家畜ふん尿貯留槽からのメタン発生量の把握と発生制御技術

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要約

家畜ふん尿貯留槽から放出されるメタン放出実態を明らかにした。その放出量低減化のための対策として、貯留前処理として曝気を行うと、メタン放出量を無処理で貯留した場合よりも、低減化させることができる。

担当:草地試験場環境部土壌物質動態研究室
連絡先:0287ー37ー7558
部会名:草地・生産管理・農業環境・地球環境
専門:土壌;肥料
対象:
分類:研究

背景・ねらい

メタン(CH4)及び亜酸化窒素(N2O)は、それぞれ二酸化炭素の約10倍、約250倍の温暖化効果をもち、近年の大気中濃度が問題視されている。一方、我が国の家畜ふん尿の年間排出量は約90Mtといわれるが、現行の酪農経営では、ふんと尿を分離しないまま、貯留する事例が多い。このような畜舎内外のふん尿貯留槽では、CH4が生成され、その全てを大気中に放出しているのが実状である。そこでふん尿貯留槽からのCH4放出実態を調査し、その放出量の評価、さらに、N2O放出にも配慮した、CH4発生抑制技術の開発を試みた。

成果の内容・特徴

草地試近隣の酪農家のふん尿貯留槽について、CH4,N2Oフラックスの通年測定を行った結果、CH4は常時発生し、N2Oは時々発生していることを明らかにした。それらの年間放出量を当該貯留槽あたり920 CH4-C kg/year, 0.17 N2O-N kg/yearと見積もった。(表1)
従来型の貯留槽に、中間処理として、3種類の曝気,撹拌方法の導入を検討し、 CH4発生量の低減を図った(図1)。検討したいずれの曝気方法でも、無処理(貯留)に比べれば、 CH4放出量が著しく低減したが、ポンプ循環曝気の場合はN2O放出量の増大を招いた。これは、生成した硝酸態窒素による脱窒が原因と考えられた。水中ポンプ撹拌曝気、回転翼撹拌曝気による、貯留前の中間処理として曝気処理することが、CH4発生量低減に有効であった(図2)。
回転翼撹拌曝気処理について、通気量の検討を行ったところ、 CH4発生量は、無処理区に比べ、およそ1/8～1/4に低減し、N2Oは発生しなかった。したがって、曝気による好気処理が、CH4発生量低減化に有効であることが示された。(表2)