堆肥化処理過程から発生するメタン・亜酸化窒素・アンモニアの削減技術

[背景・ねらい］

　近年、地球温暖化は世界的に問題となっており、メタン、亜酸化窒素をはじめとする温室効果ガス排出量削減のための取り組みが求められている。そこで、畜ふんの一般的なふん尿処理技術である堆積切り返し方式について、その処理過程におけるメタンと亜酸化窒素発生を把握するとともに、発生抑制方法の検討を行う。

[成果の内容・特徴］

1. 高さ2.2m、直径3m、容積13m³のチャンバー内において、肥育牛（敷料込み）及び豚のふん尿混合物300kg程度を55%（低水分：一般的に用いられる含水率より低く設定）〜65%（高水分：一般的に用いられる含水率）に調整後、堆積切り返し方式により温暖期と寒冷期に堆肥化を行う。発生したメタン、亜酸化窒素及びアンモニアをIPDマルチガスモニタにより数分間隔で測定し、堆積物中の窒素、有機物を基準に発生量を測定するとともに、含水率の差による発生抑制効果を検討する（図１）。
2. 豚ぷんの堆肥化期間中に発生するガスの変動については、アンモニアとメタンは有機物が多く分解の活発な堆肥化初期に高く、堆肥化の進行した中期以降は低減する。亜酸化窒素については、アンモニアが低減した堆肥化中期（約１ヶ月後）以降に発生のピークが見られ、これは窒素の硝化・脱窒過程により発生したものである（図２）。
3. 肥育牛ふんの堆肥化期間中に発生するガスの変動については、アンモニアとメタンは豚ぷんの堆肥化と同様に有機物が多く分解の活発な堆肥化初期に高く、堆肥化の進行した中期以降は低減する。亜酸化窒素の発生は堆肥化初期に高く、これは牛舎内の敷料込みのふん尿であるため、既に畜舎内で窒素の硝化がおこり、チャンバー内での堆積に伴い脱窒し発生したものと考えられる（図２）。
4. 肥育牛ふん及び豚ぷんの堆肥化過程で発生するメタン・亜酸化窒素・アンモニアの総発生量は、堆積物中の窒素(TN)と有機物(VS)を測定することにより推定できる（表１）。
5. 堆肥の含水率を低くすることにより、ほとんどのガスで発生抑制が可能である（表１）。

[成果の活用面・留意点］

1. 一般的に用いられる含水率より低く設定することによりほとんどのガスで削減が可能であるが、夏期の豚ぷん堆肥化で発生する亜酸化窒素については、別途削減方法の検討が必要である。
2. 本試験は肥育牛ふんで温暖期、寒冷期各１回、豚ぷんは温暖期３回、寒冷期１回行った結果である。
3. 本成果は、プロジェクト研究地球温暖化イニシアチブにおいて、（独）北海道農業研究センターとの共同研究で得られたデータに基づくものである。

［具体的データ］

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