Stalemissies in het model

De ammoniakemissies van stallen in het lange termijn OPS-model worden geacht te komen

uit punt- of oppervlaktebronnen met een constante emissie. Alleen systematische effecten b.v. in de zin van gemiddelde emissie dagverlopen konden daardoor worden meegenomen. In het korte termijn model kan ook het effect van actuele emissies worden verwerkt. Dit actu- le emissiegedrag kent verschillende aspecten:

• het tijdsaspect: de tijdsresolutie van de stalemissies;

• het ruimtelijke aspect: differentiatie op basis van de individuele kenmerken van de stallen (d.i. type ventilering, uitlaathoogte en diertype) en detaillering van de nabij- gelegen stallen rondom de twee continue meetstations;

• het meteorologische aspect: de (gemiddelde) temperatuursafhankelijkheid van de stalemissies gedurende de dag;

• het veehouderijtechnische aspect: het emissiegedrag gedurende een dag ten ge- volge van het (gemiddeld) aantal dieren in een stal en de (gemiddelde) activiteit van de dieren;

Met betrekking tot het eerstgenoemde punt is ervoor gekozen om de stalemissies binnen dit project op uurlijkse basis met het model te simuleren. Dit had tot gevolg dat een nieuw type emissie-invoerbestand moest worden ontworpen. In dit bestand is als extra opgenomen het diertype en het ventilatietype. Stallen zijn in het bestand als punt- of oppervlaktebron opge- nomen. Grote stallen, dichtbij de 2 intensieve meetpunten, zijn gesplitst in een aantal sub- bronnen om de invloed van de afmetingen te kunnen meenemen. Hierbij is gebruik gemaakt van GIS-programmatuur om de omvang van de stallen te bepalen. In figuur 4.4 wordt een

voorbeeld getoond. Daarnaast is in bijlage IV een schematische kaart van het onderzoeks- gebied gegeven zoals die in dit project is gebruikt. Op de kaart worden met gele vierkante vlakjes de posities van alle emissiebronnen vermeld, die representatief moeten zijn voor de geïnventariseerde stallen in het gebied.

Figuur 4.4 Schematische weergave van de ruimtelijke detaillering (positionering & dimensionering) van een erf, zoals deze in het korte termijn model is ingevoerd, waar de stallen zijn opgedeeld in meerdere, kleinere oppervlaktebronnen te vergelijken met dezelfde bronkarakteristieken als hun grotere equivalent.

Met betrekking tot de meteorologische invloed wordt de stalemissie, Q, het sterkst beïnvloed door het verloop van de buitentemperatuur, tbui, en de lokale windsnelheid, vlok, (hier: op 10m hoogte). De eerstgenoemde staat in direct verband met de binnentemperatuur van de stal en de tweede heeft invloed op de mate van natuurlijke ventilatie van de stal. De binnentem- peratuur en het ventilatietype bepalen vervolgens de grootte van de stalemissie. Het model — in de uitgangssituatie — hield reeds rekening met het effect van de temperatuur. Echter was zij beperkt uitgewerkt: de emissie was rechtevenredig met de buitentemperatuur, waar- bij geen rekening werd gehouden met de diercategorie en evenmin met het ventilatietype. Hierdoor kon het model bij lage temperaturen de concentraties onderschatten. Voornamelijk in situaties met temperaturen onder het vriespunt kon de stalemissie niet-realistische, lage waarden krijgen. De formule zag in niet-aangepaste vorm er als volgt uit (Van Jaarsveld et al.,2000a):

Qbron = Q0 * (1 + 0.04 [tbui – tavg]) [1]

waarbij:

Qbron = gecorrigeerde stalemissie [g/s];

Q0 = ongecorrigeerde stalemissie [g/s];

tavg = gemiddelde jaartemperatuur (= 10 (voor NL)) [°C];

tbui = buitentemperatuur [°C].

Formule [1] werd daarom op drie punten aangepast. Ten eerste, is de stalemissie bij var- kens onder een bepaalde drempelwaarde losgekoppeld van de buitentemperatuur, zodat de stalemissie onder die waarde constant blijft. Ten tweede, was het nodig om de invloed van de lokale windsnelheid met betrekking tot de natuurlijke ventilatie in de formule te implemen- teren. Het bleek, tenslotte, nodig om onderscheid te maken naar de diersoort in een stal, aangezien dit invloed heeft op de emissiesterkte in relatie tot de twee voornaamste meteo-

rologische parameters (o.a. ventilatieregeling afhankelijk van diercategorie). Formule [1] werd uiteindelijk aangepast tot de volgende twee correctieformules:

als tbui > tmin(at):

Qbron = Q0 * (1 + C1(at) * [tbui – tmin(at)]) * (1 + 0.1 * frNV * [vlok – vavg]) [2a]

anders,

Qbron = Q0 * (1 + C2(at) * [tbui – tmin(at)]) * (1 + 0.1 * frNV * [vlok – vavg]) [2b]

waarbij:

Qbron = gecorrigeerde stalemissie [g/s];

Q0 = ongecorrigeerde stalemissie [g/s];

at = diertypecategorie (Eng. animal type) [-]; C1(at), C2(at) = constante [-];

frNV = fractie natuurlijke ventilatie [-]; tbui = buitentemperatuur [°C];

tmin(at) = minimum waarde waarbij tbui nog effect heeft op emissie [°C];

vlok = lokale windsnelheid op 10m [m/s];

vavg = gemiddelde jaarlijkse gemeten windsnelheid (voor Vragender 3.5) [m/s].

In beide formules is de temperatuurterm nog steeds herkenbaar. Echter zijn twee nieuwe variabelen toegevoegd: het diertype, at, en een daarmee samenhangende constante, Cx(at). Daarnaast is de gemiddelde jaartemperatuur tavg vervangen door een minimum temperatuur, tmin(at). Dat is de hiervoor genoemde drempelwaarde. Het diertype bepaalt zo welke waar- den tmin(at) en Cx(at) krijgen. In de formules is het diertype, at, dus bepalend voor de mate waarin de stalemissie met de temperatuur, Cx(at), stijgt en de temperatuur waaronder zij niet meer van invloed is op de emissie, tmin(at). Daarnaast bepaalt de minimumtemperatuur, tmin(at), welke constante Cx(at) wordt gebruikt: als de buitentemperatuur groter is dan de mi- nimum temperatuur, dan wordt formule [2a] gebruikt, anders formule [2b]. Het meest opval- lende aan de nieuwe formules is echter de extra term die betrekking heeft op de invloed van de natuurlijke ventilatie. Hierin bepaalt de fractie natuurlijke ventilatie, frNV,in hoeverre men te maken heeft met natuurlijke ventilatie van de stal. In het geval dat frNV gelijk is aan nul, valt deze term weg, opdat een mechanisch geventileerde stal wordt aangeduid. Daarmee is een onderscheid aangebracht in het ventilatietype. De mate van het effect van de natuurlijke ventilatie wordt in de term echter door de lokale windsnelheid, vlok, bepaald.

Tenslotte is naar het veehouderijtechnische aspect gekeken. Hiervoor zijn de stalemissies afzonderlijk bestudeerd op basis van het aantal dieren dat in de loop van de tijd in de stallen aanwezig waren. Hieruit bleek, dat de emissies voor de meeste stallen niet significant van dag tot dag veranderden. Daarom is besloten om op basis van het gemiddeld aantal, geregi- streerde dieren dat wekelijks in de stallen bevonden, een emissiebestand op wekelijkse ba- sis te maken. Hieruit werd vervolgens door conversie een bestand op uurlijkse basis ge- maakt. Dat houdt in, dat in een bepaalde week de uurlijkse stalemissies op basis van het gemiddeld dierenaantal van een specifieke stal in die week constant zijn gehouden. De emissies kunnen dan slechts nog beïnvloed worden door meteorologische omstandigheden in de vorm van formules [2a] en [2b]. In dit project is verder aandacht besteed aan de in- vloed van het gemiddeld dagverloop van de dieractiviteit in varkensstallen. Dit zou een ver- lagende invloed moeten hebben op de stalemissies gedurende de nachtelijke uren, aange- zien de activiteit van de varkens tijdens dit gedeelte van de dag het laagst is. Dit zou vanwe- ge een lagere excretie (minder verse urineplassen van waaruit ammoniak kan emitteren)

natuurlijke ventilatieterm (als frNV > 0)

moeten leiden tot lagere emissies ’s nachts en hogere overdag. Emissies van varkensstallen zijn daarom overdag tussen 7 en 19 uur met 8% verhoogd en ’s avonds en ’s nachts tussen 19 en 7 uur met hetzelfde percentage verlaagd.