Co to jest amoniak?
Amoniak (NH3) jest gazem bezbarwnym i dobrze rozpuszczającym się w wodzie. Gdy jego stężenie przekracza 3 mg·m-3, daje się identyfikować organoleptycznie (zmysłowo), szczególnie w niewielkiej odległości od źródła emisji.
Emisja amoniaku
Globalna emisja amoniaku w świecie szacowana jest na ok. 62 mln ton rocznie a w krajach europejskich na 8 mln ton. Głównym źródłem emisji amoniaku jest rolnictwo (ok. 98%), przy czym za 72% emisji odpowiadają odchody zwierząt gospodarskich. Uwalnianie amoniaku uzależnione jest od obecności zawartych w nich związków azotowych. Amoniak powstaje w wyniku bakteryjnego rozkładu aminokwasów, amidów, mocznika i kwasu moczowego. Wielkość emisji amoniaku jest zróżnicowana m.in. w zależności od gatunków zwierząt gospodarskich. W województwie wielkopolskim struktura emisji przedstawia się następująco: bydło – 18,8%, trzoda chlewna – 74,7 %, owce i kozy – 0,1% i drób kurzy 6,4%.
Źródła emisji amoniaku w gospodarstwach rolnych i na obszarach użytkowanych rolniczo związanych z produkcją zwierzęcą
Amoniak ulatnia się z licznych najczęściej rozproszonych źródeł emisji. Główne źródła emisji wymieniono poniżej.
Budynki inwentarskie
Wielkość emisji zależy w dużym stopniu od wydajności systemu wentylacyjnego. Ocenia się ją na ok. 10-20% pierwotnej zawartości azotu w odchodach (różnice wynikają również z rodzaju zwierząt i systemów ich utrzymania.
Pryzmy obornika składowanego na gnojowniach oraz zbiorniki na gnojówkę i gnojowicę
Emisja amoniaku na gnojowniach zależy od licznych czynników m.in. sposobu układania i formowania pryzmy z obornikiem, powierzchni składowiska, szczelności zbiorników i kanałów doprowadzających gnojówkę bądź gnojowicę, stosowania materiałów chłonnych i izolacyjnych, zawartości azotu w diecie żywieniowej, warunków meteorologicznych. Straty azotu z tym związane ocenia się na ok. 2-30% zawartości azotu przed magazynowaniem.
Użytki rolne
W związku z prowadzeniem produkcji zwierzęcej użytki rolne stają się źródłem emisji amoniaku po zastosowaniu naturalnych nawozów azotowych. Intensywność tej emisji uzależniona jest od wielu czynników np. warunków atmosferycznych, rodzaju uprawy i nawozów, dawki i techniki ich aplikacji.
Pastwiska i wybiegi dla zwierząt
Stwierdza się że średnie straty amoniaku z odchodów pozostawionych na pastwisku wynoszą 20% pierwotnie zwartego w nim azotu. W przypadku krów starty azotu z moczu i kału pozostawionego na pastwisku ocenia się, że wynoszą 5-40% w ciągu roku. Straty
z plamy moczu są zawsze większe. Emisja amoniaku z tym związana zależy m.in. od warunków pogodowych oraz czynników glebowych.
Zagrożenia związane z emisją amoniaku
Nadmierna emisja amoniaku powoduje istotne zagrożenie dla środowiska. Związek ten po wyemitowaniu może powracać w opadzie suchym i wtedy jest bezpośrednio sorbowany przez wody powierzchniowe, glebę i rośliny lub z opadem mokrym po wcześniejszej reakcji z kwasami. W konsekwencji tego może dojść do szeregu niepożądanych zjawisk wymienionych poniżej.
Bezpośrednie zagrożenie toksyczne upraw
Stwierdzono, iż najbardziej zagrożone są uprawy w najbliższym sąsiedztwie dużych stacjonarnych źródeł emisji np. kurników.
Zakwaszenie gleby
Zakwaszenie powstaje w glebie podczas nitryfikacji amonu. Ono z kolei powoduje szereg negatywnych zjawisk jak zmniejszenie zawartości próchnicy w glebie, wzrost rozpuszczalności i możliwości przemieszczania się niektórych substancji toksycznych, w tym glinu i metali ciężkich oraz zmniejszenie różnorodności i liczebności gatunków.
Eutrofizacja zbiorników wodnych
Pochodne amoniaku uwalnianego z odchodów przyspieszają proces eutrofizacji wód czyli proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe, głównie w związki azotu i fosforu.
Zwiększenie wrażliwości roślin uprawnych na czynniki stresowe
takie jak porywy wiatru, mróz, szkodniki i choroby. W wyniku wnoszenia dużych ilości azotu w wielu ekosystemach może nastąpić destabilizacja rozwoju roślin w dłuższym okresie czasu.
Na podstawie:
Ammonia Emissions in Switzerland. Rapport (1998): FAL-IUL Liebefeld, CH-30003 Bern and FAT, CH-8356, Tanikon, Switzerland
Marcinkowski T.(2002): Identyfikacja strat azotu w towarowych gospodarstwach rolnych ŻuławWiślanych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy naukowe i monografie
nr 1 ss. 80.
Marcinkowski T. (2010): Emisja gazowych związków azotu z rolnictwa. Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie: t. 10 z. 3 (31) s. 175–189
Marcinkowski T., Kierończyk M.(2006): Emisja amoniaku z wybranych nawozów naturalnych i mineralnych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych z. 512
s. 411–419.
Marcinkowski T., Sapek A. (1999): Estimation of ammonia emissions from agricultural source in Poland. W: Nitrogen cycle and balance in Polish agriculture. Conf. Proc. Falenty/Nadarzyn near Warsaw 1–2 December. Falenty: IMUZ Publ. s. 140–148.
Niklewski M.(1968) Teoria faz mineralizacji azotu w oborniku. Postępy Nauk Rolniczych nr 6 (114) s. 107–118.
Pietrzak S. (2000): Gospodarowanie nawozami organicznymi pochodzenia zwierzęcego w aspekcie ochrony jakości wody. W: Dobre praktyki w rolnictwie. Pr. zbior. Red. S. Pietrzak. Przysiek: RCDRRiOW s. 38–51.
Pietrzak S. (2006): Metoda inwentaryzacji emisji amoniaku ze źródeł rolniczych w Polsce
i jej praktyczne zastosowanie. Woda Środowisko Obszary Wiejskie t. 6 z. 1 (16) s. 319–334.
Płodzik M. (2000): Odchody zwierząt pozostawione na pastwisku a ochrona środowiska.
W: Dobre praktyki w rolnictwie. Pr. zbior. Red. S. Pietrzak. Przysiek: RCDRRiOW s. 52–59.
Raport Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NMLZO, NH3, pyłów, metali ciężkich i TZO
za lata 2009-2010 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR (2012) Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami. Warszawa
Winnicki S., Jugowar J. L., Karłowski J.(2010): Monitorowanie gospodarstw rolnych jako źródeł emisji rolniczych. Raport z realizacji umowy pomiędzy Ministerstwem Rolnictwa i Rozwoju Wsi a Instytutem Technologiczno Przyrodniczym w Falentach, ITP. Poznań