, Zavedení
energie závisí na speciálního
systému trusných vybavení
pásů
1) nákladový rozdíl včetně přínosů
n.d. data nejsou k dispozici
n.d.
5.2.1 Systém chovu nosnic na hluboké podestýlce nebo na upravené podlaze
Popis:
Stáj je postavena jako běžně stavěné budovy, tzn. se základy, zdmi a střechou. Jedná
se o tepelně izolované stáje pro chov drůbeže, se systémem nuceného větrání, s okny nebo
bez oken. Zvířata jsou ustájena v mnohočetných skupinách od 2 do 10 tis. ks v jedné budově.
Výměna vzduchu je zajištěna přirozeným větráním nebo užitím podtlakové ventilace.
V souladu se současnými požadavky evropského Obchodního standartu pro vejce, musí být
alespoň jedna třetina betonové podlahy pokryta podestýlkou (sekaná sláma, piliny nebo jiný
sypký materiál) a uspořádání zbylých dvou třetin podlahy je jako roštová podlaha.
Roštová podlaha je zakryta latěmi, které jsou vyrobeny ze dřeva nebo umělých
materiálů (pletivo nebo plastová mřížka) a nepatrně zvýšena. Snůšková hnízda, automatické
61
krmné a napájecí linky jsou umístěny v oblasti roštové podlahy, což umožňuje udržet
podestýlku v suchém stavu. Pod latěmi je trusná jáma, ve které je trus skladován po dobu
snáškového cyklu (13 - 15 měsíců). Trusná jáma je vytvořena zvýšenou podlahou nebo může
být zapuštěna do země.
Automatické napájecí a krmné linky dodávajících krmivo a pitnou vodu do krmných
žlábků, kapátkových a miskových napáječek jsou instalovány nad prostorem trusné jámy,
odkud je trus na konci stanoveného výkrmového cyklu z odklízen za pomocí
provzdušňovaného trusného pásu. Individuální nebo společná snůškové hnízda poskytují
prostor pro snůšku vajec. Je možný automatický nebo ruční sběr vajec. Program osvětlení
stáje ovlivní snůškovost. Je možné používat proteinová krmiva.
Obr.10: Schématický řez tradičního systému ustájení nosnic
na hluboké podestýlce
Dosažené environmentální přínosy:
Emise amoniaku jsou přibližně 0,315 kg NH3/ks/rok.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Vstup energií je relativně nízký, protože je používán systém přirozené ventilace. Vzhledem
k volnému pohybu zvířat se objevuje ve stáji vysoká prašnost. Trus obsahuje 80 % sušiny.
Provozní údaje:
Průměrná ustájovací kapacita je okolo 7 ks/m2. Vzhledem k vysoké prašnosti je vhodné užívat
na obličeji ochranné masky. Trus a podestýlka jsou odklízeny z trusné jámy na konci
výkrmového cyklu.
Pro zvířata tento systém nabízí možnost přirozeného způsobu chování. Interiér stáje je
stavebně rozčleněn do několika funkčních ploch. Z technického hlediska lze jednodušeji
zavádět stejnoměrné větrání a osvit než u klecových chovů. Je snadné sledovat chování zvířat.
V porovnání s klecovými a voliérovými chovy byla zjištěna nižší ustájovací kapacita.
Spotřeba krmiva je o něco vyšší než u klecí, protože aktivita zvířat je vyšší, ale ustájovací
kapacita nižší.
Snížením ustájovací kapacity může narůst v zimním období problém s vlhkou
podestýlkou a klimatem ve stáji. To postupně vede k vyšším požadavkům na energii. Větší
množství zvířat ve skupině vede k povzbuzení agresivního chování zvířat (ozobávání peří a
kanibalismus). Občas se vyskytne problém s ukrytými vejci v podestýlce. Rizikem mohou být
intenziální paraziti, neboť zvířata mají kontakt s trusem a podestýlkou. Pokud je trus
62
uskladněn uvnitř stáje, objevuje se zde vyšší koncentrace amoniaku než když je trus
pravidelně odklízen pomocí trusných pásů do externích trusných prostor.
Použitelnost:
Změna z klecového chovu by vyžadovala kompletní přebudování.
5.2.2 Systém chovu nosnic na hluboké podestýlce s nuceným sušením trusu
Popis:
Tento systém je založen na systému chovu na hluboké podestýlce, emise amoniaku jsou
sníženy sušením trusu za pomocí nuceného větrání nad trusem, uskladněným pod roštovou
podlahou. To je zajištěno perforovanými trubkami, ve kterých proudí 1,2 m3/hod/kus vzduchu
o teplotě 20 °C.
Obr. 11: Systém ustájení na hluboké podestýlce s nuceně sušeným trusem pomocí trubek
pod roštovou podlahou
Dosažené environmentální přínosy:
Použití nuceného větrání a rychlého sušení trusu v trusném prostoru snižuje emise amoniaku
na 0,125 kg NH3/ks/rok. V porovnání s referenční technologií (0,315 kg NH3/ks/rok) to je
snížení o 60 %. Pravidelný odkliz trusu provzdušňovanými trusnými pásy může přinést další
snížení emisí.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Snížení zápachu je stejné jako u referenční technologie. Energetický vstup je vysoký, protože
musí být instalován topný systém k zajištění nezbytné teploty 20 °C. Další energie je potřeba
k udržení proudění vzduchu. Vzduch je přiváděn vstupními otvory na bocích hal a
otevřenými štěrbinami ve střešní konstrukci.
Provozní údaje:
Řízení tohoto systému je v principu stejné jako u referenční technologie.
Použitelnost:
Tento systém může být používán pouze ve stavbách pro chov nosnic, kde je pod roštovou
podlahou dostatek prostoru. Většinou má trusná jáma hloubku 80 cm, pokud se zavede tento
systém, je potřeba hloubku zvětšit o dalších 70 cm. Ze zkušeností farmářů, používajících
tohoto typu ustájení, lze říci, že při změně z tradičního typu chovu na hluboké podestýlce na
tento typ není zapotřebí dělat příliš rozsáhlé úpravy.
63
5.2.3 Systém chovu nosnic na hluboké podestýlce s perforovanou podlahou
a nuceným sušením trusu
Popis:
Stavba pro chov nosnic je tradiční (zdi, podlaha apod.) Poměr mezi podlahou s podestýlkou a
roštovou podlahou je 30 : 70. Snášková hnízda jsou zařazena do roštové části. Perforovaná
podlaha je pod trusem a pod rošty, umožňujícími dopravu sušícího vzduchu k povrchu trusu.
Maximální zatížení perforované podlahy je 400 kg/m2. Vzdálenost mezi dnem trusné jámy a
perforovanou podlahou (vzduchovým kanálem) musí být 10 cm. Plocha otvorů perforované
podlahy zabírá 20 % její celkové plochy.
Dosažené environmentální přínosy:
Je možné dosáhnout 65 % snížení emisí amoniaku z 0,315 na 0,110 kg NH3/ks/rok, oproti
referenční technologii.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Kvůli nucenému větrání je požadován vyšší energetický vstup.
Provozní údaje:
Trus nosnic padá skrz roštovou podlahu na perforovanou podlahu, která je na začátku turnusu
pokryta 4 cm vrstvou pilin. Předehřátý vzduch je veden malými otvory v perforované
podlaze pod trus. K jeho řádnému vysušení jsou instalovány ventilátory s celkovou kapacitou
7 m3 vzduchu/hod při 90 Pa. Trus je ponechán na perforované podlaze po dobu celého turnusu
(okolo 50 týdnů) a pak je ze stáje vyvezen. Proto je minimální vzdálenost mezi perforovanou
podlahou a roštovou podlahou 80 cm. Trus je sušen nepřetržitě neustálým proudem vzduchu
až na obsah sušiny okolo 75 %. Farmáři by měli používat ochranné masky na obličej.
Napájecí linky musí být instalovány nad roštovou částí a správně navržený stájový
rozvod by měl zabránit ztrátám vody.
Obr. 12.: Systém ustájení
a nuceným sušením trusu
na
hluboké
podestýlce
s perforovanou
podlahou
Použitelnost:
64
Může být instalován do stávajících zařízení, ale pravděpodobněji bude zaváděn do nových
zařízení.
5.2.4 Voliérové systémy
Popis:
Drůbeží stáj je budova s tepelnou izolací a nuceným větráním, buď bez oken nebo
s okny pro průnik denního světla a umělým osvětlením pro uplatnění programu osvitu. Stáje
mohou být spojeny s pastvou nebo venkovní zdrsněnou plochou. Zvířata jsou chována ve
velkém počtu, využívajíc možnost volného pohybu po celé stáji. Ustájovací prostor je
rozdělen do funkčně odlišných prostorů (krmení a napájení, odpočinek a spánek, prostor pro
broušení běháků, prostor pro snášení vajec). Zvířata mohou využívat několik úrovní, které
dovolí, v porovnání s běžně užívaným systémem na hluboké podestýlce, vyšší kapacitu
ustájení. Trus je shromažďován a odklízen prostřednictvím trusných pásů do trusné jámy.
Podestýlka je rozprostírána na pevnou betonovou podlahu. Krmivo (nejčastěji pomocí
krmných řetězů) a napájecí voda (kapátkové a šálkové napáječky) jsou přiváděny
automaticky. Snůšková hnízda (individuální nebo společná) mají automatický nebo ruční
systém sběru vajec. Kapacita ustájení je přibližně 22 ks/m2 s počtem ustájených zvířat mezi
2 - 20 tis. ks v jedné hale.
Obr.13 Schéma voliérového systému ustájení
Dosažené environmentální přínosy:
Množství emisí amoniaku byly
činí 0,09 kg NH3/ks/rok, což je 71 % snížení oproti
referenční neklecové technologii. Množství emisí odpovídá ročnímu odklizu trusu (po
každém turnusu).
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
V porovnání s klecovým chovem, je obsah prachu ve stájovém vzduchu mnohem vyšší. To
přináší lidem i zvířatům vyšší zátěž sliznic dýchacího ústrojí.
Potřeba energie závisí zejména na ventilaci o pohybuje se v rozmezí 2,7 kWh/kus/rok u
neklecových chovů a 3,7 kWh/kus/rok u technologií s provzdušňovanými trusnými pásy.
Provozní údaje:
Nosnice na rozdíl od jejich protějšků v klecových chovech si užívají svobody pohybu, ale
naskladnění mladých kuřic musí být zajištěno z voliérových líhní. Voliérové systémy jsou pro
druhově specifické chování ještě příznivější než obvyklé podlahové systémy, protože životní
prostor nosnic je mnohem více rozčleněn. Příznivější teplotní podmínky ve stáji jsou
65
v zimních měsících dány vyšší ustájovací kapacitou. Konverze krmiva a úroveň snášky je také
lepší než u podlahových systémů. Využitý vnitřní prostor může být doplněn provozováním
venkovní zdrsněné plochy.
Kontakt zvířat s výkaly může být příčinou zvýšeného rizika intestinálních parazitů.
Tento systém přináší i vyšší procento zašpiněných a ukrytých vajec. Agresivní chování zvířat
je podpořeno chovem ve velkých skupinách a denním světlem. Je možné se setkávat
s kanibalismem a poškozením peří, vedoucím k vyššímu úhynu. Sledování zvířat je obtížnější,
což směřuje k vyššímu požadavkům na léčiva.
Použitelnost:
Voliérové systémy ustájení jsou oproti klecovým systémům nebo klasickým podlahovým
systémům málo používány.
Nařízení pro zavádění:
Zavádění voliérových systémů má zvýšit welfare zvířat.
5.3 Technologie ustájení brojlerů
Obvykle jsou brojleři ustájeni na hluboké podestýlce. Z hlediska welfare zvířat a
minimalizace emisí amoniaku musí zůstat podestýlka suchá. Obsah sušiny u podestýlky a
emise amoniaku závisí na:
• Napájecím systému.
• Délce výkrmového období.
• Ustájovací kapacitě.
• Na odizolování podlahy.
Jednoduchý způsob jak snížit emise amoniaku je předejít rozlívání vody. Kapátkové
napáječky nebo šálky brání únikům vody. Ve vylepšených provedeních, známých jako VEA
systémy (z holandské zkratky pro „ustájení brojlerů s nízkými emisemi“) je pozornost
věnována izololaci budovy, napájecímu systému a používáním dřevěných pilin nebo hoblin.
Přesné měření ukázalo, že jak tradiční systémy a VEA systémy dosahují emisí amoniaku 0,08
kg NH3/ks/rok. Toto emisní množství je považováno za referenční.
Tab.3.: Souhrn charakteristik integrovaných systémů pro ustájení brojlerů
Snížení
amoniaku
(%)
Technologie
ustájení
Reference:
systém chovu na 0,08
hluboké podestýlce (kg
–
větrání NH3/ks/rok)
ventilátory
perforovaná
83
podlaha a nucené
sušení trusu
systém
se
94
Mezisložkové
dopady (crossmedia effects)
Roční náklady
(EUR
na
Použitelnost snížení
amoniaku o 1
kg)
Běžně užívaný
Prašnost
Vstup
energie
závisí
na
ventilačním
systému
Vysoký
vstup Založený
energie
referenční
technologii
Vysoký
vstup Požadavky
energie Zvýšená stupňovitou
na
2,73
na
2,13
66
stupňovitou
a
plovoucí podlahou
s nuceným sušením
systém
se
stupňovitými
klecemi
a 94
snímatelnými boky
klecí
s nuceným
sušením trusu
prašnost
konstrukci podlahy
Vysoký
vstup
energie Zvýšená
prašnost
Prašnost
nižší
pokud
není
používána
podestýlka
Požadavky
na
stupňovitou
konstrukci podlahy
Omezení z hlediska 2,13
welfare zvířat
5.3.1 Perforovaná podlaha se systémem nuceného sušení trusu
Popis:
Systém ustájení je podobný referenční technologii. Tento systém má ovšem dvojitou podlahu.
Horní podlaha je perforována s minimální plochou otvorů 4 % z celkové plochy podlahy.
Otvory jsou chráněny plastovými nebo kovovými mřížkami. Skrz perforovanou podlahou na
které je položena podestýlka, neustále vzhůru stoupá proud vzduchu s minimální kapacitou 2
m3/hod/kus. Exkrementy a podestýlka zůstává na podlaze po celou dobu výkrmového cyklu
(6 týdnů). Neustálé proudění vzduchu vysušuje podestýlku ( více než 70 % obsah sušiny) a
snižuje tak emise amoniaku.
Zlepšené provedení umožňuje lepší rozvádění sušícího vzduchu usměrněním toku
vzduchu. Dosažené environmentální přínosy:
Provzdušňování podestýlky s exkrementy výrazně snižuje emise amoniaku, dosahující 0,014
kg NH3/ks/rok.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Kvůli nucenému větrání je požadován vysoký vstup energií (až dvojnásobné zvýšení spotřeby
a nákladů) oproti referenční technologii. Suchá podestýlka je příčinou vysoké prašnosti uvnitř
budovy.
67
Obr.14: A) schématické znázornění systému chovu brojlerů s perforovanou podlahou
a nuceným sušením B) zlepšené provedení C) detail perforované podlahy
Provozní údaje:
Je umožněno chování zvířat podle druhově specifických modelů, ale i zde dochází ve skupině
k bojům spojených se sociální situací uvnitř skupiny. Systém je používán v uzavřených
budovách. V letních měsících je teplota uvnitř stáje nižší. Do prostoru obklopujícího zvířata
vstupuje vzduch perforovanou podlahou, ochlazený od základní betonové podlahy a tím
zlepšuje stájové klima. Pokud je přerušena dodávka energie a přestanou pracovat ventilátory,
může dojít ke zvýšení teploty uvnitř stáje, což má za následek zvýšení emisí amoniaku a úhyn
zvířat. Kvůli vysokému obsahu sušiny až 80 %, dochází ke zvýšení prašnosti ve stáji. Zvířata
jsou čistá, ale obsluhující personál musí užívat na obličeji ochrannou masku. Odkliz trusu a
čištění mezi výkrmovými turnusy je pracnější.
Použitelnost:
Tento systém může být zaváděn pouze u nových zařízení, neboť vyžaduje pod perforovanou
podlahou dostatečně hlubokou šachtu (2 m). V případě vylepšeného provedení může být
šachta mělčí.
5.3.2 Systém chovu brojlerů na stupňovité podlaze s nuceným sušením trusu
Popis:
Systém je charakteristický neustálým dolu nebo nahoru směřujícím proudem vzduchu skrz
stupňovitě uspořádanou podlahou, pokrytou podestýlkou. Větrací vzduch je přiváděn
speciálním ventilačním potrubím pod stupňovitou podlahou (4,5 m3/hod/kus). Plovoucí
podlaha je vyrobena z perforovaných polypropylenových pásů. Oddělení, ve kterých zvířata
žijí má výšku 3 m a délku podle délky budovy. Podlaha je uspořádána do stupňů (3 nebo 4).
Po výkrmovém cyklu může pohyblivá podlaha přepravit brojlery na konec haly, kde jsou
umístěni do přepravních kontejnerů k dopravě na jatka.
Obr.15: Schématický řez a princip stupňovité podlahy s nuceným sušením trusu
pro chov brojlerů
Dosažené environmentální přínosy:
Emise amoniaku jsou sníženy na 0,005 kg NH3/ks/rok (snížení o 94 % oproti referenční
technologii)
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Na provoz větracích ventilátorů je potřeba více energie.
68
Provozní údaje:
V letních měsících zvířata trpí menším tepelným stresem, neboť jsou obklopena proudem
vzduchu. Zvířata jsou čistá, protože podestýlka je suchá. Díky pohybu vzduchu směrem
vzhůru o obsahu sušiny v exkrementech ve výši 80 % se může objevit problém prašnosti,
takže je doporučeno obsluhujícímu personálu používat ochranné masky. Při pohybu vzduchu
směrem dolů s prašností problém není.
Použitelnost:
Systém může být použit jak v nových tak i v existujících zařízeních. Pokud má být systém
vybudován stupňovitě, musí mít budova dostatečnou výšku pro jeho instalaci.
5.3.3 Systém se stupňovitými klecemi a snímatelnými boky klecí s nuceným sušením
trusu
Popis:
Jedná se o klecový systém s několika stupni, které mají výšku 1,5 m rozdělených do 6 m
dlouhých sekcí. Samotné ustájení brojlerů má běžnou ventilátory větranou konstrukci. Každý
stupeň má rošty, které umožňují proudění vzduchu po celé jejich délce. Vrstva dřevěných
hoblin pokrývajících rošty umožňuje brojlerům se popelit. Vzduchové potrubí pro přívod
čerstvého vzduchu a sušení trusu na trusných pásech je umístěno na bocích systému.
Uprostřed každého stupně je přídavné potrubí pro přívod čerstvého vzduchu k brojlerům. Na
konci každého výkrmového cyklu jsou bočnice klecí odejmuty a brojleři jsou na pohyblivých
pásech vyskladněni ven. Trus je na těch samých pásech odklizen do uzavřených kontejnerů a
vyvezen mimo farmu. Tento systém může být provozován i bez podestýlky.
Obr.16: Schématický náčrt podestlaných stupňovitých klecí v systému chovu brojlerů
69
Obr.17: Schématický řez klecí systému s podestlanou stupňovitou klecí
Dosažené environmentální přínosy:
Emise amoniaku jsou sníženy o 94 % a jsou podobné jako u systému se stupňovitou
podlahou: 0,005 kg NH3/ks/rok. Nezdá se, že použití podestýlky má vliv na emise amoniaku.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
V porovnání s referenční technologií je pro nucenou ventilaci zapotřebí více energie.
Předpokládá se, že prašnost je nižší v systému bez použití podestýlky než s podestýlkou a také
že vstup energií na nucené sušení je podobný. Pravidelný odkliz podestýlky může mít
podstatný vliv na snížení emisí.
Provozní údaje:
Zápach v systému ustájení brojlerů je silně snížen. Rozdíl od systému s plovoucí
podlahou je ten, že v systému se sušením trusu na obsah sušiny 80 % je vyšší prašnost, takže
farmáři musí používat ochranné masky na obličej.
V provedení bez podestýlky jsou podmínky pro zvířata i obsluhující personál
příznivější z důvodu nižší prašnosti, ale na druhé straně chybějící podestýlka může nepříznivě
působit na chování zvířat. Na odkliz trusu a čištění stáje v systému bez podestýlky je menší
potřeba pracovní síly.
Použitelnost:
Tento systém nevyžaduje změny v konstrukci stáje. Klecový systém je specifický a měl by
být nově instalován. Technické a environmentální výsledky jsou velmi dobré, ale požadavky
na welfare mohou další využívání omezit.
5.4 Koncové technologie pro snížení emisí do ovzduší z chovů drůbeže
5.4.1Chemická pračka vzduchu
Popis:
Veškerý větrací vzduch, vycházející ze stáje, bude před vypuštěním do ovzduší veden přes
chemickou čistící jednotku. V této jednotce je čistící tekutina – kyselina, čerpána do prostoru
jednotky, kde v kontaktu s ventilačním vzduchem na sebe naváže amoniak a jednotku pak
opouští vyčištěný vzduch. Jako čistící kapalina se nejvíce používá kyselina sírová nebo místo
ní lze použít kyselinu chlorovodíkovou. Chemická vazba probíhá podle následující chemické
rovnice: 2 NH3 + H2SO4 → 2 NH4+ + SO4-.
(1)
Obr.18: Schéma provedení chemické pračky vzduchu
70
Dosažené environmentální přínosy:
Pro běžně používané systémy ustájení nosnic na hluboké podestýlce a pro běžně používané
systémy chovu brojlerů jsou procenta snížení amoniaku uvedena v tabulce.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Tento systém vyžaduje skladování chemikálií. V odpadní vodě po vyčištění vzduchu se
v závislosti na použité technologii vyskytují vysoké koncentrace sulfátů nebo chloridů, což
může být omezující faktor pro používání této technologie. Používání praček vzduchu zvyšuje
na farmě spotřebu energie.
Použitelnost:
Tento systém jako koncová technologie může být zaveden do jakýchkoli stájí, nových
nebo stávajících, kde je možnost usměrnit proud vzduchu směrem ke vstupu do pračky.
Systém není vhodný pro přirozeně větrané typy stájí.
Vysoká úroveň prachu ve vzduchu opouštějícím stáj může negativně ovlivnit čistící
proces. Z tohoto důvodu se systém praní vzduchu stává méně vhodný pro systémy ustájení se
suchým klimatem ve stáji nebo produkujících exkrementy s vysokým obsahem sušiny.
Nezbytné je použití prachových filtrů, které se zvýší tlak v sytému a následně i spotřebu
energie. Systém vyžaduje pravidelné sledování, které zvýší náklady na pracovní sílu.
Tab.4.: Souhrn provozních údajů a nákladů na chemickou pračku vzduchu pro systémy
ustájení nosnic a brojlerů
Výkonnost
Typ drůbeže
Nosnice
(hluboká podestýlka)
0,095
70
3,18
Emise kg NH3/ks/rok
Procento snížení
Zvýšené investiční náklady (EUR/kus)
Zvýšené investiční náklady (EUR/ kg
14,55
NH3)
0,67
Zvýšené roční náklady (EUR/kus)
Brojleři
0,015
81
3,18
48,92
0,66
5.4.2 Externí sušící tunel s perforovanými trusnými pásy
Popis:
Trus je odklízen z haly pro chov nosnic pomocí trusných pásů umístěných pod klecemi.
Odtud je transportován na nejvyšší trusný pás sušícího tunelu, tvořeného několika řadami
perforovaných pásů a postupně procházející mezi jednotlivými konci tunelu. Na konci nejníže
položeného pásu má trus obsah sušiny 65 – 75 % a je uložen do kontejneru nebo zakrytého
skladovacího prostoru. Sušící tunel je provětráván vzduchem z ustájovacího prostoru. Je
nezbytné počítat s určitou spotřebou elektrické energie. Tunel je obvykle postaven na boku
stáje.
71
Obr.19:
Princip
externího
sušícího
tunelu
s perforovanými
trusnými
pásy
Dosažené environmentální přínosy:
Uvedené emise amoniaku jsou 0,067 kg NH3/ks/rok a zahrnuje emise i ze sušícího tunelu.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Je potřeba zvýšené množství elektrické energie k zajištění větrání systému, protože
ventilátory pro sušící tunel jsou stejné jako ventilátory určené k větrání stáje, jenže současně
musí být v provozu více trusných pásů. Zvýšená spotřeba je daná provozem více pásů.
Úroveň emisí zápachu ve stáji je pravděpodobně nižší než při sušení trusu uvnitř stáje.
Provozní údaje:
Je možné získat během krátké doby trus s vysokým obsahem sušiny. Pokud nelze zajistit
pravidelné odvážení kontejnerů s trusem, je nezbytné mít k dispozici oddělené skladovací
zařízení.
Použitelnost:
Tento systém může být použit i v nových zařízeních, ale je zejména vhodný pro stávající
zařízení, kam může být bez problému zaveden. Požaduje se pouze zajistit dodávku teplého
vzduchu do sušícího tunelu.
5.5 Emise do ovzduší z ustájení drůbeže
Hodnocení systémů pro ustájení nosnic by mělo brát v úvahu požadavky stanovené
evropskou směrnicí pro chov nosnic (74, EC, 1999). Tyto požadavky zakazují od roku 2003
používání konvenčních klecových systémů v nových zařízeních a od roku 2012 budou
všechny v současnosti běžné klecové systémy zakázány úplně. Na základě výsledků studií a
jednání bude v roce 2005 rozhodnuto, zda-li výše uvedená směrnice nebude přehodnocena.
Jedna určitá studie je zaměřena na hodnocení různých systémů ustájení nosnic, mimo jiné i
z hlediska zdravotních a environmentálních dopadů.
Zakázáním konvenčních klecových systémů budou kladeny požadavky na užívání tzv.
upravených klecových systémů nebo neklecových systémů (alternativní systémy). To má vliv
na hodnocení investic na modernizaci stávajících zařízení a výstavbu nových zařízení. Pro
systémy jež budou směrnicí zakázány a do nichž bude potřeba investovat by bylo
nejvhodnější desetileté období pro odpis vložených investic.
Klecové ustájení
Nejvíce nosnic je stále chováno v konvenčních klecových systémech a z těchto
systémů plyne i nejvíce informací o snižování emisí amoniaku. V této části jsou klecové
technologie porovnávány s určitým referenčním systémem, kterým je otevřený trusný sklep
pod klecemi (4.5.1)
72
BAT je:
• Klecový systém s odklizem trusu alespoň dvakrát týdně pomocí trusných pásů do
uzavřeného trusného prostoru
• Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem s nuceným sušením pomocí
vzduchu, kde trus je odklízen alespoň jednou týdně do uzavřeného trusného prostoru
Použitá literatura
[1]
Europian Commision, Join Research Centre: Integrovaná prevence a omezování
znečištění (IPPC). Referenční dokument BAT. Intenzivní chov drůbeže a prasat.
Praha: Překlad originálu 2. návrhu z července 2001 [cit. 2006-2007]. Dostupné z:
http://www.ippc.cz/obsah/viewtopic.php?t=39.
73
6. CHOV PRASAT [1]
Systémy ustájení pro chov prasat a odkliz kejdy
Ve velkochovu prasat se jednotlivé použité produkční systémy týkají příslušné
produkční fáze chovu. Různé kategorie prasat vyžadují různé podmínky, a proto jsou
zapotřebí oddělené boxy nebo sekce pro zapuštěné a březí prasnice, pro vysokobřezí a rodící
prasnice a pro předvýkrm a výkrm prasat. Rozlišují se následující systémy ustájení prasnic a
prasat:
• Systémy ustájení pro zapuštěné prasnice.
• Systémy ustájení pro březí prasnice.
• Individuální systémy ustájení pro kojící prasnice se selaty.
• Systémy ustájení pro odstavená selata (od odstavení do 25 - 30 kg živé
hmotnosti).
• Systémy ustájení pro předvýkrm a výkrm prasat (od 25 - 30 kg do 90 - 160 kg
živé hmotnosti).
Ve velkochovech prasat se používají systémy turnusového chovu. K ochraně prasat
před infekčními chorobami se zakoupená selata nebo zvířata určená pro sestavení chovné
jednotky mohou umístit na nezbytnou dobu do karantény. Kejda pocházející z této části se
obvykle do jímky na kejdu odklízí přímo, nikoliv přes hnojné kanály umístěné uvnitř budovy.
Pro všechny výše uvedené systémy se používají odlišné druhy stájových podlah. Tyto mohou
být celoroštové, částečně roštové nebo plné (betonové), které mohou být nastlány slámou
nebo jinou podestýlkou. Rošty mohou být vyrobeny z betonu, litiny nebo z plastu a mohou
mít různé tvary (např. trojúhelníkový). Plocha otvorů zaujímá přibližně 20 – 30 % roštové
plochy.
V systému ustájení prasnic (bez selat) jsou odlišnosti také mezi skupinovým a
individuálním ustájení, zatímco odstavená selata a výkrmová prasata jsou vždy chována
skupinově.
S typem podlahy také souvisí odlišné systémy odklizu kejdy a moči, počínaje
hlubokými jímkami s dlouhou dobou uskladnění, a konče mělkými jímkami s hnojnými
kanály z kterých je kejda pravidelně odklízena gravitačně nebo pomocí klapky nebo je
splachována pomocí tekutiny.
Systémy ustájení se mohou dále lišit ve způsobu větrání stáje. Větrání může být
přirozené nebo nucené, kde stájové mikroklima je řízeno systémem výtápění a chlazení nebo
pomocí ventilátorů.
6.1 Systémy ustájení pro zapuštěné prasnice a pro březí prasnice
Prasnice jsou v závislosti na stádiu reprodukčního cyklu, ve kterém se právě nacházejí,
chovány v různých systémech ustájení. Zapouštěné prasnice jsou umístěny v takových
chovných systémech, kde je umožněn snazší kontakt mezi prasnicemi a kanci. Po zapuštění
jsou prasnice na dobu jejich březosti přesunuty do oddělené části stáje.
Schéma použití systémů ustájení je podobný jak pro zapuštěné, tak i pro březí
prasnice:
• Zapuštěné prasnice – 74 % individuální ustájení, 26 % skupinové ustájení.
• Březí prasnice – 70 % individuální ustájení, 30 % skupinové ustájení.
74
6.2 Individuální ustájení s plně nebo částečně roštovou podlahou pro zapuštěné a březí
prasnice
Tento způsob chovu zapuštěných a březích prasnic je poměrně běžný. Rozměry kotců
jsou přibližně 2 x 0.6 - 0.65 m a v zadní části jsou vybaveny betonovými rošty, pod kterými
jsou hluboké jímky k uskladnění kejdy a vody použité při čistění stáje. Krmné a napájecí
systémy jsou umístěny v přední části kotce.
Centrální roštová ulička prochází mezi řadami kotců, krmná ulička je vedena na plné
betonové podlaze s vedením pro krmný stroj. V chovu zapuštěných prasnic jsou ohrady pro
ustájení kanců (obr. 1.). V chovu březích prasnic tyto ohrady chybí.
Kejda je shromažďována pod rošty a skladována v hlubokých nebo mělkých jímkách.
Frekvence odstraňování kejdy závisí na velikosti jímky. Je použit buď přirozený nebo nucený
systém ventilace a občas se využívá systém vytápění.
Obr. 1.: Schématický přehled individuálního ustájení zapuštěných prasnic na částečně roštové
podlaze
6.3 Boxy pro zapuštěné a březí prasnice s plnou podlahou
V tomto systému jsou zapuštěné a březí prasnice chovány na betonové podlaze,
podobně jako v systému s částečně roštovou podlahou. Rozdíl je ovšem v provedení podlahy
a v systému odklizu kejdy. Systémy krmení a napájení jsou umístěny v přední části boxu. V
centrální uličce se nachází drenážní systém pro odtok moči. Odstraňování kejdy a slámy (je-li
použita) se provádí pravidelně.
75
Obr. 2.: Uspořádáni podlahy boxů pro zapuštěné a březí prasnice s plnou betonovou podlahou
V těchto systémech, je-li použita sláma je použit přirozený ventilační systém a v uzavřených
budovách, kde není použitá sláma je použit nucený ventilační systém.
6.4 Skupinové ustájení březích prasnic s využitím nebo bez využití slámy
Pro zapuštěné a březí prasnice se používají dva základní systémy ustájení. První
systém využívá plnou betonovou podlahu s hlubokou podestýlkou a druhý systém využívá
roštovou podlahu nad kalištěm. Plná část podlahy je (většinou) zcela pokryta vrstvou slámy
nebo jiným lignocelulózovým materiálem, který je schopen absorbovat moč a výkaly. Vzniká
chlévská mrva a je nutné ji pravidelně odstraňovat k předcházení provlhnutí steliva.
Frekvence odklizu steliva je 1- 4krát do roka a závisí na typu steliva, výšce podestýlky a
celkovém hospodaření farmy.
Obr.3.: Příklad skupinového ustájení březích prasnic na plné betonové podlaze s hlubokou
podestýlkou
Větrání tohoto systému ustájení je stejný jako v individuálním chovu. Při použití
slámy, se topný systém většinou nepoužívá, neboť při nízkých teplotách jsou prasnice
schopny se zahřát schoulením do hluboké podestýlky. Provedení tohoto systému se může lišit
76
a může obsahovat mnoho funkčních ploch. V zařízeních, kde je podestýlka použita výhradně
jako podklad, je množství steliva omezeno, exkrementy mají formu kejdy. V zařízeních s
roštovou podlahou nad kalištěm jsou exkrementy odklízeny denně pomocí shrnovačů
umístěných pod rošty. V zařízeních s plnou podlahou jsou exkrementy odklízeny buď denně
pomocí shrnovačů nebo 2 - 3 týdně pomocí čelního nakladače. V zařízeních s hlubokou
podestýlkou v prostoru lože, je podestýlka odklízena 1- 2 ročně.
6.5 Ustájení vysokobřezích nebo rodících prasnic
Základní charakteristiky boxů určených pro vrh selat jsou:
- minimální teplota v místnosti 18 °C,
- teplota pro prasnice 16 – 18 °C,
- teplota pro selata 33 °C, +/- 2°C
- nízké proudění vzduchu, zejména v prostárách se selaty.
6.6 Ustájení vysokobřezích nebo rodících prasnic bez omezení jejich pohybu
Vysokobřezí nebo rodící prasnice jsou chovány bez omezení v pohybu na částečně
roštové podlaze. Selata jsou chována na odděleném loži, aby se předešlo jejich možnému
ušlapání prasnicemi. Tyto kotce jsou občas používány k odchovu selat od odstavu do
hmotnosti 25 - 30 kg. Toto uspořádání vyžaduje více místa než systémy s omezeným
pohybem prasnic a také vyžaduje častější čištění. Počet kotců na oddělení je většinou menší
než 10.
Materiál podlahy, požadavky na topení a ventilaci jsou stejné jako v systému s omezeným
pohybem prasnic. V systému s volným pohybem prasnic jsou stěny kotců vyšší než je v
systému s omezeným pohybem.
77
Obr.4.: Příklad půdorysu
s volným pohybem
kotce pro
rodící
prasnice
(částečně
roštová podlaha)
Ustájení odstavených selat
Prasata jsou odstavena přibližně po 4 týdnech (od 3 do 6 týdnů), po kterých jsou chována v
malých skupinkách (8 - 12 prasat/kotec) do hmotnosti 30 kg (rozsah od 25 - 35 kg). Většina
zvířat je chována v kotcích nebo boxech s plně roštovanou podlahou
Zvláštní uspořádání je u chovu odstavených selat v jednopodlažních systémech
(flatdeck). Flatdeck systémy byly původně vyvinuty na přelomu 60. a 70 min. stoleti. let jako
speciální chovný systém, umožňující u odstavených selat od 3 do 4 týdnů s 15 - 20 kg živé
hmotnosti kontrolovat jejich prostředí. Tento koncept byl rozšířen a je užíván také pro druhou
fázi ustájení od hmotnosti cca 15 - 20 kg do hmotnosti 50 nebo 60 kg. Odtud se prasata
přemisťují do výkrmových kotců. Tepelně izolované budovy jsou postaveny často
z prefabrikovaných sendvičových konstrukcích s vnějším dřevěným nebo panelovým
obložením, tepelnou izolací a panelovým vnitřním obložením.
Flatdeck systémy jsou uspořádány do skupinových systémů tak, že veškerý prostor
chovu je založen na turnusovitosti, selata z jedné skupiny prasnic jsou vržena ve stejném
týdnu. Dřívější provedení byla založena na nízkých počtech kusů ve skupinách - okolo 10
prasat na kotec, ale v posledních letech se počty prasat v kotcích zvyšují.
Původní návrh byl založen na kotci s plně roštovou podlahou zavěšeným nad
hnojnými kanály (nebo jímkami). Plně roštová podlaha byla považována za důležitý
hygienicko/zdravotní faktor oddělující selata od jejich výkalů a moči. Původně byly podlahy
z kovové svařované síťoviny. V současnosti se rozšiřují plastové podlahy. Podlaha v kotcích
byla původně vyvýšená (oproti podlaze v uličce), ale nynější provedení mají podlahy na
stejné úrovni.
Ventilace je tvořená odsávacími ventilátory. Obvykle je vzduch nasáván do každé
místnosti z centrální chodby společné pro několik částí flatdeck systému, přívodními otvory
umístěnými na jednom konci budovy. Nasávaný vzduch je dle potřeby předehříván,
automaticky ovládaným vytápěním. Nasávací ventilátory jsou umístěny na protější stěně a
iniciují uvnitř místnosti pohyb vzduchu. Tepelné zářiče jsou umístěny nad kotci (nebo
podlahové vytápění) a poskytují zvířatům další pohodlí a teplo.
Krmivo je obvykle podáváno ve formě suchých granulí nebo moučky v ad-libitum
zásobnících v přední části kotce. Kejda je odklízena z podroštových kanálů nebo jímek na
konci každého turnusu. Kotce jsou mezi turnusy důkladně očištěny.
Teplota uvnitř stáje je několik prvních dní po odstavení selat udržována na 28 – 30 oC
a s jejich postupným růstem snižována. Obsazení kotců trvá v první fázi obvykle 4-5 týdnů a
na konci této periody je teplota snížena na 20 – 22 o C.
Charakteristické vlastnosti flatdeck systémů se postupně vyvíjely až do současnosti,
kdy pod termínem flatdeck často rozumíme volný popis téměř všech systémů ustájení
odstavených selat na kejdové bázi které mají alespoň nějakou podobnost s původním
konceptem. Někteří farmáři používají plné podlahy v ložné části, aby zvýšili zvířatům pohodlí
a welfare. Běžně se začalo používat podlahové vytápění. Velikosti skupin se postupně
zvyšovaly až do skupin se 100 prasaty ustájenými v kotcích s částečně plnými podlahami
(okolo 1/3 podlahy je plná část) a bez přístupu do chodby.
Ustájení výkrmových prasat
78
Od průměrné hmotnosti 30 kg (25 – 35 kg) jsou prasata přemisťována do oddělených částí,
kde se vykrmují do porážkové hmotnosti. Není neobvyklé, že se předvýkrmová prasata (do 60
kg) a výkrmová prasata (od 60 kg výše) chovají v oddělených sekcích, ale ustájovací zařízení
jsou naprosto stejná. Ustájovací systémy pro výkrmová prasata jsou podobná systémům pro
odstavená selata, kromě toho, že výkrmová prasata jsou chována bez podestýlky nebo na
mělké podestýlce. Zcela běžně se používají částečně nebo plně roštové podlahy.
6.7 Ustájení výkrmových prasat na plně roštové podlaze
Tento systém ustájení je velmi výhodný pro malé (10 – 15 prasat) a velké skupiny (do
24 prasat) výkrmových prasat. Používá se v uzavřených, tepelně izolovaných stavbách
s nuceným nebo přirozeným systémem ventilace. Okna umožňují průnik denního světla a
používá se i umělé osvětlení. Dodatečné vytápění se použitá pouze v nejnutnějších případech,
neboť teplo vyzářené z těl zvířat obvykle postačí pokrýt všechny tepelné požadavky.
Kotec je plně roštový a nemá žádné hrazení mezi ložem, kalištěm a krmištěm. Rošty jsou
vyrobeny z betonu nebo z kovu potaženého plastem. Chlévská mrva je prošlapávána skrz
rošty a moč se mísí s mrvou nebo odtéká přímo do kanálů určených pro tekutou frakci
exkrementů. Kejda je shromažďována v hnojných jímkách pod roštovou podlahou.
V závislosti na hloubce jímky může být kejda skladována dlouhodobě (vyšší úroveň
amoniaku) nebo může být pravidelně odklízena do oddělených skladovacích jímek. Běžně
používaný systém má individuální sekce spojené s centrálním odtokem, do kterého jsou tyto
sekce zaústěny a vyprazdňovány zvednutím hradítka nebo v potrubí centrálního odtoku.
Obr.5.: Příklad kotce pro předvýkrm a výkrm s plně roštovou podlahou a příklad dvou
uspořádání kotců s odlišnými krmnými systémy
6.8 Ustájení výkrmových prasat na částečně roštové podlaze
Systémy s částečně roštovými podlahami se používají v podobných stavbách jako tam,
kde se používají systémy s plně roštovými podlahami. Podlaha je rozdělena na roštovou a
neroštovou /plnou část. Jsou zde dvě základní možnosti jak uspořádat podlahu v kotci: plná
betonová podlaha může být buď na jedné straně kotce a nebo uprostřed kotce. Plná část může
být rovná, konvexní nebo mírně svažitá.
79
Obr.6: Uspořádání kotce pro výkrmová prasata s částečně roštovou podlahou (konvexní)
s plnou částí uprostřed
Plná část podlahy se obvykle používá jako krmiště a lože a roštovaná část je určena
pro kaliště. Rošty jsou vyrobeny z betonu nebo z kovu potaženého plastem. Výkaly jsou
prošlapávány skrz rošty a moč se mísí s pevnými výkaly nebo odtéká přímo do kanálů
určených pro tekutou frakci exkrementů. Kejda je shromažďována v hnojných jímkách pod
roštovou podlahou. V závislosti na hloubce jímky může být kejda skladována dlouhodobě
(vyšší úroveň amoniaku) nebo může být pravidelně odklízena do oddělených skladovacích
jímek. Běžně používaný systém má individuální sekce spojené s centrálním odtokem, do
kterého jsou tyto sekce zaústěny a vyprazdňovány zvednutím hradítka nebo v potrubí
centrálního odtoku.
6.9 Ustájení výkrmových prasat na podestlané plné betonové podlaze
V systémech ustájení výkrmových prasat s betonovou podlahou se v omezeném
množství používá sláma a to z důvodů welfare zvířat a spotřeby velkých balíků sloužících
jako podestýlka. Tyto systémy jsou použity v budovách uzavřených nebo s otevřeným čelem.
Budovy s otevřenou přední částí jsou vybaveny clonami proti větru (síťování nebo velké
desky), ale jako ochrana před větrem se mohou použít i balíky slámy.
80
Obr.7: Systém s otevřeným čelem užívajícím balíky slámy jako ochranu proti větru
6.10 Řízení stájového mikroklimatu v chovech prasat
Vnitřní mikroklima ve stájích s prasaty je důležité, protože amoniak ve spojení
s prachem je častým důvodem vzniku respiračních onemocnění, včetně atrofické rýmy a
enzotické pneumónie. Také obsluhující personál je vystaven riziku dýchacích problémů, proto
je nanejvýš důležité, aby byla stáj náležitě odvětrávána.
Základní (kvalitativní) požadavky pro řízení mikroklimatu ve stájích chovu prasat jsou
zakotveny v nařízení 91/630/ECC. Teplota a vlhkost vzduchu, prašnost, cirkulace vzduchu a
koncentrace plynů musí být pod limitními hodnotami (tabulka 1).
Tohoto se dosáhne:
• izolací budovy;
• vytápěním;
• větráním.
Tab.1: Obecné hodnoty vnitřního prostředí pro chov prasat
Faktory
vnitřního Úroveň/výskyt
prostředí
CO
Není povolen
H2S
Není povolen
Relativní vlhkost H
Prasata do 25 kg
: 60 - 80 %
Prasata nad 25 kg
: 50 – 60 %
NH3
Maximálně 10 ppm
Rychlost
proudění Kotce pro vysokobřezí prasnice odstavená selata
vzduchu
m/s
Zapuštěné a březí prasnice
m/s
CO2
Maximálně 0,2 objemových %
< 0,15
< 0,20
81
Provedení používaných systémů je ovlivněno:
• uspořádáním a konstrukcí budovy;
• umístěním budovy vzhledem ke směru větru a okolním objektům;
• použitým řídícím systémem;
• stářím a produkční fází chovu prasat.
6.11 Technologie snižující emise z ustájení prasat
Technologie se dělí do následujících kategorií :
• Integrované technologie.
• Nutriční opatření snižující obsah N v exkrementech
• Řízení stájového mikroklima.
• Optimalizace navrženého systému ustájení prasat.
• Koncové technologie tzv. „na konci trubky“.
Jsou ověřena nutriční opatření předcházející vzniku emisí z chovů, snížením
koncentrace dusíku v exkrementech. Ačkoliv úroveň emisí uvolňovaných do ovzduší
ovlivňuje mnohem více faktorů, měly by být v různých dietách jasně definovány rozdíly tak,
aby bylo možné správně interpretovat údaje týkající se výkonnosti jednotlivých technologií
ustájení prasat. V mnoha případech, údaje o jednotlivých chovných systémech a s nimi
spojených úrovní emisí amoniaku neobsahují informace o tom, zda-li byla použita krmiva se
sníženým obsahem dusíku. Proto není vždy jasné, zda-li environmentální výkonnost
ustájovacího systému může být přičítána pouze určité změně v provedení technologie nebo
jiným faktorům, jako jsou např. krmné technologie. Předpokládá se, že se většinou používá
fázové krmení, a že úrovně emisí (faktorů) jsou porovnatelné.
Řízení stájového mikroklima, znamená snížení rychlosti vzduchu nad povrchem
exkrementů a snížení teploty uvnitř stáje (menší znečištění podlah) může dokonce i snížit
emise. Optimální řízení prostředí ve stáji, zejména v období letních měsíců, může přispívat
k zajištění kálení zvířata v prostoru kaliště, zatímco prostory lože zůstávají čisté a suché.
Nízká úroveň proudění, teplota přiváděného vzduchu a rychlost vzduchu v zóně zvířat a nad
podlahami stáje sníží výskyt a uvolňování znečišťujících látek. Struktura proudění vzduchu
uvnitř stáje může být příznivě ovlivněna polohou a rozměry vstupních a výstupních otvorů
(např. odsávání na boku nebo ve štítu stáje). Přívod vzduchu perforovanými kanály nebo
porézním stropem způsobí v zóně zvířat nízké proudění vzduchu. Teplota přiváděného
vzduchu a úroveň proudění mohou být snižovány např. umisťováním vstupních otvorů do
stinných míst nebo vedením vzduchu potrubím nad krmištěm nebo tepelného výměníku.
Tyto faktory vyžadují určitý energetický vstup a musí být řízeny tak, aby byly prasatům
zajištěny potřebné podmínky.
K tomu systémy ustájení využívají následujících základních provedení:
• Snížení povrchu exkrementů emitujících emise.
• Zvýšení frekvence odklizu chlévské mrvy, moči nebo kejdy.
• Ochlazování povrchu exkrementů.
• Kombinace těchto technologií (do 70 %).
Snížení plně roštové podlahy na 50 % plochy roštů sníží plochu povrchu exkrementů
emitujících emise přibližně o 20 %, přičemž se počítá i s exkrementy ulpěnými na plné části
podlahy. Větší účinek roštové podlahy byl zjištěn, když se poměr šířky roštů a otvorů mezi
82
rošty blížil jedné. Použitím pružnějších materiálů na tyto podlahy se docílilo snížení úniku
amoniaku skoro o 30 %. Ke zvýšení emisí došlo v případě, když vzdálenost mezi hladinou
exkrementů v prostoru pod podlahou a dolní hranou roštů, byla menší než 50 cm.
Principiálně jsou emise nižší, je-li plocha roštové podlahy menší a je-li menší i plocha
povrchu exkrementů emitujících emise. Důležité je ovšem najít správný poměr mezi roštovou
a neroštovou plochou. Zvětšováním neroštové plochy zůstává na plné části podlahy více
exkrementů, což může také vést ke zvyšování emisí amoniaku.
Zda-li k tomu dochází či nikoliv, do značné míry záleží na množství moči a na
rychlosti s jakou může odtéct, ale i na vzdálenosti k hnojné jámě. Konvexní hladká podlaha
zrychlí odtok moči, musí se ovšem vzít na zřetel bezpečnost zvířat.
Odkliz shrnovačem (snížení 80 %) nebo splachování (snížení 70 %)) exkrementů se
považuje při snižování emisí za efektivní, ale účinek u některých kategorií zvířat není vždy
prokazatelný (např. u výkrmových prasat a nebo březích prasnic). Při odklizu exkrementů
pomocí shrnovačů mohou fyzikální vlastnosti exkrementů a hladkost povrchu podlahy hnojné
jámy ovlivnit účinek snížení emisí amoniaku.
Ačkoliv CH4, nmVOC a N2O jsou považovány za nejvýznamnější emise, největší
pozornost je věnována emisím NH3, jako klíčovému polutantu, který je vylučován v největším
množství. Téměř všechny informace týkající se snižování emisí z chovů prasat se pojí ke
snížení emisí NH3. Předpokládá se, že technologie určené ke snižování emisí NH3 budou
snižovat i emise ostatních plynných látek. Je také důležité si uvědomit, že snižování emisí
z ustájení zvířat potenciálně vede ke snižování emisí z uskladnění a aplikace exkrementů.
Všechna integrovaná opatření vedoucí ke snižování emisí NH3 z chovů prasat povedou
ke zvyšování množství aplikované kejdy, což následně může vést ke zvyšování emisí
amoniaku během aplikace na pole.
6.11.1 Integrované systémy ustájení pro zapuštěné a březí prasnice a pro předvýkrmová
a výkrmová prasata
Výsledky dosažené v technologii ustájení zapuštěných a březích prasnic jsou uvedeny
v tabulce 2. Úroveň výkonnosti podobných uspořádání ustájení předvýkrmových a
výkrmových prasat je uvedena v tabulce 3. Je zřejmé, že některé technologie mají větší
redukční potenciál, než technologie jiné. Vlivy jako je skupinový nebo individuální typ
chovu, použití slámy a klimatické podmínky během měření ovlivnily úroveň měřených emisí.
Referenční technologií pro prasnice je hnojná jáma pod plně roštovou podlahou s betonovými
rošty, odkud je kejda odklízena na konci turnusu nebo v delších intervalech. Nucená ventilace
odstraňuje z uskladněné kejdy emitující plynné emise.
83
Tab.2: Výkonnost integrovaných technologií ustájení zapouštěných a březích prasnic u
nových zařízení
Roční
Vstup energie
Číslo
vícenákldy
Snížení NH3
kapitol Systém ustájení
(kWh/místo/r
(%)
(EUR/místo/rok
ok)
y
)
Individuálně ustájené prasnice 3,12 – 4,2
na plně roštové podlaze NH3/prasnici/r
(reference)
ok
Plně roštová podlaha (PRP)
(-/-)8,60
PRP s vakuovým systémem
25
(2000)
Bez
(-/-)12,16
30
22,8
PRP
provzdušnění
(2000)
s vyplachovan
(-/-)4,82
S
ými kanálky
66
40,3
provzdušněním
(2000)
(-/-)2,44 – (-/PRP
Bez
40
)8,54
18,5
s vyplachovan provzdušnění
(2000)
ými
0,5 – (-/-)5,54
S
žlaby/potrubím
55
32,4
(2000)
provzdušněním
Částečně roštová podlaha( ČRP)
ČRP se zmenšenou hnojnou
1,76 – 5,80
20 – 40
n.d.
jámou
(1998)
ČRP s chlazeným povrchem
112,75
52
8,5
kejdy
(1998)
ČRP
Betonové rošty 25
n.d.
s vakuovým
Kovové rošty 35
n.d.
systémem
Bez
ČRP
50
n.d.
21,7
provzdušnění
s vyplachovan
S
ými kanálky
60
n.d.
38,5
provzdušněním
ČRP
Bez
57,9
40 – 60
14,4
s vyplachovan provzdušnění
(1998)
ými
S
70
n.d.
30
žlaby/potrubím provzdušněním
ČRP
se Betonové rošty 15 – 40
n.d.
n.d.
shrnovačem
(březí
Kovové rošty 60
n.d.
n.d.
prasnice)
ČRP
+
externí
30
n.d.
n.d.
plocha/podestýlka
ČRP + podestýlka
-33
n.d.
n.d.
Plná betonová podlaha (PBP)
PBP plně podestlaná
0 (-67 %)
n.d.
n.d.
PBP
+
externí
20
n.d.
n.d.
plocha/podestlaná
84
6.11.2 Integrované systémy ustájení pro výkrmová prasata
V tabulce 3 jsou uvedeny potenciální BAT technologie pro výkrmová prasata.
Tab.3: Výkonnost integrovaných technologií ustájení zapouštěných a březích prasnic
u nových zařízení
Roční
Číslo
Snížení
Vstup energie
vícenákldy1,2
kapitol Systém ustájení
NH3
(kWh/místo/r
(EUR/místo/rok
( % )5
ok)
y
)
2,39 (DK)
Skupinové ustájení prasat na plně –3,0
(I,
roštové
podlaze
(referenční NL, D)
technologie)
NH3/kus/ro
k
Plně roštová podlaha (PRP)
PRP s vakuovým systémem
25
(-/-)4,30 (2000) Bez
PRP
30
(-/-)6,08 (2000) 11,4
provzdušnění
s vyplachovanými
S
kanály
55
(-/-)2,41 (2000) 20,15
provzdušnění
(-/-)1,22 – (-/Bez
PRP
40
)4,27
9,2
provzdušnění
s vyplachovanými
(2000)
žlaby/potrubí
S
0,28 – (-/-)2,77
55
16,2
(2000)
provzdušněním
Částečně roštová podlaha (ČRP)
ČRP se zmenšenou hnojnou jámou 20 – 33
0,88 (I) (1998)
n.d.
5,5 (NL) (1998) 14
ČRP s chlazeným Betonové rošty 50
povrchem kejdy
Kovové rošty 60
8 (NL) (1998)
14
ČRP s vakuovým Betonové rošty 25
(-/-)4,0
systémem
Kovové rošty 35
n.d.
Bez
ČRP
50
(-/-)6,07
8,6
provzdušnění
s vyplachovanými
S
kanály
60
(-/-)2,89
16,8
provzdušněním
Beton. 6
(-/-)2,96 – 9,45 1,5 – 6,1
Bez
rošty
0
ČRP
provzdušnění Kovové 6
s vyplachovanými
12,50
1,5 – 6,1
rošty
5
žlaby/potrubím
S
70
(-/-)1,42 (2000) 13,3
provzdušněním
ČRP s kanálem se Betonové rošty 60
n.d.
n.d.
skloněnými
Kovové rošty 66
n.d.
n.d.
bočními stěnami
ČRP
se Betonové rošty 40
(-/-)5,93
0,60
shrnovačem
Kovové rošty 50
(-/-)5,93
0,60
ČRP + externí podestlaná plocha
30
n.d.
12,6
85
Plná betonová podlaha (PBP)
PBP hluboká podestýlka
0
PBP hluboká podestýlka /otevřené
- 33 %
čelo
PBP + externí podestlaná plocha
20 – 30
n.d.
n.d.
8
-11
(-/-)1,09 – 6
2,43
Systémy s plnou betonovou podlahou a částečně zaroštovanou externí chodbou jsou
podobné systémům s částečně zaroštovanou podlahou a roštovou plochou uvnitř budovy.
Referenční systém pro výkrmová prasata je systém s plně roštovou podlahou s hnojnou
jámou, jehož úrovně emisí amoniaku jsou v rozmezí 2,39 a 3,0 kg NH3/kus/rok.
Tento systém je nejběžněji používán.
• Ostatní alternativní technologie byly popsány a zobrazeny v předchozích
částech .
6.12 Koncové technologie pro snížení emisí do ovzduší z chovů prasat
6.12.1 Biologická pračka vzduchu (Bioscrubber)
Popis, použitelnost a provozní údaje:
Veškerý větraný vzduch, vycházející ze stáje, bude před vypuštěním do vnějšího prostředí
veden chemickou čistící jednotku. Biologická vrstva, která je nanesena na povrchu stlačeného
materiálu absorbuje amoniak, který je mikroorganismy spotřebováván. Cirkulace vody
udržuje biologickou vrstvu vlhkou a dodává mikroorganizmům potřebné živiny.
Obr.6: Dva druhy provedení biologické pračky vzduchu
Dosažené environmentální přínosy, náklady:
86
Shrnuto v tabulce 4.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Spotřeba vody je asi o 1 m3/kus/rok vyšší, což znamená, že produkce odpadní vody která
musí být zlikvidována je také vyšší. Požadavky na likvidaci odpadní vody musí být v souladu
se způsobem použití tohoto systému. Biologické pračky vzduchu mají vyšší spotřebu energie
(35 kWh/kus/rok). Pro odstavená selata je spotřeba energie o 8 kWh/kus/rok nižší.
Tab.4: Souhrn snížení emisí amoniaku a nákladů na biopračku pro různé kategorie prasat
Kategorie prasat
Výkonnost
Výkrmová
Zapouštěné/březí Vysokobřezí a Odstavená
prasnice
rodící prasnice selata
prasata
Procentuální snížení
70 (50 – 90)
70 (50 – 90)
70 (50 – 90)
70 (50 – 90)
(%)
Investiční
více
111,35
11,35
10
49
náklady (EUR/kus)
Investiční
více
19,2
23,8
22,25
náklady
(EUR/kg 38,4
NH3)
Roční provozní více
16,7
32,75
3,35
16,7
náklady (EUR/kus)
Roční více náklady
5,61
5,58
8,9
na
snížení
NH3 5,50
(EUR/kg NH3)
100
000
Reference
(počet
1 000
n.d.
n.d.
(NL)
kusů)
n.d. nejsou informace
náklady jsou počítány se 70 % snižující efektivitou
Systémy na čištění znečištěného vzduchu mohou výrazně zvýšit odpor vzduchu v nucených
systémech ventilace. K zajištění nezbytného proudění vzduchu, zejména v letních měsících
mohou být použity vysokokapacitní ventilátory s vyššími energetickými požadavky. Další
energie je potřebná k zajištění provozu čerpadel pro cirkulaci vody v biopračkách a na provoz
zvlhčování biofiltrů.
Použitelnost:
Jako přídavné zařízení lze tento systém velice snadno zavádět jak v nových, tak i stávajících
zařízením.Uspořádání ani velikost stáje nehraje žádnou roli. V budově není nutno provádět
žádné úpravy. Tento systém nemůže být použit u systémů chovu prasat s přirozeným větráním
bez distribuce vzduchu uvnitř budovy pomocí kanálů. Typické použití je u systémů chovu
s nuceným větráním. Tam kde je zvýšená prašnost (systémy s podestýlkou) je nezbytné
používat prachové filtry, které ovšem zvyšují odpor proudění vzduchu, což má za následek
zvýšení spotřeby energie.
6.12.2 Chemická pračka vzduchu (wetscrubber)
Popis:
Veškerý větraný vzduch vycházející ze stáje je veden skrz chemickou čistící jednotku. V této
jednotce je čistící tekutina – kyselina cirkulována. Kontaktem ventilačního vzduchu s čistící
kapalinou je amoniak kyselinou absorbován a jednotku pak opouští vyčištěný vzduch.
87
Nejčastěji se používá kyselina sírová nebo místo ní lze použít kyselinu chlorovodíkovou.
Vazba probíhá podle následující chemické rovnice: 2 NH3 + H2SO4 → 2 NH4+ + SO4-.
Princip činnosti:
Absorpce amoniaku.
Dosažené environmentální přínosy:
Viz. tabulka 5
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
V odpadní vodě po vyčištění vzduchu se v závislosti na použité technologii vyskytují vysoké
koncentrace sulfátů nebo chloridů. Odpadní voda musí být vhodně likvidována, což může být
omezující faktor pro používání této technologie.V porovnání s předchozím systémem má tato
technologie podstatně vyšší spotřebu energie.
Tab.5: Souhrn snížení emisí amoniaku a nákladů na biopračku pro různé kategorie prasat
Kategorie prasat
Výkonnost
Zapouštěné/březí Vysokobřezí a Odstavená
Výkrmová
prasnice
rodící prasnice selata
prasata
Procentuální snížení
90
90
90
90
(%)
Investiční
více
62,75
83,65
9
43
náklady (EUR/kus)
Investiční
více
11,15
16,65
15,95
náklady
(EUR/kg 16,5
NH3)
Roční provozní více
20,05
28
3
14
náklady (EUR/kus)
Roční více náklady
3,89
5,56
5,19
na
snížení
NH3 6,96
(EUR/kg NH3)
100
000
Reference
(počet
2 000
n.d.
n.d.
(NL)
kusů)
n.d. nejsou informace
náklady jsou počítány se 70 % snižující efektivitou
Použitelnost:
Jako přídavné zařízení lze tento systém velice snadno zavádět je k nových, tak i stávajících
zařízením.Uspořádání ani velikost stáje nehraje žádnou roli. V budově není nutno provádět
žádné úpravy. Tento systém nemůže být použit u systémů chovu prasat s přirozenou ventilací
bez distribuce vzduchu uvnitř budovy pomocí kanálů. Typické použití je u systémů chovu
s nucenou ventilací.
Použitá literatura
[1]
Europian Commision, Join Research Centre: Integrovaná prevence a omezování
znečištění (IPPC). Referenční dokument BAT. Intenzivní chov drůbeže a prasat.
Praha: Překlad originálu 2. návrhu z července 2001 [cit. 2006-2007]. Dostupné z:
http://www.ippc.cz/obsah/viewtopic.php?t=39.
88
7. MĚŘICÍ ZAŘÍZENÍ
KONCENTRACE PLYNŮ
A
PŘÍSTROJE
PRO
MĚŘENÍ
Pro měření koncentrace amoniaku a skleníkových plynů se používá zařízení 1312
Photoacoustic Multi-gas Monitor firmy INNOVA Air Tech Instruments s vícekanálovým
vzorkovacím a dávkovacím zařízením 1309 D Multipoint Sampler téže firmy. Naměřené
hodnoty jsou průběžně ukládány. Teplota vzduchu i jeho relativní vlhkost jsou průběžně
zjišťovány snímacím přístrojem COMMETER D3121 pro registraci, dokumentaci a
vyhodnocení teploty a vlhkosti. Hodnoty teploty i relativní vlhkosti jsou rovněž průběžně
ukládány. Tlak vzduchu je snímán a průběžně ukládán přístrojem COMMETER D4141.
Měření vzduchotechnických parametrů se provádí anemometrem – přístrojem TESTO 445
s kuličkovou sondou pro měření nízkých rychlostí proudění. Měřící přístroje splňují
podmínky ČSN EN ISO/IEC 17 025.
INNOVA 1312 Photoacoustic Multi-gas Monitor
Fotoakustický monitor INNOVA 1312 je vysoce přesný, spolehlivý a stabilní
kvantitativní měřič plynů. Principem měření je fotoakustická infračervená detekční metoda.
To znamená, že přístroj INNOVA 1312 může měřit v podstatě všechny plyny, které jsou
schopny absorbovat infračervené záření.
V karuselu s filtry jsou instalovány příslušné optické filtry (může jich být až 5, plus
jeden na vodní páru), a proto může přístroj selektivně měřit až 5 plynů spolu s vodní párou
v každém vzorku vzduchu. Dále přístroj může kompenzovat interferenci mezi měřenými
plyny využívaje k tomu křížovou kompenzaci. Detekční limit přístroje INNOVA 1312 závisí
na měřeném plynu, ale vždy se pohybuje v oblasti hodnot 10-2 ppm.
Detekční limity, které se udávají v technické specifikaci přístroje INNOVA, jsou
udávány v jednotkách ppm (parts per million – jednotek v miliónu) při 20°C a tlaku 101 kPa.
Tyto udávané jednotky mohou být snadno převedeny na jednotky mg.m-3 použitím
jednoduchého převodního vztahu:
C=
c .M
22,4
(1)
kde:
C……………je hledaná koncentrace měřeného plynu (mg.m-3)
c……………. je koncentrace měřeného plynu (ppm)
M……………je molární hmotnost plynu (g.mol-1)
22,4………. je molární objem ideálního plynu při 0°C a 101 kPa (l.mol-1)
89
Obr. 1 Měřící zařízení při měření s připojenými šesti odběrnými trasami
Obr. 2 Princip a vnitřní uspořádání měřícího přístroje INNOVA 1312. [1]
Křížová kompenzace
Některé plyny absorbují infračervené světlo ve stejných vlnových délkách, a to
způsobuje, že není zřejmé, zda naměřená a zobrazená koncentrace je od jednoho nebo
druhého plynu, nebo dokonce od obou dohromady. Tento jev se nazývá křížová interference,
a je známým problémem, pokud k měření používáme tradiční transmisní spektrometry.
Jako příklad vezměme infračervená spektra tří různých plynů, plynu 1, 2 a 3. Za
účelem změření správné koncentrace např. plynu 1, je nutné měřit ve třech vlnových délkách,
indikovaných (optickými) filtry A, B a C. Jestliže je plyn 1 měřen pouze filtrem A, měřená
absorpce bude součtem absorpcí z plynů 1, 2 a 3. Vypočtená koncentrace pak bude chybná.
Tato chyba se nazývá interference plynů 2 a 3 na plyn 1. Taktéž, jestliže je plyn 1 měřen
pouze filtrem C, vypočtená koncentrace bude chybná z důvodu interference plynu 3.
90
Pro vyřešení tohoto problému byl začleněn do přístrojů Photoacoustic Multi-gas
Monitor 1312 a 1314 algoritmus křížové kompenzace. V přístroji je zabudován karusel s filtry
(pro tento příklad A, B a C). Napoprvé je pro měření užit optický filtr A. Měřený signál (SA)
se může vyjádřit jako:
SA= a1,A . c1+ a2,A . c2+ a3,A . c3
(2)
kde:
SA … je signál z mikrofonu měřený na filtru A (V)
a1,n … je absorpce plynu 1 na n-tém filtru (V.m3.mg-1)
c1 … je koncentrace plynu 1 (mg.m-3)
Stejně tak, při měření stejného plynu na filtrech B a C dostaneme:
SB= a1,B . c1+ a2,B . c2+ a3,B . c3
SC= a1,C . c1+ a2,C . c2+ a3,C . c3
(3)
(4)
Nyní máme soustavu tří rovnic o třech neznámých, a to c1, c2 a c3. Přístroj dokáže,
pokud se mu to při nastavování parametrů měření zadá, automaticky vypočítat neznámé
koncentrace a zobrazit správné hodnoty. Tímto způsobem mohou být redukovány interference
od ostatních plynů o více než 98 %, za předpokladu správného výběru filtrů vzhledem
k plynům, které se mají měřit.
Stejný algoritmus je možné použít na kompenzaci vlhkostní interference.
INNOVA 1309 Multipoint Sampler
Přepínač odběrových míst INNOVA 1309 může být používán ve spojení s více
měřícími přístroji firmy INNOVA k zajištění vícekanálového měření. Tento přístroj zvyšuje
možnosti použití monitorovacích zařízení tím, že umožňuje odběr vzorků z více míst pomocí
měřících hadiček se sondami. Umožňuje odebírat až z 12 různých odběrových míst a posílat
vzorky do analyzátoru.
Každé z 12 možných odběrových míst je spojeno s přepínačem INNOVA 1309 vlastní
hadičkou (teflonovou). V přístroji se hadičky spojí do jednoho místa a třícestný ventil může
vzorek poslat přímo do analyzátoru, nebo může být přepnut na výfuk do okolního prostředí,
čímž dochází k proplachování vzorkovacího potrubí. Zatímco analyzátor analyzuje měřený
vzorek, přepínač INNOVA 1309 proplachuje následující odběrnou hadičku.
K přístroji 1309 může být připojeno až 6 teplotních čidel umístěných u sběrných míst.
Každý snímač teploty může být umístěn až do vzdálenosti 50 m od přístroje INNOVA 1309.
COMMETER D3121
Digitální záznamový teploměr – vlhkoměr s externí sondou. Přístroj je určen pro
měření a záznam teploty a relativní vlhkosti vzduchu externí sondou na kabelu s možností
přímého zobrazení vypočtené teploty rosného bodu. Naměřené hodnoty jsou zobrazovány na
dvouřádkovém LCD displeji a mohou být ukládány v nastavitelném časovém intervalu do
vnitřní, energeticky nezávislé paměti, odkud je lze přenést do osobního počítače.
Teplota je měřena odporovým snímačem Ni1000/6180ppm. Přístroj porovnává měřené
hodnoty teploty, vlhkosti i rosného bodu se dvěma nastavitelnými hranicemi pro každou
veličinu a jejich překročení signalizuje blikáním příslušné hodnoty na displeji a vypínatelným
91
akustickým signálem. Je vybaven jednoúrovňovou pamětí Hold pro uchování naměřených
hodnot, které lze stejně jako minimální a maximální hodnotu každé veličiny kdykoliv vyvolat
na displej.
Vybrané technické parametry přístroje:
Teplota:
Rozsah měření: -30 až +105 °C
Rozlišení: 0,1 °C
Přesnost: ± 0,4 °C
Relativní vlhkost (údaj je teplotně kompenzován v celém teplotním rozsahu):
Rozsah měření: 0 až 100 %RV
Rozlišení: 0,1 %RV
Přesnost: ± 2,5 %RV v rozsahu 5 až 95 %RV při 23 °C
Rosný bod (veličina vypočtená z teploty a vlhkosti):
Rozsah: -50 až +105 °C
Rozlišení: 0,1 °C
Přesnost: ± 0,5 °C v rozsahu 30 až 95 %RV
COMMETER D4141
Digitální záznamový termohygrobarometr s externí sondou. Přístroj je určen pro
měření a záznam teploty a relativní vlhkosti vzduchu externí sondou, teploty vzduchu v okolí
přístroje, atmosférického tlaku a tlakové tendence za uplynulé 3 hodiny s možností přímého
zobrazení přepočtené teploty rosného bodu a přepočtené hodnoty atm. tlaku na hladinu moře.
Teplota je měřena odporovými snímači Ni1000/6180ppm, přičemž snímač vnější
teploty a snímač vlhkosti jsou umístěny v připojitelné externí sondě. Snímače tlaku a vnitřní
teploty jsou uvnitř přístroje. Je vybaven jednoúrovňovou pamětí Hold pro uchování
naměřených hodnot, které lze stejně jako minimální a maximální hodnotu každé veličiny
kdykoliv vyvolat na displej.
Vybrané technické parametry přístroje:
Teplota:
Rozsah měření: vnitřní -10 až +60 °C, vnější -30 až +105 °C
Rozlišení: 0,1 °C
Přesnost: ± 0,4 °C
Relativní vlhkost (údaj je teplotně kompenzován v celém teplotním rozsahu):
Rozsah měření: 0 až 100 %RV
Rozlišení: 0,1 %RV
Přesnost: ± 2,5 %RV v rozsahu 5 až 95 %RV při 23 °C
Rosný bod (veličina vypočtená z teploty a vlhkosti):
Rozsah: -50 až +105 °C
Rozlišení: 0,1 °C
Přesnost: ± 0,5 °C v rozsahu 30 až 95 %RV
Atmosférický tlak:
Rozsah měření: 800 až 1100 hPa
Rozlišení: 0,1 hPa
Přesnost: ± 2 hPa při teplotě v okolí přístroje 23 °C
92
TESTO 445
Přístroj TESTO 445 měří teplotu, relativní vlhkost, rosný bod, absolutní vlhkost,
suchost, entalpii, umí měřit proudění všemi způsoby (v kanálu, na výústkách nebo odsávacích
zařízeních), objemový průtok, tlak i kvalitu vzduchu.
Vybrané technické parametry přístroje:
Vrtulkový anemometr
Měřicí rozsah: 0 – 60 m.s-1
Rozlišení: 0,01 m.s-1
Přesnost (sonda 25 mm): ± 0,2 m.s-1 + 1% z naměřené hodnoty
Termoanemometr
Měřicí rozsah: 0 – 20 m.s-1
Rozlišení: 0,01 m.s-1 (pro hodnoty 0 – 10 m.s-1)
0,1 m.s-1 (pro hodnoty 10 – 20 m.s-1)
Přesnost: dle použitých čidel
Prandtlova trubice
Měřicí rozsah: 0 ... 10 hPa /0 ... 100 hPa
0 ... 40 m.s-1 / 0 ... 100 m.s-1
Rozlišení: 0,01 m.s-1
Přesnost: dle použitých čidel
Objemový průtok v m3.h-1, m3.min-1, l.s-1, cfm (ft3.min-1)
Měřicí rozsah: 0 – 99 990 m3.h-1
7. 1 Měřící postupy a principy
Měření emisí amoniaku a skleníkových plynů v zemědělství se do doby platnosti
zákona č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší provádělo výhradně odběrem sledované vzdušniny
do odběrných vaků nebo odběrovým zařízením přímo do kyseliny sírové. V laboratoři se
vzorek z vaků izoloval absorpcí v roztoku kyseliny sírové. Z alikvotní části roztoku se
v mikrodestilačním aparátu oddestiloval amoniak a pohltil ve vodě. Obsah amoniaku
v destilační předloze se stanovuje fotometricky za použití Nesslerova činidla.
V současnosti je požadováno kontinuální měření za použití přístrojů pro kontinuální
měření minimálně po dobu 24 hodin. V Evropské unii i u nás se používají metody měření za
použití elektrochemických čidel (v EU se již nepoužívá, v ČR jen jako orientační měření)
nebo fotoakustické spektroskopie.
7. 1. 1 Fotoakustická spektroskopie (FAS), fotoakustická detekce (FAD)
Fotoakustický efekt je založen na transformaci světelné energie na zvukovou pomocí
měřeného plynu, kapaliny nebo pevné látky. Byl vynalezen sirem Alexandrem Grahamem
Bellem v druhé polovině 18. století, ale dlouho byl považován jen jako víceméně kuriozita.
Až v 70. letech 20. století byl znovu oživen zájem o tento jev, a to z důvodu vynalezení laseru
a velmi citlivé detekční techniky. Od této doby jsou přístroje na principu fotoakustického jevu
používány ke sledování širokého spektra plynů v různých aplikacích, jako jsou laboratorní
pokusy, měření zátěží životního prostředí apod.
Lambert-Beerův zákon
93
Prochází-li světelný paprsek prostředím, které je schopno jej absorbovat, je intenzita
paprsku vstupujícího vyšší než intenzita paprsku prošlého tímto prostředím. Tento jev byl v
roce 1729 poprvé formulován P. Bouguerem a později ještě jednou objeven Lambertem.
Lze jej vyjádřit rovnicí:
I = I0 . e-bd
(5)
kde:
I0…… intenzita vstupujícího paprsku (W.m-2)
I……. intenzita paprsku po průchodu absorbujícím prostředím (W.m-2)
d…… vzdálenost od místa, kde paprsek vstupuje do absorbujícího prostředí (m)
b…… absorpční (napierovský) koeficient (m-1)
Převedením vztahu na dekadické logaritmy:
log I/ I0 = log T = -a . d
(6)
kde:
T – transmitance (propustnost) = udává poměr mezi zářivým tokem prošlého prostředím ku
zářivému toku dopadajícímu na absorbující prostředí, nabývá hodnot od 0 do 1 nebo v
procentech 0% – 100%
a – absorpční koeficient (lineární) (m-1)
V r. 1852 ukázal Beer, že u mnoha roztoků vzniklých rozpuštěním látek, jež absorbují
světlo, je koeficient a přímo úměrný koncentraci c rozpuštěné látky. Spojením Lambertova
vztahu a Beerových poznatků je popsán základní vztah pro spektrofotometrické metody
chemické analýzy, Lambert-Beerův zákon platný pro monochromatické světlo:
A = ε . c . d = -log T = log I0.I-1
(7)
kde:
A – absorbance = záporný dekadický logaritmus transmitance (–)
d – tloušťka absorbující vrstvy (m)
c – molární koncentrace rozpuštěné látky (mol.m-3)
ε – molární absorpční koeficient (m2.mol-1)
Ve fotoakustické spektroskopii je měřený plyn ozářen modulovaným světlem
s předem určenou vlnovou délkou. Molekuly plynu absorbují část světelné energie a převedou
jí na akustický (zvukový) signál, který je následně detekován mikrofonem.
Zdroj infračerveného světla je sférický, vsazený do černého vyhřívaného těla. Zrcadlo
usměrňuje světlo, poté co projde děličem světla a optickým filtrem, do okna fotoakustické
detekční komory (FAD komora). Světelný dělič je disk s otvory, který se otáčí a tím propouští
světlo po dávkách. Optický filtr je úzkopásmový infračervený interferenční filtr.
Po průchodu oknem, vstoupí světelný paprsek do FAD komory. Jestliže je frekvence
přiváděného světla shodná s absorpčním pásmem plynu, který je ve FAD komoře, molekuly
tohoto plynu pohltí část tohoto světla. Čím vyšší je koncentrace plynu v komoře, tím více
světla pohltí. Tím, že plyn část světla pohltí, zvýší se jeho teplota a z toho důvodu expanduje
a zvětšuje tlak v komoře. Tím jak je světlo děleno na dávky, tlak plynu v komoře narůstá a
klesá – a tak je generován zvukový signál. Tento signál je detekován dvěma mikrofony.
Výstupní elektrické signály z obou mikrofonů jsou před zpracováním zesíleny v zesilovači.
94
Obr. 3 Fotoakustická detekční komora přístroje INNOVA. [1]
Amplituda zvukového signálu závisí na takových faktorech, jako jsou geometrie
měřící komory, intenzita světla, koncentrace měřeného plynu, absorpční koeficient, a také na
ostatních plynech v komoře. Pro nerezonantní sférickou měřící komoru při stálých
podmínkách se dá tato amplituda stanovit z rovnice:
 Cp
 −1
PS =  K .(
− 1).c.I O . f c
Cv


(8)
kde:
Ps ….. je tlak, který je vytvářen zvukem v měřící komoře – akustický tlak (Pa)
K ……je konstanta závisející na měřeném plynu a měřící komoře (m2.kg-1.10-6)
Cp … je teplotní kapacita za konstantního tlaku (J.kg-1.K-1)
Cv … je teplotní kapacita za konstantního objemu (J.kg-1.K-1)
Obě tyto hodnoty se pohybují v mezích od 1,1 (pro butan) a 1,7 (pro argon)
c …… je koncentrace měřeného plynu (mg.m-3)
Io …… je intenzita vstupujícího světla (W.m-2)
fc …… je frekvence děliče světla (s-1)
Pro detekci a analýzu konkrétního plynu je třeba použít odpovídající vlnovou délku
v oboru infračerveného záření, zejména v intervalu od 2,5 do 15 µm. Odpovídající vlnočet je
od 4000 do 650 cm-1.
Nejčastěji používaným zdrojem infračerveného záření je sluneční světlo. To také
použil sir Alexander Bell při experimentech s fotoakustikou. Ačkoliv to nepochybně není
nejlevnější zdroj, jak sám tvrdil, je to zdroj nejspolehlivější. Výborná a vysoce spolehlivou
alternativou slunečnímu záření je žhavený zdroj. Nejjednodušším takovým zdrojem je vlákno
drátu žhavené na vysokou teplotu. Jeho velkou předností je stabilita, nízká cena a dlouhá
výdrž. Výstupní spektrum je nepřerušované a z 70 – 80 % v infračerveném spektru.
Pro FAD je zapotřebí úzké radiační spektrum a z toho důvodu je žhavený zdroj
používán společně s optickým systémem, který selektivně propouští světlo žádané vlnové
délky.
Použitá literatura
[1]
www.innova.dk
95
8. EMISE SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ NA SKLÁDKÁCH
HNOJE A KEJDY
8.1 Organická hnojiva a jejich vlastnosti
8.1.1 Chlévská mrva a hnůj
Chlévskou mrvou rozumíme směs výkalů a moči domácích zvířat a podestýlky.
Chemické složení chlévské mrvy je závislé na druhu zvířat a použité podestýlce, na složení
krmné dávky a dále na poměru výkalů a moči. V moči je totiž obsaženo více než polovina
vyloučeného dusíku.
Chlévská mrva je dobrým hnojivem, neboť obsahuje všechny součásti, které jsou
důležité pro výživu rostlin. V čerstvém stavu se však používá ke hnojení zřídka, obvykle bývá
po určitou dobu skladována. V době skladování probíhají v mrvě složité biochemické
pochody, mrva „zraje“. Zráním chlévské mrvy vzniká statkové hnojivo chlévský hnůj. Složení
chlévského hnoje je uvedeno v tabulce 1.
Tab. 1
Chemické složení stájových hnojiv
Složky
Sušina
Organické látky
N
P2O5
K2O
CaO
MgO
Na2O
pH
Hnůj
%
%
%
%
%
%
%
%
22,00
17,00
0,48
0,24
0,62
0,52
0,08
0,16
7,00
Močůvka
1,60
1,20
0,26
0,04
0,39
0,01
0,02
0,18
8,40
Kejda
skotu
7,20-9,00
5,70-7,00
0,32-0,41
0,15-0,23
0,35-0,42
0,16-0,28
0,05-0,07
0,07-0,13
6,90-7,00
Kejda
prasat
6,10-7,30
4,30-5,80
0,43-0,55
0,17-0,29
0,21-0,22
0,24-0,25
0,05-0,07
0,05-0,07
6,90-7,00
Kejda
drůbeže
12,80
8,10
1,03
0,63
0,38
1,33
0,10
0,14
6,80
Do chlévské mrvy se dostávají mikroorganismy obsažené ve výkalech a stelivu. Mrva
může obsahovat i mikroby z krmiv, půdy a částečně též z vody. Záleží na podmínkách
získávání.
Během zrání se počet baktérií v mrvě značně mění a po dosažení maxima dochází k
podstatnému snížení. Velmi záleží na tom, zda jsou v mrvě podmínky aerobní nebo
anaerobní. Za aerobních podmínek zjišťujeme vždy vyšší počty baktérií než za anaerobních
podmínek.
Při výrobě chlévského hnoje je hlavním úkolem zabezpečit:
a) uchování co největšího množství organických látek,
b) uchování maximálního množství živin.
Při dobrém ošetřování chlévské mrvy se ztráty pohybují u organické hmoty od 25 – 30
%. To znamená, že z 1 tuny chlévské mrvy se vyrobí 0,70 – 0,75 t hnoje. Při běžném
ošetřování se ztráty pohybují kolem 40 a při špatném až 60 %. Ke ztrátám organické hmoty
přistupují i ztráty živin, které činí u N 30 – 40 %, P 10 %, K 20 %.
96
V průměru se získá 36 kg mrvy na 1 DJ za den. Odečtením ztrát, které při dobrém ošetření
činí v průměru asi 30 %, vypočteme produkci chlévského hnoje, s níž můžeme počítat při
sestavování plánu hnojení. Na 1 DJ (500 kg živé hmotnosti zvířat) se počítá průměrná roční
produkce 10 t chlévského hnoje.
Vztah pro výpočet produkce chlévské mrvy = (sušina krmiva:2 + sušina steliva) x f
f...koeficient pro druh hospodářských zvířat - pro skot .….. 4,0
- pro koně ….. 3,5
- pro prasata ... 5,0
- pro ovce …... 3,0
Tab. 2 Průměrná výroba hnoje/DJ/rok - s 35 % ztrát
Skot – mělká podestýlka
Skot – hluboká podestýlka
Koně
Prasata
Ovce
Drůbež (na sto ks)
10 t
15 t
9t
5,5 t
8,5 t
2,1 t
Rozklad organických látek nemá na hnojišti proběhnout úplně a měl by být přerušen
ve fázi, kdy lehce rozložitelné látky jsou v určité rovnováze (chemicko-biologické) k jejich
rozkladným produktům. Tohoto stavu lze dosáhnout podle roční doby asi za 2-3 měsíce zrání
mrvy.
Dobře vyzrálý hnůj je tmavá hmota v povrchových vrstvách hnědočerná, ve spodních
nazelenalá, která při styku se vzduchem rychle černá. Páchne slabě amoniakem, zbytky steliva
jsou patrné a dají se mechanicky snadno oddělit.
Tab. 3 Průměrné složení hlavních druhů chlévského hnoje v [%]
Ukazatel
Sušina
Organické
látky
N celkový
P
K
Ca
Mg
Skot
0,48
0,11
0,51
0,37
0,08
24,00
Koně
25,00
17,00
20,00
0,65
0,13
0,52
0,21
0,11
Ovce
0,85
0,14
0,66
0,25
0,12
25,00
Drůbež
31,00
20,00
25,00
2,80
1,25
1,23
0,25 - 1,00
0,06 - 0,08
Podle navržených zásad správné zemědělské praxe dávku hnoje volíme takovou, aby
množství dusíku v ostatních organických hnojivech (nezapočítávají se posklizňové zbytky ani
vedlejší produkty plodin) nepřekročilo 170 kg N.ha-1.
97
8.1.2 Kompostování chlévské mrvy
Princip spočívá ve smíchání chlévské mrvy se zeminou v poměru 8 – 10 : 1 a ukládání
do bloků. Maximální humifikace probíhá při teplotě 40 – 60 °C a optimální vlhkosti 60 –
80 %. Provádí se na polním hnojišti, přičemž je nutné provést tyto operace:
- naorání zeminy a shrnutí,
- promíchání mrvy se zeminou a přidání superfosfátu,
- úprava do tvaru krechtu (výška 1,5 m, šířka 4 m, délka podle potřeby),
- zavlažování močůvkou (na 50 – 60 %),
- překopání (za 4 – 6 týdnů – po dosažení teploty 50 – 60 %),
- a opětovná úprava krechtového tvaru.
Každodenně založené množství kompostu se přikryje slabou vrstvou zeminy, čímž se
zabraňuje úniku amoniakálního dusíku, který se na počátku zrání ve větší míře uvolňuje. Po
založení kompostu se zvýší teplota, proto za 10 dnů po založení zavlažíme. Po 4 – 5 týdnech
je nutné kompost překopat a převrstvení opakovat za 8 – 10 týdnů po založení. Při zrání
kompostu vede proces humifikace ke stabilizaci organických látek a ke zvýšené tvorbě
huminových kyselin i vlastního humusu. Kvalita procesu vede k tomu, že nedochází ke
ztrátám dusíku.
Normováno je i množství aplikovaného kompostu na zemědělskou půdu a maximální
povolená dávka činí podle vyhlášky MZe č. 474/2000 Sb. 50 t.ha-1 jednou za 3 roky. Tento
údaj je však v současné době přehodnocován.
Komposty jsou produktem s vysokým podílem humusových látek. Vyzrálý kompost je
proto velice stabilní organické hnojivo, živiny v něm obsažené jsou do půdy uvolňovány
velmi pomalu a nehrozí jejich vyplavování do podzemních vod. Navíc kompost obohacuje
půdu o užitečnou mikroflóru a zlepšuje některé mechanicko-fyzikální a fyzikálně-chemické
vlastnosti půdy jako je vododržnost, pufrační kapacita, struktura apod.
Větší rozvoj používání kompostů na zemědělskou půdu lze očekávat v souvislosti
přijetím direktivy omezující skládkování biodegradovatelných odpadů.
8.1.3 Kejda
Kvalitní kejda (skotu, prasat, drůbeže) je vysoce hodnotné organominerální hnojivo,
spojující vlastnosti hnoje a minerálních hnojiv.
Denní produkce a kvalita kejdy závisí především na dodržování technologické kázně
(obsah vody), druhu a kategorii zvířat, jejich krmení, stáří, užitkovém zaměření, způsobu
odklízení výkalů, ztrátách při skladování a dalších faktorech.
Složení kejdy je velmi rozdílné. Limitující pro obsah živin je přitom % sušiny, které
závisí hlavně na podílu technologické vody. Od skotu se doporučuje používat ke hnojení
kejdu o průměrném obsahu sušiny 7,5 % (v praxi se vyskytuje od 3 %), u prasat 7,2 % (v
praxi i kolem 1 %).
Průměrné chemické složení kejdy v čerstvém stavu z velkého počtu bezstelivových
provozů v ČR uvádí tabulka 4. Stejně jako produkce, je i složení kejdy nejvíce ovlivněno
různě vysokým podílem technologické vody.
98
Tab. 4 Průměrné složení čerstvé kejdy z bezstelivových provozů [ %]
Ukazatelé
rozboru
Sušina
Organické látky
Ct
Nt
NNH4
P
K
Ca
Mg
Na
pH
C : N (N = 1)
N : P : K (N = 1)
skotu
7,70
5,70
2,40
0,30
0,11
0,06
0,24
0,12
0,03
0,06
6,90
8,00
0,20 :
0,80
Kejda
prasat
6,40
4,80
2,10
0,49
0,29
0,11
0,17
0,16
0,04
0,03
7,00
4,30
0,22 :
0,35
drůbeže
17,10
11,40
5,10
1,20
0,57
0,28
0,42
1,10
0,06
0,07
6,90
4,30
0,23 :
0,35
S rostoucím obsahem sušiny v kejdě stoupá obsah organických látek a živin.
Nejvýrazněji stoupá obsah Nt a vápníku. Současně s rostoucím obsahem Nt se zvyšuje i obsah
NH4 v celkovém obsahu Nt. Se vzrůstajícím obsahem sušiny klesá však podíl N - NH4 v
celkovém Nt a stoupá podíl dusíku vázaného na organické látky.
Toto zjištění potvrzuje skutečnost, že kejda s vyšším obsahem sušiny, tedy i
organických látek a na organické látky vázaného dusíku, má větší následné působení v
osevním postupu než kejda s nižším obsahem sušiny. Obsah sodíku a hořčíku nestoupá tak
výrazně jako obsah dusíku a zvláště vápníku, kterého kejda drůbeže obsahuje 6 až 9krát více
než kejda skotu nebo kejda prasat.
Pro vysoký obsah organických látek a živin je kejda drůbeže nejhodnotnějším
organickým hnojivem.
Správně vyrobená a ošetřená kejda je velmi významným zdrojem organických látek,
živin, bakterií a látek stimulující povahy (heteroauxiny), které při správné aplikaci zvyšují
půdní úrodnost.
Podmínkou pro získání kvalitní a nezávadné kejdy je dostatečná kapacita jímek
umožňující potřebnou dobu skladování (6 měsíců). Její dodržení snižuje životnost škodlivých
mikroorganismů a zárodků cizopasníků na minimum. Po šestiměsíčním skladování je infekční
potenciál kejdy téměř nulový.
Během skladování kejdy (fermentace) se dusíkaté organické kyseliny (kyselina
hipurová, močová) a jiné látky rozkládají, a tím pozbývají schopnost toxicky působit na
rostliny. Přitom kyselina hipurová se postupně odbourává na kyselinu benzoovou a
aminokyseliny (glycin). Kyselina močová se mění na alantoin, dále na kyselinu glyoxalovou a
močovinu. Z močoviny vzniká uhličitan amonný a konečným produktem jejího rozkladu je
oxid uhličitý, voda a amoniak. Nezbytným opatřením pro získání kvalitní kejdy je její
homogenizace. V uskladněné kejdě se samovolně odděluje tuhá složka od tekuté s rozdílným
obsahem organických látek a živin. Proto je nutné kejdu v zásobních jímkách homogenizovat,
což přispívá k usnadnění jejího vývozu a umožňuje i úplné vyprázdnění jímek. Při aplikaci
99
nehomogenizované kejdy se půda v závislosti na odčerpané frakci s vyšším nebo nižším
podílem sušiny a živin vyhnojí nerovnoměrně.
Způsoby ošetření kejdy
Jednotlivé způsoby ošetření kejdy je možné rozdělit na opatření, či ošetření
bezpodmínečně nezbytná a další, postradatelná. Do první skupiny lze zařadit skladování
kejdy, dále pak homogenizaci, čerpání a jednotlivé metody aplikace, do druhé skupiny
ředění, přidávání přísad, provzdušňování a separaci kejdy. Poslední dvě operace,
provzdušňování a separaci kejdy je možné klasifikovat i jako zpracování kejdy.
Skladování kejdy
Pro zemědělské podniky s vysokou koncentrací zvířat představuje produkované
enormní množství kejdy velký problém. Jedná se zejména o podniky s velkým počtem zvířat
na jednotku plochy.
V současné době musí farmy splňovat mnoho legislativních předpisů, jako je Nitrátová
směrnice (91/676/EEC), zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o
změně některých souvisejících zákonů (záměry vždy podléhající posouzení – chov
hospodářských zvířat s výjimkou s kapacitou od 180 dobytčích jednotek) a v neposlední řadě
zákon č. 76/2002 Sb. o IPPC pro velké intenzivní chovy.
Ke skladování kejdy se používají tzv. nadzemní skladovací jímky (betonové věže,
ocelová smaltovaná sila) nebo polypropylenové CENO zemní jímky.
Pro jednodušší splnění všech předpisů může farmářům pomoci tzv. separování kejdy,
při kterém se z kejdy ještě před jejím uskladněním ve skladovacích nádržích oddělí pevná
složka od tekuté. Pevnou složku (30 – 40 % sušiny) je možné velmi snadno skladovat ve
velkém množství, aplikovat jako hnojivo v budoucnu a za vhodných podmínek nebo
komerčně využít jako výživný substrát pro zpracování kompostováním, případně použít jako
stelivo pro skot. Tekutá složka (okolo 1 % zbytkové sušiny) se po skladování aplikuje na
hospodářských plochách stejným způsobem jako se dříve pracovalo s neupravenou kejdou,
ovšem s mnoha výhodami.
Ze zařízení fungujících na uvedených principech vychází při srovnání zvolených kritérií
(obsah sušiny tuhé části, stupeň oddělení v tekutině rozpuštěných živin a změna poměru C :
N) jako konstrukčně nejúspěšnější odstředivý bubnový separátor.
Separát z kejdy má mnoho výhod. Značně je redukován zápach, živiny jsou velmi rychle
přijímány rostlinou a nedostávají se do spodních vrstev půdy. Tekutou část je možné bez
problémů aplikovat na svahovitých plochách. Také jednorázově méně zatěžuje půdy na které
je aplikována, protože obsah látek je v ní zredukován (CHSK až o 60 %, N-sloučeniny cca o
20 – 30 %). Další výhodou je nezanášení skladovacích jímek sedimentem a potřeba zlomku
elektrické energie na distribuci a promíchání kejdy ve skladovacích nádržích.
Vzhledem k těmto výhodám byla separační technika zařazena mezi tzv. BAT
techniky (nejlepší dostupná technika – finančně dostupná a šetrná k životnímu prostředí).
Konstrukční typy separátorů: - pásový sítový lis,
- bubnový separátor,
- sítová centrifuga,
- dekantační centrifuga,
- šnekový separátor.
Separováním se tedy podstatně zjednodušuje celý proces skladování kejdy. Snížení
obsahu sušiny v tekuté části na 1 % vyřeší usazování pevných částic. Oddělením pevných a
100
uhlovodíkových částic jsou udávány nižší ztráty dusíku (NH3 , CH4 , N2O) po dobu
skladování i aplikace, což znamená možnost dodávat na pozemky větší množství hnojivých
prvků, které by jinak musely být dodávány na pole ve formě průmyslových hnojiv. Snížení
obsahu zapáchajících těkavých látek (amoniak) pak usnadňuje pozici podniku při plošné
aplikaci v blízkosti obytné zóny.
Požadavky na technické provedení staveb pro skladování hnoje a kejdy upravuje
Vyhláška Ministerstva zemědělství č. 191/2002 Sb., o technických požadavcích na stavby pro
zemědělství ze dne 7. května 2002 (§ 10 Stavby pro skladování chlévské mrvy, hnoje, kejdy,
močůvky a hnojůvky). Skladovací kapacita hnojišť, jímek a nádrží pro skladování kejdy,
močůvky a hnojůvky se řídí zvláštními právními předpisy, Zákonem č. 156/1998 Sb., o
hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o
agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech), ve znění zákona č.
308/2000 Sb., Vyhláškou č. 274/1998 Sb., o skladování a způsobu používání hnojiv, ve znění
pozdějších předpisů.
8.2 Problematika skleníkových plynů z rostlinné výroby zvláště pak emise z půdy
8.2.1 Vzduch v půdě
Vzduch v půdě tvoří plynnou fázi půdy významnou pro biologické i chemické pochody
probíhající v půdě a je jednou z nezbytných podmínek života rostlin. Vyplňuje póry, proti
atmosférickému vzduchu obsahuje zpravidla méně O2, více CO2 a zvýšené množství vodních
par. Činností edafonu a kořenů vegetace se spotřebovává kyslík při současné produkci CO2.
Přesto že mezi půdou a ovzduším probíhá neustálá výměna plynných složek v závislosti na
gradientu parciálních tlaků CO2 směrem z půdy a O2 z ovzduší do půdy nedochází k
plynulému vyrovnávání rozdílů. V konkrétních podmínkách se mohou uváděné průměrné
hodnoty O2 a CO2 značně lišit od skutečných.Závisí to na intenzitě dýchání půdy a na
možnosti difuze plynných složek mezi půdním a atmosférickým vzduchem. Změnami
vužívání půdního fondu se uvolňuje z půdy navíc oproti dřívějšímu dýchání půdy takové
množství CO2, které odpovídá zhruba 20 až 30 % současné produkce CO2 spalováním
fosilních paliv.
Vzdušné poměry v půdě závisí na její schopnosti přijímat, obsazovat a zadržovat
vzduch , s pohyblivostí vzduchu v půdě a s výměnou vzduchu mezi půdou a atmosférou.
Půdní vzduch (půdní plyn) je v podstatě atmosférickým vzduchem, který vnikl do
půdy, kde se z části proměnil. Od atmosférického vzduchu se liší především v obsahu kyslíku
a oxidu uhličitého.
Obsah CO2 je v půdním vzduchu přibližně desetkrát vyšší než v atmosférickém
vzduchu a pohybuje se v průměru od 0,2 do 0,7 %. Obsah 1 % se považuje toxický pro kořeny
většiny rostlin. Zdrojem CO2 je rozklad organických látek, dýchání mikroorganismů a kořenů
rostlin v aerobních podmínkách. CO2 je důležitým činitelem v chemických a fyzikálně –
chemických půdotvorných pochodech. Tvoří s vodou kyselinu uhličitou, která rozpouští
minerální sloučeniny, uvolňuje z nich živiny pro rostliny a ovlivňuje také půdní reakci.
Kyslík – O2 je nezbytný pro dýchání všech půdních organismů, pro oxidaci
organických a anorganických látek. V půdním vzduchu se pohybuje jeho obsah od 10
do 20 %. Při nedostatku kyslíku v půdním vzduchu dochází v půdě ke hnilobným pochodům
(rozklad organických látek až na metan, amoniak, sirovodík atd.). Snížení obsahu O2 v
půdním vzduchu pod 15 až 10 % způsobuje výrazné snížení úrod a také snížení obsahu cukru,
škrobu i popelovin.
101
Obsah N2 v půdním vzduchu je přibližně stejný jako v ovzduší (78 %). V elementární
formě je poután v půdě žijícími mikroorganismy včetně simbiotických. Denitrifikací se opět v
elementární formě uvolňuje. Uplatňuje se především jako biologický faktor, je východiskem i
konečným produktem tvorby a přeměny dusíkatých a minerálních sloučenin.
Z jiných půdních plynů byly v půdním vzduchu zjištěny: amoniak, sirovodík, oxidy
dusíku, CH4, H2, SO2, SO3, F.
Tab. 5.Obsah základních plynů v atmosférickém a půdním vzduchu
Plyn
N2
O2
CO2
Atmosférický
vzduch
(%)
78
21
0,03
Půdní vzduch
(%)
78 – 80
0,1 – 20
0,1 – 15
Obsah vzduchu v půdě je udáván provzdušeností půdy odpovídající momentnímu
obsahu vzduchu při dané půdní vlhkosti, tedy objemu pórů vyplněných vzduchem:
Vzdušná kapacita udává procentický podíl pórů zaplněných vzduchem při maximální
kapilární vodní kapacitě.
Pro zdárný rozvoj vegetace je nezbytné určité optimální rozmezí hodnoty vzdušné
kapacity a také požadavek, aby provzdušenost neklesla na delší dobu pod určitou minimální
hodnotu. Potřeba vzduchu v půdě je u různých kulturních plodin různá. Poklesne-li vzdušná
kapacita u orných půd pod 10 %, u lučních půd pod 5 %, označují se tyto půdy jako náchylné
k zamokření, při trvalejším stavu jako zamokřené.
8.3 Emise plynů ze zemědělské činnosti na půdě
Tab.6 Emise skleníkových plynů v letech 1990 – 1999 (Mt CO2 ekv.)
1990 1991 1992
1993
1994
1995
1996
163,2 148,1 134,2
129,2
123,8
123,4
128,2
CO2
16,3 14,9 14,0
13,3
12,9
12,6
12,0
CH4
8,0
7,3
7,0
6,6
6,7
6,7
9,0
N2O
0,3
F-plyny i n v e n t u r a n e b y l a p r o v á d ě n a 0,2
Celkem 187,5 170,3 155,2 149,1
143,4
142,7
149,6
Rok
100,0 90,8 82,7
79,5
76,4
76,1
79,8
1990
(%)
1997
130,4
11,8
8,9
0,6
151,8
1998
124,7
11,1
8,4
0,5
144,8
1999
118,2
10,9
8,1
0,5
137,7
80,9
77,2
73,4
Během devadesátých let poklesly celkové agregované emise skleníkových plynů v
České republice z hodnoty 187,5 Mt oxidu uhličitého v roce 1990 až na hodnotu 137,7 Mt v
roce 1999, což představuje relativní pokles o 26,8 %. Na celkové hodnotě emisí se podílí oxid
uhličitý z 85,8 %, podíl metanu činí 7,9 % a oxidu dusného 5,9%, příspěvky halogenovaných
uhlovodíků a fluoridu sírového činí v současné době méně než 0,4%. Meziroční změny těchto
podílů jsou zanedbatelné.
Byl prověřen stupeň rozložitelnosti organických zbytků v souvislosti s likvidací TKO.
Rozložitelnost a tím i doba uvolňování plynných produktů rozpadu se velmi různí pro
102
sledované materiály a pohybuje se od cca 12 týdnů (u zelených částí rostlin) do řádově
několika let (dřevěná štěpka).
Při rozpadu biologických materiálů v půdě dochází vlastně k nekontrolovatelné tvorbě
bioplynu, tedy ke vzniku emisí, zejména CO2, NH4 atd. Dynamika procesu rozpadu
biodegradabilních odpadů (organická hmota v půdě) je naznačena na grafu v obr. 1:
Obr. 1: Dynamika procesu rozpadu biodegradabilních odpadů - organická hmota v půdě.
Tato skutečnost je např. hlavním důvodem celospolečenského tlaku na třídění TKO a
následné kompostování či anaerobní fermentaci vytříděného podílu.
8.4 Možnosti snižování emisí zátěžových plynů ze zemědělské činnosti
Možnosti snížení emisí zátěžových plynů jsou dány dokumentem BREF [66] pro
snižování emisí na skládkách odpadní biomasy a jejich aplikace na pole. Tento dokument je
rozdělen do pěti kapitol, přičemž problematiky emisí se zabývají kapitoly 3 a 5. Kapitola 3
informuje o současných množstvích emisí a spotřebách energií a odráží stav ve stávajících
zařízení. Kapitola 5 poté uvádí technologie a úrovně emisí a spotřeby surovin a energií, jež
jsou obecně považovány za porovnatelné s BAT.
Česká republika se, i vzhledem k historickému vývoji zemědělství v zemi, po seznámení se
s možnostmi řešení problematiky emise zátěžových plynů, přiklonila k využití
biotechnologických přípravků ke snížení emisí amoniaku a skleníkových plynů ze zemědělské
činnosti.
8.4.1Využití biotechnologických přípravků k omezení emisí amoniaku
V České republice je již osm let v rámci řešení projektů NAZV ověřována možnost
využít pro snížení emisí amoniaku ze zemědělské činnosti přírodních produktů založených na
enzymatických látkách, bioalginátech, bakteriích apod. a ověřit tyto přípravky tak, aby celá
technologie byla navržena jako BAT.
103
Přípravky obecně nazývané jako biotechnologické lze obecně rozdělit na: [47]
1. Přípravky koncipované na principu adsorpce: jsou to prostředky, které jako hlavní
účinné agens obsahují vybraný sorbent, na který se mohou vázat zápašné látky a
případně i jiné škodlivé plynné katabolity rozkladu organických hmot.
2. Přípravky využívající specifické schopnosti chemicky vázat určitou emitovanou
plynnou (kapalnou) sloučeninu): jsou to vybrané prostředky, dnes již většinou
obsolentní, které v interakci s hlavním sledovaným plynným zátěžovým faktorem
(nejčastěji amoniakem) tento inaktivují chemickou destrukcí jeho podstaty (např.
superfosfát, dříve vmíchávaný do hluboké podestýlky drůbeže, k retardování
evaporace amoniaku z výkalových hmot ve stájovém prostoru).
3. Přípravky využívající enzymatických aktivit: Enzymy jsou v naprosté většině složité
proteinové struktury, vybavené schopností katalytické regulace a obvykle také přímé a
nepřímé stimulace některých biochemických dějů, tedy i procesů dekompozice
organických struktur odpadních materiálů, a to jak plynných, tak i tekutých a pevných.
4. Přípravky fungující překrytím pachů: fungují na principu překrytí původního pachu
jinou organolepticky významnou složkou, většinou charakterizovanou jako vůně,
ovlivňující bonifikaci vnímání čichem, avšak nijak nepozměňující původní chemickou
a fyzikálně-chemickou charakteristiku sledované emisní sloučeniny.
5. Biologické přípravky:
•
Preparáty obsahující lyofilizované kmeny vybraných biodegradačních
mikroorganismů: Jsou to v podstatě konzervy mono-nebo i polykultur,
upravených ve smyslu jejich dlouhodobé uchovatelnosti lyofilizací, doplněné
navíc některými startovacími aktivátory a iniciačními živnými substancemi.
•
Preparáty dodávající upravené živé kultury dekompozičních kmenů: jsou
analogem předchozí skupiny, avšak se značně omezenou dobou trvanlivosti a
skladovatelnosti a se značně velikými objemovými parametry.
•
Přípravky stimulující pozitivní mikrobiální dekompozici aktivací množení a
růstu přirozených mikrobiálních kmenů, přítomných v ošetřovaném prostředí:
jsou to přípravky, koncipované na bázi selektovaných přírodních materiálů
(extraktů z mořských řas, rostlinných olejů, éterických složek a některých
stopových biostimulátorů pro systémové podnícení růstu a množení komplexu
pozitivního naturálního mikrobiálního společenstva z nativního osazení
ošetřovaného prostředí. Působí v malých kvantech a některé z nich mají
multifunkční uplatnění v oblasti řízené dekompozice organických materiálů,
včetně odpadních hmot a zbytků, vyskytujících se v celém spektru zemědělské
výroby, komunální sféře a ochraně životního prostředí.
8.4.2 Výběr a popis biotechnologických přípravků použitých k vlastnímu ověřování při
srovnávání emisí amoniaku a skleníkových plynů z využitých hnojiv pro zahradní
produkci
V této kapitole jsou stručně popsány biotechnologické přípravky, jejich působení a
dávkování, které byly k měření požity. Údaje v této kapitole vycházejí především z údajů
poskytnutých výrobci těchto přípravků.
K vlastnímu měření byly vybrány tři přípravky (Amalgerol, Bio-Algeen, které jsou
uvedeny v tabulce ověřených přípravků). Každý z těchto přípravků byl aplikován u vybrané
104
kategorie zvířat. Přípravky byly aplikovány u jednotlivých kategorií z důvodu srovnání
účinku snížení emisí amoniaku a skleníkových plynů. Cílem bylo sledovat a vyhodnotit
biotechnologické přípravky, zda jejich účinek na snížení emisí amoniaku, udávaný výrobcem,
je objektivní a zda by bylo možné vysledovat u nich i snížení emisí skleníkových plynů.
8.4.2.1 Biotechnologický přípravek Amalgerol
Amalgerol (AMG) je přípravek, který má podobu specificky vonící přírodní emulze
barvy světle bílé kávy, která se velmi dobře mísí s vodou. Byl speciálně koncipován pro
použití v celé oblasti rostlinné výroby, jako přípravek pro docílení plynulého snížení emisí
amoniaku a ostatních skleníkových a zápašných plynů. Funguje rovněž jako podpůrný
prostředek optimalizace skladování organických hnojiv (chlévský hnůj, kejda apod.)
Používá se buď jako zředěný postřik, nebo zálivka. Dále je možné jej aplikovat přímo
na kejdu, rošty, hlubokou podestýlku, ve stlaných provozech a na skládky exkrementů
(chlévské mrvy, kejdy, močůvky).
Kompozici účinných látek tvoří především významný podíl směsi rostlinných olejů
(slunečnicový, sojový a řepkový v kvalitě jedlých olejů), dále specifické bylinné výtažky,
extrakty z mořských řas, minerální olejové destiláty na bázi parafinů a některé éterické oleje
(v relacích odpovídajících lékařským a kosmetickým kvalitativním parametrům) a přísně
účelově vybrané druhy specifických cukrů.
Dávkování a aplikace (dle výrobce)
CHLÉVSKÁ MRVA: 1 litr přípravku naředit 50-ti litry vody, aplikovat na 3 m3
chlévské mrvy. Kropí se po vrstvách cca 0,2 m. Doporučuje se přípravek uplatnit přímo ve
stáji, kropit chlévskou mrvu.
MOČŮVKA, KEJDA HOVĚZÍ, PRASEČÍ A DRŮBEŽÍ: u močůvky a kejdy se musí
AMG před přidáním bezpodmínečně zředit (nejméně 1:2).
Močůvka:
Kejda hovězí:
Kejda prasečí a drůbeží:
1 litr AMG na 5 m3 obsahu jímky.
1 litr AMG na 5 m3 obsahu jímky.
1 litr AMG na 3 m3 obsahu jímky.
AMG je hořlavý v nezředěném stavu. Dodává se v 0,5 l, 25 l, 200 l, 1000 l nádobách.
Při uskladnění v mrazuvzdorných skladech, v dobře uzavřených nádobách je trvanlivost
minimálně 1 rok. Akční působivost je ještě cca 3 týdny po aplikaci.
8.4.2.2 Biotechnologický přípravek Bio-Algeen G40
BIO-ALGEEN G-40 je přípravek na ošetření kejdy a chlévského hnoje v chovech
prasat. Je to hydrolyzát hnědé mořské řasy Ascophyllum Nodosum. Obsahuje široké spektrum
biologicky účinných látek – aminokyseliny, peptidy s krátkým řetězcem, organické kyseliny,
minerální látky, cca 40 stopových prvků, uronové kyseliny, auxiny a vitamíny.
Působí jako výrazný aktivační faktor podporující rozvoj autochtonní a saprofitické
mikroflóry kejdy. To znamená, že Bio-algeen G-40 v roztoku s vodou vytváří spolu s
exkrementy zvířat živné (agaritické) médium pro bouřlivý rozvoj mikroorganismů. Tím
dochází ke zrychlení přirozeného, biologického rozkladu exkrementů při současném omezení
105
zápachu. Kejda se homogenizuje, stabilizuje, a hygienizuje s příznivými účinky na zvířata,
obsluhující personál a životní prostředí. V praxi to znamená, že ošetřená kejda rychleji
fermentuje díky intenzivnímu rozvoji mikroflóry a během cca 55 dnů je způsobilá ke hnojení
půdy.
Přípravek se aplikuje ředěný vodou v poměru 1:50 až 1:100, podle množství sušiny a
celkových provozních podmínek. Nástřik se provádí běžnými prostředky (zahradní konev,
zádový postřikovač, ve větším množství pak WAP či fekální vůz) na podlahovou plochu, do
kanálů nebo jímek. Aplikační dávka se řídí obsahem sušiny v kejdě, stavem sedimentů a
použitou technologií 150–300 g. m-3 kejdy.
Přípravek se neředí do zásoby, vždy se dávkuje nejdříve koncentrát, pak se napouští
voda. Pro aplikaci postřikovači se nalévá roztok do postřikovače přes sítko. Použité nádoby
nesmí obsahovat zbytky dezinfekčních roztoků a jiných chemických látek, účinnost ovlivňuje
i přítomnost antibiotik a saponátů.
8.4.2.3 Přípravek Bakteriokompostér Plus
Je určen pro urychlení kompostovacího procesu při kompostování organických
rostlinných odpadů aerobním způsobem. Jedná se o směs kmenů aerobních a fakultativně
anaerobních bakterií (B. subtilis, B. megaterium, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, B.
pumilus a další mezofily) ve formě spór, dále spór plísní s vysokou celulázovou aktivitou.
Obsahuje sprayově sušené a částečně dezintegrované buňky kvasinek Saccharomyces sp.
(zdroj vitaminů skupiny B a růstových faktorů). Dále obsahuje některé živiny jako dusík a
fosfor. Dusík ve formě síranu amonného (NH4)2SO4 , fosfor ve formě diaminfosfátu
(NH4)2HPO4 a chlorid sodný NaCl. Jako pojivo pro veškeré složky je použit přírodní zeolit.
X.
106
Použitá literatura
[1]
Kalvová, Jaroslava – Moldan, Bedřich. Klima a jeho změna v důsledku emisí
skleníkových plynů. 1. vydání. Praha: Karolinum, 1996. 161 s. ISBN 80-7184-315-6.
[2]
Obroučka, K. Látky znečišťující ovzduší. Ostrava: Vysoká škola báňská – Technická
univerzita Ostrava, 2001. 73 s. ISBN 80-248-0011-X.
[3]
Emisní bilance České republiky 1999: Kategorie zdrojů znečišťování ovzduší [online].
[cit. 2003–10–22]. Dostupné z:
http://www.chmi.cz/uoco/emise/embil/oez99/99embil.html.
[4]
Malaťák, J. Stanovení hmotnostních toků, emisních faktorů a charakteristiky tuhých
částic při termickém zpracování směsi organických odpadů a paliv rostlinného
původu: doktorská disertační práce. Praha: ČZU TF KTZS, 2002. 172 s.
[5]
Herčík, M. Životní prostředí: úvod do studia. 2. vydání. Ostrava: Vysoká škola báňská
– Technická univerzita Ostrava, 2002. ISBN 80-248-0107-8.
[6]
Pretel, Jan – Vácha, Dušan. Příprava internetové stránky zaměřené na vědecké
poznatky o změně klimatu [online]. MŽP ČR, samostatné oddělení změny klimatu,
Praha, 2003 [cit. 2005–01–10]. Dostupné z: http://www.chmi.cz/cc/inf/klima.doc.
[7]
Skleníkový efekt. Z Wikipedie, otevřené encyklopedie. [cit. 2005–06–09]. Dostupné z:
http://encyklopedie.biom.cz/wiki/index.php/Sklen%C3%ADkov%C3%BD_efekt.
[8]
Grübler, A. – Nakicenovic, N. International burden sharing in greenhouse gas
reduction. Laxenburg: IIASA, 1994. 94 s. ISBN 3-7045-0125-5.
[9]
Fott, Pavel, et al. Národní zpráva České republiky o inventarizaci emisí skleníkových
plynů (emisní inventura 2001) [online]. Praha: ČHMU Praha, 2003. Dostupný z:
http://www.chmi.cz/cc/cnir2001.pdf.
[10]
Havránek, M. Emise látek způsobujících klimatickou změnu, jako agregovaný
indikátor udržitelného rozvoje [online]. [cit. 2005–05–10]. Dostupné z:
http://www.czp.cuni.cz/Indik/Agreg_sklen%C3%ADk/Agreg_sklenik.htm.
[11]
Votava, Jan. Globální oteplování: Jevy ovlivňující klima: skleníkové plyny [online].
Aktualizace 01.2004 [cit. 2004–08–22]. Dostupné z: http://klima.ecn.cz/plyny.htm.
[12]
Bálek, R. Životní prostředí. Praha: ČVUT Praha, 2000. 143 stran. ISBN: 80–0102205–6.
107
[13]
Borovec, Karel. Znečištění ovzduší oxidem dusným a vliv průmyslových procesů na
jeho emise. Acta Montanistica Slovaca, 1998, roč. 3, č. 3, s. 267 – 272.
[14]
Tilling, S. Ozón a skleníkový efekt. 1. vydání. Praha: Tereza, 1992. 44 s.
[15]
Fott, Pavel, et al. National Greenhouse Gas Emission Inventory Report of The Czech
Republic (Reported Inventory 2003) [online]. Prague: CHMI Prague, 2005. Dostupný
z: http://www.chmi.cz/cc/anir2003.pdf.
[16]
Jelínek, A. – Plíva, P. – Souček, J. Emise metanu ze zemědělské činnosti [online]. 2005
[cit. 2005–05–20]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/praxe.htm.
[17]
Jungr, J. IPPC v zemědělství [online]. 2003 [cit. 2004–10–22]. Dostupné z:
http://www.agris.cz/vyhledavac/detail.php?id=127940&iSub=518&sHighLight=Jungr.
[18]
Dědina, Martin. Stanovení indikátorů BAT ve velkochovech hospodářských zvířat:
disertační práce. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Agronomická
fakulta, Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky, 2004. 122 s.
[19]
Jelínek, A. – Dědina, M. – Plíva, P. Vývoj emisí amoniaku z intenzivních chovů
hospodářských zvířat do roku 2010 [online]. 2005 [cit. 2005–03–10]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/vyzkum/2002/jelinek.htm.
[20]
Jelínek, A. – Plíva, P. – Dědina, M. Využití enzymatických prostředků na snížení
koncentrace amoniaku ve stájích intenzivního chovu hospodářských zvířat [online].
2005 [cit. 2005–04–15]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/enyzm.htm.
[21]
Barnola, J.-M., Raynaud, D., Lorius, C. Historical carbon dioxide record from the
Vostok
ice
core
[online].
[cit.
2005–04–03].
Dostupné
z:
http://cdiac.ornl.gov/trends/co2/vostok.htm.
On-line dokumentace:
[22]
www.amalgerol.cz
[23]
www.bioalgeen.cz
108
9. EMISE ZÁPACHU
Emise zápachu vznikají při činnostech popsaných v předchozích částech. Podíl
jednotlivých zdrojů celkové emise zápachu ze zařízení se liší a je závislý na faktorech jako
jsou běžný provoz budov, složení exkrementů a technologie pro jejich skladování a
manipulaci. Emise zápachu jsou měřeny v Evropských jednotkách zápachu (OUe). Při
uvádění údajů o emisích zápachu je využíváno několik zdrojů informací, pocházejících
z experimentů s nízkoproteinovými krmivy pro prasata.
Tab. 9.1: Úrovně emisí zápachu z prasečí kejdy
Emise
Nízký obsah bílkovin
371
Pachové jednotky (OU/s)
0,008
H2S (mg/sec)
Zdroj: různé komentáře TWG
„Normální“ obsah bílkovin
949
0,021
9.1 Technologie pro snížení zápachu
Z poskytnutých podkladů lze prokázat, že nízko-proteinová strava snižuje výskyt jak
amoniaku tak i zápašných látek.
Zápach může být snížen několika způsoby:
• správným ustájením zvířat,
• skladováním exkrementů mimo stáj v uzavřených prostorech,
• zabráněním proudění vzduchu okolo exkrementů.
Kvůli zápachu a aplikačním obdobím byly vyvinuty aplikační technologie pro
zapravování exkrementů do půdy. Dále jsou používány přídavné technologie snižující zápach
v okolí farmy, jež využívají technologii ustájení se systémem nucenho větrání:
• Pračka plynu – viz. biopračka a chemická pračka vzduchu.
• Biodegradace – vedením stájového vzduchu přes biofiltr z vláknitého rostlinného
materiálu, kde jsou zápašné prvky bakteriemi biologicky rozloženy. Účinnost závisí na
obsahu vlhkosti, na složení, na průtoku vzduchu přes 1 m2 filtrační vrstvy, na síle
filtru. Problémem může být zejména prach, neboť v potrubí vytváří vysoký odpor
proudění vzduchu.
• Horizontální výstupní kanály pro stájový vzduch – nezajistí snížení zápachu, ale
odvedou stájový vzduch do míst se sníženým potenciálním vlivem zápachu na citlivé
objekty (obytné oblasti)
• Ředění koncentrace - je založena na vhodném provedení ustájení zvířat a vhodně
navrženém větracím systému.
Ředění zápašných látek
Koncentrace zápašných látek v citlivých oblastech závisí hlavně na stupni naředění
vypouštěných zápašných látek během atmosférického přenosu v proudu vzduchu. Důležité
faktory ovlivňující koncentraci znečištění jsou:
• pohyb zápašných látek,
• vzdálenost od zdroje,
• účinnost zdroje,
109
Ředění zápachu v atmosféře narůstá při větším proudění a víření vzduchu. Nuceného
víření vzduchu může být dosaženo např. vhodným umístěním vegetace (stromů) nebo jiných
překážek.
Podmínky pro vypouštění
Odlišné principy přirozeného a nuceného větrání vedou i k odlišným podmínkám při
vypouštění odpadního vzduchu. Zatímco průřez otvorů pro odvod stájového vzduchu je u
nuceného větrání úzký, u přirozené ventilace jsou větrací otvory poměrně velké. Velikost
průtočné plochy otvorů pro přívod a odvod vzduchu je regulovatelná v závislosti na
meteorologických a místních klimatických podmínkách a na větracím systému požadavcích
ustájených zvířat.
Společné pro oba systémy je tepelné proudění uvnitř stáje zapříčiněné biologickým
teplem zvířat a možnou přítomností topného zařízení.
Nucené větrání
Bývá pravidlem, že u systémů ustájení zvířat s nuceným větráním je hlavní pozornost
soustředěna na dosažení dostatečného zředění znečištěného vzduchu větrem. Co se týče
ochrany okolí farmy před zápachem, je vhodné zajistit takové podmínky, aby tok
znečištěného vzduchu proudil nad touto oblastí v určité minimální výšce. Toho se docílí
zvýšením výšky větracích komínů nebo zvýšením rychlosti odpadního vzduchu. Zároveň se
minimalizuje tzv. vliv zešikmení proudu vzduchu.
Vliv zešikmení proudu vzduchu popisuje vliv budovy na sloupec znečištěného
vzduchu a na následné snížení účinné výšky zdroje (komínu). Nerušený proud vzduchu je
přibližně ve výšce odpovídající dvojnásobku výšky budovy.
Znečištěný vzduch by měl být do atmosféry vypouštěn skrz dostatečně vysoké
vertikální větrací komíny umístěnými nad hřebenem střechy. Tyto komíny by neměly být
vybaveny kryty nebo poklopy, jež by snižovaly proudění vzduchu.
Znečištěnému vzduchu může být dodána mechanická energie, zvýšením jeho rychlosti.
Rychlost vzduchu může být zvýšena např. zařazením do série postupně spínaných ventilátorů
v centrální vzduchové šachtě.
Instalace dalších obtokových ventilátorů je účinná, jako zápach snižující opatření,
pouze v určitých případech, ale ve většině případů tomu tak není. Kromě nárůstu investic a
spotřebě energie se musí počítat i s nárůstem hluku.
Při návrhu větracího systému je důležité si uvědomit vlivy budov a překážek v
proudění vzduchu v bezprostředním okolí návětrné a závětrné strany budovy (např. hřeben
střechy okolní budovy a stromy). Stáje a stromy zvyšují vliv zešikmení proudu vzduchu.
V případě osamělé stojící hospodářské budovy závisí vliv zešikmení proudu vzduchu
na vzájemném vztahu mezi účinnou výškou zdroje a výškou budovy.
Větrací otvory umístěné na bocích stáje jsou vhodné pouze v určitých případech a to
pokud jsou vybaveny deflektory, které směřují znečištěný vzduch k zemi a pokud je tento
vzduch rozptýlen na té straně stáje, která nesměřuje k citlivým objektům. Porovnáme-li
účinky větrání větracími otvory na bocích stáje a větrání větracími komíny, úroveň znečištění
vzduchu v okolním prostředí je téměř stejná.
V případě zařízení s několika hospodářskými budovami hraje umístění a výška
vyústění zdroje znečištěného vzduchu velkou roli, co se týče znečištění vzduchu ve
vzdálenějších místech. V takových případech celková plocha zařízení může být tak velká, že
sloupce znečištěného vzduchu sestupují k zemi již v prostoru zařízení, i když výška vyústění
znečištěného vzduchu je vysoká. Zařízení jako celek má stejný vliv jako osamělý přízemní
zdroj.
110
Přirozené větrání
K tomu aby byla dosažena dostatečná účinnost přirozeného větrání by měly být
splněny určité požadavky, jako je například:
• pro větrání mezi okapem a hřebenem by měl být úhel sklonu střechy minimálně 20°,
kvůli vytvoření dostatečného tepelného toku,
• u systémů s větrací šachtou by měl být mezi vstupními a výstupními otvory minimálně
3 metrový výškový rozdíl,
• navržení vstupních a výstupních otvorů by mělo být v souladu s kapacitou stáje a
tepelným tokem,
• zajištění nerušeného proudění vzduchu do i ze stáje,
• směřování osy hřebene střechy příčně k převažujícímu směru větru,
Jestliže jsou budovy s otevřeným systémem chovu umístěny proti nebo po směru
větru, musí být zajištěno, aby stáj se zvířaty nebyla v zóně s velmi nízkým nebo naopak
značně rychlým prouděním vzduchu. Vzdálenost stáje od sousedních budov by měla být
rovna troj až pěti násobné výšce sousedících budov.
V případě ustájení prasat nebo drůbeže jsou úspěšně instalována zařízení pro křížení
proudění vstupního a výstupního vzduchu.
Umístění hospodářské budovy vzhledem k převažujícímu směru větru prokazatelně
ovlivňuje jak vnitřní podmínky uvnitř stáje, tak úroveň vzniklých emisí. V závislosti na
vystavení stáje příčnému, úhlopříčnému nebo rovnoběžnému proudění vzduchu dojde uvnitř
budovy k tvorbě různých koncentračních a rychlostních polí. Při rovnoběžném proudění
vzduchu v porovnání s příčným prouděním je míra větrání snížena přibližně o 50 %. Za těchto
podmínek se uvnitř stáje zvýší úroveň zápachu a koncentrace amoniaku.
Při řešení tohoto jevu mohou pomoci otvory umístěné ve štítu budovy, které zvýší
objem proudění vzduchu. Otvory ve středu hřebene dodatečně napomáhají zvýšit tepelné
proudění. S otvory umístěnými podél celého hřebenu lze dosáhnout vyšší výkonnosti větrání
než se vzduchovými šachtami. Osa hřebene budovy by měla být směrována ke směru větru
tak, aby v průběhu roku směr převládajícího větru zabezpečoval co nejúčinnější úroveň
větrání.
Vstupní a výstupní otvory stáje se systémem větrání mezi okapem a hřebenem střechy
musí být navrženy tak, aby při vysokých venkovních teplotách zajistily dostatečnou výměnu
vzduchu. Jinak musí být otevřené dveře, což většinou vede k nekontrolovanému rozptýlení
emisí v přízemních vrstvách.
Vzhledem k současným znalostem mohou být systémy ustájení s otevřeným čelem
a velkými bočními větracími otvory, s hřebenovými větracími otvory a s otvory na štítech,
umístěnými na volně stojícím stanovišti, z hlediska ovlivnění širokého okolí považovány za
vhodné (např. stáje s oddělenými funkčními plochami).
9.2 Technologie pro snížení úrovně emisí pachu z uskladnění exkrementů
9.2.1 Snížení emisí z uskladnění pevných exkrementů
Všeobecná praxe
111
Za správnou zemědělskou praxi v chovu hospodářských zvířat při uskladnění pevných
a tekutých exkrementů nebo výkalů je považována minimálně šestiměsíční skladovací
kapacita.
Skladováním pevných exkrementů na pevné nepropustné ploše se předejde jejich
úniku do půdy a podzemní vody. Vybavením skládky odtokovými kanály spojenými
s hnojnou jámou umožní shromáždění tekuté frakce exkrementů, čímž se zamezí jejímu úniku
vlivem srážek.
Ke snížení zápachu také přispívá správné umístění skladovacích prostor uvnitř areálu
farmy, kde by měl být brán v potaz směr převládajícího větru. Umístění skladu by mělo být
v dostatečné vzdálenosti od citlivých objektů v blízkosti farmy nebo lze použít přírodních
bariér, jako jsou stromy. Hromady exkrementů lze obklopit dřevěnými, zděnými nebo
betonovými zdmi. Tyto budou sloužit jako ochrana před větrem.
Suchý drůbeží trus musí být skladován v suchém uzavřeném prostoru, vybaveným
vhodným větráním tak, aby nedocházelo ke kondenzaci vlhkosti. Mělo by se předcházet
zvlhčení trusu, neboť to vede k uvolňování zápachu. Sklady s trusem by neměly být stavěny
příliš vysoké, aby nedošlo k pyrolýze.
Provizorní hromady na polním hnojišti by měly být umístěny v dostatečné vzdálenosti
(100 m) od vodních toků, vrtů a studní.
U hromad, které jsou každoročně umísťovány na stejném místě, mohou být využívány
nepropustné plochy. Tam kde převládá jílovitá půda a hromady jsou přemisťovány,
předpokládá se, že nedochází ke hromadění škodlivého množství živin a tím pádem při tvorbě
podloží hromady nejsou nutná žádná speciální opatření. K předcházení vniku srážkové vody
do hromad, je nutno předcházet jejímu hromadění v okolí základny hromady.
Ke snížení úniku emisí amoniaku a zápachu se používá zakrývání hromad.
Aplikace krytů na hromady s pevným exkrementy
Popis:
Tato technologie se převážně používá u podestýlky z chovu brojlerů a u sušeného trusu
nosnic. Jako zakrývací materiál se používá rašelina, piliny, hobliny a pevná UV stabilní
plastová fólie. Užitím krytu se snížení únik amoniaku a zamezí se vnik srážkových vod do
hromad s exkrementy.
Princip za použití rašeliny byl ověřen. Používání rašeliny (10 cm vrstvy) je založeno
na její schopnosti vázat kationy. Amoniak je do rašeliny absorbován díky chemické reakci, ve
které je molekula NH3 přeměněna na vázaný iont NH4. Vyšší kyselostí rašeliny lze pohltit
více amoniaku.
Jestliže se používá pokrytí hromady, tyto musí být zakryty okamžitě po jejich
založení, protože nejvíce amoniaku uniká během prvních několika dní.
Dosažené environmentální přínosy:
Údaje kvantifikující environmentální přínosy zakrývání hromad s pevnými exkrementy zatím
nebyly zaznamenány.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Suchá rašelina a piliny absorbují dešťovou vodu. Na druhou stranu sláma není dobrým krycím
materiálem, protože neabsorbuje amoniak a brání tvorbě přírodní krusty na povrchu
exkrementů. Krusta brání úniku amoniaku z čerstvě založené hromady lépe, než krycí vrstva
tvořená slámou.
Je zřejmé, že pevné plastové fólie, jsou-li správně použity, mohou být použity
opakovaně, zatímco ostatní krycí materiály musí být opětovně nakupovány. Tyto ostatní
materiály, jako je rašelina budou spolu s exkrementy ošetřeny a zpracovány. Rašelina
nezůstane na poli a nebude vytvářet nebezpečí pro pasoucí se zvířata.
112
Není zcela zřejmé zda plastové fólie způsobují (anaerobní) reakce uvnitř hromad, které
mohou vést ke snížení kvality hnoje nebo zda mohou během aplikace ovlivnit úroveň emisí.
Provozní údaje:
Informace byly získány za běžných klimatických podmínek.
Použitelnost:
Z praktických důvodu je v mnoha oblastech běžnou praxí vytvářet provizorní polní
hnojiště s hromadami exkrementů. Používání pokrývek je relativně jednoduché a není nutné
použít mechanizaci. Rašelina spolu s hlubokou podestýlkou z chovu brojlerů je pro tvorbu
hromad velmi výhodná, neboť z ní neprosakuje tekutina a téměř veškeré dešťové srážky jsou
hromadou absorbovány. Rašelina použitá jako podestýlka velmi účinně absorbuje amoniak.
Náklady:
Náklady jsou velmi nízké. Náklady zahrnují nákup krycího materiálu a jeho aplikaci na
hromadu (práce, energie).
Uskladnění drůbežího trusu v trusných halách
Popis:
Drůbeží trus je většinou skladován v otevřených trusných halách, kam je ze stájí vyhrnován
pomocí čelního nakladače nebo pásu. Zde pak může být skladován po delší dobu. Trusná hala
je obvykle jednoduchá nekomplikovaná uzavřená stavba s nepropustnou podlahou a střechou.
Je vybavena větracími otvory a přístupovými vraty umožňujícími dopravu trusu.
Dosažené environmentální přínosy:
Sušení drůbežího trusu uvnitř stáje snižuje únik emisí plynných látek (amoniaku) do ovzduší.
K udržení nízké úrovně emisí je nutné udržovat v trusu relativně vysoký obsah sušiny,
k čemuž napomáhá skladování trusu mimo dosah vnějších vlivů jako jsou déšť a sluneční
záření.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Zápach by měl být udržován na nízké úrovni, což ovšem může být ovlivněno aerobními a
anaerobními procesy. K předcházení anaerobních podmínek je důležité zajistit dostatečné
větrání skladovacích prostor.
Pokud je plánována výstavba nové trusné haly, musí být brán ohled na okolní citlivé objekty.
Provozní údaje:
Exkrementy jsou chráněný proti vnějším vlivům konstrukcí haly.
Použitelnost:
Pokud je na farmě k dispozici dostatečný prostor, neexistují žádná omezení v konstrukci
trusné haly.
Mohou být použity již existující budovy, pozornost musí být ovšem věnována nepropustnosti
podlah.
Náklady:
Náklady zahrnují výdaje na stavbu a údržbu haly. U stávajících trusných hal se musí počítat
s výdaji na rekonstrukci podlah.
9.2.2 Snížení emisí z uskladněné kejdy
Všeobecné hlediska
Sklady pro kejdu mohou být konstruovány takovým způsobem, aby se minimalizovalo
nebezpečí úniku tekuté frakce exkrementů. Je propagováno používání vhodných betonových
113
směsí k vytvoření nepropustných vrstev na stěnách betonových jímek nebo kovových nádrží.
Po vyprázdnění jímky následuje její prohlídka a údržba, čímž se zamezí nebezpečí následného
prosakování. Instalace dvojitých vypouštěcích ventilů v potrubí užívaných pro vyprázdnění
nádrží, minimalizuje nebezpečí nechtěného výtoku kejdy do prostoru farmy nebo blízkého
okolí (např. do povrchové vody).
Emise amoniaku emitovaných během skladování mohou být sníženy pomocí:
Malého průměru zásobníku a/nebo snížením kontaktu povrchové vrstvy kejdy s okolním
vzduchem.
Nízké úrovně plnění zásobníku (koruna hráze chrání zásobník před účinky větru).
Vypouštění kejdy do otevřených skladovacích zásobníků by mělo být prováděno
v nejbližší možné vzdálenosti od jejich základny (plnění pod úroveň hladiny).
Homogenizace a cirkulace kejdy by měla být prováděna za takových klimatických
podmínek, kdy směr větru směřuje od citlivých objektů vyžadujících ochranu před zápachem.
Ke snížení emisí ze skladované kejdy, je nutné snížit odpar z jejího povrchu. Nízké
úrovně odpařování lze dosáhnout, pokud je kejda míchána pouze při homogenizaci usazené
hmoty těsně před vyprazdňováním nádrže. Jinak je vhodné kejdu nemíchat.
Ke snížení emisí amoniaku a zápašných látek vycházejících z uskladněné kejdy se
používají různé typy krytů. Pozornost musí být věnována teplotě kejdy. Při jejím nárůstu
dochází k rozvoji biochemických reakcí, při kterých vzniká nežádoucí produkce zápachu a
snížení kvality kejdy.
Obecně vzato je použití krytů na jímkách s kejdou efektivní, ale může představovat
problém v jejich používání, manipulaci a bezpečnosti. Do kejdy jsou pro zlepšení jejích
vlastností přidávány různá aditiva.
Aplikace pevných krytů na nadzemní jímky
Popis:
Pevné kryty jsou tuhé betonové pokryvy nebo laminátové panely s plochým nebo kónickým
tvarem. Zcela zakrývají povrch kejdy a tím brání vniku deště a sněhu. Většinou jsou
zakrývány jímky malých rozměrů než jímky rozsáhlé. Je-li kryt vyroben z lehčích materiálů
jeho rozpětí může být větší, než je tomu u krytů betonových, přesahujících s centrální
podporou 25 m.
Dosažené environmentální přínosy:
U nezakrytých jímek se kejda ředí srážkovými vodami, čímž se snižuje obsah sušiny a živin.
Rozdíly v obsahu dusíku u krytých a nekrytých jímek jsou malé, proto dochází k
pochybnostem zda-li pevné střechy mohou ovlivnit emise amoniaku.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Může se objevit rozvoj toxických plynů, které sice nemají environmentální důležitost,
nicméně se s nimi musí z bezpečnostních důvodů počítat.
Použitelnost:
Pevné kryty jsou obvykle instalovány zároveň se stavbou skladovacích prostor. Úprava již
existujících skladů je příliš nákladná. Minimální životnost těchto krytů je 20 let.
Náklady:
Náklady na vybudování betonových jímek o průměru 15-30 m se pohybují v rozmezí 150-225
EUR /m2. Náklady na pevné vyztužené laminátové kryty se pohybují v rozmezí mezi 145-185
EUR /m2. Většinou jsou tyto náklady příliš vysoké.
Aplikace flexibilních krytů na nadzemní jímky
Popis:
114
Flexibilní nebo stanové kryty mají centrální podpěrný stožár s paprskovitě se od vrcholu
rozbíhajícími podpěrami. Látkový plášť je natažen přes konstrukci podpěr a je uvázán
k vyztuženému okraji. Těsně pod vrcholem stavby je po obvodu vnější strany umístěno
kruhové potrubí. Nad jímkou je stanová konstrukce napínána pomocí rovnoměrně
rozmístěných vertikálních pásů.
Stožár a podpěry jsou provedeny tak, aby odolaly větru a sněhové zátěži. K uvolnění
nahromaděných plynů je konstrukce opatřena větracími otvory. Dále je kryt vybaven otvorem
pro přívodní potrubí a poklopem určeným pro kontrolu obsahu jímky.
Dosažené environmentální přínosy:
Bylo zaznamenáno snížení emisí amoniaku o 80 – 90 %.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Může se objevit rozvoj toxických plynů, které sice nemají environmentální důležitost,
nicméně se s nimi musí z bezpečnostních důvodů počítat. Rozvoj H2S může zapříčinit korozi
konstrukce. Je možné získávat a využívat metanu z bioplynu.
Použitelnost:
Z výzkumu bylo zjištěno, že stanové typy krytů mohou být po jednoduché úpravě použity na
50 – 70 % existujících ocelových zásobnících, pokud ovšem tyto obsahují vyztužený
upevňovací pás umístěný po obvodu zásobníku. Stanové typy krytů mohou být přizpůsobeny
existujícím betonovým jímkám bez úprav do průměru 30 m, ale předem se doporučuje
technické přezkoumání. Je důležité brát v úvahu potřebnou odolnost zásobníku vůči větru a
sněhové pokrývce. S rostoucím průměrem roste obtížnost aplikace těchto krytů, neboť musí
být ve všech směrech rovnoměrně napnuté, čímž se zabrání nerovnoměrnému zatížení.
Při výstavbě nového zásobníku se doporučuje zahrnout do jeho provedení požadavek
na umístění krytu.
Náklady:
Náklady na stanové kryty s průměry 15 - 30 m jsou okolo 54 -180 EUR/m2.
Aplikace plovoucích krytů na nadzemní jímky
Popis:
Prvořadým cílem plovoucích krytů je snížení zápachu. Pro plovoucí kryty mohou být použity
následující materiály:
• lehký štěrk,
• sláma,
• rašelina,
• řepkový olej,
• plastové pelety,
• pokrývky a fólie.
Sláma je plovoucí kryt, který není vhodný pro kejdu prasat, neboť ihned klesá ke dnu a
jestliže pluje, pak je lehce ovlivněna deštěm a větrem. Také může ucpat čerpadla a odtokové
potrubí.
Plachtovina nebo plastové fólie leží přímo na povrchu kejdy. Jsou vybaveny
kontrolním otvorem, ventilačními otvory a otvory pro plnění a míchání kejdy. K odčerpávání
srážkových vod nahromaděné na povrchu krytu je používáno čerpadlo. Plachtovina může být
připevněna nebo přidržena na jímce pomocí protiváhy přepadlé části plachty přes okraj jímky.
Dosažené environmentální přínosy:
Plovoucí kryty mají významný vliv na snížení emisí amoniaku. Hodnota snížení emisí závisí
na typu krytu, v letních měsících je snížení vyšší než v měsících zimních.
115
Plachtovina, plovoucí fólie, rašelina, řepkový olej vykazují vysoké hodnoty snížení
emisí, okolo 90 % a více. Ostatní materiály vykazují nižší hodnoty snížení nebo jejich
snižující efekt je proměnlivý (štěrk nebo LECA, lehký rozhrnutý jílový štěrk). Menší částečky
redukují méně, i když u štěrku o velikosti 5 cm a 10 cm nebyl zaznamenán významný rozdíl.
Snížení emisí při použití LECA je maximálně okolo 80 % a při zvyšování vrstvy nad 5
mm dále neroste. V praxi dešťové srážky zmenšují vrstvu LECA materiálu, čímž vzrůstají
emise, ale její větší vrstva tyto ztráty může kompenzovat.
Tab. 9.2: Snížení emisí amoniaku z kejdy prasat použitím různých typů plovoucích krytů
Snížení emisí amoniaku z kejdy prasat (%)
Typ kryt
Průměrně Jaro/Léto
Podzim
Zima
Plachtovina
90
94
n.d.
84
Vlnitá plech
n.d.
84
n.d.
54
Plovoucí fólie
n.d.
85-94
n.d.
73
Plovoucí deska
79
85
n.d.
89
Rašelina (8-9cm)
92
85
n.d.
n.d.
LECA 9-10cm
75-79
47-98
41
n.d.
LECA 5 cm
79-82
n.d.
34
n.d.
LECA 2 cm
72
n.d.
17
n.d.
Řepkový olej
92
n.d.
n.d.
n.d.
Řezaná sláma
71
43
n.d.
n.d.
EPS
- 2,5 cm
37
granule –
- 5 cm
n.d.
n.d.
n.d.
74
(malé)
EPS
- 2,5 cm
52
granules
-5 cm
n.d.
n.d.
n.d.
54
(velké)
EPS drcený
n.d.
39
n.d.
n.d.
[125, Mikkola, 2001]
n.d. – žádné údaje
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Prvořadým cílem bylo snížení zápachu, ale současně se snížily emise amoniaku. Patrně
některé plovoucí kryty, které jsou s kejdou mísitelné nebo jsou v ní rozpustné mohou ovlivnit
její kvalitu.
Některé reakce mezi plovoucími kryty a kejdou mohou zvýšit emise metanu (řepkový
olej okolo 60 %). V případě řepkového oleje se může při anaerobní reakcích tvořit silný
zápach.
Pod uzavřenými (plastovými) kryty běžně dochází k rozvoji plynů, které jsou potřeba
větracími otvory odvádět. Plyny mohou být využity v bioplynovém zařízení, ale efektivita a
ekonomičnost záleží převážně na faktorech jako je denní produkce plynu, vzdálenost
bioplynových zařízení a jejich využití.
Jak bylo zjištěno při jednom výzkumu, v jímkách s kejdou pokrytých LECA
materiálem se snižují emise metanu, ale současně se zvyšují emise oxidu dusného.
Provozní údaje:
Většinou jsou tyto kryty 10 cm silné. V případě LECA, rašeliny a plastových pelet byly
použity i slabší vrstvy. Menší částice jsou v podstatě účinnější než ty větší a při síle vrstvy 3-5
cm mohou být poměrně účinné, zatímco větší částice potřebují vrstvu o tloušťce 10-20 cm.
Vrstva ležící přímo na povrchu je pro snížení emisí nejdůležitější.
116
Použitelnost:
Přestože se výsledky při využívání plovoucích krytů velmi lišily, jsou většinou dostatečné na
to, aby se jejich aplikace na zásobníky s kejdou stala jednou z možností snížení emisí.
Aplikace řepkového oleje (nebo derivátů s vysokým obsahem řepkového oleje) je
velmi snadná, jeho mísitelnost s kejdou je obtížná. Dochází ovšem k jeho biologickému
rozkladu, časem ztrácí svou povrchovou celistvost a značně vzrůstají emise methanu. Lehký
plovoucí materiál, jež nemusí být každoročně doplňován může mít tu nevýhodu, že je odnášen
větrem. Minerální materiály s nízkou hustotou absorbují vodu, jsou velmi rychle odneseny
větrem, znečišťují se a jejich následné použití je problematické. Příkladem je pěnový
polystyren (EPS).
LECA materiál je vhodný pro nádrže a laguny. LECA granule mají vyšší hustotu a
jsou těžší než polystyren. Určitý podíl materiálu plave pod hladinou kejdy. Některé zdroje
uvádějí, že tento materiál má tendenci klesat ke dnu, z čehož vyplývá jeho opětovné
doplňování na povrch nádrže, jiné zdroje toto ovšem popírají. Umístění a rozprostření LECA
materiálu na příslušné místo může být u velkých nádržích a lagun poměrně složité, proto se
většinou smísí s kejdou nebo vodou a na povrch kejdy je čerpán spolu s uskladňovaným
materiálem.
Při míchání kejdy dochází u vrstvy rašeliny k jejímu rozmočení, a proto musí být její
vrstva na povrchu nádrže po každém míchání obnovována. Rašelina je přírodní produkt a
nevznikají problémy s odpadem.
Při aplikaci jakéhokoliv plovoucího krytu na již existující nádrže není nutné u nich
provádět žádné úpravy.
Vypouštěcí ventil by měl být umístěn co nejblíže u dna nádrže.
Náklady:
Náklady na plovoucí fólie na nádrže průměru 15-30 m se pohybují v rozmezí 15-36 EUR/m2.
Aplikace krytů na zemní jímky
Popis:
Kryty zemních jímek jsou založeny na flexibilních, nepropustných, UV-stabilizovaných
plastových fóliích, které jsou na okrajích nádrže zajištěny. LECA materiál je možné použít i u
malých lagun, vhodnější je jeho použití u nádrží.
Dosažené environmentální přínosy:
Je možno dosáhnout snížení emisí amoniaku i zápachu. Bylo uvedeno snížení emisí amoniaku
o více než 95%. Aplikace LECA materiálu snížila emise amoniaku okolo 82 %.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Pro zakrytí lagun je třeba velké množství plastových fólií, které může být až o 70 % větší než
skutečný povrch laguny, přičemž záleží na její hloubce a sklonu okrajů. Plastové fólie mohou
být opakovaně použity, zatímco ostatní typy krytů jsou většinou na jedno použití.
Zakrytím laguny se zabraní vnikání deště, ale také i odpařování, což znamená, že
celkové množství kejdy se mírně zvýší. Předpokládá se, že usměrnění relativně čisté dešťové
vody do vodního toku a aplikace samotné kejdy je levnější, než polní aplikace velkého
objemu směsi kejdy s vodou. Dešťová voda může být využita na zavlažování, pozornost musí
být věnována jejímu složení, aby nedocházelo k její kontaminaci kejdou nebo jinými
znečišťujícími látkami. Farmáři z hygienických důvodů a možnosti výskytu nákaz nepreferují
recyklaci vody.
Při homogenizaci kejdy může dojít k jejímu smíchání s vrstvou LECA materiálu, což
dočasně zvyšuje emise amoniaku. Bylo zjištěno, že během velmi krátké doby po
homogenizaci se LECA vrstva opět zformuje, čímž se opět sníží úroveň emisí na původní
nižší hodnotu. Při použití LECA materiálu vzniká problém při jejím skládkování.
117
Zakrytím jímky se sníží nebo (v případě plastových pokryvů) zamezí přístupu kyslíku
k hladině kejdy, čímž se zvýší její teplota přibližně o 2 °C. Tyto vlivy vyvolají anaerobní
podmínky, při kterých velmi rychle vzniká metan, jehož emise významně při homogenizaci
kejdy narostou. Nedostatek kyslíku snižuje nitrifikaci a denitrifikaci a z tohoto důvodu
dochází ke snížení nebo zamezení tvorby oxidu dusného. Při použití LECA vrstvy dochází
k přístupu kyslíku ke kejdě, což znamená, že není zamezeno (de-)nitrifikačnímu procesu a
oxid dusný může i nadále vznikat.
Použitelnost:
Účelově navržené plovoucí kryty mohou být použity u již existujících lagun s kejdou prasat.
Výjimkou jsou laguny, kde:
• je obtížný přístup,
• laguna je rozsáhlá (náklady),
• okraje jsou nestejnoměrné, nerovné, nepravidelné.
Při montáži krytu musí být jímka kompletně vypuštěna a zbavena usazenin. Pokud je
kryt dostatečně upevněn na bocích jímky nemůže dojít k jeho poškození ani větrem ani váhou
vody ulpěné na povrchu krytu. Pro technologii současné homogenizace a vyprazdňování
jímky je nezbytné provést určité úpravy, ale míchání kejdy s nízkým obsahem sušiny nečiní
žádné problémy. Bylo uvedeno, že životnost krytů je až 10 let a poškození způsobené zvířaty
nebylo zjištěno.
Předpokládá se, že plastové kryty mohou zvýší kapacitu lagun přibližně o 30 % tím, že
brání vniku srážkové vody. To by mohlo v budoucnu přinést větší pružnost při skladování
kejdy nebo zvýšit kapacitu jímky v případě zvýšení počtu ustájených zvířat.
LECA materiál může být na povrch jímky nafoukán nebo spolu s kejdou načerpán. Při
čerpání nedochází ke vzniku prašnosti a ztrátě materiálu a jeho rozprostření na povrchu jímky
je pravidelnější. Při míchání a čerpání může dojít k poškození materiálu, proto musí být
prováděno s citem.
Náklady:
Náklady na plovoucí kryty jsou přibližně 15 – 25 EUR/m2 nekrytého povrchu. Náklady na
LECA materiál jsou 225 – 375 EUR/tunu. Náklady na snížení emisí jsou mezi 0,35 - 2,5
EUR/kg NH3-N u plastových krytů a 2,5 – 3,5 EUR/kg NH3-N při použití LECA.Více
náklady mohou vzniknout na místech, kde je nutné provést nějaké konstrukční úpravy
v provedení jímky nebo při úpravě systému vyprazdňování a míchání. Hospodaření
s dešťovou vodou přináší rozdíly v provozních nákladech, kde u lagun pokrytých LECA
vrstvou se náklady mohou krýt s vyššími náklady na zapravení kejdy, které jsou u
nezakrytých jímek vyšší. U plastových krytů závisí čisté náklady na možnosti užití vody na
zavlažování. Využití bioplynu (metanu) závisí na účelu použití (topení nebo pohon) a na
požadavcích zařízení. Může to být výdělečné, ale návratnost nákladů je poměrně dlouhá (přes
20 let).
118
Použitá literatura
[1]
Jelínek, A. – Plíva, P. – Dědina, M. Využití enzymatických prostředků na snížení
koncentrace amoniaku ve stájích intenzivního chovu hospodářských zvířat [online].
2005 [cit. 2005–04–15]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/enyzm.htm.
[2]
Fott, Pavel, et al. Národní zpráva České republiky o inventarizaci emisí skleníkových
plynů (emisní inventura 2001) [online]. Praha: ČHMU Praha, 2003. Dostupný z:
http://www.chmi.cz/cc/cnir2001.pdf.
[3]
Jelínek, A. – Plíva, P. – Souček, J. Emise metanu ze zemědělské činnosti [online]. 2005
[cit. 2005–05–20]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/ekolog/praxe.htm.
[4]
Jelínek, A. – Dědina, M. – Plíva, P. Vývoj emisí amoniaku z intenzivních chovů
hospodářských zvířat do roku 2010 [online]. 2005 [cit. 2005–03–10]. Dostupné z:
http://www.vuzt.cz/vyzkum/2002/jelinek.htm.
On-line dokumentace:
http://www.ecoma.de/de/index.php
119
Přílohy
Otázky a odpovědi pro přednášku č.1
1) Co je základem pro řešení klimatu Země?
Odpověď :
Základem mezinárodních akcí pro řešení změny klimatu zůstává Rámcová úmluva
OSN o změně klimatu. Jejím konečným cílem, na kterém se shodlo 189 států včetně všech
hlavních rozvinutých a rozvojových zemí, je dosáhnout "stabilizace koncentrací skleníkových
plynů v atmosféře na úrovni, která zabrání nebezpečnému antropogennímu ovlivnění
klimatického systému". Nicméně i deset let poté, co Rámcová úmluva OSN o změně klimatu
vstoupila v platnost, není tento cíl stále podrobněji definován.
2) Co je znečišťující látka, emise, emisní limit?
Odpověď :
Znečišťující látka – jakákoliv látka vnesená do vnějšího ovzduší nebo v něm druhotně
vznikající, která má nebo může mít po fyzikální nebo chemické přeměně nebo po
spolupůsobení s jinou látkou škodlivý vliv na lidské zdraví a pohodu, zdraví zvířat, na životní
prostředí, na klimatický systém Země nebo na hmotný majetek
Emise – vnášení jedné nebo více znečišťujících látek do životního prostředí
Emisní limit – nejvýše přípustné množství znečišťující látky nebo stanovené skupiny
znečišťujících látek nebo pachových látek vypouštěné do ovzduší ze zdroje znečišťování
ovzduší vyjádřené jako hmotnostní koncentrace znečišťující látky v odpadních plynech nebo
hmotnostní tok znečišťující látky za jednotku času nebo hmotnost znečišťující látky vztažená
na jednotku produkce nebo lidské činnosti nebo jako počet pachových jednotek ne jednotku
objemu nebo jako počet částic znečišťující látky na jednotku objemu. Emisní limity zákon o
ovzduší člení na:
• Obecné emisní limity, které jsou stanoveny pro jednotlivé znečišťující látky nebo
jejich stanovené skupiny.
• Specifické emisní limity, které jsou stanoveny u jmenovitě uvedených stacionárních
zdrojů; tyto limity se stanovují bez přihlédnutí k obecným emisním limitům.
120
3) Co je úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší a Göteborský protokol?
Odpověď :
Za významný milník k otevření celoevropských kontaktů v oblasti životního prostředí
lze pokládat Úmluvu o dálkovém znečišťování ovzduší přesahujícím hranice států, která byla
přijata na půdě Evropské hospodářské komise OSN v Ženevě v listopadu 1979 a vešla
v účinnost v roce 1983. Mezi základní zásady patří, že smluvní strany jsou rozhodnuty chránit
člověka a jeho životní prostředí a budou usilovat o omezování, postupné snižování a
předcházení znečišťování ovzduší. Úmluva se stala východiskem pro dílčí protokoly o
omezování emisí škodlivin.
Posledním z nich je Protokol o omezování acidifikace, eutrofizace a tvorby
přízemního ozónu. Protokol byl přijat v listopadu 1999 v Göteborgu (odtud název Göteborský
protokol, nebo též protokol AcETO). Cílem tohoto protokolu je kontrolovat a snížit emise
síry, oxidů dusíku, amoniaku a těkavých organických sloučenin, které jsou vyvolány lidskou
činností, a které nepříznivě působí na zdraví lidí, přírodní ekosystémy, materiály a
zemědělské plodiny následkem acidifikace, eutrofizace a přízemního ozónu.
Jako hlavní prostředek k dosažení těchto cílů stanoví protokol emisní limity pro
jednotlivé druhy zdrojů a národní emisní stropy pro zúčastněné státy. Protokol dále stanoví
příslušné termíny k dosažení uvedených emisních stropů a limitů a ukládá státům přijmout
podpůrné strategie, politiky a programy k omezování emisí.
4) Co je to Kjótský protokol a jaké jsou jeho redukční cíle?
Odpověď :
Vrcholným orgánem Rámcové úmluvy je Konference smluvních stran, která prozatím
zasedá každoročně (poprvé v roce 1995, podruhé v roce 1996 v Ženevě a potřetí v prosinci
1997 v Kjótu).
Přes veškeré složitosti jednání, při kterých se názorové rozdíly mezi skupinami
jednotlivých států mnohdy vyhrocovaly a padaly další návrhy, byl při závěrečném jednání
v ranních hodinách 11. 12. 1997 přijat tzv. Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o
změně klimatu, který znamená významný mezník v řešení této závažné problematiky. Jeho
text je v mnohých ohledech textem kompromisním, nicméně lze považovat za přínos jak pro
další vývoj Země, tak i pro průběh dalších jednání v budoucnu.
Protokol je zaměřen na stanovení kvantitativních redukčních emisních cílů smluvních
států a způsoby jejich dosažení. Kromě preambule obsahuje 28 článků a dva dodatky. Státům
vyjmenovaným v Dodatku I ukládá, aby do prvního kontrolního období (2008–2012) snížily
jednotlivě nebo společně emise skleníkových plynů nejméně o 5,0% pod úroveň roku 1990.
Tabulka 01 uvádí snížení emisí jednotlivých států tak, aby se na tuto hranici dostaly.
121
Redukční cíle Kjótského protokolu stanovené státům Dodatku I.
Hodnota
emisní
Státy
redukce
T – 01
Belgie, Bulharsko, Česká republika, Dánsko, Estonsko, Evropská unie*), Finsko,
Francie, Irsko, Itálie, Lichtenštejnsko, Litva, Lotyšsko, Lucembursko, Monako,
8%
Nizozemí, Německo, Portugalsko, Rakousko, Rumunsko, Řecko, Slovensko,
Slovinsko, Španělsko, Švédsko
7%
USA
6%
Japonsko, Kanada, Maďarsko, Polsko
5%
Chorvatsko
0%
Nový Zéland, Ruská federace, Ukrajina
-1%
Norsko
-8%
Austrálie
-10%
Island
Pozn.: záporné hodnoty redukce znamenají Protokolem povolený emisní nárůst
*) Evropská unie se jako celek zavázala k 8% snížení emisí, ale jednotlivé státy mají limity
snížení, nebo povoleného zvýšení upravené vnitřním rozhodnutím Unie
Redukce se týkají bilancí emisí oxidu uhličitého CO2, metanu CH4, oxidu dusného
N2O, hydrogenovaných fluorovodíků (HFC), polyfluorovodíků (PFC) a fluoridu sírového
(SF6), vyjádřených ve formě agregovaných emisí CO2. Výsledná hodnota emisí agregovaných
pomocí faktorů tzv. globálních radiačních účinností jednotlivých plynů zohledňuje jejich
rozdílný vliv na celkovou změnu klimatického systému Země. Pod pojmem "bilance emisí"
Protokol uvažuje kromě emisí skleníkových plynů i jejich propady, tj. absorpci vyvolanou
změnami ve využívání krajiny (zalesňování, péče o lesní porosty, resp. odlesňování).
Největší znečišťovatelé ovzduší v přepočtu emisí na obyvatele. T – 02
Pořadí
Země
Množství emisí na obyvatele [t]
1
USA
19,8
2
Lucembursko
19,4
3
Austrálie
18,0
4
Kanada
14,0
5
Estonsko
11,7
6
ČR
11,6
7
Irsko
11,1
8
Norsko
11,1
9
Finsko
10,3
10
Belgie
10,0
122
5) Co je směrnice rady 96 /61 /EC o integrované prevenci a omezování znečištění?
Odpověď :
Směrnice Rady 96/61 EC ze září 1996 o integrované prevenci a omezování znečištění
(IPPC) představuje nový přístup k ochraně životního prostředí.
Cílem směrnice je dosáhnout vysoké úrovně ochrany životního prostředí jako celku, tj.
neposuzovat odděleně dopad činnosti na jednotlivé složky životního prostředí, ale vycházet ze
široké škály možných vlivů činnosti na kvalitu životního prostředí a lidské zdraví. Směrnice
stanoví opatření, která mají vyloučit, anebo pokud to není možné, snížit emise z
hospodářských činností do ovzduší, vody a půdy, včetně opatření týkajících se odpadu, v
zájmu dosažení vysoké úrovně ochrany životního prostředí jako celku.
Směrnice 96/61 ES vykazuje mnoho zcela nových rysů, přístupů a principů, z nichž je
třeba zdůraznit především tyto:
• Integrovaný, komplexní přístup – postupně se opouští dosud běžný princip samostatné
ochrany jednotlivých složek životního prostředí, kdy často dochází pouze k přenášení
znečištění z jedné složky do druhé.
• Subsidiarita – princip přenášení rozhodovací pravomoci na nejnižší možnou úroveň.
Na národní úrovni se posiluje úloha regionů, orgány EU řeší jen ty problémy, které
nemohou řešit členské země jednotlivě.
• Otevřenost procesu IPPC – důraz na aktivní spoluúčast veřejnosti na procesu
vyjednávání, stanovování a dodržování podmínek povolení provozu výrobních
zařízení a na možnost přístupu všem zájemcům ke všem relevantním dokumentům
celého procesu IPPC.
• Podmínky povolení založené na BAT jako obecně doporučující hodnoty – každý
výrobní provoz je posuzován na základě emisních limitů a parametrů výroby
odpovídající nejlepší dostupné technice (BAT). Rozsah a interval, ve kterém se
pohybují přiměřené emise a parametry, odpovídající BAT, jsou k dispozici
v Referenčních dokumentech nejlepší dostupné techniky (BREF).
Otázky a odpovědi pro přednášku č.2
1) Definice klimatu a jeho změny.
Odpověď :
Pro řešení problematiky změny klimatu je nutné definovat termín klima. Pod pojmem
klima se obecně rozumí „průměrné“ počasí, které charakterizuje obvyklý průběh počasí
v daném místě a odvozuje se z údajů zajištěných meteorologickým pozorováním v průběhu
několika desetiletí. Klima na planetě je určováno vzájemným působením mnoha faktorů.
Hlavní složky klimatického systému jsou atmosféra, oceány, kryosféra (ledovce), litosféra
(zemská kůra), a biosféra.
123
Obr 1. Schématické znázornění klimatického systému a jeho složek.
Termín „změna klimatu“ má v odborné literatuře několik významů. Obecně se pod
změnou klimatu rozumí změna vyvolaná jakýmkoliv vnějším či vnitřním faktorem, včetně
změn vyvolaných lidskou činností. Často se rozlišují tzv. přirozené změny klimatu a změny
vyvolané lidskou činností (antropogenní změny).
V Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu se pod změnou klimatu rozumí změna
vyvolaná přímo nebo nepřímo lidskou činností, a sice takovou, která vede ke změnám ve
složení atmosféry v globálním měřítku a která představuje přídavek k přirozené proměnlivosti
(variabilitě) klimatu ve srovnatelných časových obdobích.
Změny klimatu zahrnují systematické změny globální atmosféry, která je
neoddělitelně spojena s oceány, biosférou, koloběhem vody v přírodě včetně tání polárních
ledovců. Každá z těchto komponent je sama o sobě složitá a naše znalosti o ní jsou dosud
neúplné. Všechny části jsou navzájem propojeny ohromným počtem zpětných vazeb. Proto
libovolné, často i nepatrné, změny v kterékoliv z těchto částí nutně ovlivňují funkci celého
systému. Přestože alespoň částečně rozumíme některým komponentám, dosud nejsme schopni
popsat všechny aspekty chování klimatu jako celku.
Historické záznamy dokazují, že globální klima se za posledních sto let již změnilo.
Mění se nejen dlouhodobé průměry, ale objevují se také krátkodobé meziroční variace a
krátkodobé variace v desetiletích. Jsou pozorovány zejména následující změny:
•
VZRŮST TEPLOTY
Globální střední teplota povrchu Země od počátku 20. století vzrostla o 0,6°C s tím, že
noční minima vzrůstají rychleji než denní maxima. Zatímco teplotní záznamy vykazují
významné variace podle oblastí a období, celkový globální trend vzrůstu teploty je
nepochybný. K největšímu oteplení došlo v období od roku 1910 do roku 1945 a od roku
1976.
124
•
POROVNÁNÍ TRENDŮ VZRŮSTU TEPLOTY
Oteplování na severní polokouli ve 20. století bylo největší za posledních tisíc let,
přičemž 90. léta 20. století byla nejteplejším desetiletím a rok 1998 nejteplejším rokem. Deset
nejteplejších let od roku 1860 bylo zaznamenáno od roku 1980.
• ZMĚNY MNOŽSTVÍ SRÁŽEK
Průměrné množství srážek ve středních a vyšších zeměpisných šířkách (v mírném a
subpolárním klimatickém pásmu) vzrostlo a naopak v subtropickém a tropickém klimatickém
pásmu pokleslo.
•
EXTRÉMNÍ SRÁŽKOVÉ JEVY
Zatímco trendy v teplotních a srážkových extrémech se globálně odlišují, trvale roste
počet extrémních srážkových jevů. Rozsáhlé oblasti světa jsou postihovány suchem nebo
povodněmi.
• TÁNÍ LEDOVCŮ
Během 20. století byl zaznamenán výrazný úbytek ledovců v nepolárních oblastech.
Na severní polokouli bylo zaznamenáno od roku 1950 zmenšení ledem pokryté plochy oceánů
a moří o 10 až 15 procent. Letní tloušťka arktického ledu se místy zmenšila až o 40 procent.
• HLADINA MOŘÍ A OCEÁNŮ
Globální hladina moří a oceánů se zvýšila o 10 až 25 centimetrů kvůli teplotní
roztažnosti vody v oceánech a kvůli rozpouštění ledovců v polárních oblastech. Rychlost
zvyšování hladiny oceánů během 20. století byla asi desetkrát vyšší než průměrná rychlost
zvyšování hladiny oceánů za posledních 3000 let. Průměrná teplota oceánů se od 50. let 20.
století soustavně zvyšuje.
• KLIMATICKÝ JEV EL-NIŇO
V posledních desetiletích byl pozorován častější, trvalejší a intenzivnější klimatický
jev El-Niňo. El Niňo de la Natividad (Jezulátko) je atmosférická a oceánská klimatická
porucha, k níž dochází jednou za 3 až 6 let v rovníkové oblasti Tichého oceánu. Vzniká slabý
na jih směřující teplý mořský proud podél pobřeží Ekvádoru a Peru, kdy dochází k
prodlouženému ohřevu oceánu.
2) Definice atmosféry Země, její dělení a složení.
Odpověď :
Atmosféra Země představuje plynný obal, který obklopuje Zemi. Plyn, z něhož se
atmosféra skládá, se nazývá vzduch. Vzduch je směsí plynů, které navzájem chemicky
nereagují. Složení této směsi je v podstatě stejné asi do výšky 100 km. Celková hmotnost
zemské atmosféry se zřetelem k objemu, který zaujímají pevniny nad hladinou moře, činí
přibližně 5,157*1018 kg. Ve vrstvě od 0 do 36 km je soustředěno 99% hmotnosti atmosféry.
125
Složení atmosféry v blízkosti zemského povrchu.
T – 03
STÁLÉ PLYNY
PROMĚNLIVÉ PLYNY
Počet částic
Objemové
Objemové
Plyn Značka
Plyn a částice
Značka
na milion
množství [% ]
množství [% ]
(ppmv)
Dusík
N2
78,08
Vodní páry
H2O
0–4
Kyslík
O2
20,95
Oxid uhličitý
CO2
0,036
360
Argon
Ar
0,93
Metan
CH4
0,00017
1,7
Neon
Ne
0,0018
Oxid dusný
N2O
0,00003
0,3
Helium
He
0,0005
Ozon
O3
0,000004
0,04
Vodík
H2
0,00006
Částice (prach aj.)
0,000001
0,01-0,15
Xenon
Xe
0,000009
Freony (CFCs)
0,00000002
0,0002
3) Jaké jsou zdroje znečišťování ovzduší a jejich rozdělení?
Odpověď :
Hlavní skupinu zdrojů znečišťujících ovzduší představují v nejobecnější podobě
spalovací pochody jak při spalování fosilních paliv u stacionárních zdrojů, tak i spalování
pohonných hmot v mobilních zdrojích.
Rozdělení význačnějších zdrojů znečištění atmosféry.
Zdroje
eroze, tektonické pohyby, vulkanická
Přírodní
činnost, lesní požáry, kosmická činnost,
bouřky, mikrobiální procesy atd.
energetika a teplárny
Antropogenní
stavebnictví a výroba stavebních
materiálů
hornictví
hutnictví a koksárenství, plynárny
chemický průmysl
T – 05
Znečištění
prach, SO2, CO, CO2, HCl, HF,
H2S, NOx, O3
prach, SO2, CO, CO2, HCl, HF,
H2S, NOx
prach
prach, plyny, těžké kovy
prach, SO2, CO2, CO, HF, H2S
prach, SO2, CO, CO2, HCl, HF,
HCN, H2S
prach, sloučeniny Pb, azbest, CO,
CO2, NOx, CnHm, aldehydy
zemědělství
prach, plyny, zápach
Odhaduje se, že 90% všech znečišťujících látek v ovzduší má původ v přírodních
zdrojích jako je např. eroze půdy a hornin, vulkanická činnost, přírodní požáry atd. Zdroje
antropogenního původu představuje průmysl, zemědělství, energetika, doprava, komunální
zdroje, spalovny apod. Rozdělení význačnějších zdrojů je uvedeno v T – 05.
doprava
126
Současná platná legislativa kategorizuje zdroje znečišťování ovzduší na mobilní a
stacionární. Stacionární zdroje se dělí na kategorie:
3. Podle míry vlivu na kvalitu ovzduší na:
• Velké
• Střední
• Malé
4. Podle technického a technologického uspořádání na:
• Zařízení spalovacích technologických procesů, ve kterých se oxidují paliva
za účelem využití vyvinutého tepla.
• Spalovny odpadů a zařízení schválená pro spoluspalování odpadu s palivy.
• Ostatní stacionární zdroje.
4) Jaké jsou látky znečišťující ovzduší?
Odpověď :
Znečišťující látkou se podle zákona 86/2002 Sb. rozumí jakákoliv látka vnesená do
vnějšího ovzduší nebo v něm druhotně vznikající, která má přímo a nebo může mít po
fyzikální nebo chemické přeměně nebo po spolupůsobení s jinou látkou škodlivý vliv na život
a zdraví lidí a zvířat, na životní prostředí, na klimatický systém Země nebo na hmotný
majetek.
Tento škodlivý vliv se může projevovat různými způsoby, např.:
• Škodami na zdraví lidí a zvířat.
• Poškozováním prostředí (nebo některé jeho složky).
• Nepříznivými změnami přirozeného ovzduší.
• Obtěžováním okolí, zhoršením pohody prostředí (pachem, prachem, snížením
viditelnosti atd.).
Nejčastěji se ZL rozdělují podle:
• Skupenství
• Chemického složení
• Míry škodlivosti (nebezpečnosti, rizikovosti).
Podle skupenství se ZL rozdělují na tuhé, kapalné a plynné. Tyto tři skupiny látek se
v praxi někdy spojují do skupin podle různých hledisek (způsobu odlučování, stanovení úletu
apod.). Z hlediska chemického složení se ZL rozdělují do skupin podle sloučenin jednotlivých
prvků (viz. T – O6).
Klasifikace znečišťujících látek.
T – 06
Znečišťující látky
Plynné a kapalné
Sloučeniny síry
(S)
Sloučeniny dusíku
(N)
Halogenové
sloučeniny
anorganické
organické
anorganické
organické
anorganické
organické
SOx, SO2, SO3, H2SO4, CS2, H2S
thioly, dimethylsulfid
NOx, NO, NO2, HNO2, HNO3, NH3
aminy, dusitany, peroxyacetylnitrát,
dimethylformamid
F2, Cl2, Br2, HF, HCl, SiF4
chlorované uhlovodíky, trifluormethan atd.
127
Sloučeniny uhlíku
(C)
Tuhé
Sloučeniny kovů
Látky neživého
původu
Látky živého
původu
anorganické
organické
CO, CO2
uhlovodíky, alkoholy, fenoly
škodlivé látky např. Al2O3, sloučeniny olova (Pb)
popílek, saze, azbestová vlákna
pyl, viry, bakterie, řasy, sinice, výtrusy, kvasinky,
hmyz
Tuhé a kapalné ZL jsou částečky těchto látek, které mohou vytvářet se vzduchem
dvojfázové disperzní systémy, v nichž je vzduch disperzním prostředím a tuhé a kapalné
částice dispergovanou látkou. Dle stability disperzního systému dělíme zhruba tyto látky na
prachy a aerosoly.
Pod pojmem prach jsou tedy zahrnuty malé částice tuhých látek, které po rozptýlení
v klidném disperzním systému mají pádovou rychlost, která odpovídá zákonům volného pádu.
Patří sem polétavé prachy, hrubé prachy, jemné prachy a různé nečistoty.
Pod pojmem aerosol jsou zahrnovány tuhé a kapalné částice, které po rozptýlení
v klidném disperzním systému tvoří stabilní systém. V praxi užíváno termínu „mají
zanedbatelnou sedimentační rychlost“.
Aerosoly podle vzniku rozdělujeme na:
• Disperzní, vzniklé rozmělněním nebo destrukcí látek (prachové aerosoly, kouře).
• Kondenzační, vzniklé srážením par nebo reakcemi v ovzduší (mlhy, dýmy, opary).
Z hlediska ochrany životního prostředí mají značný význam aerosoly, které mohou mít
buď interní, ale i toxický nebo karcinogenní charakter. Původ vzdušných aerosolů může být:
• Přirozený (zvířený prach ze zemského povrchu, mořské soli, popel z lesních požárů,
mimozemské částice atd.).
• Umělý (zemědělská, průmyslová činnost, doprava atd.).
Různé plyny a páry se do ovzduší dostávají přírodní cestou. Plynné škodliviny se do
ovzduší dostávají následkem různých fotochemických reakcí, elektrickými výboji,
vulkanickou činností apod. Mimo bezprostřední výskyt je však koncentrace těchto plynů a par
velmi nízká. Nejvyšší množství těchto škodlivin se do ovzduší dostává následkem lidské
činnosti. Jsou to především zplodiny spalování, vznikající ze stále rostoucího množství paliv,
používaných k vytápění domácností, průmyslu, v energetice, dopravě a k jiným účelům.
Dalším důležitým zdrojem těchto škodlivin jsou průmyslové technologie, zejména hutnického
a chemického průmyslu a koksárenství.
K základním plynným složkám znečištění atmosféry patří sloučeniny síry, dusíku,
uhlíku, halogeny a radioaktivní prvky. Chování těchto látek v ovzduší determinují jejich
chemické a fyzikální vlastnosti a celkové množství vypouštěné do atmosféry. K těmto
faktorům přistupují i vnější atmosférické podmínky, především teplota, tlak, vlhkost, rychlost,
směr větru a přítomnost dalších znečišťujících látek. [15] Pro zemědělství jsou důležité
následující plyny.
Sloučeniny uhlíku
Většina plynných sloučenin uhlíku se do atmosféry dostává z přírodních zdrojů.
Převážně se jedná o biologické procesy, lesní a stepní požáry apod. K antropogenním zdrojům
významně přispívá průmysl a doprava. Koncentrují se převážně v ovzduší městských
aglomerací.
128
Oxid uhelnatý (CO) je bezbarvý, velmi jedovatý plyn bez chutě a zápachu. K hlavním
přírodním zdrojům oxidu uhelnatého v atmosféře patří oxidace metanu, rozklad chlorofylu,
lesní požáry, vulkanická činnost atd. [20]
CO vzniká při nedokonalém spalování. Je součástí kouřových a výfukových plynů,
koksárenského, vysokopecního a generátorového plynu. Oxid uhelnatý je chemicky velmi
stálý. V troposféře i ve stratosféře se na transformaci CO na oxid uhličitý podílí reakce
s volnými OH radikály.
Oxid uhelnatý je silně toxický. S krevním barvivem vytváří velmi pevný
karboxyhemoglobin, což vede k omezení přenosu kyslíku z plic do krevního oběhu. K akutní
otravě, která se projevuje bolestmi hlavy, nevolností, zvracením, hučením v uších, dýchacími
těžkostmi, zvýšenou srdeční činností, spánkem až bezvědomím, dochází při expozici 0,06% –
0,12% CO ve vzduchu za hodinu. Při expozici 0,35% CO za hodinu nastává smrt.
Oxid uhličitý (CO2) je stálou složkou koloběhu uhlíku v přírodě (výměna uhlíku mezi
atmosférou, zemským povrchem a oceány). Jeho výměna mezi biosférou a atmosférou
probíhá kontinuálně. K hlavním zdrojům CO2 patří respirace a oxidace odumřelého
rostlinného materiálu. Emise z nejdůležitějšího antropogenního zdroje – spalování fosilních
paliv, představuje pouze kolem 4% z celkového množství CO2 přicházejícího do ovzduší.
Oxid uhličitý nepodléhá v troposféře žádným chemickým reakcím a setrvává v ní
několik let. Z atmosféry je odbouráván až ve stratosféře, kde začíná proces fotolýzy CO2,
který ve zvýšené míře pokračuje v termosféře.
V důsledku spalování fosilních paliv stoupá obsah CO2 v ovzduší, což se nepříznivě
projevuje v oteplování Země, v tzv. skleníkovém efektu (viz. Kapitola 2.6).
Uhlovodíky jsou nejrozšířenější skupinou organických látek ve znečištěné troposféře.
Vystupují jak v plynné fázi tak sorbované na tuhých aerosolových částicích. Antropogenní
zdroje emitují převážně nemetanické a neterpenické uhlovodíky. Produkuje je především
doprava (39%) a spalování tuhých paliv a odpadů (28%). Dále se do atmosféry dostávají
odpařováním rozpouštědel a pohonných hmot. Průmysl zpracovávající ropu k tomu přispívá
přibližně 7%.
Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou velmi bohatě zastoupeny skupinou
organických látek obsažených v troposféře znečištěné emisemi produktů nedokonalého
hoření. K jejich antropogenním zdrojům patří zejména spalování tuhých paliv při výrobě
tepelné a elektrické energie, doprava a některé průmyslové technologie jako např. výroba
železa, koksu a zpracování ropy a dehtu. K přírodním zdrojům patří sopečná činnost a velké
lesní požáry.
Transformace přímo emitovaných mateřských PAU na polárnější deriváty nebo
rozkladné produkty jsou velmi důležité z hlediska jejich biologické aktivity. Donedávna se
předpokládalo, že samy mateřské PAU odpovídají za převážnou část karcinogenní a
mutagenní aktivity městského ovzduší. Dnes je však jasné, že doposud identifikované
nejaktivnější mutagenní komponenty jsou deriváty PAU, obsažené v méně i více polárních
frakcích získaných dělením extraktů hlavně z částic pocházejících z výfukových plynů.
Předpokládá se, že vedle kyslíkových derivátů způsobují nitroderiváty až 60% přímé
mutagenní aktivity extraktů tuhých aerosolových částic, zejména popílku a sazí.
129
5) Jaké jsou nejdůležitější sloučeniny dusíku, které se dostávají do ovzduší?
Odpověď :
Z emisí sloučenin dusíku, které se dostávají do atmosféry, patří k nejdůležitějším oxid
dusný, oxid dusnatý a dále amoniak a dusičnany.
Dusík (N2) je bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu. Je lehčí než vzduch, ve vodě je
méně rozpustný než kyslík. Dusík je hlavní součástí ovzduší (78,08% objemových). Je
pasivním prvkem, zřeďujícím kyslík na směs vyhovující současným vlastnostem živých
organismů. Kromě molekulárního dusíku jsou v atmosféře obsaženy rovněž jeho četné
sloučeniny, z nichž mnohé lze považovat za závažné znečišťující látky. V troposféře jsou
významné oxidy a amoniak a jejich sloučeniny.
Oxidy dusíku. Paleta těchto látek v atmosféře je velmi pestrá. Zahrnuje celkem pět
různých oxidů, v nichž dusík vystupuje jako jedno až pětimocný. Z vyšších oxidů dusíku je
prakticky bezvýznamný oxid dusitý (N2O3), který se bezprostředně přeměňuje na NO + NO2,
a stejně tak i oxid dusičitý (N2O5), jenž vzniká oxidací NO2 ozonem a rychle reaguje s vodní
párou za vzniku kyseliny dusičné.
Oxid dusný (N2O) je nejrozšířenějším oxidem dusíku v atmosféře. Prakticky jediným
jeho zdrojem jsou přírodní procesy. Podílejí se na nich denitrifikační bakterie v půdě a
v povrchových vrstvách oceánů. Vzhledem k malé reaktivitě je jeho množství v troposféře
rovnoměrně rozděleno. N2O nemá prakticky žádný vliv na chemické reakce ve volném
ovzduší, ani nemá nepříznivé účinky na životní prostředí. K jeho rozkladu dohází až ve
stratosféře, kde rychlost úbytku vzrůstá se vzrůstající výškou.
Oxid dusnatý (NO). Převážná část NO v atmosféře pochází z přírodních zdrojů.
Z antropogenních zdrojů se na jeho přítomnosti v ovzduší podílejí spalovací procesy. Do
stratosféry se NO dostává ve formě emisí nadzvukových letadel. Další cestou je vzrůstající
produkce oxidu dusného denitrifikací syntetických hnojiv používaných ve velkém měřítku po
celém světě. Oxid dusný (N2O) proniká v nezměněné formě troposférou až do stratosféry, kde
z něj po oxidaci vzniká oxid dusný.
Většina oxidu dusičitého (NO2) vzniká přímo ve znečištěné atmosféře oxidací oxidu
dusnatého (NO). Tvoří se také při různých procesech jako např. při nitraci, výrobě kyseliny
dusičné, NPK hnojiv, při povrchové úpravě kovů atd. Emise oxidu dusičitého se významným
způsobem podílejí na vzniku fotooxidačního smogu, vznikajícího např. v době dopravních
špiček za teplých slunečných dnů. Zbarvený NO2 absorbuje sluneční záření v širokém
rozsahu. Přitom dochází k jeho fotodisociaci na oxid dusnatý a atomární kyslík (O). Vzniklé
atomy kyslíku reagují dále s molekulárním kyslíkem (O2) za vzniku ozonu.
Výskyt oxidu dusnatého a dusičitého v troposféře je z hlediska škodlivého vlivu na
životní prostředí nejvýznamnější. Vzhledem k tomu, že většina analytických metod udává
sumu těchto oxidů, obvykle tyto dva plyny shrnujeme pod společný název „suma oxidů
dusíku“ a označujeme jako NOx.
Amoniak (NH3) je bezbarvý plyn s výrazným zápachem, při vyšších koncentracích
dráždí ke kašli a k slzení. Je zdraví škodlivý již při koncentracích, při nichž je cítit (cca 55
ppm). Amoniak je jediný plyn, který v atmosféře vykazuje zásaditou reakci. Hlavním
přírodním zdrojem amoniaku je činnost bakterií při rozkladu bílkovin v půdě a ve vodě.
Antropogenní emise pocházejí zejména z chemického průmyslu a z tepelného zpracování
uhlí. Pro svou značnou reaktivitu má amoniak v ovzduší krátkou průměrnou dobu setrvání
(několik dnů).
130
Otázky a odpovědi pro přednášku č. 3
1) Co jsou skleníkové plyny?
Odpověď :
Teplota naší planety je určována rovnováhou mezi energií přicházející od Slunce ve formě
krátkovlnného záření a energií vyzařovanou Zemí do okolního vesmíru. Krátkovlnné sluneční
záření prochází zemskou atmosférou a ohřívá zemský povrch. Dlouhovlnné záření zemského
povrchu je z části atmosférou pohlcováno a opětovně vyzařováno. Část energie se tak vrací
zpět k zemskému povrchu, který se společně s nejspodnějšími částmi atmosféry ohřívá. Tento
jev je často přirovnáván k funkci skleníku a proto se označuje jako skleníkový efekt a plyny,
které jej způsobují, jsou nazývány skleníkovými plyny.
Obr. 2 Záření přicházející ze Slunce a odcházející teplo z povrchu Země.
2) Co je skleníkový efekt?
Odpověď :
Skleníkový efekt je jeden ze základních jevů ovlivňujících klimatický systém Země
v krátkém časovém horizontu. Jak je znázorněno na Obr. 2, světlo ze slunce – světelné záření
– dopadá z větší části na zemský povrch, kde je absorbováno, odraženo nebo vyzářeno ve
formě tepelného záření, které je zachytáváno určitými plyny. Tento životadárný mechanismus
může však způsobit, že se země začne přehřívat, pokud se v atmosféře nakumuluje příliš
velké množství těchto plynů (Obr. 3). Ty vznikají převážně při spalování fosilních zásob
uhlíku (uhlí, ropa, zemní plyn). Tyto plyny, jež zachytávají unikající teplo, se nazývají
skleníkové plyny.
131
Obr. 3 Schéma skleníkového efektu.
3) Co je přirozený a antropogenní skleníkový efekt?
Odpověď :
Přirozený skleníkový efekt
Některé stopové plyny v atmosféře pomáhají regulovat teplotní režim Země.
Přicházející sluneční záření ohřívá povrch planety. Část odraženého záření je zachycena
těmito plyny v atmosféře, a tím vytváří tzv. přirozený skleníkový efekt. Bez něj by byla
teplota na povrchu planety asi o 30°C nižší a život by byl na Zemi nemožný. Nejdůležitějšími
plyny v zemské atmosféře, které pohlcují infračervené záření, jsou vodní pára a oxid uhličitý.
Tyto látky se podílejí z více než 90% na vytváření tohoto přirozeného skleníkového efektu.
[24]
Účinek se nazývá „přirozeným“ proto, že všechny tyto atmosférické stopové plyny –
kromě chlorofluorovaných uhlovodíků (CFC) – zde byly dávno předtím, než lidé.
Antropogenní skleníkový efekt
Jedná se o navýšený přirozený skleníkový efekt v porovnání se skleníkovým efektem
přirozeného původu. Vzniká působením skleníkových plynů antropogenního původu
(převážně spalování fosilních paliv a odlesňování).
Množství vodní páry v naší atmosféře závisí nejvíce na teplotě povrchu oceánů;
většina vodní páry vzniká vypařováním povrchu oceánů a není přímo ovlivněna lidskou
aktivitou. U oxidu uhličitého je to odlišné. Jeho množství se od začátku průmyslové revoluce
podstatně zvýšilo – dosud asi o 25 % – vlivem průmyslu a také vlivem odlesňování. Zvýšené
množství oxidu uhličitého vede ke globálnímu oteplování povrchu Země, protože se zvyšuje
jeho skleníkový účinek.
132
4) Jaké jsou převodní vztahy podle Kjótského protokolu při převodu na ekvivalent
CO2?
Odpověď :
V Kjótském protokolu nejsou uvedeny vztahy pro převod emisí jednotlivých
skleníkových plynů na jednotnou veličinu. Tento výpočet bohužel není triviální: jednotlivé
skleníkové plyny mají nejen různou schopnost vyvolávat skleníkový efekt, ale i různou
životnost v atmosféře. Vědecké poznání v této oblasti se navíc vyvíjí. Například "První
sdělení ČR o plnění závazků vyplývajících z přistoupení k Rámcové úmluvě OSN o změnách
klimatu" z roku 1994 používal přepočet, podle něhož se potenciál globálního ohřevu (GWP) 1
tuny N2O rovná 270 tunám CO2 (tedy oxid dusný je 270krát silnější skleníkový plyn než oxid
uhličitý) a 1 tuna CH4 rovná 11 tunám CO2. Druhé sdělení z roku 1997 již používalo
koeficienty 320 a 24,5.
Zavedení potenciálu globálního oteplování (GWP) bylo motivováno snahou jednoduše
vyjádřit míru relativního radiačního působení emisí různých skleníkových plynů. Tento index
je definován jako poměr kumulovaného (za období mezi přítomností a vybraným časovým
horizontem) radiačního působení vyvolaného jednotkovou hmotností plynu v současné době
emitovaného do atmosféry a odpovídající hodnoty kumulovaného radiačního působení
zvoleného referenčního plynu (je použit CO2).
Hodnoty GWP pro vybrané skleníkové plyny a časové horizonty 20 a 100 let jsou
uvedeny v T – 02 sestavené podle IPCC.
Potenciál globálního oteplování založený na modelu uhlíkového cyklu „Bern“ a předpokladu,
že koncentrace CO2 v atmosféře zůstává konstantní.
T – 02
Potenciál globálního oteplování (GWP)
Plyn
Chemický vzorec
20 let
100 let
oxid uhličitý
CO2
1
1
metan
CH4
56
21
oxid dusný
N2O
280
310
HFC-23
CHF3
9100
11 700
HFC-41
CH3F
490
150
Hodnoty GWP jsou velmi flexibilní a jejich hodnoty jsou odvozeny od současné
úrovně a míry vědeckého poznání. Protože GWP vychází z konceptu radiační účinnosti má
v sobě zahrnuty i nepřímé radiační působení některých skleníkových plynů. Změny klimatu
mohou však být i nezávislé na změně teploty, což však GWP nedokáže mapovat.
Vodní pára
Nejdůležitějším skleníkovým plynem přirozeného původu v atmosféře je vodní pára
(H2O). Její obsah v atmosféře ovšem není přímo ovlivňovaný lidskou činností. V zásadě je
determinovaný přirozeným koloběhem vody, hodně zjednodušeně řečeno rozdílem mezi
srážkami a tím, co se vypaří.
Velké procento tepla, které je nad zemí zadrženo, je zachyceno vodní párou.
Vyskytuje se však v atmosféře většinou ve formě mraků, které odráží nejen dlouhovlnnou
radiaci zpět na Zem, ale také krátkovlnnou radiaci ze Slunce zpět do kosmu. Který jev
převládne, určuje spousta dalších faktorů (výška mraků, jejich složení, pokrytí oblohy a
133
geografická oblast). Momentálně panují dohady o tom, jestli vodní pára Zemi otepluje či
nikoliv.
Změny její koncentrace se započítávají do celkového efektu prostřednictvím zpětných
vazeb, stejně jako vliv oblačnosti. Ve středních zeměpisných šířkách, pokud by vodní pára
byla jediným skleníkovým plynem, byla by její účinnost ve vztahu ke skleníkovému jevu 60 –
70%.
5) Co je uhlíkový cyklus v přírodě?
Odpověď :
Oxid uhličitý (CO2)
Oxid uhličitý je jedním z hlavních nositelů, jejichž pomocí se v přírodě přenáší uhlík
mezi mnoha přirozenými zásobníky uhlíku – tedy v procesu známém jako koloběh uhlíku
(viz. Obr. 3). Obrázek ukazuje, že přenosy uhlíku (ve formě CO2) do atmosféry a z atmosféry
jsou značného rozsahu. Přibližně jedna čtvrtina celkového množství v ovzduší je každý rok
zapojena do koloběhu uhlíku, polovina tohoto množství v suchozemské biotě a druhá
polovina fyzikálními a chemickými procesy na povrchu oceánů. Suchozemské a oceánské
zásobníky uhlíku jsou mnohem větší než jeho množství v atmosféře. Malé změny v těchto
větších zásobnících by proto mohly mít velký vliv na koncentraci v atmosféře.
Předtím než lidské aktivity začaly významně narušovat ovzduší a během období
relativně krátkých ve srovnání s geologickým časovým měřítkem, byly výměny mezi
zásobníky pozoruhodně stálé. Po několik tisíc let před začátkem industrializace kolem roku
1750 se udržovala stálá rovnováha: koncentrace atmosférického CO2 měřená v jádrech vrtů
v ledovcích byla na úrovni asi 280 ppmv.
Obr. 3 Uhlíkový cyklus v přírodě (hmotnostní údaje jsou v Gt uhlíku (rezervoáry) a v Gt za
rok (toky)).
Na Zemi jsou ale ohromné zásoby uhlíku, který není zapojen do výše zmíněného
cyklu. Těmito zásobárnami jsou ložiska fosilních paliv. Fosilními palivy je míněno uhlí, ropa,
zemní plyn, břidlice apod. Spalováním a jiným využíváním těchto paliv člověk uvolňuje velké
134
množství uhlíku, který se zapojuje do cyklu. Spotřeba fosilních paliv roste od 2. světové války
o 5 % ročně. Jejich spalováním jde do atmosféry ročně 5,7 Gt uhlíku. Mýcením tropických
deštných pralesů další 2 Gt. Zadrží-li oceány 2 Gt a suchozemské organismy také 2 Gt uhlíku,
činí přírůstek uhlíku asi 3 Gt ročně.
Koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře byly v roce 2000 asi 370 ppm, tedy o 30%
vyšší než v roce 1750. K emisím CO2 přispívá v současnosti přibližně ze 70 – 90% spalování
fosilních paliv, která jsou využívána v dopravě, výrobních procesech, k výrobě elektřiny a
tepla apod. Zbývající část emisí oxidu uhličitého pochází z aktivit souvisejících s využíváním
přírodních ploch (zemědělská a lesnická činnost).
Otázky a odpovědi pro přednášku č. 4
1) Jaké přístroje používáme pro měření koncentrace plynů?
Odpověď :
Pro měření koncentrace amoniaku a skleníkových plynů se používá zařízení 1312
Photoacoustic Multi-gas Monitor firmy INNOVA Air Tech Instruments s vícekanálovým
vzorkovacím a dávkovacím zařízením 1309 D Multipoint Sampler téže firmy. Naměřené
hodnoty jsou průběžně ukládány. Teplota vzduchu i jeho relativní vlhkost jsou průběžně
zjišťovány snímacím přístrojem COMMETER D3121 pro registraci, dokumentaci a
vyhodnocení teploty a vlhkosti. Hodnoty teploty i relativní vlhkosti jsou rovněž průběžně
ukládány. Tlak vzduchu je snímán a průběžně ukládán přístrojem COMMETER D4141.
Měření vzduchotechnických parametrů se provádí anemometrem – přístrojem TESTO 445
s kuličkovou sondou pro měření nízkých rychlostí proudění. Měřící přístroje splňují
podmínky ČSN EN ISO/IEC 17 025.
Fotoakustický monitor INNOVA 1312 je vysoce přesný, spolehlivý a stabilní
kvantitativní měřič plynů. Principem měření je fotoakustická infračervená detekční metoda.
To znamená, že přístroj INNOVA 1312 může měřit v podstatě všechny plyny, které jsou
schopny absorbovat infračervené záření.
V karuselu s filtry jsou instalovány příslušné optické filtry (může jich být až 5, plus
jeden na vodní páru), a proto může přístroj selektivně měřit až 5 plynů spolu s vodní párou
v každém vzorku vzduchu. Dále přístroj může kompenzovat interferenci mezi měřenými
plyny využívaje k tomu křížovou kompenzaci (viz. níže). Detekční limit přístroje INNOVA
1312 závisí na měřeném plynu, ale vždy se pohybuje v oblasti hodnot 10-2 ppm.
2) Co je křížová kompenzace při měření koncentrace plynů?
Odpověď :
Některé plyny absorbují infračervené světlo ve stejných vlnových délkách, a to
způsobuje, že není zřejmé, zda naměřená a zobrazená koncentrace je od jednoho nebo
druhého plynu, nebo dokonce od obou dohromady. Tento jev se nazývá křížová interference,
a je známým problémem, pokud k měření používáme tradiční transmisní spektrometry.
Jako příklad vezměme infračervená spektra tří různých plynů, plynu 1, 2 a 3. Za
účelem změření správné koncentrace např. plynu 1, je nutné měřit ve třech vlnových délkách,
indikovaných (optickými) filtry A, B a C. Jestliže je plyn 1 měřen pouze filtrem A, měřená
absorpce bude součtem absorpcí z plynů 1, 2 a 3. Vypočtená koncentrace pak bude chybná.
Tato chyba se nazývá interference plynů 2 a 3 na plyn 1. Taktéž, jestliže je plyn 1 měřen
pouze filtrem C, vypočtená koncentrace bude chybná z důvodu interference plynu 3.
135
Pro vyřešení tohoto problému byl začleněn do přístrojů Photoacoustic Multi-gas
Monitor 1312 a 1314 algoritmus křížové kompenzace. V přístroji je zabudován karusel s filtry
(pro tento příklad A, B a C).
3) Čím je možné měřit teplotu a relativní vlhkost?
Odpověď :
COMMETER D3121
Digitální záznamový teploměr – vlhkoměr s externí sondou. Přístroj je určen pro
měření a záznam teploty a relativní vlhkosti vzduchu externí sondou na kabelu s možností
přímého zobrazení vypočtené teploty rosného bodu. Naměřené hodnoty jsou zobrazovány na
dvouřádkovém LCD displeji a mohou být ukládány v
nastavitelném časovém intervalu do vnitřní, energeticky nezávislé paměti, odkud je lze
přenést do osobního počítače.
Teplota je měřena odporovým snímačem Ni1000/6180ppm. Přístroj porovnává měřené
hodnoty teploty, vlhkosti i rosného bodu se dvěma nastavitelnými hranicemi pro každou
veličinu a jejich překročení signalizuje blikáním příslušné hodnoty na displeji a vypínatelným
akustickým signálem. Je vybaven jednoúrovňovou pamětí Hold pro uchování naměřených
hodnot, které lze stejně jako minimální a maximální hodnotu každé veličiny kdykoliv vyvolat
na displej.
Vybrané technické parametry přístroje:
Teplota:
Rozsah měření: -30 až +105 °C
Rozlišení: 0,1 °C
Přesnost: ± 0,4 °C
Relativní vlhkost (údaj je teplotně kompenzován v celém teplotním rozsahu):
Rozsah měření: 0 až 100 %RV
Rozlišení: 0,1 %RV
Přesnost: ± 2,5 %RV v rozsahu 5 až 95 %RV při 23 °C
Rosný bod (veličina vypočtená z teploty a vlhkosti):
Rozsah: -50 až +105 °C
Rozlišení: 0,1 °C
Přesnost: ± 0,5 °C v rozsahu 30 až 95 %RV
COMMETER D4141
Digitální záznamový termohygrobarometr s externí sondou. Přístroj je určen pro
měření a záznam teploty a relativní vlhkosti vzduchu externí sondou, teploty vzduchu v okolí
přístroje, atmosférického tlaku a tlakové tendence za uplynulé 3 hodiny s možností přímého
zobrazení přepočtené teploty rosného bodu a přepočtené hodnoty atm. tlaku na hladinu moře.
Teplota je měřena odporovými snímači Ni1000/6180ppm, přičemž snímač vnější
teploty a snímač vlhkosti jsou umístěny v připojitelné externí sondě. Snímače tlaku a vnitřní
teploty jsou uvnitř přístroje. Je vybaven jednoúrovňovou pamětí Hold pro uchování
naměřených hodnot, které lze stejně jako minimální a maximální hodnotu každé veličiny
kdykoliv vyvolat na displej.
136
4) Jaké jsou měřicí postupy a principy při měření koncentrace zátěžových plynů?
Odpověď :
Měření emisí amoniaku a skleníkových plynů v zemědělství se do doby platnosti
zákona č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší provádělo výhradně odběrem sledované vzdušniny
do odběrných vaků nebo odběrovým zařízením přímo do kyseliny sírové. V laboratoři se
vzorek z vaků izoloval absorpcí v roztoku kyseliny sírové. Z alikvotní části roztoku se
v mikrodestilačním aparátu oddestiloval a pohltil ve vodě. Obsah amoniaku v destilační
předloze se stanovuje fotometricky za použití Nesslerova činidla.
V současnosti je požadováno kontinuální měření za použití přístrojů pro kontinuální
měření minimálně po dobu 24 hodin. V Evropské unii i u nás se používají metody měření za
použití elektrochemických čidel (v EU se již nepoužívá, v ČR jen jako orientační měření)
nebo fotoakustické spektroskopie. Pro vlastní měření v této práci je použita metoda
fotoakustické spektroskopie.
5) Co je fotoakustická spektroskopie (FAS) a fotoakustická detekce (FAD)?
Odpověď :
Fotoakustický efekt je založen na transformaci světelné energie na zvukovou pomocí
měřeného plynu, kapaliny nebo pevné látky. Byl vynalezen sirem Alexandrem Grahamem
Bellem v druhé polovině 18. století, ale dlouho byl považován jen jako víceméně kuriozita.
Až v 70. letech 20. století byl znovu oživen zájem o tento jev, a to z důvodu vynalezení laseru
a velmi citlivé detekční techniky.
Od této doby jsou přístroje na principu fotoakustického jevu používány ke sledování
širokého spektra plynů v různých aplikacích, jako jsou laboratorní pokusy, měření zátěží
životního prostředí apod.
Ve fotoakustické spektroskopii je měřený plyn ozářen modulovaným světlem
s předem určenou vlnovou délkou. Molekuly plynu absorbují část světelné energie a převedou
jí na akustický (zvukový) signál, který je následně detekován mikrofonem.
Zdroj infračerveného světla je sférický, vsazený do černého vyhřívaného těla. Zrcadlo
usměrňuje světlo, poté co projde děličem světla a optickým filtrem, do okna fotoakustické
detekční komory (FAD komora). Světelný dělič je disk s otvory, který se otáčí a tím propouští
světlo po dávkách. Optický filtr je úzkopásmový infračervený interferenční filtr.
Po průchodu oknem, vstoupí světelný paprsek do FAD komory. Jestliže je frekvence
přiváděného světla je shodná s absorpčním pásmem plynu, který je ve FAD komoře,
molekuly tohoto plynu pohltí část tohoto světla. Čím vyšší je koncentrace plynu
v komoře, tím více světla pohltí. Tím, že plyn část světla pohltí, zvýší se jeho teplota a
z toho důvodu expanduje a zvětšuje tlak v komoře. Tím jak je světlo děleno na dávky, tlak
plynu v komoře narůstá a klesá – a tak je generován zvukový signál. Tento signál je
detekován dvěma mikrofony. Výstupní elektrické signály z obou mikrofonů jsou před
zpracováním zesíleny v zesilovači.
137
Otázky a odpovědi pro přednášku č.5
1) Jak byly do České legislativy zavedeny „ Nejlepší dostupné technik“ ?
Odpověď :
Dne 5. února 2002 byl v České republice přijat zákon č. 76/2002 Sb. o integrované
prevenci a omezování znečištění, o integrovaném registru znečišťování a o změně
některých zákonů (zákon o integrované prevenci), který nabyl účinnosti dne 1. ledna
2003. Tímto úkonem byla do českého právního řádu implementována směrnice Rady
96/61/EC o integrované prevenci a omezování znečištění (Integrated Pollution Prevention
and Control - IPPC), která byla v členských státech EU přijata v září 1996 a od října 1999
je v platnosti, a jejíž implementace byla jednou z podmínek pro přijetí ČR do Evropské
unie. Ještě téhož roku se prostřednictvím Ministerstva životního prostředí – garanta
implementace směrnice Rady 96/61/EC do české legislativy, do procesu integrované
prevence a omezování znečištění zapojila i Česká republika. V resortu zemědělství se
první zmínky o dané problematice začaly objevovat na konci roku 2000, kdy byla pro
odbornou a širokou chovatelskou veřejnost uspořádána první konference, týkající se
implementace směrnice Rady 96/61/EC do resortu zemědělství.
2) Co je směrnice Rady 96 / 61/ EC ?
Odpověď :
Směrnice Rady 96/61/EC má za cíl postupně přejít při výrobních procesech ze
strategie kontroly a řízení, která přinutila znečišťovatele investovat do nákladných opatření na
ochranu životního prostředí prostřednictvím koncových technologií, které nejsou integrální
součástí výrobní technologie, ale jsou přidávány na její konec za účelem zachycení nebo
úpravy produkovaného znečištění (odlučovače, čistírny odpadních vod, spalovny, skládky) na
strategii prevence. Tímto rozumíme takovou strategií ochrany životního prostředí, která
předchází vzniku znečištění u zdroje. U výrobních procesů toho dosahuje především
efektivnějším využíváním vstupů výroby.
3) Jaký charakter má zákon o IPPC ?
Odpověď :
Účelem zákona je ochrana životního prostředí jako celku, tzn. přejít od masového
využívání koncových technologií, jež pouze převádějí znečištění z jedné složky životního
prostředí do druhé, k prevenci a minimalizaci znečištění přímo u zdroje a životní prostředí
brát komplexně v celém kontextu výrobních a zemědělských činností.
Zákon (IPPC) je tzv. horizontálním zákonem, je to předpis speciální, jehož aplikace
má přednost před použitím složkových zákonů. Znamená to, že povolovatel provozů (Krajský
úřad) postupuje podle zákona IPPC při posuzování žádosti o povolení provozu. Cílem zákona
je zpřehlednit, provázat a zjednodušit pracovní postupy v rozhodování podle složkových
zákonů v oblasti životního prostředí prostřednictvím tzv. integrovaného povolování, jehož
výsledkem má být rozhodnutí o žádosti pro vydání integrovaného povolení. Integrované
povolení nahrazuje rozhodnutí, stanovisko, vyjádření a souhlasy, které jsou vyžadovány podle
jiných právních předpisů, pokud je jimi dáván souhlas k provozu zařízení nebo k činnosti
provozované v zařízení, nebo pokud je neopomenutelným podkladem v rámci procesu
povolování staveb tzn., že provozovatel nemusí jako doposud žádat o jednotlivá dílčí
složková povolení jednotlivé dotčené orgány, ale podá pouze jednu žádost v elektronické
podobě a ty pak vydají svá stanoviska již přímo povolovateli.
138
S tímto tématem souvisí i rozsah novelizovaných předpisů. Ze strany EU je
požadováno jako minimum integraci v oblasti ovzduší, vody, znečišťování půdy a odpadů.
Zákon 76/2002 Sb. tento minimální požadavek přesahuje o oblast ochrany půdy, ochrany
přírody a krajiny, lázeňství, veterinární péče a částečně i o oblast veřejného zdraví.
4) Jakých nařízení v resortu zemědělství se týká problematika IPPC ?
Odpověď :
Z resortu zemědělství se problematika IPPC týká následujících zemědělských a
potravinářských zařízení:
• 6.4. a) jatka o kapacitě porážky větší než 50 t opracovaných těl denně;
b) zařízení na úpravu a zpracování za účelem výroby potravin nebo krmiv:
- z živočišných surovin (jiných než mléka), o výrobní kapacitě větší než 75 t
hotových výrobků denně,
- z rostlinných surovin o výrobní kapacitě větší než 300 t hotových výrobků
denně
(v průměru za čtvrtletí);
c) zařízení na úpravu a zpracování mléka, kde množství odebíraného mléka je větší
než 200 t denně (v průměru za rok).
• 6.5. Zařízení na zneškodňování nebo zhodnocování zvířecích těl a živočišného odpadu
o kapacitě zpravování větší než 10 t denně.
• 6.6. Zařízení intenzivního chovu drůbeže nebo prasat mající prostor pro více než :
a) 40 000 kusů drůbeže,
b) 2 000 kusů prasat na porážku (nad 30 kg), nebo
c) 750 kusů prasnic.
5) Co jsou referenční dokumenty o nejlepších dostupných technikách (BREF)?
Odpověď :
V zemědělství byla koncem roku 2002 dokončena příprava závěrečné verze Referenčního
dokumentu BAT pro intenzivní chov drůbeže a prasat, který byl přeložen a umístěn na
informační portál zřízený MPO ČR jako podpora výměny informací o IPPC. Tento úkon byl
velice zásadní pro uklidnění odborné i široké zemědělské veřejnosti, neboť panovaly obavy
z likvidace českého zemědělství v důsledku nesplnění požadavků na nejlepší dostupnou
techniku. Referenční dokument ovšem ukázal, že technologie používané v Evropské unii jsou
zcela běžné i v České republice a požadavkům integrované prevence lze za určitých podmínek
vyhovět. To se týká zejména provozů udržovaných, bezproblémově splňujících veškeré
složkové zákony. Zároveň se ukázalo, že v českém zemědělství doposud chybí při řízení a
správě podniků prvky environmentálního systému řízení, jejichž zavedení je považováno za
BAT, proto je nutné s nimi již při podávání žádosti o integrované povolení počítat. Jedná se
zejména o zavedení Zásad správné zemědělské praxe z hlediska IPPC, z hlediska Nitrátové
směrnice a z hlediska zákona č.86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, který je se zákonem č.
76/2002 Sb. o integrované prevenci přes nařízení vlády 353/2002 Sb. přímo propojen.
V potravinářství a v zařízení pro zpracování živočišných konfiskátů pracovní skupina
pro zavádění programu IPPC v potravinářském průmyslu připomínkovala překlad BREFu
TWG Sevilla z oblasti jatečnictví a oblasti zpracování potravin, mléka a nápojů. Formálně i
částečně věcně upravený překlad návrhů BREFů byl vložen na server VÚPP a oficiální server
informačních služeb MPO v rámci podpory IPPC. Při práci na BREFech se ukázalo, že zatím
139
je tento materiál poměrně dosti neúplný a řada technologií v potravinářském průmyslu ČR je
na stejné anebo vyšší úrovní i z hlediska ochrany životního prostředí jako celku.
V roce 2003 připravila TGW v Seville 2. a 3. (konečný) návrh BREFu průmyslu jatek
a průmyslu vedlejších živočišných produktů. Tento dokument pokrývá průmyslové činnosti,
uvedené v odst. 6 bod 4 písm. a) a odst. 6 bod 5 přílohy 1 uvedené směrnice, tj.
• 6.4.(a) Jatka s výrobní kapacitou opracovaných jatečních trupů vyšší, než 50 tun denně
• 6.5. Zařízení pro likvidaci nebo recyklaci zvířecích trupů a živočišného odpadu se
zpracovatelskou kapacitou přesahující 10 tun denně.
Spojení obou bodů přílohy 1 do jednoho BREFu vysvětlují autoři tím, že některé jateční
procesy lze chápat jako přidružené činnosti podle 6.4.(a), i když by na první pohled měly být
spíše činnostmi podle 6.5. Nedílnou součástí je i jejich úprava pro zveřejnění i pro ostatní
uživatele na informačním portále IPPC.
V oblasti potravin, nápojů a mlékárenského průmyslu TGW v Seville v roce 2003
připravila 2. návrh dokumentu BREF pro potravinářský průmysl pod označením „Potraviny,
nápoje a mlékárenský průmysl“.
Zavádění systémů ekologického hospodaření (EMS) odráží vysokou prioritu,
přisuzovanou ekologickým problémům a jejich integraci do všech stránek činnosti průmyslu
potravin, nápojů a mléka. EMS zahrnují vypracování zásad jednání a pokynů, stanovení
obecných cílů a zřizování programů, přidělování ekologické odpovědnosti a povinností
v rámci organizační struktury, školení a komunikační aktivity, provozní kontrolu a provádění
průzkumů a revizí.
Otázky a odpovědi pro přednášku č.6
1) Jak mohou být redukovány emise zátěžových plynů z chovů drůbeže?
Odpověď :
Emise mohou být redukovány snížením množství trusu, změnou jeho složení,
včasným odklizem ze stáje a jeho uložením mimo stáj nebo okamžitým zapravením na
pole. Sušením trusu se docílí snížení emisí amoniaku, čímž se předejde úniku dusíku a
v trusu se tak udrží jeho koncentrace. Dusíku je pak do půdy aplikováno více, ale
během rozmetání opět může dojít k jeho emisi.
2) Jaké jsou technologie klecového chovu nosnic z hlediska snižování emisí
amoniaku?
Odpověď :
Tyto technologické systémy mohou tvořit pestrou škálu provedení jednotlivých ustájovacích
zařízení, typů klecí, systémů odklizu trusu a zařízení pro skladovaní trusu. Nejvíce technologií
vychází ze základního systému klecí umístěných nad otevřeným trusným kanálem. Tato
technologie není považována za BAT, ale slouží jako technologie referenční – srovnávací a
proto zde není dále popisována. Množství emisí amoniaku spojených s tímto typem ustájení
bylo uvedeno v rozmezí od 0,083 (Holandsko) do 0,22 (Itálie) kg NH3/ks/rok.
Prostory určené ke skladování trusu mohou být spojeny buď přímo s ustájovacími
prostory nebo se mohou nacházet v oddělené a samostatné části stavby k těmto účelům
určené. Emise amoniaku musí být vyčísleny jak z ustájovacího prostoru, tak ze skladu
exkrementů. Emise vznikající při uskladnění trusu jsou způsobeny chemickými reakcemi
v exkrementech a závisí na množství sušiny obsažené v exkrementech, na teplotě hromady
trusu, na okolní teplotě ve skladu a na vlhkosti trusu. Stále rozšířeným způsobem manipulace
140
s exkrementy je jejich obohacení vodou. Tímto se sice nepatrně sníží emise amoniaku, ale
vzrostou emise zápachu a celkové množství exkrementů. Sušení trusu má za cíl potlačit
chemické reakce a omezit emise. Jsou používány různé systémy sušení proudem vzduchu,
procházejícím nad trusnými pásy a urychlujícím proces sušení. Spojením pravidelného
odklizu trusu a jeho sušením dochází k nejvyššímu snížení emisí amoniaku z ustájení a
uskladnění, ovšem za cenu určitých nákladů na energii.
Je rozdíl mezi ustájením klecovým a bezklecovým. Zavedení technologií do existujících
ustájeních nosnic musí být hodnoceno z pohledu nové evropské legislativy o welfare nosnic,
podle které budou postupně běžné klecové chovy vyřazovány z provozu a bude umožněno
používání pouze systémů upravených klecí nebo systémy volného ustájení (např.voliérové).
3) Jaké jsou technologie ustájení kuřecích brojlerů z hlediska snižování emisí
amoniaku?
Odpověď :
Obvykle jsou brojleři ustájeni na hluboké podestýlce. Z hlediska welfare zvířat a
minimalizace emisí amoniaku musí zůstat podestýlka suchá. Obsah sušiny u podestýlky a
emise amoniaku závisí na:
• Napájecím systému.
• Délce výkrmového období.
• Ustájovací kapacitě.
• Na odizolování podlahy.
Jednoduchý způsob jak snížit emise amoniaku je předejít rozlívání vody. Kapátkové
napáječky nebo šálky brání únikům vody. Ve vylepšených provedeních, známých jako VEA
systémy (z holandské zkratky pro „ustájení brojlerů s nízkými emisemi“) je pozornost
věnována izololaci budovy, napájecímu systému a používáním dřevěných pilin nebo hoblin.
Přesné měření ukázalo, že jak tradiční systémy a VEA systémy dosahují emisí amoniaku 0,08
kg NH3/ks/rok. Toto emisní množství je považováno za referenční.
Tab. 6.3.: Souhrn charakteristik integrovaných systémů pro ustájení brojlerů
Technologie
ustájení
Reference:
systém chovu na
hluboké podestýlce
–
větrání
ventilátory
4.5.3.1.
perforovaná
podlaha a nucené
sušení trusu
4.5.3.2
systém
se
Snížení
amoniaku
(%)
0,08
(kg
NH3/ks/rok)
83
94
Mezisložkové
dopady (crossmedia effects)
Roční náklady
(EUR
na
Použitelnost snížení
amoniaku o 1
kg)
Běžně užívaný
Prašnost
Vstup
energie
závisí
na
ventilačním
systému
Vysoký
vstup Založený
energie
referenční
technologii
Vysoký
vstup Požadavky
energie Zvýšená stupňovitou
na
2,73
na
2,13
141
stupňovitou
a
plovoucí podlahou
s nuceným sušením
4.5.3.3
systém
se
stupňovitými
klecemi
a 94
snímatelnými boky
klecí
s nuceným
sušením trusu
prašnost
konstrukci podlahy
Vysoký
vstup
energie Zvýšená
prašnost
Prašnost
nižší
pokud
není
používána
podestýlka
Požadavky
na
stupňovitou
konstrukci podlahy
Omezení z hlediska 2,13
welfare zvířat
4) Jaké jsou koncové technologie pro snížení emisí do ovzduší z chovů drůbeže?
Odpověď :
6.4.1Chemická pračka vzduchu
Popis:
Veškerý větrací vzduch, vycházející ze stáje, bude před vypuštěním do ovzduší veden přes
chemickou čistící jednotku. V této jednotce je čistící tekutina – kyselina, čerpána do prostoru
jednotky, kde v kontaktu s ventilačním vzduchem na sebe naváže amoniak a jednotku pak
opouští vyčištěný vzduch. Jako čistící kapalina se nejvíce používá kyselina sírová nebo místo
ní lze použít kyselinu chlorovodíkovou. Chemická vazba probíhá podle následující chemické
rovnice: 2 NH3 + H2SO4 → 2 NH4+ + SO4-.
Obr. 6.18:
provedení
pračky
Schéma
chemické
vzduchu
Dosažené
environmentální přínosy:
Pro běžně používané systémy ustájení nosnic na hluboké podestýlce a pro běžně používané
systémy chovu brojlerů jsou procenta snížení amoniaku uvedena v tabulce.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Tento systém vyžaduje skladování chemikálií. V odpadní vodě po vyčištění vzduchu se
v závislosti na použité technologii vyskytují vysoké koncentrace sulfátů nebo chloridů, což
může být omezující faktor pro používání této technologie. Používání praček vzduchu zvyšuje
na farmě spotřebu energie.
Použitelnost:
Tento systém jako koncová technologie může být zaveden do jakýchkoli stájí, nových
nebo stávajících, kde je možnost usměrnit proud vzduchu směrem ke vstupu do pračky.
Systém není vhodný pro přirozeně větrané typy stájí.
142
Vysoká úroveň prachu ve vzduchu opouštějícím stáj může negativně ovlivnit čistící
proces. Z tohoto důvodu se systém praní vzduchu stává méně vhodný pro systémy ustájení se
suchým klimatem ve stáji nebo produkujících exkrementy s vysokým obsahem sušiny.
Nezbytné je použití prachových filtrů, které se zvýší tlak v sytému a následně i spotřebu
energie. Systém vyžaduje pravidelné sledování, které zvýší náklady na pracovní sílu.
Tab.6.4.: Souhrn provozních údajů a nákladů na chemickou pračku vzduchu pro systémy
ustájení nosnic a brojlerů
Typ drůbeže
Nosnice
(hluboká
Výkonnost
Brojleři
podestýlka)
0,095
0,015
Emise kg NH3/ks/rok
70
81
Procento snížení
3,18
3,18
Zvýšené investiční náklady (EUR/kus)
Zvýšené investiční náklady (EUR/ kg
14,55
48,92
NH3)
0,67
0,66
Zvýšené roční náklady (EUR/kus)
6.4.2.Externí sušící tunel s perforovanými trusnými pásy
Popis:
Trus je odklízen z haly pro chov nosnic pomocí trusných pásů umístěných pod klecemi.
Odtud je transportován na nejvyšší trusný pás sušícího tunelu, tvořeného několika řadami
perforovaných pásů a postupně procházející mezi jednotlivými konci tunelu. Na konci nejníže
položeného pásu má trus obsah sušiny 65 – 75 % a je uložen do kontejneru nebo zakrytého
skladovacího prostoru. Sušící tunel je provětráván vzduchem z ustájovacího prostoru. Je
nezbytné počítat s určitou spotřebou elektrické energie. Tunel je obvykle postaven na boku
stáje.
143
Obr.6.19:
Princip
externího
sušícího
tunelu
s perforovanými
trusnými
pásy
Dosažené environmentální přínosy:
Uvedené emise amoniaku jsou 0,067 kg NH3/ks/rok a zahrnuje emise i ze sušícího tunelu.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Je potřeba zvýšené množství elektrické energie k zajištění větrání systému, protože
ventilátory pro sušící tunel jsou stejné jako ventilátory určené k větrání stáje, jenže současně
musí být v provozu více trusných pásů. Zvýšená spotřeba je daná provozem více pásů.
Úroveň emisí zápachu ve stáji je pravděpodobně nižší než při sušení trusu uvnitř stáje.
Provozní údaje:
Je možné získat během krátké doby trus s vysokým obsahem sušiny. Pokud nelze zajistit
pravidelné odvážení kontejnerů s trusem, je nezbytné mít k dispozici oddělené skladovací
zařízení.
Použitelnost:
Tento systém může být použit i v nových zařízeních, ale je zejména vhodný pro stávající
zařízení, kam může být bez problému zaveden. Požaduje se pouze zajistit dodávku teplého
vzduchu do sušícího tunelu.
Náklady:
Zvýšené náklady na energii činí 0,03 EUR/kus/rok. Celkové provozní náklady (včetně
investic a provozních nákladů) činí 0,06 EUR/kus/rok. Snížení emisí amoniaku o 1 kg přijde
na 0,37 EUR, což je 70 % snížení emisí amoniaku.
5) Jaké jsou emise amoniaku do ovzduší z ustájené drůbeže?
Odpověď :
Hodnocení systémů pro ustájení nosnic by mělo brát v úvahu požadavky stanovené
evropskou směrnicí pro chov nosnic (74, EC, 1999). Tyto požadavky zakazují od roku 2003
používání konvenčních klecových systémů v nových zařízeních a od roku 2012 budou
všechny v současnosti běžné klecové systémy zakázány úplně. Na základě výsledků studií a
jednání bude v roce 2005 rozhodnuto, zda-li výše uvedená směrnice nebude přehodnocena.
Jedna určitá studie je zaměřena na hodnocení různých systémů ustájení nosnic, mimo jiné i
z hlediska zdravotních a environmentálních dopadů.
Zakázáním konvenčních klecových systémů budou kladeny požadavky na užívání tzv.
upravených klecových systémů nebo neklecových systémů (alternativní systémy). To má vliv
na hodnocení investic na modernizaci stávajících zařízení a výstavbu nových zařízení. Pro
systémy jež budou směrnicí zakázány a do nichž bude potřeba investovat by bylo
nejvhodnější desetileté období pro odpis vložených investic.
Klecové ustájení
Nejvíce nosnic je stále chováno v konvenčních klecových systémech a z těchto
systémů plyne i nejvíce informací o snižování emisí amoniaku. V této části jsou klecové
technologie porovnávány s určitým referenčním systémem, kterým je otevřený trusný sklep
pod klecemi (4.5.1)
144
BAT je:
Klecový systém s odklizem trusu alespoň dvakrát týdně pomocí trusných pásů do
uzavřeného trusného prostoru (4.5.1.4).
• Vertikální bateriové klecové systémy s trusným pásem s nuceným sušením pomocí
vzduchu, kde trus je odklízen alespoň jednou týdně do uzavřeného trusného prostoru
(4.5.1.5.1)
•
Otázky a odpovědi pro přednášku č.7
1) Jaké jsou systémy pro chov prasat a odklizu kejdy?
Odpověď :
Ve velkochovu prasat se jednotlivé použité produkční systémy týkají příslušné
produkční fáze chovu. Různé kategorie prasat vyžadují různé podmínky, a proto jsou
zapotřebí oddělené boxy nebo sekce pro zapuštěné a březí prasnice, pro vysokobřezí a rodící
prasnice a pro předvýkrm a výkrm prasat. Rozlišují se následující systémy ustájení prasnic a
prasat:
• Systémy ustájení pro zapuštěné prasnice.
• Systémy ustájení pro březí prasnice.
• Individuální systémy ustájení pro kojící prasnice se selaty.
• Systémy ustájení pro odstavená selata (od odstavení do 25 - 30 kg živé
hmotnosti).
• Systémy ustájení pro předvýkrm a výkrm prasat (od 25 - 30 kg do 90 - 160 kg
živé hmotnosti).
Ve velkochovech prasat se používají systémy turnusového chovu. K ochraně prasat
před infekčními chorobami se zakoupená selata nebo zvířata určená pro sestavení chovné
jednotky mohou umístit na nezbytnou dobu do karantény. Kejda pocházející z této části se
obvykle do jímky na kejdu odklízí přímo, nikoliv přes hnojné kanály umístěné uvnitř budovy.
Pro všechny výše uvedené systémy se používají odlišné druhy stájových podlah. Tyto mohou
být celoroštové, částečně roštové nebo plné (betonové), které mohou být nastlány slámou
nebo jinou podestýlkou. Rošty mohou být vyrobeny z betonu, litiny nebo z plastu a mohou
mít různé tvary (např. trojúhelníkový). Plocha otvorů zaujímá přibližně 20 – 30 % roštové
plochy.
V systému ustájení prasnic (bez selat) jsou odlišnosti také mezi skupinovým a
individuálním ustájení, zatímco odstavená selata a výkrmová prasata jsou vždy chována
skupinově.
S typem podlahy také souvisí odlišné systémy odklizu kejdy a moči, počínaje
hlubokými jímkami s dlouhou dobou uskladnění, a konče mělkými jímkami s hnojnými
kanály z kterých je kejda pravidelně odklízena gravitačně nebo pomocí klapky nebo je
splachována pomocí tekutiny.
Systémy ustájení se mohou dále lišit ve způsobu větrání stáje. Větrání může být
přirozené nebo nucené, kde stájové mikroklima je řízeno systémem výtápění a chlazení nebo
pomocí ventilátorů.
145
2) Jaké jsou technologie snižující emise z ustájení prasat?
Odpověď :
Technologie se dělí do následujících kategorií :
• Integrované technologie.
• Nutriční opatření snižující obsah N v exkrementech
• Řízení stájového mikroklima.
• Optimalizace navrženého systému ustájení prasat.
• Koncové technologie tzv. „na konci trubky“.
Jsou ověřena nutriční opatření předcházející vzniku emisí z chovů, snížením
koncentrace dusíku v exkrementech. Ačkoliv úroveň emisí uvolňovaných do ovzduší
ovlivňuje mnohem více faktorů, měly by být v různých dietách jasně definovány rozdíly tak,
aby bylo možné správně interpretovat údaje týkající se výkonnosti jednotlivých technologií
ustájení prasat. V mnoha případech, údaje o jednotlivých chovných systémech a s nimi
spojených úrovní emisí amoniaku neobsahují informace o tom, zda-li byla použita krmiva se
sníženým obsahem dusíku. Proto není vždy jasné, zda-li environmentální výkonnost
ustájovacího systému může být přičítána pouze určité změně v provedení technologie nebo
jiným faktorům, jako jsou např. krmné technologie. Předpokládá se, že se většinou používá
fázové krmení, a že úrovně emisí (faktorů) jsou porovnatelné.
Řízení stájového mikroklima, znamená snížení rychlosti vzduchu nad povrchem
exkrementů a snížení teploty uvnitř stáje (menší znečištění podlah) může dokonce i snížit
emise. Optimální řízení prostředí ve stáji, zejména v období letních měsíců, může přispívat
k zajištění kálení zvířata v prostoru kaliště, zatímco prostory lože zůstávají čisté a suché.
Nízká úroveň proudění, teplota přiváděného vzduchu a rychlost vzduchu v zóně zvířat a nad
podlahami stáje sníží výskyt a uvolňování znečišťujících látek. Struktura proudění vzduchu
uvnitř stáje může být příznivě ovlivněna polohou a rozměry vstupních a výstupních otvorů
(např. odsávání na boku nebo ve štítu stáje). Přívod vzduchu perforovanými kanály nebo
porézním stropem způsobí v zóně zvířat nízké proudění vzduchu. Teplota přiváděného
vzduchu a úroveň proudění mohou být snižovány např. umisťováním vstupních otvorů do
stinných míst nebo vedením vzduchu potrubím nad krmištěm nebo tepelného výměníku.
Tyto faktory vyžadují určitý energetický vstup a musí být řízeny tak, aby byly prasatům
zajištěny potřebné podmínky.
K tomu systémy ustájení využívají následujících základních provedení:
• Snížení povrchu exkrementů emitujících emise.
• Zvýšení frekvence odklizu chlévské mrvy, moči nebo kejdy.
• Ochlazování povrchu exkrementů.
• Kombinace těchto technologií (do 70 %).
Snížení plně roštové podlahy na 50 % plochy roštů sníží plochu povrchu exkrementů
emitujících emise přibližně o 20 %, přičemž se počítá i s exkrementy ulpěnými na plné části
podlahy. Větší účinek roštové podlahy byl zjištěn, když se poměr šířky roštů a otvorů mezi
rošty blížil jedné. Použitím pružnějších materiálů na tyto podlahy se docílilo snížení úniku
amoniaku skoro o 30 %. Ke zvýšení emisí došlo v případě, když vzdálenost mezi hladinou
exkrementů v prostoru pod podlahou a dolní hranou roštů, byla menší než 50 cm.
Principiálně jsou emise nižší, je-li plocha roštové podlahy menší a je-li menší i plocha
povrchu exkrementů emitujících emise. Důležité je ovšem najít správný poměr mezi roštovou
146
a neroštovou plochou. Zvětšováním neroštové plochy zůstává na plné části podlahy více
exkrementů, což může také vést ke zvyšování emisí amoniaku.
Zda-li k tomu dochází či nikoliv, do značné míry záleží na množství moči a na
rychlosti s jakou může odtéct, ale i na vzdálenosti k hnojné jámě. Konvexní hladká podlaha
zrychlí odtok moči, musí se ovšem vzít na zřetel bezpečnost zvířat.
Odkliz shrnovačem (snížení 80 %) nebo splachování (snížení 70 %)) exkrementů se
považuje při snižování emisí za efektivní, ale účinek u některých kategorií zvířat není vždy
prokazatelný (např. u výkrmových prasat a nebo březích prasnic). Při odklizu exkrementů
pomocí shrnovačů mohou fyzikální vlastnosti exkrementů a hladkost povrchu podlahy hnojné
jámy ovlivnit účinek snížení emisí amoniaku.
Ačkoliv CH4, nmVOC a N2O jsou považovány za nejvýznamnější emise, největší
pozornost je věnována emisím NH3, jako klíčovému polutantu, který je vylučován v největším
množství. Téměř všechny informace týkající se snižování emisí z chovů prasat se pojí ke
snížení emisí NH3. Předpokládá se, že technologie určené ke snižování emisí NH3 budou
snižovat i emise ostatních plynných látek. Je také důležité si uvědomit, že snižování emisí
z ustájení zvířat potenciálně vede ke snižování emisí z uskladnění a aplikace exkrementů.
Všechna integrovaná opatření vedoucí ke snižování emisí NH3 z chovů prasat povedou
ke zvyšování množství aplikované kejdy, což následně může vést ke zvyšování emisí
amoniaku během aplikace na pole.
3) Jaké jsou integrované systémy ustájení pro zapuštěné a březí prasnice z pohledu
snížení emisí NH3?
Odpověď :
Výsledky dosažené v technologii ustájení zapuštěných a březích prasnic jsou uvedeny
v tabulce 2. Úroveň výkonnosti podobných uspořádání ustájení předvýkrmových a
výkrmových prasat je uvedena v tabulce 3. Je zřejmé, že některé technologie mají větší
redukční potenciál, než technologie jiné. Vlivy jako je skupinový nebo individuální typ
chovu, použití slámy a klimatické podmínky během měření ovlivnily úroveň měřených emisí.
Referenční technologií pro prasnice je hnojná jáma pod plně roštovou podlahou s betonovými
rošty, odkud je kejda odklízena na konci turnusu nebo v delších intervalech. Nucená ventilace
odstraňuje z uskladněné kejdy emitující plynné emise.
Tab.2: Výkonnost integrovaných technologií ustájení zapouštěných a březích prasnic u
nových zařízení
Roční
Číslo
Vstup energie
Snížení NH3
vícenákldy
kapitol Systém ustájení
(kWh/místo/r
(%)
(EUR/místo/rok
y
ok)
)
Individuálně ustájené prasnice 3,12 – 4,2
na plně roštové podlaze NH3/prasnici/r
(reference)
ok
Plně roštová podlaha (PRP)
(-/-)8,60)
PRP s vakuovým systémem
25
(2000)
PRP
Bez
(-/-)12,16
30
22,8
s vyplachovan provzdušnění
(2000)
147
ými kanálky
S
66
provzdušněním
PRP
Bez
s vyplachovan provzdušnění
ými
S
žlaby/potrubím
provzdušněním
Částečně roštová podlaha( ČRP)
ČRP se zmenšenou hnojnou
jámou
ČRP s chlazeným povrchem
kejdy
ČRP
Betonové rošty
s vakuovým
Kovové rošty
systémem
Bez
ČRP
provzdušnění
s vyplachovan
S
ými kanálky
provzdušněním
ČRP
Bez
s vyplachovan provzdušnění
ými
S
žlaby/potrubím provzdušněním
ČRP
se Betonové rošty
shrnovačem
(březí
Kovové rošty
prasnice)
ČRP
+
externí
plocha/podestýlka
ČRP + podestýlka
Plná betonová podlaha (PBP)
PBP plně podestlaná
PBP
+
externí
plocha/podestlaná
40
55
(-/-)4,82
40,3
(2000)
(-/-)2,44 – (-/)8,54
18,5
(2000)
0,5 – (-/-)5,54
32,4
(2000)
25
1,76 – 5,80
(1998)
112,75
(1998)
n.d.
35
n.d.
-
50
n.d.
21,7
60
n.d.
38,5
40 – 60
57,9
(1998)
14,4
70
n.d.
30
15 – 40
n.d.
n.d.
60
n.d.
n.d.
30
n.d.
n.d.
-33
n.d.
n.d.
0 (-67 %)
n.d.
n.d.
20
n.d.
n.d.
20 – 40
52
n.d.
8,5
-
4) Jaké jsou integrované systémy ustájení pro předvýkrmová a výkrmová prasata?
Odpověď :
V tabulce 3 jsou uvedeny potenciální BAT technologie pro výkrmová prasata.
148
Tab.3: Výkonnost integrovaných technologií ustájení zapouštěných a březích prasnic
u nových zařízení
Roční
Číslo
Snížení
Vstup energie
vícenákldy1,2
kapitol Systém ustájení
NH3
(kWh/místo/r
(EUR/místo/rok
y
( % )5
ok)
)
2,39 (DK)
(I,
Skupinové ustájení prasat na plně –3,0
roštové
podlaze
(referenční NL, D)
technologie)
NH3/kus/ro
k
Plně roštová podlaha (PRP)
PRP s vakuovým systémem
25
(-/-)4,30 (2000) Bez
PRP
30
(-/-)6,08 (2000) 11,4
provzdušnění
s vyplachovanými
S
kanály
55
(-/-)2,41 (2000) 20,15
provzdušnění
(-/-)1,22 – (-/Bez
PRP
40
)4,27
9,2
provzdušnění
(2000)
s vyplachovanými
žlaby/potrubí
0,28 – (-/-)2,77
S
55
16,2
(2000)
provzdušněním
Částečně roštová podlaha (ČRP)
ČRP se zmenšenou hnojnou jámou 20 – 33
0,88 (I) (1998)
n.d.
5,5 (NL) (1998) 14
ČRP s chlazeným Betonové rošty 50
povrchem kejdy
Kovové rošty 60
8 (NL) (1998)
14
ČRP s vakuovým Betonové rošty
systémem
Kovové rošty
Bez
ČRP
provzdušnění
s vyplachovanými
S
kanály
provzdušněním
Bez
ČRP
provzdušnění
s vyplachovanými
žlaby/potrubím
S
provzdušněním
ČRP s kanálem se Betonové rošty
skloněnými
Kovové rošty
bočními stěnami
ČRP
se Betonové rošty
shrnovačem
Kovové rošty
ČRP + externí podestlaná plocha
Plná betonová podlaha (PBP)
PBP hluboká podestýlka
25
35
(-/-)4,0
n.d.
-
50
(-/-)6,07
8,6
60
(-/-)2,89
16,8
(-/-)2,96 – 9,45
1,5 – 6,1
12,50
1,5 – 6,1
70
(-/-)1,42 (2000)
13,3
60
n.d.
n.d.
66
40
50
30
n.d.
(-/-)5,93
(-/-)5,93
n.d.
n.d.
0,60
0,60
12,6
0
n.d.
n.d.
Beton.
rošty
Kovové
rošty
6
0
6
5
149
PBP hluboká podestýlka /otevřené
- 33 %
čelo
PBP + externí podestlaná plocha
20 – 30
8
-11
(-/-)1,09 – 6
2,43
Systémy s plnou betonovou podlahou a částečně zaroštovanou externí chodbou jsou
podobné systémům s částečně zaroštovanou podlahou a roštovou plochou uvnitř budovy.
Referenční systém pro výkrmová prasata je systém s plně roštovou podlahou s hnojnou
jámou, jehož úrovně emisí amoniaku jsou v rozmezí 2,39 a 3,0 kg NH3/kus/rok.
Tento systém je nejběžněji používán.
• Ostatní alternativní technologie byly popsány a zobrazeny v předchozích
částech .
5) Jaké jsou koncové technologie pro snížení emisí do ovzduší z chovů prasat?
Odpověď :
7.11.1 Biologická pračka vzduchu (Bioscrubber)
Popis, použitelnost a provozní údaje:
Veškerý větraný vzduch, vycházející ze stáje, bude před vypuštěním do vnějšího prostředí
veden chemickou čistící jednotku. Biologická vrstva, která je nanesena na povrchu stlačeného
materiálu absorbuje amoniak, který je mikroorganismy spotřebováván. Cirkulace vody
udržuje biologickou vrstvu vlhkou a dodává mikroorganizmům potřebné živiny.
Obr. 6: Dva druhy provedení biologické pračky vzduchu
Dosažené environmentální přínosy, náklady:
Shrnuto v tabulce 4.
150
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Spotřeba vody je asi o 1 m3/kus/rok vyšší, což znamená, že produkce odpadní vody která musí
být zlikvidována je také vyšší. Požadavky na likvidaci odpadní vody musí být v souladu se
způsobem použití tohoto systému. Biologické pračky vzduchu mají vyšší spotřebu energie (35
kWh/kus/rok). Pro odstavená selata je spotřeba energie o 8 kWh/kus/rok nižší.
Tab.4: Souhrn snížení emisí amoniaku a nákladů na biopračku pro různé kategorie prasat
Kategorie prasat
Výkonnost
Výkrmová
Zapouštěné/březí Vysokobřezí a Odstavená
prasnice
rodící prasnice selata
prasata
Procentuální snížení
70 (50 – 90)
70 (50 – 90)
70 (50 – 90)
70 (50 – 90)
(%)
Investiční
více
111,35
11,35
10
49
náklady (EUR/kus)
Investiční
více
19,2
23,8
22,25
náklady
(EUR/kg 38,4
NH3)
Roční provozní více
16,7
32,75
3,35
16,7
náklady (EUR/kus)
Roční více náklady
5,61
5,58
8,9
na
snížení
NH3 5,50
(EUR/kg NH3)
100
000
Reference
(počet
1 000
n.d.
n.d.
(NL)
kusů)
n.d. nejsou informace
náklady jsou počítány se 70 % snižující efektivitou
Systémy na čištění znečištěného vzduchu mohou výrazně zvýšit odpor vzduchu v nucených
systémech ventilace. K zajištění nezbytného proudění vzduchu, zejména v letních měsících
mohou být použity vysokokapacitní ventilátory s vyššími energetickými požadavky. Další
energie je potřebná k zajištění provozu čerpadel pro cirkulaci vody v biopračkách a na provoz
zvlhčování biofiltrů.
Použitelnost:
Jako přídavné zařízení lze tento systém velice snadno zavádět jak v nových, tak i stávajících
zařízením.Uspořádání ani velikost stáje nehraje žádnou roli. V budově není nutno provádět
žádné úpravy. Tento systém nemůže být použit u systémů chovu prasat s přirozeným větráním
bez distribuce vzduchu uvnitř budovy pomocí kanálů. Typické použití je u systémů chovu
s nuceným větráním. Tam kde je zvýšená prašnost (systémy s podestýlkou) je nezbytné
používat prachové filtry, které ovšem zvyšují odpor proudění vzduchu, což má za následek
zvýšení spotřeby energie.
7.11.2 Chemická pračka vzduchu (wetscrubber)
Popis:
Veškerý větraný vzduch vycházející ze stáje je veden skrz chemickou čistící jednotku. V této
jednotce je čistící tekutina – kyselina cirkulována. Kontaktem ventilačního vzduchu s čistící
kapalinou je amoniak kyselinou absorbován a jednotku pak opouští vyčištěný vzduch.
Nejčastěji se používá kyselina sírová nebo místo ní lze použít kyselinu chlorovodíkovou.
Vazba probíhá podle následující chemické rovnice: 2 NH3 + H2SO4 → 2 NH4+ + SO4-.
Princip činnosti:
151
Absorpce amoniaku.
Dosažené environmentální přínosy:
Viz. tabulka 5
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
V odpadní vodě po vyčištění vzduchu se v závislosti na použité technologii vyskytují vysoké
koncentrace sulfátů nebo chloridů. Odpadní voda musí být vhodně likvidována, což může být
omezující faktor pro používání této technologie.V porovnání s předchozím systémem má tato
technologie podstatně vyšší spotřebu energie.
Tab. 5: Souhrn snížení emisí amoniaku a nákladů na biopračku pro různé kategorie prasat
Kategorie prasat
Výkonnost
Výkrmová
Zapouštěné/březí Vysokobřezí a Odstavená
prasnice
rodící prasnice selata
prasata
Procentuální snížení
90
90
90
90
(%)
Investiční
více
62,75
83,65
9
43
náklady (EUR/kus)
Investiční
více
11,15
16,65
15,95
náklady
(EUR/kg 16,5
NH3)
Roční provozní více
20,05
28
3
14
náklady (EUR/kus)
Roční více náklady
3,89
5,56
5,19
na
snížení
NH3 6,96
(EUR/kg NH3)
100
000
Reference
(počet
2 000
n.d.
n.d.
(NL)
kusů)
n.d. nejsou informace
náklady jsou počítány se 70 % snižující efektivitou
Použitelnost:
Jako přídavné zařízení lze tento systém velice snadno zavádět je k nových, tak i stávajících
zařízením.Uspořádání ani velikost stáje nehraje žádnou roli. V budově není nutno provádět
žádné úpravy. Tento systém nemůže být použit u systémů chovu prasat s přirozenou ventilací
bez distribuce vzduchu uvnitř budovy pomocí kanálů. Typické použití je u systémů chovu
s nucenou ventilací.
Otázky a odpovědi pro přednášku č. 8
1) Co je chlévská mrva a hnůj a která složka se podílí na tvorbě amoniaku?
Odpověď :
Chlévskou mrvou rozumíme směs výkalů a moči domácích zvířat a podestýlky.
Chemické složení chlévské mrvy je závislé na druhu zvířat a použité podestýlce, na složení
krmné dávky a dále na poměru výkalů a moči. V moči je totiž obsaženo více než polovina
vyloučeného dusíku.
152
Chlévská mrva je dobrým hnojivem, neboť obsahuje všechny součásti, které jsou
důležité pro výživu rostlin. V čerstvém stavu se však používá ke hnojení zřídka, obvykle bývá
po určitou dobu skladována. V době skladování probíhají v mrvě složité biochemické
pochody, mrva „zraje“. Zráním chlévské mrvy vzniká statkové hnojivo chlévský hnůj. Složení
chlévského hnoje je uvedeno v tabulce 1.
Tab. 1
Chemické složení stájových hnojiv
Složky
Sušina
Organické látky
N
P2O5
K2O
CaO
MgO
Na2O
pH
Hnůj
%
%
%
%
%
%
%
%
22,00
17,00
0,48
0,24
0,62
0,52
0,08
0,16
7,00
Močůvka
1,60
1,20
0,26
0,04
0,39
0,01
0,02
0,18
8,40
Kejda
skotu
7,20-9,00
5,70-7,00
0,32-0,41
0,15-0,23
0,35-0,42
0,16-0,28
0,05-0,07
0,07-0,13
6,90-7,00
Kejda
prasat
6,10-7,30
4,30-5,80
0,43-0,55
0,17-0,29
0,21-0,22
0,24-0,25
0,05-0,07
0,05-0,07
6,90-7,00
Kejda
drůbeže
12,80
8,10
1,03
0,63
0,38
1,33
0,10
0,14
6,80
Do chlévské mrvy se dostávají mikroorganismy obsažené ve výkalech a stelivu. Mrva
může obsahovat i mikroby z krmiv, půdy a částečně též z vody. Záleží na podmínkách
získávání.
Během zrání se počet baktérií v mrvě značně mění a po dosažení maxima dochází k
podstatnému snížení. Velmi záleží na tom, zda jsou v mrvě podmínky aerobní nebo
anaerobní. Za aerobních podmínek zjišťujeme vždy vyšší počty baktérií než za anaerobních
podmínek.
Při výrobě chlévského hnoje je hlavním úkolem zabezpečit:
a) uchování co největšího množství organických látek,
b) uchování maximálního množství živin.
Při dobrém ošetřování chlévské mrvy se ztráty pohybují u organické hmoty od 25 – 30
%. To znamená, že z 1 tuny chlévské mrvy se vyrobí 0,70 – 0,75 t hnoje. Při běžném
ošetřování se ztráty pohybují kolem 40 a při špatném až 60 %. Ke ztrátám organické hmoty
přistupují i ztráty živin, které činí u N 30 – 40 %, P 10 %, K 20 %.
V průměru se získá 36 kg mrvy na 1 DJ za den. Odečtením ztrát, které při dobrém ošetření
činí v průměru asi 30 %, vypočteme produkci chlévského hnoje, s níž můžeme počítat při
sestavování plánu hnojení. Na 1 DJ (500 kg živé hmotnosti zvířat) se počítá průměrná roční
produkce 10 t chlévského hnoje.
Vztah pro výpočet produkce chlévské mrvy = (sušina krmiva:2 + sušina steliva) x f
f...koeficient pro druh hospodářských zvířat - pro skot .….. 4,0
- pro koně ….. 3,5
- pro prasata ... 5,0
- pro ovce …... 3,0
Tab. 2 Průměrná výroba hnoje/DJ/rok - s 35 % ztrát
153
Skot – mělká podestýlka
Skot – hluboká podestýlka
Koně
Prasata
Ovce
Drůbež (na sto ks)
10 t
15 t
9t
5,5 t
8,5 t
2,1 t
Rozklad organických látek nemá na hnojišti proběhnout úplně a měl by být přerušen
ve fázi, kdy lehce rozložitelné látky jsou v určité rovnováze (chemicko-biologické) k jejich
rozkladným produktům. Tohoto stavu lze dosáhnout podle roční doby asi za 2-3 měsíce zrání
mrvy.
Dobře vyzrálý hnůj je tmavá hmota v povrchových vrstvách hnědočerná, ve spodních
nazelenalá, která při styku se vzduchem rychle černá. Páchne slabě amoniakem, zbytky steliva
jsou patrné a dají se mechanicky snadno oddělit.
Tab.3 Průměrné složení hlavních druhů chlévského hnoje v [%]
Ukazatel
Sušina
Organické
látky
N celkový
P
K
Ca
Mg
Skot
0,48
0,11
0,51
0,37
0,08
24,00
Koně
25,00
17,00
20,00
0,65
0,13
0,52
0,21
0,11
Ovce
0,85
0,14
0,66
0,25
0,12
25,00
Drůbež
31,00
20,00
25,00
2,80
1,25
1,23
0,25 - 1,00
0,06 - 0,08
Podle navržených zásad správné zemědělské praxe dávku hnoje volíme takovou, aby
množství dusíku v ostatních organických hnojivech (nezapočítávají se posklizňové zbytky ani
vedlejší produkty plodin) nepřekročilo 170 kg N.ha-1.
2) Jaký vliv má technologie kompostování chlévské mrvy na snížení emisí
amoniaku?
Odpověď :
Princip spočívá ve smíchání chlévské mrvy se zeminou v poměru 8 – 10 : 1 a ukládání
do bloků. Maximální humifikace probíhá při teplotě 40 – 60 °C a optimální vlhkosti 60 –
80 %. Provádí se na polním hnojišti, přičemž je nutné provést tyto operace:
- naorání zeminy a shrnutí,
- promíchání mrvy se zeminou a přidání superfosfátu,
- úprava do tvaru krechtu (výška 1,5 m, šířka 4 m, délka podle potřeby),
- zavlažování močůvkou (na 50 – 60 %),
- překopání (za 4 – 6 týdnů – po dosažení teploty 50 – 60 %),
- a opětovná úprava krechtového tvaru.
154
Každodenně založené množství kompostu se přikryje slabou vrstvou zeminy, čímž se
zabraňuje úniku amoniakálního dusíku, který se na počátku zrání ve větší míře uvolňuje. Po
založení kompostu se zvýší teplota, proto za 10 dnů po založení zavlažíme. Po 4 – 5 týdnech
je nutné kompost překopat a převrstvení opakovat za 8 – 10 týdnů po založení. Při zrání
kompostu vede proces humifikace ke stabilizaci organických látek a ke zvýšené tvorbě
huminových kyselin i vlastního humusu. Kvalita procesu vede k tomu, že nedochází ke
ztrátám dusíku.
Normováno je i množství aplikovaného kompostu na zemědělskou půdu a maximální
povolená dávka činí podle vyhlášky MZe č. 474/2000 Sb. 50 t.ha-1 jednou za 3 roky. Tento
údaj je však v současné době přehodnocován.
Komposty jsou produktem s vysokým podílem humusových látek. Vyzrálý kompost je
proto velice stabilní organické hnojivo, živiny v něm obsažené jsou do půdy uvolňovány
velmi pomalu a nehrozí jejich vyplavování do podzemních vod. Navíc kompost obohacuje
půdu o užitečnou mikroflóru a zlepšuje některé mechanicko-fyzikální a fyzikálně-chemické
vlastnosti půdy jako je vododržnost, pufrační kapacita, struktura apod.
Větší rozvoj používání kompostů na zemědělskou půdu lze očekávat v souvislosti
přijetím direktivy omezující skládkování biodegradovatelných odpadů.
3) Co je kejda z chovu hospodářských zvířat a jak vzniká amoniak v kejdě?
Odpověď :
Kvalitní kejda (skotu, prasat, drůbeže) je vysoce hodnotné organominerální hnojivo,
spojující vlastnosti hnoje a minerálních hnojiv.
Denní produkce a kvalita kejdy závisí především na dodržování technologické kázně
(obsah vody), druhu a kategorii zvířat, jejich krmení, stáří, užitkovém zaměření, způsobu
odklízení výkalů, ztrátách při skladování a dalších faktorech.
Složení kejdy je velmi rozdílné. Limitující pro obsah živin je přitom % sušiny, které
závisí hlavně na podílu technologické vody. Od skotu se doporučuje používat ke hnojení
kejdu o průměrném obsahu sušiny 7,5 % (v praxi se vyskytuje od 3 %), u prasat 7,2 % (v
praxi i kolem 1 %).
Průměrné chemické složení kejdy v čerstvém stavu z velkého počtu bezstelivových
provozů v ČR uvádí tabulka 4. Stejně jako produkce, je i složení kejdy nejvíce ovlivněno
různě vysokým podílem technologické vody.
155
Tab. 4 Průměrné složení čerstvé kejdy z bezstelivových provozů
[%]
Ukazatelé
Kejda
rozboru
skotu
prasat
drůbeže
Sušina
7,70
6,40
17,10
Organické látky
5,70
4,80
11,40
Ct
2,40
2,10
5,10
Nt
0,30
0,49
1,20
NNH4
0,11
0,29
0,57
P
0,06
0,11
0,28
K
0,24
0,17
0,42
Ca
0,12
0,16
1,10
Mg
0,03
0,04
0,06
Na
0,06
0,03
0,07
pH
6,90
7,00
6,90
C : N (N = 1)
8,00
4,30
4,30
N : P : K (N = 1)
0,20 :
0,22 :
0,23 :
0,80
0,35
0,35
S rostoucím obsahem sušiny v kejdě stoupá obsah organických látek a živin.
Nejvýrazněji stoupá obsah Nt a vápníku. Současně s rostoucím obsahem Nt se zvyšuje i obsah
NH4 v celkovém obsahu Nt. Se vzrůstajícím obsahem sušiny klesá však podíl N - NH4 v
celkovém Nt a stoupá podíl dusíku vázaného na organické látky.
Toto zjištění potvrzuje skutečnost, že kejda s vyšším obsahem sušiny, tedy i
organických látek a na organické látky vázaného dusíku, má větší následné působení v
osevním postupu než kejda s nižším obsahem sušiny. Obsah sodíku a hořčíku nestoupá tak
výrazně jako obsah dusíku a zvláště vápníku, kterého kejda drůbeže obsahuje 6 až 9krát více
než kejda skotu nebo kejda prasat.
Pro vysoký obsah organických látek a živin je kejda drůbeže nejhodnotnějším
organickým hnojivem.
Správně vyrobená a ošetřená kejda je velmi významným zdrojem organických látek,
živin, bakterií a látek stimulující povahy (heteroauxiny), které při správné aplikaci zvyšují
půdní úrodnost.
Podmínkou pro získání kvalitní a nezávadné kejdy je dostatečná kapacita jímek
umožňující potřebnou dobu skladování (6 měsíců). Její dodržení snižuje životnost škodlivých
mikroorganismů a zárodků cizopasníků na minimum. Po šestiměsíčním skladování je infekční
potenciál kejdy téměř nulový.
Během skladování kejdy (fermentace) se dusíkaté organické kyseliny (kyselina
hipurová, močová) a jiné látky rozkládají, a tím pozbývají schopnost toxicky působit na
rostliny. Přitom kyselina hipurová se postupně odbourává na kyselinu benzoovou a
aminokyseliny (glycin). Kyselina močová se mění na alantoin, dále na kyselinu glyoxalovou a
močovinu. Z močoviny vzniká uhličitan amonný a konečným produktem jejího rozkladu je
oxid uhličitý, voda a amoniak. Nezbytným opatřením pro získání kvalitní kejdy je její
homogenizace. V uskladněné kejdě se samovolně odděluje tuhá složka od tekuté s rozdílným
obsahem organických látek a živin. Proto je nutné kejdu v zásobních jímkách homogenizovat,
156
což přispívá k usnadnění jejího vývozu a umožňuje i úplné vyprázdnění jímek. Při aplikaci
nehomogenizované kejdy se půda v závislosti na odčerpané frakci s vyšším nebo nižším
podílem sušiny a živin vyhnojí nerovnoměrně.
Způsoby ošetření kejdy
Jednotlivé způsoby ošetření kejdy je možné rozdělit na opatření, či ošetření
bezpodmínečně nezbytná a další, postradatelná. Do první skupiny lze zařadit skladování
kejdy, dále pak homogenizaci, čerpání a jednotlivé metody aplikace, do druhé skupiny
ředění, přidávání přísad, provzdušňování a separaci kejdy. Poslední dvě operace,
provzdušňování a separaci kejdy je možné klasifikovat i jako zpracování kejdy.
Skladování kejdy
Pro zemědělské podniky s vysokou koncentrací zvířat představuje produkované
enormní množství kejdy velký problém. Jedná se zejména o podniky s velkým počtem zvířat
na jednotku plochy.
V současné době musí farmy splňovat mnoho legislativních předpisů, jako je Nitrátová
směrnice (91/676/EEC), zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o
změně některých souvisejících zákonů (záměry vždy podléhající posouzení – chov
hospodářských zvířat s výjimkou s kapacitou od 180 dobytčích jednotek) a v neposlední řadě
zákon č. 76/2002 Sb. o IPPC pro velké intenzivní chovy.
Ke skladování kejdy se používají tzv. nadzemní skladovací jímky (betonové věže,
ocelová smaltovaná sila) nebo polypropylenové CENO zemní jímky.
Pro jednodušší splnění všech předpisů může farmářům pomoci tzv. separování kejdy,
při kterém se z kejdy ještě před jejím uskladněním ve skladovacích nádržích oddělí pevná
složka od tekuté. Pevnou složku (30 – 40 % sušiny) je možné velmi snadno skladovat ve
velkém množství, aplikovat jako hnojivo v budoucnu a za vhodných podmínek nebo
komerčně využít jako výživný substrát pro zpracování kompostováním, případně použít jako
stelivo pro skot. Tekutá složka (okolo 1 % zbytkové sušiny) se po skladování aplikuje na
hospodářských plochách stejným způsobem jako se dříve pracovalo s neupravenou kejdou,
ovšem s mnoha výhodami.
Ze zařízení fungujících na uvedených principech vychází při srovnání zvolených kritérií
(obsah sušiny tuhé části, stupeň oddělení v tekutině rozpuštěných živin a změna poměru C :
N) jako konstrukčně nejúspěšnější odstředivý bubnový separátor.
Separát z kejdy má mnoho výhod. Značně je redukován zápach, živiny jsou velmi rychle
přijímány rostlinou a nedostávají se do spodních vrstev půdy. Tekutou část je možné bez
problémů aplikovat na svahovitých plochách. Také jednorázově méně zatěžuje půdy na které
je aplikována, protože obsah látek je v ní zredukován (CHSK až o 60 %, N-sloučeniny cca o
20 – 30 %). Další výhodou je nezanášení skladovacích jímek sedimentem a potřeba zlomku
elektrické energie na distribuci a promíchání kejdy ve skladovacích nádržích.
Vzhledem k těmto výhodám byla separační technika zařazena mezi tzv. BAT
techniky (nejlepší dostupná technika – finančně dostupná a šetrná k životnímu prostředí).
Konstrukční typy separátorů: - pásový sítový lis,
- bubnový separátor,
- sítová centrifuga,
- dekantační centrifuga,
- šnekový separátor.
157
Separováním se tedy podstatně zjednodušuje celý proces skladování kejdy. Snížení
obsahu sušiny v tekuté části na 1 % vyřeší usazování pevných částic. Oddělením pevných a
uhlovodíkových částic jsou udávány nižší ztráty dusíku (NH3 , CH4 , N2O) po dobu
skladování i aplikace, což znamená možnost dodávat na pozemky větší množství hnojivých
prvků, které by jinak musely být dodávány na pole ve formě průmyslových hnojiv. Snížení
obsahu zapáchajících těkavých látek (amoniak) pak usnadňuje pozici podniku při plošné
aplikaci v blízkosti obytné zóny.
Požadavky na technické provedení staveb pro skladování hnoje a kejdy upravuje
Vyhláška Ministerstva zemědělství č. 191/2002 Sb., o technických požadavcích na stavby pro
zemědělství ze dne 7. května 2002 (§ 10 Stavby pro skladování chlévské mrvy, hnoje, kejdy,
močůvky a hnojůvky). Skladovací kapacita hnojišť, jímek a nádrží pro skladování kejdy,
močůvky a hnojůvky se řídí zvláštními právními předpisy, Zákonem č. 156/1998 Sb., o
hnojivech, pomocných půdních látkách, pomocných rostlinných přípravcích a substrátech a o
agrochemickém zkoušení zemědělských půd (zákon o hnojivech), ve znění zákona č.
308/2000 Sb., Vyhláškou č. 274/1998 Sb., o skladování a způsobu používání hnojiv, ve znění
pozdějších předpisů.
4) Jaké jsou skleníkové plyny z rostlinné výroby a emise těchto plynů z půdy?
Odpověď :
Vzduch v půdě tvoří plynnou fázi půdy významnou pro biologické i chemické
pochody probíhající v půdě a je jednou z nezbytných podmínek života rostlin. Vyplňuje póry,
proti atmosférickému vzduchu obsahuje zpravidla méně O2, více CO2 a zvýšené množství
vodních par. Činností edafonu a kořenů vegetace se spotřebovává kyslík při současné
produkci CO2. Přesto že mezi půdou a ovzduším probíhá neustálá výměna plynných složek v
závislosti na gradientu parciálních tlaků CO2 směrem z půdy a O2 z ovzduší do půdy
nedochází k plynulému vyrovnávání rozdílů. V konkrétních podmínkách se mohou uváděné
průměrné hodnoty O2 a CO2 značně lišit od skutečných.Závisí to na intenzitě dýchání půdy a
na možnosti difuze plynných složek mezi půdním a atmosférickým vzduchem. Změnami
vužívání půdního fondu se uvolňuje z půdy navíc oproti dřívějšímu dýchání půdy takové
množství CO2, které odpovídá zhruba 20 až 30 % současné produkce CO2 spalováním
fosilních paliv.
Vzdušné poměry v půdě závisí na její schopnosti přijímat, obsazovat a zadržovat
vzduch , s pohyblivostí vzduchu v půdě a s výměnou vzduchu mezi půdou a atmosférou.
Půdní vzduch (půdní plyn) je v podstatě atmosférickým vzduchem, který vnikl do
půdy, kde se z části proměnil. Od atmosférického vzduchu se liší především v obsahu kyslíku
a oxidu uhličitého.
Obsah CO2 je v půdním vzduchu přibližně desetkrát vyšší než v atmosférickém
vzduchu a pohybuje se v průměru od 0,2 do 0,7 %. Obsah 1 % se považuje toxický pro kořeny
většiny rostlin. Zdrojem CO2 je rozklad organických látek, dýchání mikroorganismů a kořenů
rostlin v aerobních podmínkách. CO2 je důležitým činitelem v chemických a fyzikálně –
chemických půdotvorných pochodech. Tvoří s vodou kyselinu uhličitou, která rozpouští
minerální sloučeniny, uvolňuje z nich živiny pro rostliny a ovlivňuje také půdní reakci.
Kyslík – O2 je nezbytný pro dýchání všech půdních organismů, pro oxidaci
organických a anorganických látek. V půdním vzduchu se pohybuje jeho obsah od 10
do 20 %. Při nedostatku kyslíku v půdním vzduchu dochází v půdě ke hnilobným pochodům
(rozklad organických látek až na metan, amoniak, sirovodík atd.). Snížení obsahu O2 v
půdním vzduchu pod 15 až 10 % způsobuje výrazné snížení úrod a také snížení obsahu cukru,
škrobu i popelovin.
158
Obsah N2 v půdním vzduchu je přibližně stejný jako v ovzduší (78 %). V elementární
formě je poután v půdě žijícími mikroorganismy včetně simbiotických. Denitrifikací se opět v
elementární formě uvolňuje. Uplatňuje se především jako biologický faktor, je východiskem i
konečným produktem tvorby a přeměny dusíkatých a minerálních sloučenin.
Z jiných půdních plynů byly v půdním vzduchu zjištěny: amoniak, sirovodík, oxidy
dusíku, CH4, H2, SO2, SO3, F.
Tab. 5.Obsah základních plynů v atmosférickém a půdním vzduchu
Plyn
N2
O2
CO2
Atmosférický
vzduch
(%)
78
21
0,03
Půdní vzduch
(%)
78 – 80
0,1 – 20
0,1 – 15
Obsah vzduchu v půdě je udáván provzdušeností půdy odpovídající momentnímu
obsahu vzduchu při dané půdní vlhkosti, tedy objemu pórů vyplněných vzduchem:
Vzdušná kapacita udává procentický podíl pórů zaplněných vzduchem při maximální
kapilární vodní kapacitě.
Pro zdárný rozvoj vegetace je nezbytné určité optimální rozmezí hodnoty vzdušné
kapacity a také požadavek, aby provzdušenost neklesla na delší dobu pod určitou minimální
hodnotu. Potřeba vzduchu v půdě je u různých kulturních plodin různá. Poklesne-li vzdušná
kapacita u orných půd pod 10 %, u lučních půd pod 5 %, označují se tyto půdy jako náchylné
k zamokření, při trvalejším stavu jako zamokřené.
5) Jaké jsou emise plynů ze zemědělské činnosti na půdě?
Odpověď :
Tab. 6 Emise skleníkových plynů v letech 1990 – 1999 (Mt CO2 ekv.)
1990 1991 1992
1993
1994
1995
1996
163,2 148,1 134,2
129,2
123,8
123,4
128,2
CO2
16,3 14,9 14,0
13,3
12,9
12,6
12,0
CH4
8,0
7,3
7,0
6,6
6,7
6,7
9,0
N2O
0,3
F-plyny i n v e n t u r a n e b y l a p r o v á d ě n a 0,2
Celkem 187,5 170,3 155,2 149,1
143,4
142,7
149,6
Rok
100,0 90,8 82,7
79,5
76,4
76,1
79,8
1990
(%)
1997
130,4
11,8
8,9
0,6
151,8
1998
124,7
11,1
8,4
0,5
144,8
1999
118,2
10,9
8,1
0,5
137,7
80,9
77,2
73,4
Během devadesátých let poklesly celkové agregované emise skleníkových plynů v
České republice z hodnoty 187,5 Mt oxidu uhličitého v roce 1990 až na hodnotu 137,7 Mt v
roce 1999, což představuje relativní pokles o 26,8 %. Na celkové hodnotě emisí se podílí oxid
uhličitý z 85,8 %, podíl metanu činí 7,9 % a oxidu dusného 5,9%, příspěvky halogenovaných
uhlovodíků a fluoridu sírového činí v současné době méně než 0,4%. Meziroční změny těchto
podílů jsou zanedbatelné.
Byl prověřen stupeň rozložitelnosti organických zbytků v souvislosti s likvidací TKO.
Rozložitelnost a tím i doba uvolňování plynných produktů rozpadu se velmi různí pro
159
sledované materiály a pohybuje se od cca 12 týdnů (u zelených částí rostlin) do řádově
několika let (dřevěná štěpka).
Při rozpadu biologických materiálů v půdě dochází vlastně k nekontrolovatelné tvorbě
bioplynu, tedy ke vzniku emisí, zejména CO2, NH4 atd. Dynamika procesu rozpadu
biodegradabilních odpadů (organická hmota v půdě) je naznačena na grafu v obr. 1:
Obr. 1: Dynamika procesu rozpadu biodegradabilních odpadů - organická hmota v půdě.
Tato skutečnost je např. hlavním důvodem celospolečenského tlaku na třídění TKO a
následné kompostování či anaerobní fermentaci vytříděného podílu.
Otázky a odpovědi pro přednášku č. 9
1) Co je zápach a jaké jsou technologie pro snížení zápachu?
Odpověď :
Emise zápachu vznikají při činnostech popsaných v předchozích částech. Podíl jednotlivých
zdrojů celkové emise zápachu ze zařízení se liší a je závislý na faktorech jako jsou běžný
provoz budov, složení exkrementů a technologie pro jejich skladování a manipulaci. Emise
160
zápachu jsou měřeny v Evropských jednotkách zápachu (OUe). Při uvádění údajů o emisích
zápachu je využíváno několik zdrojů informací, pocházejících z experimentů
s nízkoproteinovými krmivy pro prasata.
Tab. 9.1: Úrovně emisí zápachu z prasečí kejdy
Emise
Nízký obsah bílkovin
Pachové jednotky (OU/sec) 371
0,008
H2S (mg/sec)
Zdroj: různé komentáře TWG
„Normální“ obsah bílkovin
949
0,021
Technologie pro snížení zápachu
Z poskytnutých podkladů lze prokázat, že nízko-proteinová strava snižuje výskyt jak
amoniaku tak i zápašných látek.
Zápach může být snížen několika způsoby:
• správným ustájením zvířat,
• skladováním exkrementů mimo stáj v uzavřených prostorech,
• zabráněním proudění vzduchu okolo exkrementů.
Kvůli zápachu a aplikačním obdobím byly vyvinuty aplikační technologie pro
zapravování exkrementů do půdy. Dále jsou používány přídavné technologie snižující zápach
v okolí farmy, jež využívají technologii ustájení se systémem nucenho větrání:
• Pračka plynu – viz. biopračka a chemická pračka vzduchu.
• Biodegradace – vedením stájového vzduchu přes biofiltr z vláknitého rostlinného
materiálu, kde jsou zápašné prvky bakteriemi biologicky rozloženy. Účinnost závisí na
obsahu vlhkosti, na složení, na průtoku vzduchu přes 1 m2 filtrační vrstvy, na síle
filtru. Problémem může být zejména prach, neboť v potrubí vytváří vysoký odpor
proudění vzduchu.
• Horizontální výstupní kanály pro stájový vzduch – nezajistí snížení zápachu, ale
odvedou stájový vzduch do míst se sníženým potenciálním vlivem zápachu na citlivé
objekty (obytné oblasti)
• Ředění koncentrace - je založena na vhodném provedení ustájení zvířat a vhodně
navrženém větracím systému.
Ředění zápašných látek
Koncentrace zápašných látek v citlivých oblastech závisí hlavně na stupni naředění
vypouštěných zápašných látek během atmosférického přenosu v proudu vzduchu. Důležité
faktory ovlivňující koncentraci znečištění jsou:
• pohyb zápašných látek,
• vzdálenost od zdroje,
• účinnost zdroje,
Ředění zápachu v atmosféře narůstá při větším proudění a víření vzduchu. Nuceného
víření vzduchu může být dosaženo např. vhodným umístěním vegetace (stromů) nebo jiných
překážek.
Podmínky pro vypouštění
Odlišné principy přirozeného a nuceného větrání vedou i k odlišným podmínkám při
vypouštění odpadního vzduchu. Zatímco průřez otvorů pro odvod stájového vzduchu je u
nuceného větrání úzký, u přirozené ventilace jsou větrací otvory poměrně velké. Velikost
průtočné plochy otvorů pro přívod a odvod vzduchu je regulovatelná v závislosti na
161
meteorologických a místních klimatických podmínkách a na větracím systému požadavcích
ustájených zvířat.
Společné pro oba systémy je tepelné proudění uvnitř stáje zapříčiněné biologickým
teplem zvířat a možnou přítomností topného zařízení.
2) Jak se docílí dostatečného zředění zápachu při nuceném větrání stroji?
Odpověď :
Nucené větrání
Bývá pravidlem, že u systémů ustájení zvířat s nuceným větráním je hlavní pozornost
soustředěna na dosažení dostatečného zředění znečištěného vzduchu větrem. Co se týče
ochrany okolí farmy před zápachem, je vhodné zajistit takové podmínky, aby tok
znečištěného vzduchu proudil nad touto oblastí v určité minimální výšce. Toho se docílí
zvýšením výšky větracích komínů nebo zvýšením rychlosti odpadního vzduchu. Zároveň se
minimalizuje tzv. vliv zešikmení proudu vzduchu.
Vliv zešikmení proudu vzduchu popisuje vliv budovy na sloupec znečištěného
vzduchu a na následné snížení účinné výšky zdroje (komínu). Nerušený proud vzduchu je
přibližně ve výšce odpovídající dvojnásobku výšky budovy.
Znečištěný vzduch by měl být do atmosféry vypouštěn skrz dostatečně vysoké
vertikální větrací komíny umístěnými nad hřebenem střechy. Tyto komíny by neměly být
vybaveny kryty nebo poklopy, jež by snižovaly proudění vzduchu.
Znečištěnému vzduchu může být dodána mechanická energie, zvýšením jeho rychlosti.
Rychlost vzduchu může být zvýšena např. zařazením do série postupně spínaných ventilátorů
v centrální vzduchové šachtě.
Instalace dalších obtokových ventilátorů je účinná, jako zápach snižující opatření,
pouze v určitých případech, ale ve většině případů tomu tak není. Kromě nárůstu investic a
spotřebě energie se musí počítat i s nárůstem hluku.
Při návrhu větracího systému je důležité si uvědomit vlivy budov a překážek v
proudění vzduchu v bezprostředním okolí návětrné a závětrné strany budovy (např. hřeben
střechy okolní budovy a stromy). Stáje a stromy zvyšují vliv zešikmení proudu vzduchu.
V případě osamělé stojící hospodářské budovy závisí vliv zešikmení proudu vzduchu
na vzájemném vztahu mezi účinnou výškou zdroje a výškou budovy.
Větrací otvory umístěné na bocích stáje jsou vhodné pouze v určitých případech a to
pokud jsou vybaveny deflektory, které směřují znečištěný vzduch k zemi a pokud je tento
vzduch rozptýlen na té straně stáje, která nesměřuje k citlivým objektům. Porovnáme-li
účinky větrání větracími otvory na bocích stáje a větrání větracími komíny, úroveň znečištění
vzduchu v okolním prostředí je téměř stejná.
V případě zařízení s několika hospodářskými budovami hraje umístění a výška
vyústění zdroje znečištěného vzduchu velkou roli, co se týče znečištění vzduchu ve
vzdálenějších místech. V takových případech celková plocha zařízení může být tak velká, že
sloupce znečištěného vzduchu sestupují k zemi již v prostoru zařízení, i když výška vyústění
znečištěného vzduchu je vysoká. Zařízení jako celek má stejný vliv jako osamělý přízemní
zdroj.
3) Jak se docílí snížení emisí z uskladněných pevných exkrementů?
Odpověď :
Všeobecná praxe
162
Za správnou zemědělskou praxi v chovu hospodářských zvířat při uskladnění pevných
a tekutých exkrementů nebo výkalů je považována minimálně šestiměsíční skladovací
kapacita.
Skladováním pevných exkrementů na pevné nepropustné ploše se předejde jejich
úniku do půdy a podzemní vody. Vybavením skládky odtokovými kanály spojenými
s hnojnou jámou umožní shromáždění tekuté frakce exkrementů, čímž se zamezí jejímu úniku
vlivem srážek.
Ke snížení zápachu také přispívá správné umístění skladovacích prostor uvnitř areálu
farmy, kde by měl být brán v potaz směr převládajícího větru. Umístění skladu by mělo být
v dostatečné vzdálenosti od citlivých objektů v blízkosti farmy nebo lze použít přírodních
bariér, jako jsou stromy. Hromady exkrementů lze obklopit dřevěnými, zděnými nebo
betonovými zdmi. Tyto budou sloužit jako ochrana před větrem.
Suchý drůbeží trus musí být skladován v suchém uzavřeném prostoru, vybaveným
vhodným větráním tak, aby nedocházelo ke kondenzaci vlhkosti. Mělo by se předcházet
zvlhčení trusu, neboť to vede k uvolňování zápachu. Sklady s trusem by neměly být stavěny
příliš vysoké, aby nedošlo k pyrolýze.
Provizorní hromady na polním hnojišti by měly být umístěny v dostatečné vzdálenosti
(100 m) od vodních toků, vrtů a studní.
U hromad, které jsou každoročně umísťovány na stejném místě, mohou být využívány
nepropustné plochy. Tam kde převládá jílovitá půda a hromady jsou přemisťovány,
předpokládá se, že nedochází ke hromadění škodlivého množství živin a tím pádem při tvorbě
podloží hromady nejsou nutná žádná speciální opatření. K předcházení vniku srážkové vody
do hromad, je nutno předcházet jejímu hromadění v okolí základny hromady.
Ke snížení úniku emisí amoniaku a zápachu se používá zakrývání hromad.
Aplikace krytů na hromady s pevným exkrementy
Popis:
Tato technologie se převážně používá u podestýlky z chovu brojlerů a u sušeného trusu
nosnic. Jako zakrývací materiál se používá rašelina, piliny, hobliny a pevná UV stabilní
plastová fólie. Užitím krytu se snížení únik amoniaku a zamezí se vnik srážkových vod do
hromad s exkrementy.
Princip za použití rašeliny byl ověřen. Používání rašeliny (10 cm vrstvy) je založeno
na její schopnosti vázat kationy. Amoniak je do rašeliny absorbován díky chemické reakci, ve
které je molekula NH3 přeměněna na vázaný iont NH4. Vyšší kyselostí rašeliny lze pohltit
více amoniaku.
Jestliže se používá pokrytí hromady, tyto musí být zakryty okamžitě po jejich
založení, protože nejvíce amoniaku uniká během prvních několika dní.
Dosažené environmentální přínosy:
Údaje kvantifikující environmentální přínosy zakrývání hromad s pevnými exkrementy zatím
nebyly zaznamenány.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Suchá rašelina a piliny absorbují dešťovou vodu. Na druhou stranu sláma není dobrým krycím
materiálem, protože neabsorbuje amoniak a brání tvorbě přírodní krusty na povrchu
exkrementů. Krusta brání úniku amoniaku z čerstvě založené hromady lépe, než krycí vrstva
tvořená slámou.
Je zřejmé, že pevné plastové fólie, jsou-li správně použity, mohou být použity
opakovaně, zatímco ostatní krycí materiály musí být opětovně nakupovány. Tyto ostatní
materiály, jako je rašelina budou spolu s exkrementy ošetřeny a zpracovány. Rašelina
nezůstane na poli a nebude vytvářet nebezpečí pro pasoucí se zvířata.
163
Není zcela zřejmé zda plastové fólie způsobují (anaerobní) reakce uvnitř hromad, které
mohou vést ke snížení kvality hnoje nebo zda mohou během aplikace ovlivnit úroveň emisí.
Provozní údaje:
Informace byly získány za běžných klimatických podmínek.
Použitelnost:
Z praktických důvodu je v mnoha oblastech běžnou praxí vytvářet provizorní polní
hnojiště s hromadami exkrementů. Používání pokrývek je relativně jednoduché a není nutné
použít mechanizaci. Rašelina spolu s hlubokou podestýlkou z chovu brojlerů je pro tvorbu
hromad velmi výhodná, neboť z ní neprosakuje tekutina a téměř veškeré dešťové srážky jsou
hromadou absorbovány. Rašelina použitá jako podestýlka velmi účinně absorbuje amoniak.
Náklady:
Náklady jsou velmi nízké. Náklady zahrnují nákup krycího materiálu a jeho aplikaci na
hromadu (práce, energie).
Uskladnění drůbežího trusu v trusných halách
Popis:
Drůbeží trus je většinou skladován v otevřených trusných halách, kam je ze stájí vyhrnován
pomocí čelního nakladače nebo pásu. Zde pak může být skladován po delší dobu. Trusná hala
je obvykle jednoduchá nekomplikovaná uzavřená stavba s nepropustnou podlahou a střechou.
Je vybavena větracími otvory a přístupovými vraty umožňujícími dopravu trusu.
Dosažené environmentální přínosy:
Sušení drůbežího trusu uvnitř stáje snižuje únik emisí plynných látek (amoniaku) do ovzduší.
K udržení nízké úrovně emisí je nutné udržovat v trusu relativně vysoký obsah sušiny,
k čemuž napomáhá skladování trusu mimo dosah vnějších vlivů jako jsou déšť a sluneční
záření.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Zápach by měl být udržován na nízké úrovni, což ovšem může být ovlivněno aerobními a
anaerobními procesy. K předcházení anaerobních podmínek je důležité zajistit dostatečné
větrání skladovacích prostor.
Pokud je plánována výstavba nové trusné haly, musí být brán ohled na okolní citlivé objekty.
Provozní údaje:
Exkrementy jsou chráněný proti vnějším vlivům konstrukcí haly.
Použitelnost:
Pokud je na farmě k dispozici dostatečný prostor, neexistují žádná omezení v konstrukci
trusné haly.
Mohou být použity již existující budovy, pozornost musí být ovšem věnována nepropustnosti
podlah.
Náklady:
Náklady zahrnují výdaje na stavbu a údržbu haly. U stávajících trusných hal se musí počítat
s výdaji na rekonstrukci podlah.
4) Jak se docílí snížení emisí z uskladněné kejdy?
Odpověď :
Všeobecné hlediska
Sklady pro kejdu mohou být konstruovány takovým způsobem, aby se minimalizovalo
nebezpečí úniku tekuté frakce exkrementů. Je propagováno používání vhodných betonových
směsí k vytvoření nepropustných vrstev na stěnách betonových jímek nebo kovových nádrží.
164
Po vyprázdnění jímky následuje její prohlídka a údržba, čímž se zamezí nebezpečí následného
prosakování. Instalace dvojitých vypouštěcích ventilů v potrubí užívaných pro vyprázdnění
nádrží, minimalizuje nebezpečí nechtěného výtoku kejdy do prostoru farmy nebo blízkého
okolí (např. do povrchové vody).
Emise amoniaku emitovaných během skladování mohou být sníženy pomocí:
Malého průměru zásobníku a/nebo snížením kontaktu povrchové vrstvy kejdy s okolním
vzduchem.
Nízké úrovně plnění zásobníku (koruna hráze chrání zásobník před účinky větru).
Vypouštění kejdy do otevřených skladovacích zásobníků by mělo být prováděno
v nejbližší možné vzdálenosti od jejich základny (plnění pod úroveň hladiny).
Homogenizace a cirkulace kejdy by měla být prováděna za takových klimatických
podmínek, kdy směr větru směřuje od citlivých objektů vyžadujících ochranu před zápachem.
Ke snížení emisí ze skladované kejdy, je nutné snížit odpar z jejího povrchu. Nízké
úrovně odpařování lze dosáhnout, pokud je kejda míchána pouze při homogenizaci usazené
hmoty těsně před vyprazdňováním nádrže. Jinak je vhodné kejdu nemíchat.
Ke snížení emisí amoniaku a zápašných látek vycházejících z uskladněné kejdy se
používají různé typy krytů. Pozornost musí být věnována teplotě kejdy. Při jejím nárůstu
dochází k rozvoji biochemických reakcí, při kterých vzniká nežádoucí produkce zápachu a
snížení kvality kejdy.
Obecně vzato je použití krytů na jímkách s kejdou efektivní, ale může představovat
problém v jejich používání, manipulaci a bezpečnosti. Do kejdy jsou pro zlepšení jejích
vlastností přidávány různá aditiva.
Aplikace pevných krytů na nadzemní jímky
Popis:
Pevné kryty jsou tuhé betonové pokryvy nebo laminátové panely s plochým nebo kónickým
tvarem. Zcela zakrývají povrch kejdy a tím brání vniku deště a sněhu. Většinou jsou
zakrývány jímky malých rozměrů než jímky rozsáhlé. Je-li kryt vyroben z lehčích materiálů
jeho rozpětí může být větší, než je tomu u krytů betonových, přesahujících s centrální
podporou 25 m.
Dosažené environmentální přínosy:
U nezakrytých jímek se kejda ředí srážkovými vodami, čímž se snižuje obsah sušiny a živin.
Rozdíly v obsahu dusíku u krytých a nekrytých jímek jsou malé, proto dochází k
pochybnostem zda-li pevné střechy mohou ovlivnit emise amoniaku.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Může se objevit rozvoj toxických plynů, které sice nemají environmentální důležitost,
nicméně se s nimi musí z bezpečnostních důvodů počítat.
Použitelnost:
Pevné kryty jsou obvykle instalovány zároveň se stavbou skladovacích prostor. Úprava již
existujících skladů je příliš nákladná. Minimální životnost těchto krytů je 20 let.
Náklady:
Náklady na vybudování betonových jímek o průměru 15-30 m se pohybují v rozmezí 150-225
EUR /m2. Náklady na pevné vyztužené laminátové kryty se pohybují v rozmezí mezi 145-185
EUR /m2. Většinou jsou tyto náklady příliš vysoké.
Aplikace flexibilních krytů na nadzemní jímky
Popis:
Flexibilní nebo stanové kryty mají centrální podpěrný stožár s paprskovitě se od vrcholu
rozbíhajícími podpěrami. Látkový plášť je natažen přes konstrukci podpěr a je uvázán
165
k vyztuženému okraji. Těsně pod vrcholem stavby je po obvodu vnější strany umístěno
kruhové potrubí. Nad jímkou je stanová konstrukce napínána pomocí rovnoměrně
rozmístěných vertikálních pásů.
Stožár a podpěry jsou provedeny tak, aby odolaly větru a sněhové zátěži. K uvolnění
nahromaděných plynů je konstrukce opatřena větracími otvory. Dále je kryt vybaven otvorem
pro přívodní potrubí a poklopem určeným pro kontrolu obsahu jímky.
Dosažené environmentální přínosy:
Bylo zaznamenáno snížení emisí amoniaku o 80 – 90 %.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Může se objevit rozvoj toxických plynů, které sice nemají environmentální důležitost,
nicméně se s nimi musí z bezpečnostních důvodů počítat. Rozvoj H2S může zapříčinit korozi
konstrukce. Je možné získávat a využívat metanu z bioplynu.
Použitelnost:
Z výzkumu bylo zjištěno, že stanové typy krytů mohou být po jednoduché úpravě použity na
50 – 70 % existujících ocelových zásobnících, pokud ovšem tyto obsahují vyztužený
upevňovací pás umístěný po obvodu zásobníku. Stanové typy krytů mohou být přizpůsobeny
existujícím betonovým jímkám bez úprav do průměru 30 m, ale předem se doporučuje
technické přezkoumání. Je důležité brát v úvahu potřebnou odolnost zásobníku vůči větru a
sněhové pokrývce. S rostoucím průměrem roste obtížnost aplikace těchto krytů, neboť musí
být ve všech směrech rovnoměrně napnuté, čímž se zabrání nerovnoměrnému zatížení.
Při výstavbě nového zásobníku se doporučuje zahrnout do jeho provedení požadavek
na umístění krytu.
Náklady:
Náklady na stanové kryty s průměry 15 - 30 m jsou okolo 54 -180 EUR/m2.
Aplikace plovoucích krytů na nadzemní jímky
Popis:
Prvořadým cílem plovoucích krytů je snížení zápachu. Pro plovoucí kryty mohou být použity
následující materiály:
• lehký štěrk,
• sláma,
• rašelina,
• řepkový olej,
• plastové pelety,
• pokrývky a fólie.
Sláma je plovoucí kryt, který není vhodný pro kejdu prasat, neboť ihned klesá ke dnu a
jestliže pluje, pak je lehce ovlivněna deštěm a větrem. Také může ucpat čerpadla a odtokové
potrubí.
Plachtovina nebo plastové fólie leží přímo na povrchu kejdy. Jsou vybaveny
kontrolním otvorem, ventilačními otvory a otvory pro plnění a míchání kejdy. K odčerpávání
srážkových vod nahromaděné na povrchu krytu je používáno čerpadlo. Plachtovina může být
připevněna nebo přidržena na jímce pomocí protiváhy přepadlé části plachty přes okraj jímky.
Dosažené environmentální přínosy:
Plovoucí kryty mají významný vliv na snížení emisí amoniaku. Hodnota snížení emisí závisí
na typu krytu, v letních měsících je snížení vyšší než v měsících zimních.
Plachtovina, plovoucí fólie, rašelina, řepkový olej vykazují vysoké hodnoty snížení
emisí, okolo 90 % a více. Ostatní materiály vykazují nižší hodnoty snížení nebo jejich
166
snižující efekt je proměnlivý (štěrk nebo LECA, lehký rozhrnutý jílový štěrk). Menší částečky
redukují méně, i když u štěrku o velikosti 5 cm a 10 cm nebyl zaznamenán významný rozdíl.
Snížení emisí při použití LECA je maximálně okolo 80 % a při zvyšování vrstvy nad 5
mm dále neroste. V praxi dešťové srážky zmenšují vrstvu LECA materiálu, čímž vzrůstají
emise, ale její větší vrstva tyto ztráty může kompenzovat.
Tab. 9.2: Snížení emisí amoniaku z kejdy prasat použitím různých typů plovoucích krytů
Snížení emisí amoniaku z kejdy prasat (%)
Typ kryt
Průměrně Jaro/Léto
Podzim
Zima
Plachtovina
90
94
n.d.
84
Vlnitá plech
n.d.
84
n.d.
54
Plovoucí fólie
n.d.
85-94
n.d.
73
Plovoucí deska
79
85
n.d.
89
Rašelina (8-9cm)
92
85
n.d.
n.d.
LECA 9-10cm
75-79
47-98
41
n.d.
LECA 5 cm
79-82
n.d.
34
n.d.
LECA 2 cm
72
n.d.
17
n.d.
Řepkový olej
92
n.d.
n.d.
n.d.
Řezaná sláma
71
43
n.d.
n.d.
EPS
- 2,5 cm
37
granule –
- 5 cm
n.d.
n.d.
n.d.
74
(malé)
EPS
- 2,5 cm
52
granules
-5 cm
n.d.
n.d.
n.d.
54
(velké)
EPS drcený
n.d.
39
n.d.
n.d.
[125, Mikkola, 2001]
n.d. – žádné údaje
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Prvořadým cílem bylo snížení zápachu, ale současně se snížily emise amoniaku. Patrně
některé plovoucí kryty, které jsou s kejdou mísitelné nebo jsou v ní rozpustné mohou ovlivnit
její kvalitu.
Některé reakce mezi plovoucími kryty a kejdou mohou zvýšit emise metanu (řepkový
olej okolo 60 %). V případě řepkového oleje se může při anaerobní reakcích tvořit silný
zápach.
Pod uzavřenými (plastovými) kryty běžně dochází k rozvoji plynů, které jsou potřeba
větracími otvory odvádět. Plyny mohou být využity v bioplynovém zařízení, ale efektivita a
ekonomičnost záleží převážně na faktorech jako je denní produkce plynu, vzdálenost
bioplynových zařízení a jejich využití.
Jak bylo zjištěno při jednom výzkumu, v jímkách s kejdou pokrytých LECA
materiálem se snižují emise metanu, ale současně se zvyšují emise oxidu dusného.
Provozní údaje:
Většinou jsou tyto kryty 10 cm silné. V případě LECA, rašeliny a plastových pelet byly
použity i slabší vrstvy. Menší částice jsou v podstatě účinnější než ty větší a při síle vrstvy 3-5
cm mohou být poměrně účinné, zatímco větší částice potřebují vrstvu o tloušťce 10-20 cm.
Vrstva ležící přímo na povrchu je pro snížení emisí nejdůležitější.
Použitelnost:
167
Přestože se výsledky při využívání plovoucích krytů velmi lišily, jsou většinou dostatečné na
to, aby se jejich aplikace na zásobníky s kejdou stala jednou z možností snížení emisí.
Aplikace řepkového oleje (nebo derivátů s vysokým obsahem řepkového oleje) je
velmi snadná, jeho mísitelnost s kejdou je obtížná. Dochází ovšem k jeho biologickému
rozkladu, časem ztrácí svou povrchovou celistvost a značně vzrůstají emise methanu. Lehký
plovoucí materiál, jež nemusí být každoročně doplňován může mít tu nevýhodu, že je odnášen
větrem. Minerální materiály s nízkou hustotou absorbují vodu, jsou velmi rychle odneseny
větrem, znečišťují se a jejich následné použití je problematické. Příkladem je pěnový
polystyren (EPS).
LECA materiál je vhodný pro nádrže a laguny. LECA granule mají vyšší hustotu a
jsou těžší než polystyren. Určitý podíl materiálu plave pod hladinou kejdy. Některé zdroje
uvádějí, že tento materiál má tendenci klesat ke dnu, z čehož vyplývá jeho opětovné
doplňování na povrch nádrže, jiné zdroje toto ovšem popírají. Umístění a rozprostření LECA
materiálu na příslušné místo může být u velkých nádržích a lagun poměrně složité, proto se
většinou smísí s kejdou nebo vodou a na povrch kejdy je čerpán spolu s uskladňovaným
materiálem.
Při míchání kejdy dochází u vrstvy rašeliny k jejímu rozmočení, a proto musí být její
vrstva na povrchu nádrže po každém míchání obnovována. Rašelina je přírodní produkt a
nevznikají problémy s odpadem.
Při aplikaci jakéhokoliv plovoucího krytu na již existující nádrže není nutné u nich
provádět žádné úpravy.
Vypouštěcí ventil by měl být umístěn co nejblíže u dna nádrže.
Náklady:
Náklady na plovoucí fólie na nádrže průměru 15-30 m se pohybují v rozmezí 15-36 EUR/m2.
Aplikace krytů na zemní jímky
Popis:
Kryty zemních jímek jsou založeny na flexibilních, nepropustných, UV-stabilizovaných
plastových fóliích, které jsou na okrajích nádrže zajištěny. LECA materiál je možné použít i u
malých lagun, vhodnější je jeho použití u nádrží.
Dosažené environmentální přínosy:
Je možno dosáhnout snížení emisí amoniaku i zápachu. Bylo uvedeno snížení emisí amoniaku
o více než 95%. Aplikace LECA materiálu snížila emise amoniaku okolo 82 %.
Mezisložkové dopady (cross-media effects):
Pro zakrytí lagun je třeba velké množství plastových fólií, které může být až o 70 % větší než
skutečný povrch laguny, přičemž záleží na její hloubce a sklonu okrajů. Plastové fólie mohou
být opakovaně použity, zatímco ostatní typy krytů jsou většinou na jedno použití.
Zakrytím laguny se zabraní vnikání deště, ale také i odpařování, což znamená, že
celkové množství kejdy se mírně zvýší. Předpokládá se, že usměrnění relativně čisté dešťové
vody do vodního toku a aplikace samotné kejdy je levnější, než polní aplikace velkého
objemu směsi kejdy s vodou. Dešťová voda může být využita na zavlažování, pozornost musí
být věnována jejímu složení, aby nedocházelo k její kontaminaci kejdou nebo jinými
znečišťujícími látkami. Farmáři z hygienických důvodů a možnosti výskytu nákaz nepreferují
recyklaci vody.
Při homogenizaci kejdy může dojít k jejímu smíchání s vrstvou LECA materiálu, což
dočasně zvyšuje emise amoniaku. Bylo zjištěno, že během velmi krátké doby po
homogenizaci se LECA vrstva opět zformuje, čímž se opět sníží úroveň emisí na původní
nižší hodnotu. Při použití LECA materiálu vzniká problém při jejím skládkování.
168
Zakrytím jímky se sníží nebo (v případě plastových pokryvů) zamezí přístupu kyslíku
k hladině kejdy, čímž se zvýší její teplota přibližně o 2 °C. Tyto vlivy vyvolají anaerobní
podmínky, při kterých velmi rychle vzniká metan, jehož emise významně při homogenizaci
kejdy narostou. Nedostatek kyslíku snižuje nitrifikaci a denitrifikaci a z tohoto důvodu
dochází ke snížení nebo zamezení tvorby oxidu dusného. Při použití LECA vrstvy dochází
k přístupu kyslíku ke kejdě, což znamená, že není zamezeno (de-)nitrifikačnímu procesu a
oxid dusný může i nadále vznikat.
Použitelnost:
Účelově navržené plovoucí kryty mohou být použity u již existujících lagun s kejdou prasat.
Výjimkou jsou laguny, kde:
• je obtížný přístup,
• laguna je rozsáhlá (náklady),
• okraje jsou nestejnoměrné, nerovné, nepravidelné.
Při montáži krytu musí být jímka kompletně vypuštěna a zbavena usazenin. Pokud je
kryt dostatečně upevněn na bocích jímky nemůže dojít k jeho poškození ani větrem ani váhou
vody ulpěné na povrchu krytu. Pro technologii současné homogenizace a vyprazdňování
jímky je nezbytné provést určité úpravy, ale míchání kejdy s nízkým obsahem sušiny nečiní
žádné problémy. Bylo uvedeno, že životnost krytů je až 10 let a poškození způsobené zvířaty
nebylo zjištěno.
Předpokládá se, že plastové kryty mohou zvýší kapacitu lagun přibližně o 30 % tím, že
brání vniku srážkové vody. To by mohlo v budoucnu přinést větší pružnost při skladování
kejdy nebo zvýšit kapacitu jímky v případě zvýšení počtu ustájených zvířat.
LECA materiál může být na povrch jímky nafoukán nebo spolu s kejdou načerpán. Při
čerpání nedochází ke vzniku prašnosti a ztrátě materiálu a jeho rozprostření na povrchu jímky
je pravidelnější. Při míchání a čerpání může dojít k poškození materiálu, proto musí být
prováděno s citem.
Náklady:
Náklady na plovoucí kryty jsou přibližně 15 – 25 EUR/m2 nekrytého povrchu. Náklady na
LECA materiál jsou 225 – 375 EUR/tunu. Náklady na snížení emisí jsou mezi 0,35 - 2,5
EUR/kg NH3-N u plastových krytů a 2,5 – 3,5 EUR/kg NH3-N při použití LECA.Více
náklady mohou vzniknout na místech, kde je nutné provést nějaké konstrukční úpravy
v provedení jímky nebo při úpravě systému vyprazdňování a míchání. Hospodaření
s dešťovou vodou přináší rozdíly v provozních nákladech, kde u lagun pokrytých LECA
vrstvou se náklady mohou krýt s vyššími náklady na zapravení kejdy, které jsou u
nezakrytých jímek vyšší. U plastových krytů závisí čisté náklady na možnosti užití vody na
zavlažování. Využití bioplynu (metanu) závisí na účelu použití (topení nebo pohon) a na
požadavcích zařízení. Může to být výdělečné, ale návratnost nákladů je poměrně dlouhá (přes
20 let).
5) Jakým způsobem se měří koncentrace zápachu?
Odpověď :
Autorizované měření pachu je jednorázové měření koncentrace pachových jednotek. K
měření je používán olfaktometr pracující na principu zřeďovací metody. Olfaktometr pracuje
s pachově neutrálním syntetickým vzduchem do kterého se přimíchává měřený vzorek
zapáchajícího plynu. Poměr směšování při prahu poznání pachu posuzovatelem (čichového
prahu) je hodnota určující znečištění vzduchu pachem. Koncentrace pachových látek je dána
169
násobky meze detekce.Vyhodnocení prahové koncentrace se provádí tak, že 50 %
posuzovatelů pozná pach při daném zředění (D50).
Výběr a kontrola posuzovatelů je prováděn využitím referenční pachové látky, což je nbutanol v čistotě pro spektrální analýzu. Množství 123 µg n-butanolu v 1 m3 neutrálního
vzduchu odpovídá 1 ouE směsi pachových látek.
1. Odběr vzorků plynů pro měření pachů
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Po příjezdu na místo měření je nutné kontaktovat zodpovědného pracovníka
provozovatele zdroje a potvrdit rozsah měření nebo se dohodnout na případných
změnách, které nebudou v rozporu s Příručkou, zákonem o ochraně ovzduší a
vyhláškami MŽP.
Za účasti určeného pracovníka provozovatele zdroje proběhne prohlídka měřicích míst
se zřetelem na bezpečnost práce a cíle měření. V případě potřeby se zkonzultuje a určí
místo odběru vzorku.
Připraví se odběrové zařízení dle návodu výrobce.
Provede se vlastní odběr vzorku plynu k měření dle ČSN EN 13725 Kvalita ovzduší –
stanovení koncentrace pachových látek dynamickou olfaktometrií zákon o ochraně
ovzduší.
Ukončení odběrů oznámí autorizovaná osoba pracovníkovi provozovatele.
Odebrané vzorky se odvezou do laboratoře měření a po celou dobu od odebrání
vzorku do doby analýzy budou uchovány při stálé teplotě.
Vzorky je třeba analyzovat nejpozději do 30-ti hodin od provedení odběru.
Každý vzorek je nezaměnitelně označen dle Příručky.
Provede se měření teploty, relativní vlhkosti a tlaku vzdušiny v odběrovém místě.
Pokud je to technicky proveditelné, stanoví se v odběrovém místě průtok vzdušiny dle
ČSN ISO 10780.
2. Evidence vzorků
Odpovědný zástupce přijímá vzorky od technika měření, který odběr provedl. Po zápisu do
knihy vzorků se vzorek analyzuje. Knihu vzorků vede a zápisy provádí pověřený pracovník
laboratoře. Při předávání vzorků mezi jednotlivými pracovníky se důsledně dbá na zachování
přiděleného označení vzorku. Vzorky se uchovávají tak, aby nemohlo dojít k jejich zneužití
nebo znehodnocení.
Všechny vzorky, které se v laboratoři analyzují, musí být zaneseny v knize vzorků. Označení
každého vzorku obsahuje číslo vzorku datum a čas odběru, místo odběru, jméno technika
měření.
Kniha vzorků obsahuje označení vzorku, datum a čas odběru, datum a čas analýzy, místo
odběru, jméno zákazníka a účel měření.
3. Měření
Na měřicím přístroji se provede základní údržba dle pokynů výrobce přístroje
4. Zápis dat, výpočet, protokol a archivace dat
Získaná data a pracovní poznámky jsou zaznamenávána do Pracovních záznamů měření
a přidělené označení jednotlivým vzorkům do Knihy vzorků.
170
Pověřený pracovník laboratoř vede digitální záznamy o jednotlivých měřeních.
Naměřená data jsou zpracována v programu Microsoft Office.
Ze získaných dat a výsledků bude zpracován Protokol o autorizovaném měření podle vzoru,
který je přílohou Příručky.
Protokol o autorizovaném měření musí obsahovat:
identifikační údaje laboratoře
identifikační údaje objednavatele
popis a údaje o zdroji měření (technologie, popis odběrového místa)
případné požadavky pracovníků státní správy ochrany ovzduší ČIŽP.
jmenný seznam pracovníků, kteří se podíleli na měření či zpracování výsledků měření
zpracované výsledky z měření
jméno pracovníka, který Protokol o autorizovaném měření zpracoval
podpis vedoucího měření
Protokol bude odeslán zadavateli.
Jedna kopie protokolu bude uložena autorizovanou osobou nejméně po dobu 10 let u
vedoucího měření.
Data se průběžně archivují na záložní media. Archivační média nesmí být uložená volně.
171
Poznámky:
172
NÁZEV:
VZDĚLÁVACÍ MODUL OCHRANA ŽIVOTNÍHO
PROSTŘEDÍ V OBLASTI VZDUCH
AUTOR:
Doc.Ing. Antonín Jelínek, CSc.
Ing. Marie Šístková, CSc.
Ing. Romana Mašátová
VYDAVATEL:
ZERA – Zemědělská a ekologická regionální agentura, o.s.
POČET STRAN
174
VYDÁNÍ
první
ISBN
978-80-86884-59-2
Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou.
2011

173