有害ガスと悪臭 NOxiOus GaS8S and OdOurs by O, NOREN Anima工 was七 es,Plll--130(1977) 排出された糞尿は、微生物 Kよる分解を受け各種のガスを生じる o 生成されるガスの種類と量は、 分解過程 Kよって異なる o 一 般 K、好気性分解で生じるガスは、ヒト及び家畜 K無害・無臭であるが 嫌気性分解では、有害あるいは悪臭ガスを生じる o 糞尿からのガスの種類と毒性 -舎内空気 K 含まれる糞尿からのガスの種類は、 2 0ある L、 は 3 0 とも報ぜられているが、主なも のは硫化水素(H . 2S 入 ア ン モ ニ ア (N H 3 )、二酸化炭素( 002)、メタン( OH4)である o このうち H2S と NH3 はヒト及び家畜 K有害な濃度 Kまで達するおそれがある o H2S は、空気より重く、無色、卵の腐ったような不快臭を呈す。 0.1ppm の濃度で認知でき るが、 30-50 ppm vl:達すると、ヒトの喋覚を急速に麻痔してしまう。 は 、 6時間は耐えられる治主 9 0-1 3 0 ppm で 3 5 0 ppm 濃度の空気を O .5-1時間以上吸入すると危険で、 800 ppm 以上では瞬時忙して死 K至る o NH3 は、空気より軽く、無色で刺激臭をもっ o 空気中vl:5 0%含まれると数分以内 K死亡する o 5 P p mの濃度で認知できる。 002 は、空気より重く、無色無臭。空気の常在成分として 3 0 0 P p m含まれ℃いる o 空気中 V l :7--8%含まれると窒息する。 10ppm 0.001 VOユ% NH3 25 0.0025 5000 凸U 02 0 . 5 kunδnu inU nu H2S 。 s m v m 1日 8時間労働のヒト K 対し、次のよう K定めている国が多 L 。 、 、 これらのガスの許容濃度を、 家畜のこれらのガス K よる中毒は、畜舎の清掃、床下貯留糞尿の撹持混合時 K起きることがある。 意識を失い数分間で死亡する o 死体を解剖すると、全身および肺の充出血、気麗. 7 .1<腫がみられる o 中毒症状を呈したら、できるだけ早く新鮮空気を吸入させる。慢性中毒の場合は蹄が柔かくなり炎 傷を伴なう。皮下や関節のまわり K充出血し腫張する。肢勢が悪くなに前肢を交差し背を丸める よう Kなる o 畜舎における有害ガス濃度 舎内のガス濃度は、糞尿処理方式や処理の過程で異なる o また舎内のガスの分布は均一ではない。 図 K豚舎、牛舎 Kおける例を示す。 -36- {Eaa s ︼ Eo-↑白土 4 C曲 UEouω 叫工 3 2 。 。 。 02 04 05 08 10 Time F I G .1 . C o n c e n t r a t i o no f h y d r o g e ns u l p h i d e2 . c ma b o v cs l a t t e df l o o ri nap i gh o u s e w i t h. s l u i c eg a t es y s t e m . The l i q u i dh a sb e e ns t o r e df o r1 4d a y sd u r i n gt h e summcrt Im c . {Eaa}EO ニO ﹄ ↑E 曲UEOUNOυ : : JOOO 。 。 ε 。 」 。 100 12 15 18 21 24 c l . ) ' 05 09 12 Tlme F I G .2 . C o n c e n t r al i o no fc a r b o nd i o x i d ei nt h ee x h a u s t e da i rf r o macows t a b l e .( 1 ) S t a b l ew i t hl i q u i dmanureh a n d l i n g ;( 2 )s t a b l ew i t hs o l i dmanureh a n d l i n g . ・ 1 L 1 1 . 単 位i -300 h 判 件 、 lC ー ー 包 一 " " : 的 4恒・ . r . .~・ Õ 180 o 0 Q. 令ー c < P ? 6 ? 4 ・ ; ; : : f t . ' " > 140 o ト iコ ω O . . . . - . c c _c、 u i ~ ・ ・ : : 80 2 孟 ω /・ ノ / , 0 . ・. NH 3 000 CO 2 C匂 . . r o . _10 劫初。 1 ・ 且 1000 100 2000 200 20 40 C o n c e n t r a t i o n(ppm) i s t r i h u t i o no fg a s e sb e t w c e n日o o ra n dc e i l i n gi nacows t a b l ew i t hl i q u i d F I G . 3 . D manurch a n d l i n g . -37- 5F5 H=2 H.S M2 440 白 色∞ c 96 C5 ' I . 1 、_ ー 卜: " 2000 200 20 20 。 KJwnuzJ kdAVKJ ¥ 11 Jvnu Mnunu 内 凡 11 00o kdAukd 11 。 505 11 Eaa-cz oとc-ucu で ; i 入、 、 ¥ 1 1 z J H : 生 . . ¥ 、、 内U o 、 、 " J" 0 0 0 o ¥ドー 5 10 15 20 25 30 35 40 Tlme (mln) F I G .4 . Changcsi ng a sc o n c c n l r a l i o ni nap i gh O l l s cd u r i n gc 1c a n il 1g o u lw i l ha l -h a s110w a l c r s c a landnoe v a c u a l i o n . s l u i c cg a l cs y s l c m .Thco U l l c lc l w nl1c 「~「つ j o : . ; _~二 iE │ 一/|二~~ _j~-- ~ E_ μ手4 4 1 f T 、 』 ー 、 、 ー 、 』 ー 一 町 、 、 ー 、 」 司 、 、 、 、 、 ー -!10心う/ A 1 1 1 ~ f~……………………… F I G .5 . WhenI h c r ci snow a t c r s e a landnoc v a c u a t i o no ft h ec l e a n i n g o u tc u l v e r t i nal i q u i dmanures y s t c m、d a n g e r o u sc o n c e n t r a l i o n so fh y d r o g e ns u l p h i d ec a n o c c u rd u r i n gc l e a n i n g o u t .e s p e c i a l l yi np i gh o u s e s . スラリー処理方式におけるガス中毒を防ぐための畜舎構造の例を以下 K示す。 Anlmal h o u s e '/人ソン Pump p i t J , 〆 w i t hs l u i c eg a t e FIG. 6 . Exampleo fhowi ti sa d v i s a b l et oa r r a n g ee v a c u a t i o noft h ec l e a n i n g o u t c u l v e r twhenb u i l d i n ganewi n s t a l l a t i o nw i t hs l u i c eg a t es y s t e m . -38- F I G .7 . Exampleofhowt oa r r a n g eaw a t e r s e a lande v a c u a t i o ni naf l o a t i n g s y s t e m . Rubbers h e e t i n g Flushing channel F I G .9 . Combineds c r a p i n gandf l u s h i n gs y s t e m . 悪臭公害と悪臭の強さ 悪臭 K起因する苦情は、付近住民から寄せられることが多いが、家畜管理上からも、畜舎及びそ の周辺ができるだけ悪臭の少ないことが望まし L。 、 糞尿からの悪臭は、複合臭であるから、ニオイの強度を悪臭物質の濃度だけから客観的 K とらえ ることは難し L、。そこで調香師による官能試験法がとられる。原臭気を無臭空気とニオイの区別が できなくなる闘値濃度まで希釈するの K必要な希釈倍数を求め、その対数でもって表わす方法であ る(スウェーデン農業工学研究所, 197 2)0 (訳注、これ K似た方法は、日本でも東京都公害 研究所で開発され、三点比較式臭袋法と称されている。) 悪臭の相対的強度は、下表 K示すような家畜ごとの悪臭負荷単位 (Odour load unit)と 各糞尿処理方式の悪臭負荷係数 (Odour load fac七or) で求めることができる。 -39- 家畜別悪臭負荷単位 家 畜 (0 L U ) OLD 畜舎からの最小排気量 子牛(更新牛〉 O .2 13 子牛(肥育牛〉 0.4 23 若雌牛 O .6 30 肉牛 O .8 35 乳牛 1 .0 45 肉 豚 体 重 30--100K!( O .2 繁殖豚 O .3 種鶏及び肉用鶏 O .01 0.1 5 産卵鶏 0.0 2 0.4 m3/hr 18 糞尿処理方式別悪臭負荷係数(0L F ) 糞尿処理方式 OLF 密閉畜舎 開放畜舎 糞尿分離式 毎日搬出しない 1 .5 1 .0 毎日搬出する 1 .0 1 .0 敷わら踏み込み 1 .5 1 .0 スラット床下貯留 1 .8 1 .5 自然、流下 1 .5 1 .0 循環水洗 1 .8 1 .5 2 .5 1 .8 糞尿混合式 非衛生的.夏季 臭気成分は、脂肪族アミン類、メノレカブタン、硫化物、有機酸、スカトーノレなどの有機物質が主 なものである o サイレージ臭などもこれに含まれることがある。ニオイの強度は糞中のリン酸塩及 び窒素含量 K比例すると考えられており、これらの含量の順位は、家畜別にみると、鶏、豚、牛の 順で、悪臭苦情件数もこの順位である o 舎内では糞尿搬出時: V L、最も悪臭を発し、また、糞尿貯留期聞が長い程、ガスの生成量は多くな る。貯留時民生じる悪臭物質は、糞尿が静置し℃いる間は悪臭をもたらさないが、一旦撹枠.混合、 散布されると悪臭物質が放出されることになる。 -40- 悪臭防止対策 悪臭物質の生成・放散をできるだけ少なくするため、いろいろな方法がある。過硫酸アンモニウ ム、過マンガン酸カリなどの化学物質を混入する方法、シリカグノレ、活性炭、活性アルミナなどの 吸着剤を用いる方法、洗浄塔の中でガス流を向流的に洗浄する方法、排ガスを高温あるいは触媒を 用い℃低温で燃焼する方法、オゾンで化学的に悪臭物質を分解する方法などである。何れも経費が かかるのが難点である o 畜舎を新築するに際しては、付近住民の住居との聞に緩衡地帯を設けられるよう K建設位置を考 慮、する o 下に示した計算図地は、必要な緩衡地帯を算出するの K便利である。 H e i g h to fe x h a u s to u t l e t( . m ) I n f l u e n c eo fa i rd i s c h a r g ep i p eh e i g h f て 大、ト R . 1 2 α 1 ¥ 1 ¥ 1 可 ¥ ¥ 1 ¥ 1 ,¥1¥i¥ ¥1、 1 ' ¥ ¥ 、 、 、 M a n u r eh a n d l i n gs y s t e m . 1 " ¥ ! ' ¥ [ ¥ . . J 1 ¥ 1 3 0 J J ~ レ / V ノ I r .n i " , f= 2 , 5 l/ 1/ ノ ¥ 1 1 、 ヘ1 ¥ 1 ¥ 11 ¥ 1 1 ¥ . . 1 ¥1 ¥ 1 ¥ ¥ 1 ' . ノ . 1 0 0 i " " レ f=1 , 5 、/ 、 内 ~ ~\ I ¥ t t 、 町、 l 、 1 ' ¥、1凡 ¥ . 1 ¥ベ1 1 ' - 1 、 戸 ‘ ¥ / J . " , D i s t a n c e l/ 〆 レ レ / / I/ V v i " " J "¥l¥\~\r\ ¥ t ¥ ¥ ¥¥ :1"' 内 、 1 ¥ ¥ ¥ ¥ 1 N-..~ : r ノ ノ v 忙 日' ソ ν V . I 〆 ' ド ー r- Q d ou rl o a du n i t s . 。 2 ( >~厄 匝 1)011 2 8 0 2 2 3 1 0 01 O 2巴 x l1 2 0 0 4凶 6 0 0l 4 0 0 0 08 I . . . I 1 I I 同歩究'/ v っ さ タ ァv 1 ¥ ' 1 ' ¥ . 1 ' . 九 1 " い/戸で ヤ"〆'/ . . . . レJ [/ l 〆 レ / レ レ 〆 じ 〆A ν ν 〆 レ v n / / 10r .::~〆 7 ド / 1 ノ 予 y!ノi ノ V 、 1 : - h p 、 、 ト i ノ 1 ¥ ゾ L 〆 以/ / 尺 ν ν / 1 ¥ 1 ' ¥ . 、 内 、 爪 1 ¥ 1 ¥ I~、 、 ト 、 ト> 1 2% 44%14-8喝 1 ¥1 、 8-1 2% ‘ 1 V e r t i c a ls p e e do fe x h a u s t e do i r(m/ s e c ) F r e q u e n c yd i s t r i b u t i o no fw i n dd i r e c t i o n I n f l u e n c eo ft h r o wl e n g t h F I G .1 0 . Odoure m i s s i o nfromfarmb u i l d i n gi nr e l a t i o nt od i s t a n c et on e a r e s t .2 1 ) .Example: 1 4 0odourl o a du n i t s( li q u i dmanure), r e s i d e n t i a la r e a( f r o mr ef s t o r a g ei nc Iosedbarn( f=} . 8 ),a i rs h a f th e i g h t5m, v e r t i c a la i rs p e e d3m / s e c . -41- (北大農学部朝日田康司)
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