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)