Konkret OML-beregning på husdyrbrug og tolkning af output. ENVINA kursus d. 15/ Karen Sørensen, Teknologisk Institut

Transkript

1 Konkret OML-beregning på husdyrbrug og tolkning af output ENVINA kursus d. 15/ Karen Sørensen, Teknologisk Institut

2 Indhold Baggrund om lugt og lugt fra husdyrbrug OML-modellen Cases konkrete OML-beregninger Input til OML Forskel på mekanisk (svin, fjerkræ) og naturlig ventilation (mink, kvæg) Vejrdata 1 år vs. 10 år (konservativ vs. skarp tolkning) Output fra OML Tjek af sammenhæng mellem inputdata og angivne resultat Hvad betyder maksimal månedlig 99 % fraktil i praksis? Opsummering

3 Baggrund om lugt Kemisk profil af lugtende luft: Lugt er en blanding af flygtige forbindelser Selv små koncentrationer opfattes af den menneskelige lugtesans Ikke sammenhæng mellem mængde af stoffer og bidraget til lugten Fjernes en del af lugtstofferne kan andre lugtstoffer træde frem Mennesket lugter fx svovlforbindelser meget effektivt (råddenskab farligt at spise)

4 Baggrund om lugt Lugt i den danske husdyrregulering er baseret på normtal lavet med olfaktometriske målinger Gennemsnitsværdier for forskellige dyregrupper og staldtyper Industrivirksomheder skal måles deres konkrete lugtudledning (=dyrt) Metoden bruger gennemsnitlige næser, der sidder på mennesker der er bedre end gennemsnittet til at gentage en lugtmåling Der lugtes til prøver udtaget på virksomhederne, ved fortynding af prøven, med trinvist større indhold af lugtprøve, indtil lugten kan konstateres (fortynding til lugttærskel) Den fortynding af lugtprøven hvor 50 % af lugtpanelet kan konstatere lugt, defineres som 1 OU/m 3 (odour unit/m 3 ) Lugtgrænser på OU/m 3 ved naboer er altså gange lugttærskelværdien for denne type lugt

5 Baggrund om lugt - Måling af lugt med olfaktometri Fortyndingsrække: 1 : : : : : : : : : : : 64 1 : 32 1 : 16 1 : 8 1 : 4 Frisk luft Lugtprøve Blanke prøver indlægges for ikke at gøre det for nemt Ja? Nej?

6 Baggrund om lugt Vi opfatter ændringer i lugt ikke den konstante lugt. Lugtesansen er ligesom hørelsen logaritmisk for at vi kan erkende en forskel skal stofkoncentrationen fordobles eller halveres Der skal mere til af en neutral/behagelig lugt, for at vi generes, end af en offensiv/ubehagelig lugt

7 Lugtdata fra landbruget Baggrundsdata for svin Nye standardtal lavet i i forbindelse med ny husdyrregulering (2006) Målinger på 36 besætninger 9 forskellige staldtyper (gulvet er afgørende) 4 besætninger pr. staldtype 3 måledage hvert sted Variation mellem besætninger og mellem måledage Besætninger: Forskel i rutiner med tømning af kummer, ventilationsanlæg, staldanlæggets orientering mv. Måledage: Hvor længe siden tømning af gyllekummer, er det en varm periode hvor dyrene gerne vil søle sig?

8 Lugtdata fra landbruget, samlet Standardtal på lugtemissionen Svinebesætninger Minkfarme Kvæg? Fjerkræ? Standardemissioner fra husdyrproduktionen.jpg

9 OML-modellen Dansk model til spredningsberegninger der er baseret på danske vind- og vejrforhold Udviklet af DCE (tidl. DMU) i 1980 erne siden opdateret løbende i takt med reguleringen Udviklet til beregning af spredning af sundhedsskadelige stoffer Hvert land har sin egen spredningsmodel og lugtregulering OML er bedst til forholdsvis flade landskaber Ikke Schweiz! Der kan dog indlæses andre vejrfiler end de danske, og mere bakket terræn kan defineres

10 OML-modellen Det defineres hvor kilden er placeret og meget lugt der kommer ud fra kilden Der laves et net omkring kilden Vejrdata fra Kastrup Lufthavn 1976 med vejrforhold pr. time, eller Aalborg Beregner hvor fortyndet lugten er i nettet omkring skorstenen/kilden Finder 99 % fraktil i hvert punkt Emission Lugtmængde/tid Koncentrationen udregnes for hver receptorpunkt for hver time: Fx: 15 ringe x 36 radier x 720 timer x 12 mdr. = 4,7 mio. tal pr. år = 47 mio. tal for 10 år

11 Generelle afstandskrav husdyrbrug OML-beregninger foretaget af DMU (DCE) Repræsentative staldsystemer standardtal for lugtemission pr kg dyr Afstande til 5, 7 og 15 OU/m 3 Standard: Konservativ tolkning på 1 års vejrdata Maksimale afstand hele vejen rundt om anlægget (dog fratræk grader) Siden 2014: Konkret OML-beregning Skarp tolkning på 10 års vejrdata Videncenter for svineproduktion, notat 1014, 2014

12 Generelle afstandskrav husdyrbrug Scenarier for husdyrbrug beregnet i OML Dyretyper (smågrise, slagtesvin; søer, kvæg, mink) Forskellige emissionsniveauer/gulvtyper De 3 lugtniveauer (5, 7, 15 OU/m 3 ) Maksimale afstande i forhold til emissioner lagt ind i beregningsmodulet Forenkling i forhold til konkrete målinger og beregninger på hver besætning Mængde lugt/tid

13 Cases konkrete beregninger på husdyrbrug Mekanisk ventilation - svinestald Naturlig ventilation minkfarm

14 Inddatering i OML

15 Specifik OML-beregning Lugtkilder, mekanisk ventilation: 1. Afkastenes placering på staldanlægget 2. Skorstenshøjde over terræn 3. Skorsten, indre diameter (til lufthastighed) 4. Skorsten, ydre diameter 5. Lugtemission 6. Temperatur 7. Volumenstrøm 8. Generel bygningshøjde 9. Evt. retningsdata (sjældent relevant ved landbrug) Lugtkilder, naturlig ventilation: 1. Placering af bygningens vestlige hjørne 2. Sidelængde på bygnings 1. side 3. Sidelængde på bygnings 2. side 4. Bygningens vinkel/orientering i forhold til nord 5. Højde af lugtkilde 6. Højde af bygning 7. Lugtemission Receptorer 1. Cirkulært net, valg af afstande fra centrum til beregningspunkter 2. Terrænhøjder 3. Receptorhøjde 4. Overfladetype 5. Ruhedslængde Beregning 1. Vejrdata 2. Talformat for resultater Resultater 1. Outputfil

16 Afkastenes placering på staldanlægget OML foretager spredningen omkring et defineret nulpunkt (0,0) Y Nulpunktet placeres normalt i tyngdepunktet af lugtemissionen Rådgiver bør medsende tegning over staldanlæg og placering af afkast og nulpunkt X

17 Kilder Mekanisk ventilerede stalde (grise og fjerkræ) Både emission og lufthastighed pga. røgfaneløft

18 Forberedelse af inputdata lugtkilder Inddateret i OML Øvrige beregninger OML. kilde nr Beskrivelse X (m) Y (m) Terrænhøjde (m) Skorstenshøj de over terræn (m) Skorsten ydre diameter (m) Skorsten X og Y-koordinater: Afstand fra valgt origo til afkast (m eller koordinater) Terrænhøjde: Som oftest 0 Skorstenshøjde: Højde over terræn af afkastets top, afkast kan normalt være ca. 1,8 m over tagryg uden særlig fastgørelse Skorsten ydre diameter: Bør stemme overens med målt diameter Skorsten indre diameter: Hvis miljøkryds justeres til lufthastighed er øget med 40%, hvis miljøkryds indreget kan der ikke måles efter på staldanlægget Lugtemission: Normtal for dyre- og gulvtype, evt. med korrektion for brug af miljøteknologi Temperatur: Normalt 20 grader (slagtesvin) Volumenstrøm: Angives af ansøger ud fra dimensionering af ventilationsanlæg pr. stiplads, flere enheder mulige Generel bygningsmæssig højde: Højde til tagryg Retningsdata: Anvendes normalt ikke ved husdyrbrug, men i industrien hvor der kan være høje siloer og meget varierende bygningsmasse (m) Lugtemissi on (OU/s) Temperat ur ( C) Volumen -strøm (m 3 /t) Generel indre diameter bygningsmæssig højde (m) Retningsdata Lufthastighed, inkl. effekt af miljøkryds (m/s) Antal stipladser pr. afkast (stk.) Luftmængde pr. stiplads ved anvendt luftmængde 1 Eks. stald nord ,4 0,65 0, ,3 Nej 16, Eks. stald nord ,4 0,65 0, ,3 Nej 16, Eks. stald nord ,4 0,65 0, ,3 Nej 16, Eks. stald nord 0 7,4 0,65 0, ,3 Nej 16, Eks. stald nord 0 7,4 0,65 0, ,3 Nej 16, Eks. stald nord 0 7,4 0,65 0, ,3 Nej 16, Tilbyg nord 0 7,4 0,65 0, ,3 Nej 17, Tilbyg nord 0 7,4 0,65 0, ,3 Nej 17, Tilbyg nord 0 7,4 0,65 0, ,3 Nej 17, (m 3 /t)

19 Lugtkildernes placering i forhold til origo Ved arealkilder angives følgende i koordinatsystemet: Vestligste hjørne af bygningen Længde af bygning Y Bredde af bygning Vinkel i forhold til nord X (-46, -39) Vinkel 19

20 Bygningernes placering i forhold til origo Større haller opdeles med emission fra både kip og sider Mink: 50/50 fra kip/sider Kvæg: 40/60 fra kip/sider Kildehøjde kip: Hallens højde Kildehøjde side: 1,5 m Særligt for kip: OML kan håndtere kilder med maks 1:10 forhold mellem bredde og længde på arealet OML deler arealet op i flere mindre kilder i forlængelse af hinanden

21 Kilder - Naturligt ventilerede stalde (mink og kvæg) Kun emission pga. naturlig ventilation

22 Specifik OML-beregning Receptorer 1. Cirkulært net, valg af afstande fra centrum til beregningspunkter 2. Terrænhøjder 3. Receptorhøjde 4. Overfladetype 5. Ruhedslængde Beregning 1. Vejrdata 2. Talformat for resultater Resultater 1. Outputfil

23 Receptorer Ens for alle staldanlæg

24 Data for receptornet Terrænhøjder, kuperet terræn Kun relevant ud til 20 gange skorstenshøjde Derfor normalt ikke relevant for husdyrbrug, og sættes til 0 Receptorhøjder 1,5 m (=næsehøjde) Bruges til konsekvensberegninger fx ved højt nybyggeri Deposition, Overfladetype Ikke relevant Ruhedslængde, beskriver i hvor høj grad overfladen i omgivelserne medvirker til turbulens og opblanding af luften Landzone: 0,1 (åbent land, lav bevoksning) Byer: 0,3 eller mere Kan justeres individuelt for alle receptorpunkter

25 Receptornet, ruhedslængde v. læhegn Umiddelbart forholdsvis lille betydning Der beregnes en gennemsnitlig ruhedslængde for omgivelserne, vejledning:

26 Eksempler fra industrien med tilpasset receptornet Terræn med boliger skråner kraftigt opad nord for lugtkilden Scenarieberegning for højt nybyggeri

27 Beregning - indstillinger

28 Resultater

29 Læsning af OML-filen

30 Tjek af inputdata - Mekanisk ventilation

31 Tjek af inputdata - Naturlig ventilation

32 OML-resultat Her beregning på 8 receptorringe Afstand til overholdelse af krav på 7 OU/m 3 for samlet bebyggelse er ca. 300 m

33 Maksimale månedlige 99 % fraktiler I OML-beregningen forudsættes lugtemissionen ud af stalde/overflader konstant (målt under worst case) ingen udsving i ventilation eller lugtafgivelse over året OML beregner herefter time for time, hvor meget lugt der er i hvert punkt i receptornettet vejrdata på vindretning, temp., opblandingsforhold i atmosfæren Det giver lugtstyrker i hvert receptorpunkt pr. år og lugtstyrker ved konkret OMLberegning OML laver statistik på månedsbasis 99 % fraktil for lugtstyrke i hvert receptorpunkt indenfor måneden og året (jan 74-feb 74 nov 83-dec 83) OML-outputfilen angiver for hvert receptorpunkt den lugtstyrke, som dækker 99 % af de fundne lugtstyrker i hver måned Den sidste 1 % af timerne er lugtstyrken således højere i punktet

34 og hvad betyder det i praksis? I mindst én af årets måneder er der i receptorpunktet fundet 7 timer med en højere lugtstyrke end den dimensionerende (der er 720 timer i en måned, og 1% af disse timer har større værdi end tallet) Det accepteres altså at lugtkravet for omgivelserne overskrides i 6-7 timer pr. måned Det kan ikke udelukkes at der i hver af de øvrige 11 måneder har været op til 6 timer med koncentration højere end den dimensionerende (worst case) Ved brug af 10 års vejrdata finder OML den måned med den højeste lugtstyrke for alle 10 år derfor tillades skarp tolkning

35 Opsummering Lugt er en kompleks blanding af forskellige lugtende gasser Lugt måles med menneskenæser, og lugt fra svinestald er noget af det mest undersøgte lugt i verden! En lugtstyrke på 1 OU/m 3 er defineret som lugtblandingens lugttærskelværdi Konkret OML-beregning på husdyrbrug håndteres forskelligt afhængigt af staldtype Mekanisk ventilation: Punktkilder Naturlig ventilation: Arealkilder Ansøgers rådgiver bør medsende redegørelse for anvendte datainput Hold styr på enhederne ved læsning af output (µg/m 3 = OU/m 3 ) ny version kan dog skrive OU/m 3

36 Opsummering, fortsat Mest indflydelse på OML-beregningens resultat har: Emissionens størrelse (tjek sammenhæng med antal dyr og om reduktionseffektiviteten ved brug af miljøteknologi er realistisk/dokumenteret) Afkastets højde (mekanisk ventilation) Luftens hastighed og temperatur ud af afkast (mekanisk ventilation) Afkastenes placering i forhold til hinanden (mekanisk ventilation samles luft fra mange afkast i én retning?) Der er flest betydende parametre at skrue på med mekanisk ventilation! Lugtkrav defineret som maksimal månedlig 99 % fraktil betyder at der i op til 6-7 timer af månedens timer kan forekomme højere niveau af lugt end OU/m 3

37 Spørgsmål?

38 Kilder DCE s side om OML-modellen: Faglig rapport vedrørende ny lugtregulering for husdyrbrug: Geneafstande for lugt fra naturligt ventilerede kvægstalde og minkhaller: Standardtal lugt husdyrbrug: Andet vedrørende OML på husdyrbrug: SAMLING AF VENTILATIONSAFKAST SOM METODE TIL REDUKTION AF GENEAFSTANDE FOR LUGT FRA SVINEPRODUKTION, Bjarne Bjerg, KU, delrapport i Månegrisprojektet ( _FRA_SVINEPRODUKTION)