Emissões de CH4 e N2O de uma vacaria - Apresentação (Ecologia)

Emissões de CH4 e de

N2O de uma vacaria, de

1m2 à totalidade da

exploração

Santarém

2008

Ecologia – Emissões de CH4 e de N2O de uma vacaria elaborado por: David Quintino EPA#2439

INSTITUTO POLITÉCNICO DE SANTARÉM

ESCOLA SUPERIOR AGRÁRIA DE SANTARÉM

CURSO DE LICENCIATURA EM ENGENHARIA DA PRODUÇÃO ANIMAL

Unidade Curricular de Ecologia


Introdução

• Emissões de metano e óxido nitroso vs.

Orçamentos de estado na Europa

• Técnicas que possam identificar e

quantificar emissões de gases vs.

Processo selecção de opções com menos

emissões

• Métodos:

– Técnica de medição rápida de gases em caixa

– Método de medição em pluma gaussiana

• Comparação das emissões de CH4 com

estimativas teóricas


Metano (CH4)

• Gás de efeito estufa

• Carbohidratos em condições anaeróbias

• Fermentação entérica

– No rúmen dos animais

– Armazenagem das excreções

– Fossas

– Armazenagem dos alimentos para animais

Imagem adaptada de: www.windows.ucar.edu, 2008

http://www.windows.ucar.edu/


Óxido Nitroso (N2O)

• Gás de efeito estufa

• Materiais orgânicos com azoto em

condições anaeróbias

• Vários pontos do ciclo do azoto– Transformações feitas pelas bactérias:

Aminoácidos → Amónio → Nitrito → Nitrato

– Transformações por ausência de oxigénio (desnitrificação)

Nitrato → Nitrito → Monóxido de Azoto → Óxido Nitroso

Imagem adaptada de: en.wikipedia.org, 2008

http://www.windows.ucar.edu/

Onde foram realizadas as

medições?


Duas regiões para as medições principais

Holanda do Norte

Brabant

Onde foram realizadas as

medições?


Holanda do Norte

Brabant

Três regiões para medições rápidas em caixa e em pluma fixa

Lelystad

WageningenHardinxveld


Medição das concentrações de

metano e óxido nitroso

• Espectrofotometro de absorção TDL

(Tuneable Diode Laser)

– Define-se um λ no espectro da radiação I.V.

para cada um dos gases

– A radiação com o λ definido vai atravessar o ar

“alvo” e indicar a sua concentração do gás

correspondente


Método de medição em pluma gaussiana

(margem de erro 20-30%)

TDL móvel

Ar recolhido

a 3m de

altura

GPS: [CH4] → (1º2’N, 3º4’E)

Pluma Gaussiana

Só se calculou a [CH4] porque [N2O] muito baixas para medir em plumaUtilizaram-se 3 a 5 plumas por exploração


Técnica de medição rápida de gases em caixa


Gases de superfícies

emissoras captados

com a caixa

4L/ar.min-1 → 60m de tubo PTFE ¼”

Duas ventoinhas

para misturar o ar


Técnica de medição rápida de gases em caixa


↑[CH4]: 0,5/1min

Ao pousar a caixa no solo…

Calcula o tempo de

atraso e detecta

possíveis fugas

Quando a concentração dos gases varia muito, é sinal de que existem fugas

Nesta experiência esta técnica não foi eficaz e por isso os dados não foram utilizados


Medições “interiores”

• Medição da [N2O]interior e da [CH4]interior

• []s elevadas e fáceis de medir

• Instrumento opto acustico (Bruel & Kjaer

1304)

• Margem de erro 2-5%


[N2O]exterior?

• Calculo indirecto da [N2O] apartir da [CH4]

• Q = [interior] – [exterior] x k

– Se k é identico para N2O e CH4, conclui-se que:

[N2O]interior - [N2O]exteriorQ(N2O) =

{[CH4]interior - [CH4]exterior} x Q(CH4)pluma


Cálculo teórico de emissões

• FarmGHG é um modelo de cálculo,

também disponível em software, para as

entradas, saídas e movimentos de gases

de efeito estufa

– Produtos existentes na exploração

– Actividades realizadas na exploração

• Emissões de CH4 de cada exploração

calculadas com o modelo FarmGHG


Cálculo teórico de emissões

• FarmGHG é um modelo de cálculo,

também disponível em software, para as

entradas, saídas e movimentos de gases

de efeito estufa

– Produtos existentes na exploração

– Actividades realizadas na exploração

• Emissões de CH4 de cada exploração

calculadas com o modelo FarmGHG

Q = (NºVacas) x Ed + (NºNovilhas) x Ey + (NºBezerros) x Ec +

(m3Estrume) x Es + (m3FYM) x FYM


Medição rápida em caixa nas

explorações

• Outubro

• Lelystad → exploração experimental com

150 Vacas

• Duas manhãs

• Fossa perto das instalações emite muito

mais metano e óxido nitroso do que numa

fossa entre o pasto

• Silagem de milho fresca com emissões

bem mais nítidas que a velha

• Fossas libertam um equivalente a 10%

dos gases emitidos pelos animais


Medição rápida em caixa nas

explorações


Medições nas nitreiras

• Fevereiro

• Wageningen → 8 plumas a 50m da nitreira

• [CO2], [CH4] e [N2O] do interior da nitreira

calculado com um instrumento opto

acústico (Bruel & Kjaer 1305)

• 1200m3 de estrume

– 11 5 g CH4 m-3 estrume dia-1

– 14 8 mg N2O m-3 estrume dia-1


Experiências à totalidade das

explorações

• Janeiro

• Hardinxveld → 7 explorações com dados

sobre o efectivo, mas não sobre a

quantidade de estrume

• Estimados 12 m3 estrume vaca-1 para

todas as explorações apartir de medições

feitas na exploração 1

• Plumas ao longo de uma estrada a 40-

100m das explorações


• Junho

• Holanda do Norte e Brabant

• Dados de gestão de estrume, nº de animais e ingestão de alimentos

• Plumas para 20 explorações

• Emissões no verão são maiores

• Emissões de estábulos com camas de palha são o dobro das emissões de estábulos convencionais

• Comparação dos dados com o modelo FarmGHG


explorações



explorações

600 bezerros

verão

inverno


• Método de medição rápida em caixa → emissões de vários locais em poucas horas

• Silos e fossas devem ser mais estudadas

• Medições em plumas – dentro da exploração são muito eficazes quando não

há interferência de outras fontes emissoras

– mais eficazes em distâncias entre os 30 e os 300m

• Cooperação dos produtores é essencial para os cálculos teóricos

• Emissões medidas em explorações de menores dimensões diferem mais em relação às estimativas

• O modelo FarmGHG subestimou as emissões feitas por bezerros

• A temperatura do estrume influencia muito na emissão de metano e óxido nitroso

Conclusões


• Apresentação do artigo:

– A. Hensen et al. Agriculture, Ecosystems and

Environment 112 (2006) 146–152. – Dairy farm

CH4 and N2O emissions, from one square

metre to the full farm scale. t. Disponível em:

www.sciencedirect.com.

FIM

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Technology

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