豚ふん堆肥化過程で発生する複合臭の臭気指数に寄与する主要な悪臭物質

要約

豚ふん堆肥化過程で発生する複合臭を構成する悪臭物質のうち、アンモニア、メチルメルカプタンおよび硫化メチルの濃度が臭気指数の値に有意に寄与している。

  • キーワード:臭気指数、堆肥化、アンモニア、硫黄化合物、複合臭
  • 担当:北海道農研・資源化システム研究北海道サブチーム
  • 代表連絡先:電話011-857-9260、電子メールseika-narch@naro.affrc.go.jp
  • 区分:北海道農業・畜産草地、畜産草地
  • 分類:研究・参考

背景・ねらい

悪臭防止法では、特定悪臭物質濃度による規制と、人間の嗅覚による臭気指数を用いる規制の2種類があり、各自治体がいずれかの評価方法を指定することができる。近年、未規制の物質や、様々な悪臭物質が混合した複合臭の規制にも対応可能な嗅覚測定法による臭気指数の規制を採用する自治体が増加しており、嗅覚に強く作用する悪臭成分への対策も重要になっている。本研究では、複合臭の構成成分のうち、嗅覚に対するインパクトの強い悪臭物質を明らかにすることで、堆肥化施設の運転管理や脱臭システム構築など標的悪臭物質の揮散を抑制する技術開発の有用な情報を提供することを目的とする。

成果の内容・特徴

  • 嗅覚測定法である臭気指数(図1)を指標とした規制を採用する自治体は年々増加傾向にあり、平成20 年末時点で、47 都道府県中、25 都道府県が臭気指数規制を導入している。
  • 堆肥化過程の様々な時期に採取した計64のサンプルについて、臭気指数、およびアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、硫化メチル、二硫化メチル、プロピオン酸、n-酪酸、i-吉草酸、n-吉草酸の各悪臭物質濃度との相関を解析すると、臭気指数とアンモニア、またはメチルメルカプタンの間に高い相関(r>0.73)が認められる(表1)。
  • 悪臭物質間の相関では、低級脂肪酸類の間に(r>0.87)、また二硫化メチルとアンモニア、またはメチルメルカプタンの間に高い相関(r>0.76)が認められる(表1)。二硫化メチルはメチルメルカプタンの速やかな酸化により生成することが知られている。
  • 臭気指数を従属変数、各悪臭物質濃度の閾希釈倍数を独立変数とし、Adjusted R-Square Selection Methodによる変数選択を行うことで、アンモニア(p<0.001)、メチルメルカプタン(p<0.01)、硫化メチル(p<0.05)を変数とするR2=0.70の重回帰モデルが得られ、これら悪臭物質が臭気指数の値に有意に寄与していることが示される(表2)。

成果の活用面・留意点

  • 各悪臭物質の閾希釈倍数の計算には、Nagata and Takeuchi (1990)に掲載されている三点比較式臭袋法により算出された閾値を用いている。
  • 本成果は臭気指数に対して寄与が高い主要な悪臭物質を明らかにしたものであり、共存する他の悪臭物質の嗅覚に対する寄与を否定するものではない。

具体的データ

図1 三点比較式臭袋法による臭気指数測定法

表1 臭気指数および各悪臭物質の相関マトリックス

表2 臭気指数と主要な悪臭物質の関係を示す重回帰モデル

その他

  • 研究課題名:家畜排せつ物の効率的処理・活用のための飼養管理システム及び資源化促進技術の総合的検証と新たな要素技術の開発
  • 中課題整理番号:214t
  • 予算区分:基盤
  • 研究期間:2006~2009年度
  • 研究担当者:花島 大、森下惟一(くまもとテクノ産業財団)、藤田 純(愛媛・南予家保)、前田高輝、森岡理紀
  • 発表論文等: Hanajima D. et al. (2010) Bioresource Technol. 101 (7):2306-2310