| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Udvikling af måleteknik for optimering og beskrivelse af lugtbegrænsende teknologier til husdyrbrug

5 Resultater

• 5.1 Effekt af reduceret ventilationsydelse
  • 5.1.1 Olfaktometriske analyser
  • 5.1.2 MIMS-målinger
  • 5.1.3 GC/MS-O
  • 5.1.4 Sammenfatning af målinger ved reduceret ventilation
• 5.2 Biologisk luftrensning
  • 5.2.1 Olfaktometriske analyser
  • 5.2.2 MIMS-målinger
    • 5.2.2.1 Periode 1. Sensommer/efterår
    • 5.2.2.2 Vintermålinger
  • 5.2.3 GC/MS og GC/O
    • 5.2.3.1 GC/MS ved biologisk luftrensning september 2004
    • 5.2.3.2 TD-GC/MS-O ved biologisk luftrensning marts 2005
  • 5.2.4 Sammenfatning af målinger ved biologisk luftrensning
• 5.3 Tilsætning af inulin til foder
  • 5.3.1 Olfaktometriske analyser
  • 5.3.2 MIMS-målinger
  • 5.3.3 GC/MS og GC/O
  • 5.3.4 Sammenfatning af målinger ved tilsætning af inulin til foder

5.1 Effekt af reduceret ventilationsydelse

5.1.1 Olfaktometriske analyser

Lugtkoncentrationerne (OU_E/m³) i de to afkast var sammenlignelige for Hold 2, hvorimod lugtkoncentrationen for Hold 1 var en anelse forhøjet for staldsektionen med køling i forhold til kontrol-stalden. Da staldsektionen med køling har en væsentlig reduceret ventilationsydelse, er det imidlertid ikke relevant at sammenligne lugtkoncentrationerne direkte. For at kunne vurdere effekten af reduceret ventilation via køling omregnes derfor til lugtemission. Resultaterne af de olfaktometriske analyser er præsenteret i Figur 7 som lugtemission. Sektionen med reduceret luftskifte (køling) havde for begge hold grise nedsat lugtemission i forhold til stalden med normal ventilation, se Figur 7. På dagene med lugtmålinger var luftskiftet gennemsnitlig reduceret med 50 % i forsøgssektionen ved Hold 1, og det medførte en lugtreduktion på 33±12 % (95 % konfidensinterval) i forhold til kontrolsektionen. Ved Hold 2 var luftskiftet gennemsnitlig reduceret med 56 procent i forsøgssektionen, og det medførte en lugtreduktion på 47±8 % (95 % konfidensinterval) i forhold til kontrolsektionen.

Figur 7 Olfaktometriske målinger på luft fra hhv. stald med køling af indtagsluft og kontrol. Resultaterne er omregnet til emission.

5.1.2 MIMS-målinger

Der blev gennemført online MIMS-målinger for hold 1 i perioden 2. september til 6. september og for hold 2 i perioden 15. november til 23. november. Der blev målt skiftevis på en staldsektion med normal ventilation og en staldsektion med ventilationsydelsen reduceret til 50 %.

Resultaterne er primært opgivet som en relativ effekt af køling, idet det er den relative effekt, der er interessant snarere end absolutte niveauer.

Resultaterne af målingerne er omregnet til relativ effekt i forhold til emission i lighed med resultaterne af de olfaktometriske målinger.

Resultater for hold 1 er vist i Figur 7 og 8 for udvalgte komponenter. Ud over de viste komponenter kunne indol detekteres. Indol er beslægtet med skatol (3-methylindol) og udviste generelt samme tendens mht. effekt af køling som dette stof. Carboxylsyrerne er detekteret som m/z = 60, hvilket er et masse-spektroskopisk signal, der er fælles for de fleste af de dominerende carboxylsyrer. Organiske svovlforbindelser er ligeledes detekteret ved et fælles signal, m/z = 47, hvilket skyldes, at der for de mere entydige signaler for denne stofgruppe, fx m/z=62 for dimethylsulfid, er interferens fra andre komponenter. M/z = 47, der svarer til fragmentet [CH₃S·]⁺, repræsenterer således summen af koncentrationerne af Methanthiol, Dimethylsulfid, Dimethyldisulfid og Dimethyltrisulfid og betegnes ROS (reducerede organiske svovlforbindelser).

Som det fremgår, varierer effekten af køling både fra lugtkomponent til lugtkomponent og som funktion af tidspunktet på døgnet. For carboxylsyrerne ses en kraftig døgnvariation med højere natlig emission fra den stald, hvor der er etableret køling. Samme tendens ses for ROS og 4-methylphenol, men for især 4-methylphenol er døgnvariationen væsentlig mindre. For skatol ses i alle tilfælde en højere emission fra stalden med kølet indtagsluft.

I perioden kl. 12:00-18:00, hvilket var det tidspunkt på døgnet, hvor prøver til olfaktometri og GCMS blev udtaget, var de gennemsnitlige reduktioner i % som følger: RCOOH: 93 ± 5, ROS: 38 ± 11, p-Cresol: 19 ± 7, Skatol: -61 ± 19.

Figur 8 Relativ effekt af køling på emissionen af carboxylsyrer (RCOOH) og p-cresol. Hvis den relative effekt er mindre end 1, betyder det, at emissionen af komponenten er lavere i den stald, hvor der er etableret køling. Resultaterne er vist som en gennemsnitlig døgnvariation for perioden 2. september til 6. september.

Figur 9 Relativ effekt af køling på emissionen af reducerede organiske svovlforbindelser (ROS) og skatol. Hvis den relative effekt er mindre end 1, betyder det, at emissionen af komponenten er lavere i den stald, hvor der er etableret køling. Resultaterne er vist som en gennemsnitlig døgnvariation for perioden 2. september til 6. september.

For hold 2 observeredes ikke samme gentagne døgnvariation som for hold 1. Resultaterne er derfor vist for hele den periode, hvor der blev gennemført MIMS-målinger (15. november til 22. november). Der er foretaget en tidslig midling af resultaterne, således at hvert punkt i Figur 10 og Figur 11 svarer til 3 målecykler.

Figur 10 Relativ effekt af køling på emissionen af carboxylsyrer (RCOOH) og p-cresol. Hvis den relative effekt er mindre end 1, betyder det, at emissionen af komponenten er lavere i den stald, hvor der er etableret køling.

Figur 11 Relativ effekt af køling på emissionen af reducerede organiske svovlforbindelser (ROS) og skatol. Hvis den relative effekt er mindre end 1, betyder det, at emissionen af komponenten er lavere i den stald, hvor der er etableret køling.

Som det fremgår, observeres ikke samme grad af reduktion af emissionen af lugtstoffer ved køling af indtagsluft for hold 2. For såvel carboxylsyrer som p-cresol og skatol, observeres højere emission fra den stald, hvor der er etableret køling. Kun for de reducerede organiske svovlforbindelser (ROS) observeres en mindre reduktion. For måleresultater i tidsrummet 12:00-18:00 observeres i gennemsnit en reduktion af ROS på: 33 ± 10 %.

5.1.3 GC/MS-O

Der blev ikke udført GC/MS- og GC/O-analyser i forbindelse med undersøgelse af effekten af reduceret ventilation i regi af dette projekt. Der er dog gennemført en række GC/MS-analyser i forbindelse med de forsøg, der her er omtalt i forbindelse med det indledningsvis omtalte projekt under Vandmiljøplan III. Resultaterne afrapporteres under dette projekt sammen med visse af de resultater, der er præsenteret i nærværende rapport i det omfang, det findes formålstjenligt.

Resultaterne kan kort opsummeres til følgende:

På enkeltstofniveau blev der med gaskromatograf med massespektrometri (GC/MS) fundet en lavere emission af eddikesyre, propansyre og smørsyre fra sektionen med reduceret luftskifte ved hold 1. Ved hold 2 viste kun to af de fire lugtmålinger en reduktion i emissionen af eddikesyre, propansyre og smørsyre, og emissionen af p-cresol var øget ved køling. Modsat var emissionen af skatol øget ved samtlige målinger med GC/MS, hvilket betyder, at et reduceret luftskifte øger emissionen af skatol. På den baggrund må det antages, at skatol ikke har nævneværdig betydning for lugtemissionen generelt, da denne netop var reduceret som følge af et lavere luftskifte.

Svovlforbindelser var ikke omfattet af analyserne.

5.1.4 Sammenfatning af målinger ved reduceret ventilation

De olfaktometriske målinger viser en signifikant reduktion i lugtemissionen ved køling af ventilationsluft som følge af, at ventilationsydelsen kunne reduceres til ca. det halve, uden at der observeredes en markant stigning i lugtkoncentrationen i afkastet.

Effekten af reduceret ventilation på de målte enkeltstoffer giver ikke anledning til en entydig tendens med hensyn til reduktion af emissionen. MIMS-målingerne tyder på, at svovlforbindelser (ROS) og for hold 1 også carboxylsyrer og p-cresol reduceres i dagtimerne, hvorimod emissionen af skatol er væsentligt forøget. MIMS-målingerne indikerer imidlertid også, at der kan være en negativ effekt af køling om natten, idet der for Hold 1 observeredes kraftigt forøgede emissioner af carboxylsyrer om natten.

Der er overvejende god overensstemmelse mellem MIMS-resultaterne og GC/MS-resultaterne opsummeret i afsnit 5.1.3. For ROS, p-cresol og skatol er der god overensstemmelse mellem MIMS-målinger og GC/MS-målinger for begge hold grise. For carboxylsyrer er der god overenstemmelse for Hold 1. For Hold 2 viser MIMS-målingerne en forøget emission af carboxylsyrer, hvorimod GC/MS-målingerne ikke viser en entydig effekt af køling.

5.2 Biologisk luftrensning

5.2.1 Olfaktometriske analyser

Biofiltrets evne til at reducere lugt er i en længere periode målt af Landsudvalget for Svin ved at udtage prøver til olfaktometri hver 14. dag. Biofiltrets rensningsgrad ligger generelt inden for intervallet 10-70 % med en middelværdi på 38 ± 17 % (± 1 standardafvigelse), hvor 100 % svarer til, at al lugt fjernes.

I Figur 12 er vist resultater for de perioder, hvor der er foretaget MIMS- og GC/MS-målinger. Der observeres en gennemsnitlig rensningsgrad på 56 ± 17 % (± 1 standardafvigelse).

De olfaktometriske resultater, der er opnået i dette projekt, er således repræsentative for biofiltrets generelle ydelse. Den gennemsnitlige rensningsgrad er dog lidt højere end gennemsnittet for hele den periode, hvor der er målt olfaktometri.

Figur 12 Olfaktometriske målinger hhv. før og efter biofilter. En måling den 7/9 er medtaget som supplement, da en måling den 5/10 blev aflyst.

Biofiltrets rensningsgrader mht. olfaktometri er vist i Figur 13. Som det fremgår, er der en forholdsvis stor spredning på rensningsgraderne, og selv for prøver udtaget på samme dag, fx den 1/3-2005, kan der være stor forskel. På baggrund af den velkendte usikkerhed på olfaktometriske målinger vurderes det, at denne variation primært skyldes måleusikkerheder og ikke en egentlig korttidsvariation i filtrets effektivitet. Der er en svag tendens til, at filtret renser bedre om vinteren (marts 2005) end i sensommer/efterårs-perioden. Der er dog ikke tale om en statistisk signifikant forskel. En evt. højere rensningsgrad i koldere perioder ville kunne forklares ud fra, at ventilationsydelsen er lavere, når det er koldt, hvilket igen bevirker, at opholdstiden i filtret bliver lavere.

Figur 13 Rensningsgrad for biofiltret beregnet som 1-(OU_efter/OU_før).

5.2.2 MIMS-målinger

I forbindelse med biologisk luftrensning er der gennemført to måleserier under hhv. forholdsvis varme sommer/efterårsbetingelser og forholdsvis kolde vinterbetingelser. Der er målt skiftevis før og efter filtret, og på baggrund heraf er filtrets rensningsgrad mht. til enkelte komponenter, dvs. enkeltstoffer eller stofgrupper, estimeret.

Resultaterne er således præsenteret som rensningsgrad, hvor en rensningsgrad på 100 % svarer til, at stoffets koncentration er fuldstændig reduceret (til under metodens detektionsgrænse), og en rensningsgrad på 0 % svarer til, at koncentrationen af stoffet er den samme før og efter filtret.

5.2.2.1 Periode 1. Sensommer/efterår

Et MIMS-instrument blev opstillet d. 20. september 2004 (for yderligere detaljer, se 4.2). Instrumentets PC til kontrol og dataopsamling var udstyret med et mobilkort til fjernadgang, men på grund af manglende dækning var det desværre ikke muligt at gøre brug af denne mulighed. Resultater for perioden frem til 20. oktober er vist i Figur 14-Figur 16. Fra den 5. oktober til den 6. oktober var instrumentet afbrudt på grund af filamentskift. Resultaterne er opdelt i carboxylsyrer (Figur 14), alkylphenoler (Figur 15) samt phenol og reducerede organiske svovlforbindelser (Figur 16). Der er kun medtaget signaler, hvor der kan foretages en forholdsvis entydig tilskrivning af m/z-værdier til specifikke komponenter, herunder stofgrupper. Endvidere er data, hvor signalerne er under detektionsgrænsen, udeladt.

Der ses henover hele perioden en forholdsvis høj rensningsgrad for de fleste stoffer. Eneste markante undtagelse er de reducerede organiske svovlforbindelser (ROS), hvor filtrets effekt generelt ligger inden for området 0 ± 40 % og varierer forholdsvis meget. Negative rensningsgrader fremkommer, hvis koncentrationen af stoffet er højere efter filtret end før, hvilket muligvis skyldes fluktuationer, idet der ikke måles samtidig, men skiftevis før og efter filtret. Sammenligner man de målte signaler for ROS før og efter biofiltret (Figur 17), ses klart en generel tendens til, at biofiltret ikke er i stand til at fjerne denne stofgruppe i nævneværdig grad.

Figur 14 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for carboxylsyrer. Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret.

Figur 15 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for p-cresol samt summen af p-cresol og 4-ethylphenol, hvor p-cresol udgør langt det største bidrag. Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret.

Figur 16 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for reducerede organiske svovlforbindelser (ROS) og phenol. Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret.

Figur 17 MIMS-signaler hhv. før og efter biofiltret for reducerede organiske svovlforbindelser (ROS).

Hver værdi for rensningsgrad er bestemt jf. 3.2 som gennemsnit af tre på hinanden følgende værdier for luft udtaget hhv. før og efter filtret. Hver måling tager 2,5 minutter, idet der måles 10 sekunder på hver m/z-værdi, og der indgår 15 m/z-værdier i en måling. Tre værdier, der indgår i et sådant gennemsnit er således fordelt over 7,5 minutter. Usikkerhederne bestemt som den relative standardafvigelse på de målte værdier er inden for intervallet 3-10 %, hvis målinger, der er forbundet med fluktuationer, udelades.

Biofiltrets effektivitet er generelt forholdsvis konstant henover døgnet på trods af en varierende belastning. I Figur 18 er rensningsgraderne for carboxylsyrer og p-cresol vist som en gennemsnitlig døgnvariation for perioden. Det fremgår, at effektiviteten over hele døgnet er i størrelsesordenen 80-90 %. I samme figur er vist de relative MIMS-signaler målt på tilgangssiden af filtret. Der ses en vis døgnvariation med højere niveauer om dagen end om natten med maksima kl. 8:00 og kl. 15:00.

Figur 18 Gennemsnitlige døgnvariationer af rensningsgrad og MIMS-signaler i tilgangsluft for carboxylsyrer og p-cresol i perioden 20. september – 20. oktober.

De reducerede organiske svovlforbindelser adskiller sig fra de øvrige komponenter, idet der ses en noget større døgnvariation i rensningsgraden som det fremgår af Figur 19. Om dagen er den gennemsnitlige reduktionsgrad tæt på 0, hvorimod om natten observeres negativ ”rensningsgrad”, hvilket svarer til højere koncentrationer på udgangssiden af filtret sammenlignet med tilgangen.

Figur 19 Gennemsnitlige døgnvariationer af rensningsgrad og MIMS-signaler i tilgangsluft for reducerede organiske svovlforbindelser i perioden 20. september – 20. oktober.

Konklusionen på den første måleserie i forbindelse med biologisk luftrensning er, at det testede biofilter er i stand til at fjerne forholdsvis vandopløselige komponenter som fx carboxylsyrer og phenoler. Derimod passerer de flygtige organiske svovlforbindelser forholdsvis uhindret gennem filtret. Betydningen af dette i forhold til reduktion af lugt målt olfaktometrisk og sammenligninger med GCMS-målinger er diskuteret i afsnit 6.2.4 samt i kapitel 7.

MIMS-instrumentet var placeret i rummet umiddelbart inden det vertikale biofilter og blev således udsat for store mængder af støv og en forholdsvis høj luftfugtighed (om end ikke så stor som efter passage af det gennemvandede filter). På trods af disse betingelser fungerede instrumentet tilfredsstillende henover måleperioden. Der blev skiftet mellem at måle før og efter filtret hver halve time, således at der kan opnås en rensningsgrad for hver time. Den efterfølgende analyse af data viste, at dette er en passende tidsopløsning i forhold til den tidsskala, hvormed der ses ændringer i filtrets evne til at fjerne lugtstoffer. Datamaterialet tyder dog også på, at tidsopløsningen kan forbedres, hvis der er behov for det.

5.2.2.2 Vintermålinger

En usikkerhedsfaktor i forbindelse med den første målerserie er, at der kun blev foretaget nulpunktskorrektion én gang i døgnet. Der er dog ikke tendens til, at de måledata, der er foretaget umiddelbart før eller efter nulpunktskorrektion, afviger systematisk fra de øvrige data. Ikke desto mindre blev der efterfølgende foretaget en justering af målemetoden, hvorefter der løbende gennemføres nulpunktskorrektion, dvs. at nulpunktskorrektion udføres automatisk før hvert sæt målinger før og efter filtret. Derved bliver databehandlingen væsentligt forenklet, idet data lagres som korrigerede data. Endvidere anvendes et script-program til styring af målinger og dataopsamling. Dette program er ligeledes i stand til at aktivere en multikanalvælger, der bestemmer, hvilken type luft der måles på.

Med dette program er det således muligt at udføre følgende målecyklus:

1. Kanalvælgeren sættes til sampling af ren luft (filtreret vha. aktivt kul)
2. Der ventes f. eks. 10 minutter
3. Nulpunktsværdier måles og lagres midlertidigt
4. Kanalvælgeren skifter til luft udtaget før filtret
5. Der ventes 10 minutter
6. Der foretages 3 målinger for hver udvalgt m/z-værdi. De målte værdier korrigeres automatisk og lagres i en separat fil
7. Kanalvælgeren skifter til luft udtaget efter filtret
8. Der ventes 10 minutter
9. Der foretages 3 målinger for hver udvalgt m/z-værdi. De målte værdier korrigeres automatisk og lagres i en separat fil

Resultaterne af vintermålingerne er vist i Figur 20-Figur 23. Det observeres, at filtret er i stand til at fjerne carboxylsyrer (Figur 20) og phenoler (Figur 21) med en forholdsvis høj effektivitet, hvorimod organiske svovlforbindelser (Figur 22) fjernes i væsentlig ringere grad og med store variationer i rensningsgraden. Indol og skatol fjernes tilsyneladende med rimelig effektivitet i første halvdel af måleserien og med lavere effektivitet i sidste halvdel. Det skal understreges, at for disse stoffer er mængden af data mindre omfattende end for de øvrige stoffer som følge af, at koncentrationerne i perioder var under detektionsgrænsen.

Figur 20 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for carboxylsyrer. Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret.

Figur 21 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for phenol, p-cresol samt summen af p-cresol og 4-ethylphenol, hvoraf P-cresol udgør langt det største bidrag. Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret.

Figur 22 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for reducerede organiske svovlforbindelser (ROS). Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret.

Figur 23 Biofiltrets rensningsgrader (i %) for indol og skatol. Rensningsgraderne er beregnet ud fra stoffernes MIMS-respons hhv. før og efter biofiltret. Værdier, hvor signalerne enten før eller efter filtret var under detektionsgrænsen, er ikke medtaget.

Der er for alle stoffer en tendens til lavere rensningsgrad i anden halvdel af måleserien. I denne periode var ude-temperaturen (målt i Ålborg. Kilde www.dmi.dk) højere, som det fremgår af Figur 23, hvor døgnets median-temperatur er vist sammen med døgnmiddelværdier for rensningsgrader. Når temperaturen stiger, øges ventilationsgraden, hvilket medfører et større flow henover biofiltret. En mulig forklaring på de lavere rensningsgrader i anden halvdel af perioden kan derfor være, at lugtstoffernes opholdstid i filtermaterialet er reduceret som følge af øget ventilationsflow.

Figur 24 Sammenligning af døgnmiddelværdier for rensningsgrader med døgnets temperaturmedian (www.dmi.dk).

Sammenlignes målingerne fra september 2004 med vintermålingerne, må det konstateres, at der er rimelig god overensstemmelse mellem de to perioder mht. til rensningsgrad for de forskellige stofgrupper.

Tabel 6 Gennemsnitlige rensningsgrader for hhv. september 2004 og vinter (marts) 2005. Variationen er udtrykt som ± 1 standardafvigelse.

I Tabel 6 er vist gennemsnitlige rensningsgrader for de to perioder. Der er en tendens til, at filtret var mere effektivt i vinterperioden, hvilket kan hænge sammen med, at lavere temperaturer giver anledning til større opholdstid i filtermatricen som følge af reduceret ventilationsflow.

5.2.3 GC/MS og GC/O

5.2.3.1 GC/MS ved biologisk luftrensning september 2004

I forbindelse med forsøg med biologisk luftrensning i 2004 blev der udtaget prøver til GC/MS-analyse med henblik på vurdering af filtrets effektivitet den 20. september og den 5. oktober. På dette tidspunkt var GC/O-metoden ikke færdigudviklet, og der blev derfor kun lavet GC/MS. Disse analyser blev udført på Teknologisk Institut.

Resultaterne blev ikke omregnet til koncentration, men stoffernes analysesignaler blev kvantificeret med henblik på bestemmelse af rensningsgrad ud fra målinger hhv. før og efter det biologiske filter.

De vigtigste stoffer med tilhørende rensningsgrader ( i %) er vist i Tabel 7. Som det fremgår, har filtret stor effektivitet over for carboxylsyrer, p-cresol, indol, skatol, men ringe effektivitet over for organiske svovlforbindelser. Det fremgår ligeledes, at rensningsgraden for organiske svovlforbindelser kan være negative, hvilket er et resultat af, at niveauet var større efter filtret end før filtret. Dette kan forårsages af fluktuerende koncentrationer i emissionen, men da der er målt samtidig, er dette mindre sandsynligt. En anden mulig forklaring er, at disse stoffer kan dannes i filtret i tilgift til deres forekomst i afkastet fra stalden.

Tabel 7 Rensningsgrader for biologisk luftrensning målt ved GC/MS i 2004.

5.2.3.2 TD-GC/MS-O ved biologisk luftrensning marts 2005

Prøver fra forsøg med biologisk luftrensning foretaget i Perstrup stald er udtaget før og efter filter. Prøver fra før og efter filter er modtaget både den 2. og 9. marts 2005. Fra hver position er opsamlet luft i 3 opsamlingsrør (tripelbestemmelse). Hvert opsamlingsrør bedømmes af to dommere, dvs. prøven bedømmes af i alt 6 dommere.

Resultatet af GC/MS-analysen er en kvantificering af de identificerede stoffer i prøverne i forhold til standarden. Et gennemsnit af tripelbestemmelsen er opgivet i Tabel 8. En t-fordelingstest er udført på de i alt 6 prøver før og efter filter for at afgøre, om indholdet af enkeltstofferne er signifikant afhængig af, om prøven er fra før eller efter filter. Heraf ses, at der er et stærkt eksperimentelt bevis for (***), at prøverne opsamlet før filter ikke er lig prøverne opsamlet efter filter, udtrykt ved forskel i stofferne 2,3-butanedion, 1-butanol, 3-methyl-1-butanol, eddikesyre, benzaldehyd, propansyre, butansyre, 3-methylbutansyre og phenol. Endvidere ses, at der er eksperimentelt bevis for (**), at prøverne opsamlet før filter ikke er lig prøverne opsamlet efter filter, udtrykt ved forskel i stofferne hexanal, heptanal, 3-hydroxy-2-butanon, 2-methylpropansyre, 4-methylphenol og 4-ethylphenol, og der er svagt eksperimentelt bevis for (*) at prøverne opsamlet før filter ikke er lig prøverne opsamlet efter filter, udtrykt ved forskel i stofferne pentansyre og indol. Alle ovennævnte stoffer er reduceret efter det biologiske filter.

Tabel 8 Indholdet er angivet som gennemsnit af tripelbestemmelsen (ng/l luft). < angiver et indhold mindre end kvantificeringsgrænsen (LOQ). 0 betyder intet påvist.

Resultatet af GC/MS-O analysen er vist i Tabel 9, hvor sammenhørende værdier i form af LRI-værdi, identitet, teoretisk lugtbeskrivelse, dommernes valg af lugtkategori samt antal dommere, der registrerede den pågældende lugt, er opgivet. Stoffer med en høj detektionsfrekvens (antal dommere, der registrerede lugten ³ 5(orange)) var i analysen følgende: trimethylamin, dimethylsulfid, 2,3-butandion, octanal/3-hydroxy-2-butanon, 6-methyl-5-hepten-2-on, svovldioxid, eddikesyre, butansyre, 4-methylphenol og 4-ethylphenol. Stofferne blev registreret af størstedelen af de 6 dommere og antages derfor at være af stor betydning for lugten.

Tabel 9 Resultat af aromaanalyser af prøver fra Perstrup. Stoffer med høj detektionsfrekvens i analysen (antal dommere ³ 5) er markeret med orange baggrund og stoffer med mellemhøj detektionsfrekvens i analysen (antal dommere <5) er markeret med gul baggrund.

¹Slk–svovl, løg, kål; khss–kvalm, harsk, sur, smør; uid-uidentificeret; ks-kemisk,syntetisk; nrs-nødder, ristet, stegt; fgn-frisk, grøn, natur; ssf-syrlig, sød, frugt; js-jord, svampe; de–dyrisk, ekskrementer; b-bagt.

Trimethylamin blev kun påvist i prøverne før filteret på begge datoer, mens dimethylsulfid synes at være upåvirket af rensningen. 2,3-butanedion og 6-methyl-5-hepten-2-on er upåvirket. Svovldioxid blev registreret af færre dommere efter rensningen, mest tydeligt den 08.03.05. Antallet af dommermarkeringer for eddikesyre falder efter filter den 01.03.05, men er steget efter filter den 08.03.05. Butansyre falder tydeligt efter filteret den 01.02.05, men knap så tydeligt den 08.03.05. 4-methylphenol har en tendens til at være markeret af flere dommere efter filteret. For 3-hydroxy-2-butanon/octanal er antallet af dommermarkeringer til gengæld steget efter filter, på trods af at koncentrationen faldt for 3-hydroxy-2-butanon. Her er sandsynligvis tale om et helt tredje stof til stede i lav koncentration, men med lav lugttærskelværdi.

Stoffer med en lavere detektionsfrekvens (antal dommere, der registrerede lugten < 5(gul)) er i analysen hexanal, 3-methyl-1-butanol, nonanal, 1-octen-3-ol, benzaldehyd, propansyre, 2-methylpropansyre, acetophenon og 3-methylbutansyre. Disse stoffer blev registreret af færre end 5 dommere og ikke konsekvent i alle prøver og antages derfor ikke at have ligeså stor betydning for lugten. Hexanal blev ikke registreret af dommerne efter filter den 01.03.05, men var upåvirket den 08.03.05 efter filter. 3-Methyl-1-butanol, nonanal, 1-octen-3-ol, benzaldehyd og propansyre var upåvirkede. 2-methylpropansyre registreredes ikke den 01.03.05 efter filter, men var upåvirket den 08.03.05.  Acetophenon og 3-methylbutansyre gav ikke noget entydigt billede.

2-methyl-1-propanol, 6-methyl-5-hepten-2-on og svovldioxid ville pga. deres lave indhold ikke være registreret som værende væsentlige for lugten, hvis der udelukkende var lavet en GC/MS-analyse. Disse stoffers betydning for lugten er registreret, fordi dommerne har været enige om tilstedeværelsen af en lugt. Hvorvidt disse stoffer også er årsag til lugten, skal bekræftes med syntetiske standarder.

5.2.4 Sammenfatning af målinger ved biologisk luftrensning

De kemiske analyser viser samstemmende, at mange lugtstoffer fjernes forholdsvis effektivt (> 80 %) af biofiltret. Der er i de fleste tilfælde god overensstemmelse mellem MIMS-målinger og GC/MS-målinger, hvis man sammenligner rensningsgrad, se Tabel 10.

Tabel 10 Rensningsgrad målt ved hjælp af MIMS sammenlignet med rensningsgrad for de tilsvarende stoffer målt ved hjælp af GC/MS. Resultaterne er vist som gennemsnit af 4 målinger.

¹Resultaterne for indol og skatol er kun baseret på vintermålingerne, idet disse er mere sikre som følge af, at der oftere blev gennemført baggrundskorrektion. Dette har særlig stor betydning for stoffer, der er til stede i meget lave koncentrationer såsom indol og skatol.

²Skatol blev kun identificeret i den ene af de to GC/MS-prøver fra vintermåleserien.

Eneste undtagelse er de reducerede organiske svovlforbindelser, hvor summen af methylmercaptan, dimethylsulfid, dimethyldisulfid og dimethyltrisulfid målt ud fra m/z 47 vha. MIMS kan sammenlignes med dimethylsulfid og dimethyldisulfid målt ved hjælp af GC/MS. Som det fremgår, viser MIMS-målingerne en meget lav rensningsgrad, hvorimod GC/MS-målingerne viser en decideret negativ rensningsgrad.

MIMS-målingerne er dog ikke direkte sammenlignelig med GC/MS-målingerne, idet MIMS også omfatter methylmercaptan. Det er uklart, hvorvidt dette stof er til stede i koncentrationer, der kan have betydning for MIMS-signalet ved m/z 47, eftersom den anvendte TD-GC/MS-metode ikke har været optimeret til at analysere for dette stof.

Endvidere har det vist sig i forbindelse med udviklingen af TD-GC/MS-metoden, at dimethylsulfid ikke opsamles fuldstændigt på de anvendte adsorptionsrør, hvorfor GC/MS-målingerne af DMS er behæftet med en større usikkerhed end de øvrige stoffer.

De kraftigt forøgede koncentrationer af dimethyldisulfid efter filtret kan muligvis skyldes methylmercaptan, idet dette stof kan oxideres til dimethyldisulfid på det anvendte adsorptionsmateriale og dermed kan være en indikation på tilstedeværelse af methylmercaptan i afkastet fra stalden. Denne proces kan i princippet også foregå i biofiltrets vandfase. Dette kan dog kun betragtes som en meget foreløbig hypotese.

Af de stoffer, hvor der er et stærkt eksperimentelt bevis for (***), at prøverne opsamlet før filter ikke er lig prøverne opsamlet efter, har dommerne i snif-analysen vurderet, at 2,3-butandion, eddikesyre og butansyre har stor betydning for lugten, men derudover viser snif-opgørelsen at trimethylamin, dimethylsulfid, 6-methyl-5-hepten-2-on, svovldioxid, 4-methylphenol og 4-ethylphenol har stor betydning for lugten. Dimethylsulfid, 2,3-butandion og 6-methyl-5-hepten-2-on var upåvirket af rensningen vurderet ud fra antallet af dommermarkeringer før og efter filter.

Det er bemærkelsesværdigt, at biofiltret er i stand til at fjerne i størrelsesordenen 90 % af langt de fleste tilstedeværende lugtstoffer, heraf nogle med en lav lugttærskel og i forholdsvis høj koncentration, hvorimod lugtreduktionen målt ved olfaktometri er i størrelsesordenen 50 %. Dette tyder på, at de organiske svovlforbindelser, der kun fjernes i begrænset omfang, bidrager forholdsvis meget til lugten i luften efter filtret.

Dog skal den betydelige usikkerhed, der er forbundet med olfaktometri, også tages med i vurderingen af resultaterne. De indledende forsøg med syntetiske lugtprøver (se afsnit 3.4) viste, at det kan være vanskeligt at dokumentere en lugtreduktion olfaktometrisk, selvom koncentrationerne af samtlige lugtstoffer er fysisk reduceret ved fortynding.

5.3 Tilsætning af inulin til foder

5.3.1 Olfaktometriske analyser

Resultaterne af de olfaktometriske analyser er præsenteret i Figur 25. Som det fremgår, er der tydeligvis ingen effekt af at tilsætte inulin til grisenes foder mht. lugtkoncentrationerne i afkastet. Middelværdierne (± 1 standardafvigelse) af lugtkoncentrationerne er henholdsvis 1552±197 OU/m³ (med inulin) og 1547±356 (uden inulin).

Figur 25 Resultater af olfaktometriske målinger for staldsektioner hhv. med og uden inulin tilsat til grisenes foder.

5.3.2 MIMS-målinger

Der blev udført MIMS-målinger i forbindelse med tilsætning af inulin til svinefoder i perioden 11. marts til 30. marts. På grund af en beskadiget data-fil er resultaterne i perioden 21. marts til 30. marts desværre ikke umiddelbart tilgængelige som en samlet måleserie.

MIMS-målinger på de datoer, hvor der er foretaget olfaktometriske målinger (se Figur 25) har dog været tilgængelige. MIMS-resultater for disse datoer er vist i Figur 26 og Figur 27. Som det fremgår, ses en overvejende positiv effekt af inulin på p-cresol og 4-ethylphenol, hvorimod der ses en negativ effekt på carboxylsyrer. For phenol ses en svag positiv effekt og for organiske svovlforbindelser (ROS) ses en svagt negativ effekt.

Figur 26 Reduktionsgrader for carboxylsyrer målt vha. MIMS. Positive værdier indikerer, at Inulin har medført en reduceret koncentration af stoffet.

Figur 27 Reduktionsgrader for organiske svovlforbindelser (ROS), summen af p-cresol og 4-ethylphenol samt Phenol. Negative værdier indikerer, at Inulin har medført en øget koncentration af stoffet.

Udvalgte resultater for perioden 11. marts 2005 til 20. marts 2005 er vist i Figur 28 - Figur 30, hvor kontrolkammeret er sammenlignet med et kammer, hvor der er tilsat inulin. For overskuelighedens skyld er data præsenteret som døgnmiddelværdier. Resultaterne er i overensstemmelse med resultaterne i Figur 26 og Figur 27, idet der observeres en lille stigning i koncentrationen af de organiske svovlforbindelser (ROS), en reduktion af p-cresol og 4-ethylphenol og en forøgelse af carboxylsyrer.

Figur 28 Døgnmiddelværdier af MIMS-signaler for reducerede organiske svovlforbindelser målt i kontrolkammeret og i et kammer, hvor der var tilsat inulin.

Figur 29 Døgnmiddelværdier af MIMS-signaler for carboxylsyrer målt i kontrolkammeret og i et kammer, hvor der var tilsat inulin.

Figur 30 Døgnmiddelværdier af MIMS-signaler for p-cresol målt i kontrolkammeret og i et kammer, hvor der var tilsat inulin.

5.3.3 GC/MS og GC/O

Prøver fra foderforsøg med inulin foretaget i Klimalaboratoriet blev modtaget fra kammer 1 (foder tilsat inulin) og kammer 2 (reference). Prøver blev modtaget fra begge kamre både den 29. og den 30. marts 2005. Fra hvert kammer blev samtidigt opsamlet luft i 3 opsamlingsrør (tripelbestemmelse). Hvert opsamlingsrør blev bedømt af to dommere, dvs. prøven bedømtes af i alt 6 dommere.

Resultatet af GC/MS-analysen er en kvantificering af de identificerede stoffer i prøverne i forhold til standarden. Et gennemsnit af tripelbestemmelsen er opgivet i Tabel 11. En parret t-test er udført på de i alt 6 prøver fra henholdsvis kammer 1 og 2 for de to datoer for at afgøre, om indholdet af enkeltstofferne er signifikant afhængig af, om prøven er fra kammer 1 eller kammer 2. Heraf ses, at der er et stærkt eksperimentelt bevis for (***), at kammer 1 ikke er lig kammer 2, udtrykt ved forskel i stofferne 1-butanol (C_K1<C_K2), benzaldehyd (C_K1>C_K2), pentansyre (C_K1>C_K2), hexansyre (C_K1>C_K2) og heptansyre (C_K1>C_K2). Endvidere ses, at der er eksperimentelt bevis for (**), at kammer 1 ikke er lig kammer 2, udtrykt ved forskel i stofferne toluen (C_K1>C_K2), dimethyldisulfid (C_K1>C_K2) og 4-methylphenol (C_K1<C_K2), og der er svagt eksperimentelt bevis for (*), at kammer 1 ikke er lig kammer 2, udtrykt ved forskel i stofferne hexanal (C_K1>C_K2), 3-hydroxy-2-butanon (C_K1<C_K2) og propansyre (C_K1>C_K2). Tilsætning af inulin til foderet resulterer altså i en reduktion af benzaldehyd, pentansyre, hexansyre, heptansyre, toluen, dimethyldisulfid, hexanal og propansyre. Til gengæld stiger indholdet af 1-butanol, 4-methylphenol og 3-hydroxy-2-butanon ved tilsætning af inulin.

Resultaterne bekræfter MIMS-resultaterne.

Resultatet af GC/MS-O analysen er vist i Tabel 12, hvor sammenhørende værdier i form af LRI-værdi, identitet, teoretisk lugtbeskrivelse, dommernes valg af lugtkategori samt antal dommere, der har registreret den pågældende lugt er opgivet. Stoffer med en høj detektionsfrekvens (antal dommere, der har registreret lugten ³ 5(orange)) er i analysen dimethylsulfid, trimethylamin, 2-pentanon/2,3-butanedion, 1-hydroxy-2-propanon, 6-methyl-5-hepten-2-on, dimethyltrisulfid, eddikesyre, butansyre og 3-methylbutansyre. Stofferne er registreret af størstedelen af de 6 dommere og må derfor antages at være af stor betydning for lugten. Stoffer med en lavere detektionsfrekvens (antal dommere, der har registreret lugten < 5(gul)) er i analysen 3-methylbutanal, 2-methyl-1-propanol, trimethylpyrazin, UID (LRI 1424), 1-octen-3-ol, propansyre, 2-methylpropansyre, pentansyre og UID (LRI 2275). Disse stoffer er registreret af færre end 5 dommere og ikke konsekvent i alle prøver og må derfor antages ikke at have ligeså stor betydning for lugten. Der er en tendens til, at antallet af dommermarkeringer understøtter det signifikant lavere indhold af propansyre, pentansyre, hexansyre og heptansyre i luften fra kammer 2.

Ud fra analysen ville pentansyre, hexansyre og heptansyre være et godt bud på indikatorstoffer til at registrere indflydelsen af inulin.

Tabel 11 Indholdet er angivet som gennemsnit af tripelbestemmelsen (ng/l luft). < angiver et indhold mindre end kvantificeringsgrænsen (LOQ). 0 betyder intet påvist.

Tabel 12 Resultat af aromaanalyser af prøver fra Klimalaboratoriet. Stoffer med høj detektionsfrekvens i analysen (antal dommere ³ 5) er markeret med orange baggrund og stoffer med mellemhøj detektionsfrekvens i analysen (antal dommere <5) er markeret med gul baggrund.

¹Slk–svovl, løg, kål; khss–kvalm, harsk, sur, smør; uid-uidentificeret; ks-kemisk,syntetisk; nrs-nødder, ristet, stegt; fgn-frisk, grøn, natur; ssf-syrlig, sød, frugt; js-jord, svampe; de-dyrisk, ekskrementer; b-bagt.

Karakteristisk for prøver udtaget den 29.03.05 er et lavere antal dommerregistreringer (2) af 2-methyl-1-propanol modsat den 30.03.05, hvor antallet er 5. For begge datoer er antallet uafhængigt af, om det er kammer 1 eller 2. For de øvrige lugte med betydning er mønsteret, at der er færre dommermarkeringer på prøver fra kammer 2 i forhold til kammer 1.

5.3.4 Sammenfatning af målinger ved tilsætning af inulin til foder

Der ses ingen effekt på lugt målt ved olfaktometri af at tilsætte inulin til foder. Med hensyn til de kemiske målinger ses en positiv effekt i form af en reduktion af koncentrationerne af phenoler, specielt p-cresol og 4-ethylphenol samt en negativ effekt i form af en øget koncentration af carboxylsyrer. Der er desuden en tendens til en lille forøgelse af indholdet af organiske svovlforbindelser. Der er god overensstemmelse mellem GC/MS-resultaterne og MIMS-resultaterne.

Sammenlignes olfaktometri med enkeltstofmålinger tyder resultaterne på, at de positive effekter på nogle enkeltstoffer opvejes af den negative effekt på andre enkeltstoffer, eftersom der ikke kan konstateres nogen forskel mellem det kammer, hvor der er tilsat inulin, og det kammer, hvor der ikke er tilsat inulin.

Snif-analysen viser, at dimethylsulfid, trimethylamin, 2-pentanon/2,3-butandion, 1-hydroxy-2-propanon, 6-methyl-5-hepten-2-on, dimethyltrisulfid, eddikesyre, butansyre og 3-methylbutansyre er detekteret af et højt antal dommere og har stor betydning for lugten.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.