A simple methodology to measure ammonia flux generated in naturally ventilated poultry houses

Abstract

Summary

Background: quantifying the rate of pollutant emissions, such as ammonia (NH3), from naturally ventilated animal production buildings in structures, such as those used in South America, is challenging mainly due to the challenge of determining building ventilation rate. Some methods have been developed to reduce this difficulty, but most are costly and complex, preventing their implementation. Objective: the present work aimed to adapt and validate the Saraz method for the determination of ammonia emissions (SMDAE) from naturally ventilated poultry houses. Methods: to validate the proposed method, the ammonia emission rate (ER; NH3 mass emitted per unit time) was computed using the adjusted equation proposed by Wheeler et al. (2006; ER2). For evaluation purposes, the data obtained from the two measuring methods (SMDAE and ER2) were statistically analyzed. Results: the proposed method was considered adequate for use under conditions of natural ventilation with wind speeds greater than 0.1 m/s-1 and NH3 concentrations greater than 1 ppm. Conclusions: the method demonstrated a good correlation between its values and those obtained by the standard equation for calculating emissions based on NH3 concentration, air speed and temperature, which makes the Saraz method a reliable approach to develop ammonia inventories for naturally-ventilated poultry facilities.

Keywords: air pollution, gas, NH3 flux, poultry facilities, SMDAE method.

Resumen

Antecedentes: la cuantificación de la tasa de emisión de contaminantes tales como el amoniaco (NH3) en instalaciones de producción animal con ventilación natural como las utilizadas en América del Sur es un reto, en parte debido a la dificultad para determinar la tasa de ventilación. Algunos métodos han sido desarrollados para reducir esta dificultad, pero la mayoría de ellos son costosos y complejos, lo que impide su aplicación. Objetivo: el presente trabajo tuvo como objetivo adaptar y validar el método Saraz para calcular el flujo de amoniaco (SMDAE) generado en galpones avícolas con ventilación natural. Métodos: para validar el método propuesto, el flujo de amoniaco (ER; masa de NH3 emitida por unidad de tiempo) fue comparado con los resultados obtenidos por medio de la ecuación ajustada propuesta por Wheeler et al. (2006; ER2). Para su evaluación, los valores obtenidos con los dos métodos (SMDAE y ER2) fueron comparados mediante análisis estadístico. Resultados: el método propuesto se considera adecuado para ser utilizado en las condiciones de ventilación natural con vientos superiores a 0,1 m/s-1 y concentraciones de NH3 superiores a 1 ppm. Conclusiones: el método presentó una buena correlación entre los valores determinados y los obtenidos mediante la ecuación estándar para el cálculo de emisiones basada en la concentración de NH3, velocidad del aire y temperatura, lo que lo convierte en una alternativa confiable para hacer inventarios de amoníaco en instalaciones avícolas con ventilación natural. 

Palabras clave: galpones avícolas, gas, método SMDAE, polución del aire, tasa de NH3.

Resumo

Antecedentes: a quantificação da taxa de emissão de poluentes, tais como a amônia (NH3) em instalações animais abertas e com ventilação natural, como são usadas na América do Sul, é um desafio, em parte debido a dificuldade de determinação da taxa de ventilação. Assim, alguns métodos têm sido desenvolvidos para reduzir esta dificuldade, mas a maioria deles são onerosos e complexos, inviabilizando a sua aplicação. Objetivo: o presente trabalho objetivou-se adaptar e validar o método Saraz para determinar o fluxo de NH3 (SMDAE) emitida dos galpões avícolas submetidos à ventilação natural. Métodos: para fazer a validação do método proposto, o fluxo de amônia (ER; massa de NH3 gerada por unidade de tempo) foi comparada com os resultados obtidos por meio de equação ajustada proposta por Wheeler et al. (2006; ER2). Para a avaliação proposta, os valores obtidos com os dois métodos usados (SMDAE e ER2) foram comparados mediante analise estadística. Resultados: o método proposto mostrou poder ser usado com confiabilidade em condições de ventilação natural com ventos maiores que 0,1 m/s-1 e concentrações de NH3 maiores que 1 ppm. Conclusões: o método apresentou uma boa correlação entre os valores encontrados pelo método proposto e aqueles obtidos na equação característica para o cálculo de emissões a qual é baseada no conhecimento da concentração de NH3, velocidade e temperatura do ar, o que torna o método como uma alternativa viável para fazer inventarios de amônia em instalações aviárias com ventilação natural.

Palavras chave: fluxo de NH3, galpões avícolas, gás, método SMDAE, poluição atmosférica.