CC BY
10
datchiki_emkostnye_kp01 -10.0001.02 03.2020.pdf?ysclid=lbexa24t65432619769 (accessed 08.12.2022) (In Russian)
10. Motor-reduktor Stallkamp AFS dlya razdachi korma shnekom (TOPIXpro). [Motor-reducer Stallkamp AFS for feed distribution by auger] Available at: https://topixpro.ru/catalog/kormlenie/privoda_i_reduktory/motor_reduktor_stallkamp_afs_dlya_raz dachi_korma_shnekom/?ysclid=lbexlvrkhq248631667 (accessed 08.12.2022) (In Russian)
11. Massovyi raskhodomer DYNA M-flow (OOO Torgovyi Dom AKIP) [Mass flow meter] Available at: http://www.explosimetr.ru/!trash/bulk_materials_sensors/dynamas1/?ysclid=lbezgf3ge783099577 (accessed 08.12.2022) (In Russian)
12. Zadvizhki vintovye s elektroprivodom (AGRO PROM RESURS) [Screw gate valves with electric drive] Available at: https://altay-apr.ru/catalog/zadvizhki/zadvizhki-vintovye-s-elektroprivodom-zve?ysclid=lbezq7zx7h913589374 (accessed 08.12.2022) (In Russian)
УДК 631.22
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ АММИАКА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ МОДУЛЕ ВЫРАЩИВАНИЯ КРОЛИКОВ В ЛЕТНИЙ
ПЕРИОД
A.В. Трифанов, канд. техн. наук И.Е. Плаксин, канд. техн. наук
B.И. Базыкин А.М. Соколов
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
Цель исследования - определить концентрацию аммиака и углекислого газа в репродукторной секции технологического модуля, разработанноого в ИАЭП-филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ для выращивания кроликов в летний период Температуру, влажность и концентрацию аммиака и углекислого газа внутри технологического модуля замеряли переносным измерительным комплексом ПИК-4. Температуру и влажность воздуха снаружи замеряли расположенной на территории фермы беспроводной профессиональной сельскохозяйственной метеостанцией Davis VP2. Измерения проводили в июне-августе 2022 г. Температура снаружи технологического модуля колебалась от 8,4 до 28 °С, а внутри
о
технологического модуля - от 14 до 32,2 С. Влажность воздуха снаружи технологического модуля колебалась от 42 до 93,6%, а внутри технологического модуля - от 38 до 88%. Концентрация аммиака внутри технологического модуля составляла от 0 до 8,2 мг/м . Концентрация углекислого газа внутри технологического модуля составляла от 400 до 1258 мг/м3. Полученные значения параметров микроклимата и концентрации газов не превышали допустимых значений для кролиководческих ферм. Данные по концентрации газов могут
быть в дальнейшем использованы для расчета коэффициентов выбросов климатических активных газов для технологий содержания кроликов.
Ключевые слова: кролиководство, животноводческая ферма, аммиак, углекислый газ, модуль, сельское хозяйство
Для цитирования: Трифанов А.В., Плаксин И.Е., Базыкин В.И., Соколов А.М. Определение концентрации аммиака и углекислого газа в технологическом модуле выращивания кроликов в летний период // АгроЭкоИнженерия. 2022. № 4 (113). С. 139-146
DETERMINATION OF AMMONIA AND CARBON DIOXIDE CONCENTRATION IN THE TECHNOLOGICAL MODULE FOR SUMMER RABBITS REARING
A.V. Trifanov Cand. Sc. (Engineering), I.E. Plaksin Cand. Sc. (Engineering), V.I. Bazykin, A.M. Sokolov
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
The study aimed to determine the concentration of ammonia and carbon dioxide in the reproductive section of the technological module designed in IEEP-branch of FSAC VIM for rabbits rearing in summer. The air temperature and humidity and concentration of ammonia and carbon dioxide inside the technological module were measured with PIK-4 portable measuring complex. The air temperature and humidity outside the module was measured with a Davis VP2 wireless professional agricultural weather station located on the farm premises. The measurements took place in June-August 2022. The temperature outside the technological module ranged from 8.4 to 28 °C, and the temperature inside the technological module - from 14 to 32.2 °C. The air humidity outside the technological module ranged from 42 to 93.6% and inside the process module - from 38 to 88%. The concentration of ammonia inside the tewchnological module ranged from 0 to 8.2 mg/m . The concentration of carbon dioxide inside the technological module was from 400 to 1258 mg/m . The obtained values of microclimate parameters and gas concentrations did not exceed the permissible values for rabbit farms. Data on gas concentrations can be further used to calculate the emission factors of climatic active gases for rabbit housing technologies.
Key words: rabbit rearing, livestock farm, ammonia, carbon dioxide, module, agriculture
For citation: Trifanov A.V., Plaksin I.E., Bazykin V.I., Sokolov A.M. Determination of ammonia and carbon dioxide concentration in the technological module for summer rabbits rearing. AgroEkoInzheneriya. 2022. No. 4(113): 139 -146 (In Russian)
Введение
Загрязнение атмосферного воздуха, связанное с выбросами климатических газов животноводческих предприятий, вызывает всё больший интерес. Международные обязательства обязывают страны предоставлять ежегодные доклады о национальных выбросах, однако отсутствует информация об оценке выбросов от пушных зверей и кроликов [1-3]. Существует несколько методологий измерения выбросов газов, от замеров в экспериментальных камерах до замеров на крупных промышленных предприятиях [4-7].
Для расчета коэффициента выброса метана при внутренней ферментации у кроликов и пушных зверей использован подход, предложенный в Руководящих принципах МГЭИК
2006 года, для животных по которым отсутствуют разработанные коэффициенты выброса. При этом используется соотношение средней живой массы этого вида животных и вида, для которого разработан соответствующий коэффициент выброса метана при внутренней ферментации, при условии общего сходства пищеварительных систем у данных видов животных. Коэффициент выброса для пушных зверей рассчитывался по данным свиней, а для кроликов по данным ослов [8].
В ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ разработан проект технологического модуля для содержания и выращивания кроликов [9, 10]. В его репродукторной секции на 9 кроликоматок и проводили замеры концентраций углекислого газа и аммиака в самый жаркий период 2022 года.
Цель исследования - определить концентрации аммиака и углекислого газа в репродукторной секции технологического модуля выращивания кроликов в летний период.
Материалы и методы
Объект исследований - репродукторная секция технологического модуля содержания 9 лактирующих самок с приплодом (от 3 до 9 крольчат).
Технологический модуль для разведения и откорма кроликов выполнен в виде блок-контейнера габаритными размерами 6*2,4*2,5 м (рис. 1), разделён на две части (секции). В первой части расположены клетки для кроликоматок 5 и новорожденных кроликов, каждый из отсеков данной клетки оборудован бункерными кормушками 8 и ниппельными поилками 9, для притока свежего воздуха предусмотрены приточные вентиляционные окна 2. Удаление отработанного воздуха осуществляется за счет вытяжных вентиляторов 1. Во второй части модуля расположены клетки для откормочного молодняка 6, каждый из отсеков которой также оборудован бункерными кормушками и ниппельными поилками. Приток свежего и вытяжка отработанного воздуха осуществляется аналогично первой части модуля за счет приточных окон и вытяжных вентиляторов.
1 1 2
"Г "ЯГ" Щ\ ШЛИ i
4 10 k
Рис. 1. Технологический модуль для содержания кроликов: 1-вытяжные вентиляторы; 2-приточные окна; 3-дверь; 4-водонакопительные баки; 5-клетка для кроликоматок; 6- клетка для откормочного молодняка; 7-тепловентилятор; 8-бункерные кормушки; 9-ниппельные поилки, 10 - переносной измерительный комплекс ПИК-4 Исследования проводились в соответствии с утвержденной программой и методикой выполнения экспериментальной научно-исследовательской работы «Опытно-производственная проверка работы технологического модуля для содержания кроликов».
Факторы, подлежащие исследованию: температура и влажность внутри и снаружи технологического модуля, концентрация аммиака и углекислого газа.
Температура, влажность и концентрация аммиака и углекислого газа внутри технологического модуля замерялись переносным измерительным комплексом ПИК-4. Температура и влажность снаружи замерялись расположенной на территории фермы беспроводной профессиональной сельскохозяйственной метеостанцией Davis VP2. Все показания заносились в журнал наблюдений.
Результаты исследований обрабатывались с использованием программных средств MS Excel.
Результаты и обсуждение
Согласно норм технологического проектирования звероводческих и кролиководческих ферм НТП-АПК 1.10.06.001-00 предельная концентрация аммиака в помещениях для содержания кроликов не должна превышать 10 мг/м , сероводорода - 10
3 3
мг/м , углекислого газа - 4500 мг/м . Температура в зданиях с регулируемым микроклиматом расчетная 10 0С, в теплый период года должна быть на более чем на 5 0С выше наружной летней температуры, но не более 28 0С, а относительная влажность воздуха от 40 до 75%.
Исследования проводили в теплый период 2022 года. Температура снаружи технологического модуля в июне колебалась от 12 до 28 0С, а внутри технологического модуля от 15 до 28 0С (рис. 2).
30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
2 2 0
22222222
гм ID
2 0 2
2 0 2
2 0 2
СП W
ID
1Л W
ю
ID
W
со W
СП W
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
2 0 2
UDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUDUD
•Температура снаружи
■ Температура
Рис. 2. Температура воздуха внутри и снаружи технологического модуля в июне 2022 г.
В июле 2022 года температура снаружи технологического модуля колебалась от 16,1 до 27,7 0С, а внутри технологического модуля от 15 до 32,2 0С. В августе 2022 года температура снаружи технологического модуля колебалась от 8,4 до 25,7 0С, а внутри технологического модуля от 14 до 30,1 0С.
Влажность воздуха снаружи технологического модуля в июне 2022 г. колебалась от 42 до 92%, а внутри технологического модуля от 48 до 88% (рис. 3).
100
90 80 70 60 50 40
Д J А
г и L. v rA
1 v 1 ы f У ттуу
\
(N (N (N CM (N (N (N CM 0000
(N (N (N (N CM
666
<N CM
<N CM
О О
<N fN
I.D r^
(N (N (N CM (N (N (N CM 0000 (N (N (N CM
(N (N (N (N (N CM (N (N (N (N (N CM 000000 <N <N <N <N <N ГМ
fJ fti ^^ Г"^
r4
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
(N CM (N CM 00 (N CM
(N (N (N CM (N (N (N CM 0000 (N (N (N CM
(N CM (N CM 00 (N CM
(N (N CM (N (N CM 000 (N (N CM
(N ГМ
(N ГМ
О О
(N ГМ
со a^ о *н (N m
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
45678
<"4
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Влажность снаружи
Влажность
Рис. 3. Влажность воздуха внутри и снаружи технологического модуля в июне 2022 г.
В июле 2022 года влажность воздуха снаружи технологического модуля колебалась от 49 до 83,7%, а внутри технологического модуля от 38 до 84%. В августе соответственно от 56 до 93,6% и от 45 до 85%.
Концентрация аммиака внутри технологического модуля в июне 2022 г. составляла от 0 до 8,2 мг/м3 (рис. 4).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Рис. 4. Концентрация аммиака внутри технологического модуля в июне 2022 г.
В июле концентрация аммиака внутри технологического модуля составляла от 0 до 5,1 мг/м , августе от 0 до 4,5 мг/м . Все показатели соответствовали допустимым нормам НТП-АПК 1.10.06.001-00 значениям.
Концентрация углекислого газа внутри технологического модуля в июне 2022 г. составляла от 400 до 1185 мг/м3 (рис. 5).
1200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Рис. 5 Концентрация углекислого газа внутри технологического модуля в июне 2022 г.
В июле концентрация углекислого газа внутри технологического модуля составляла
3 3
от 446 до 1103 мг/м, августе от 410 до 1258 мг/м . Все показатели соответствовали допустимым нормам НТП-АПК 1.10.06.001-00 значениям.
Выводы
Система вентиляции в репродукторной секции технологического модуля выращивания кроликов обеспечивала нормативные показатели микроклимата.
Температура снаружи технологического модуля в июне - августе 2022 года колебалась от 8,4 до 28 0С, а внутри технологического модуля от 14 до 32,2 0С. Влажность воздуха снаружи технологического модуля в июне - августе 2022 г. колебалась от 42 до 93,6%, а внутри технологического модуля от 38 до 88%. Концентрация аммиака внутри технологического модуля в июне - августе 2022 г. составляла от 0 до 8,2 мг/м3. Концентрация углекислого газа внутри технологического модуля в июне - августе 2022 г. составляла от 400 до 1258 мг/м3. Полученные значения параметров микроклимата и концентрации газов не превышали допустимых значений для кролиководческих ферм.
Полученные данные по концентрации газов могут быть использованы для расчета коэффициентов выбросов климатических активных газов для технологий содержания кроликов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Calvet S., Cambra-Lopez M., Estelles F., Torres A.G. Characterization of the indoor environment and gas emissions in rabbit farms. World Rabbit Science, 2011. Vol. 19 (1). DOI: 10.4995/wrs.2011.802.
2. Estelles F., Rodriguez-Latorre A.R., Calvet S., Villagra A., Torres A. G. Daily carbon dioxide emission and activity of rabbits during the fattening period. Biosystems Engineering, 2010. Vol. 106, pp. 338-343. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2010.02.011.
3. Estelles F., Calvet S., Blumetto O., Rodriguez-Latorre A.R., Torres A. G. Technical Note: A flux chamber for measuring gas emissions from rabbits. World Rabbit Science. 2010. Vol.17. DOI: 10.4995/wrs.2009.657.
4. Olivas I., Rodriguez-Latorre A., Estelles F., Calvet S., Villagra A.. Short communication: Assessment of activity patterns of growing rabbits in a flux-controlled chamber. World Rabbit Science. 2013. Vol. 21. DOI: 10.4995/wrs.2013.1187.
5. Estellés F. Development and evaluation of methods for the measurement of airborne emissions form animal houses. Thesis. PhD. Valencia: Universitat Politécnica de Valencia | UPV, Institute for Animal Science and Technology (ICTA). 2014
6. Calvet S., Estellés F., Cambra-López M., Torres A.G. Estimation of emission uncertainty from a broiler building using numerical methods. American Society of Agricultural and Biological Engineers Annual International Meeting 2010, ASABE 2010. Vol. 4. DOI: 10.13031/2013.29772.
7. Zhu Jun, Jacobson L., Schmidt D., Nicolai R. Daily variations in odor and gas emissions from animal facilities. Applied Engineering in Agriculture. 2000. Vol.16, pp.153-158. DOI: 10.13031/2013.5067.
8. Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов на регулируемых Монреальским протоколом за 1990-2020 гг. Часть 1. Москва: Росгидромет, 2022. 468 с.
9. Плаксин, И. Е., А. В. Трифанов. Определение необходимого воздухообмена каждой секции технологического модуля для содержания и выращивания кроликов // Аграрный вестник Верхневолжья. 2020. № 4(33). С. 78-84. DOI 10.35523/2307-5872-2020-33-4-7884.
10. Плаксин И. Е., Трифанов А. В. Модульная кроликоферма. Патент на изобретение РФ № 274769, 2020.
REFERENCES
1. Calvet S., Cambra-López M., Estellés F., Torres A.G. Characterization of the indoor environment and gas emissions in rabbit farms. World Rabbit Science, 2011. Vol. 19 (1). DOI: 10.4995/wrs.2011.802.
2. Estellés F., Rodríguez-Latorre A.R., Calvet S., Villagra A., Torres A. G. Daily carbon dioxide emission and activity of rabbits during the fattening period. Biosystems Engineering, 2010. Vol. 106, pp. 338-343. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2010.02.011.
3. Estellés F., Calvet S., Blumetto O., Rodríguez-Latorre A.R., Torres A. G. Technical Note: A flux chamber for measuring gas emissions from rabbits. World Rabbit Science. 2010. Vol.17. DOI: 10.4995/wrs.2009.657.
4. Olivas I., Rodriguez-Latorre A., Estellés F., Calvet S., Villagra A.. Short communication: Assessment of activity patterns of growing rabbits in a flux-controlled chamber. World Rabbit Science. 2013. Vol. 21. DOI: 10.4995/wrs.2013.1187.
5. Estellés F. Development and evaluation of methods for the measurement of airborne emissions form animal houses. Thesis. PhD. Valencia: Universitat Politécnica de Valencia | UPV, Institute for Animal Science and Technology (ICTA). 2014
6. Calvet S., Estellés F., Cambra-López M., Torres A.G. Estimation of emission uncertainty from a broiler building using numerical methods. American Society of Agricultural and Biological Engineers Annual International Meeting 2010, ASABE 2010. Vol. 4. DOI: 10.13031/2013.29772.
7. Zhu Jun, Jacobson L., Schmidt D., Nicolai R. Daily variations in odor and gas emissions from animal facilities. Applied Engineering in Agriculture. 2000. Vol.16, pp.153-158. DOI: 10.13031/2013.5067.
8. Natsional'nyi doklad o kadastre antropogennykh vybrosov iz istochnikov i absorbtsii poglotitelyami parnikovykh gazov na reguliruemykh Monreal'skim protokolom za 1990-2020 gg. Chast' 1. [National report on the inventory of anthropogenic emissions by sources and removals by sinks of greenhouse gases under the Montreal Protocol for 1990-2020. Part 1.] Moscow: Rosgidromet, 2022. 468 p. (In Russian)
9. Plaksin I. E., Trifanov A. V. Opredelenie neobkhodimogo vozdukhoobmena kazhdoi sektsii tekhnologicheskogo modulya dlya soderzhaniya i vyrashchivaniya krolikov [Determining the required air exchange in each section of the technological module for housing and growing of rabbits]. Agrarnyi vestnik Verkhnevolzh'ya. 2020. No. 4(33): 78-84 (In Russian) DOI 10.35523/2307-5872-2020-33-4-78-84.
10. Plaksin I. E., Trifanov A. V. Modul'naya krolikoferma [Modular rabbit farm]. Patent on invention RU No. 274769, 2020 (In Russian)
