農場での農業生産の強度が高まるにつれて、廃棄物の管理の重要性が増しています。 家畜生産からの廃棄物は主に糞尿ですが、敷料や敷料、廃棄された飼料、水、土も含まれます。 表 1 に、糞尿のいくつかの関連特性を示します。 人の排泄物は、比較のために、また農場で処理する必要があるため、含まれています。 肥料の高い有機物含有量は、バクテリアにとって優れた増殖培地を提供します。 バクテリアの代謝活動は酸素を消費し、大量に貯蔵された糞尿を嫌気状態に維持します。 嫌気性代謝活動は、二酸化炭素、メタン、硫化水素、アンモニアなど、よく知られている多くの有毒なガス状副産物を生成する可能性があります。

表 1. 水分を除く動物の体重 1,000 ポンドあたり XNUMX 日あたりに排泄される肥料の物理的特性。

出典: USDA 1992。

管理プロセス

糞尿の管理には、糞尿の収集、1 回または複数回の移送操作、保管または任意の処理、および最終的な利用が含まれます。 表1992に記載されているように、肥料の水分含有量は、その一貫性を決定します。 一貫性の異なる廃棄物は、異なる管理技術を必要とするため、異なる健康上および安全上の危険をもたらす可能性があります (USDA XNUMX)。 固形または低水分の糞尿の量を減らすと、一般に設備コストとエネルギー要件を下げることができますが、処理システムの自動化は容易ではありません。 液体廃棄物の収集、移送、およびオプションの処理は、より簡単に自動化され、毎日の注意が少なくて済みます。 地元の作物の季節変動が大きくなるにつれて、糞尿の保管はますます必須になります。 保管方法は、特に水の流出による環境へのダメージを防ぎながら、生産率と利用スケジュールを満たすサイズにする必要があります。 利用の選択肢には、植物の栄養素、マルチ、動物飼料、寝床、またはエネルギー生産源としての使用が含まれます。

肥料生産

乳牛は通常、牧草地で飼育されますが、搾乳前と搾乳後の保管場所、および極端な季節を除きます。 搾乳作業で洗浄に使用する水は、牛 5 頭あたり 10 日あたり 150 ガロンから XNUMX ガロン (廃棄物を洗い流すことが行われていない場合) から、XNUMX 頭あたり XNUMX 日 XNUMX ガロン (ガロン) までさまざまです。 したがって、洗浄に使用される方法は、糞尿の輸送、保管、および利用のために選択される方法に大きな影響を与えます。 肉用牛の管理には水が少なくて済むため、牛糞は固形または半固形で取り扱うことが多い。 堆肥化は、このような乾燥廃棄物の一般的な保管および処理方法です。 地域の降水パターンも、好ましい廃棄物管理スキームに強く影響します。 過度に乾燥した肥育場は、風下の粉塵や悪臭の問題を引き起こす傾向があります。

伝統的な牧草地で飼育された豚の主な問題は、豚の群生性による流出と土壌浸食の制御です。 代替案の XNUMX つは、舗装された区画を備えた半閉鎖型の豚舎の建設であり、固形廃棄物と液体廃棄物の分離も容易になります。 固体は手動の移送操作が必要ですが、液体は重力流で処理できます。 完全に密閉された生産棟の廃棄物処理システムは、大部分が液体の廃棄物を自動的に収集して保管するように設計されています。 家畜が水やり場で遊んでいると、豚の糞の量が増える可能性があります。 糞尿の貯蔵は一般に、嫌気性ピットまたはラグーンで行われます。

養鶏施設は、一般的に食肉用（七面鳥とブロイラー）と卵用（採卵鶏）に分けられます。 前者は、肥料を比較的乾燥した状態 (25 ～ 35% の水分) に維持する準備済みの敷料で直接飼育されます。 唯一の移動操作は機械による除去で、通常は年に XNUMX 回だけで、フィールドに直接移動します。 レイヤーは、くずのない積み重ねられたケージに収容されます。 それらの肥料は、まれに機械的に除去するために深いスタックに収集するか、豚の糞のように液体の形で自動的に洗い流すか、こすり落とすことができます。

ヒツジ、ヤギ、ウマなど、他のほとんどの動物の排泄物の一貫性は、おおむね固形です。 主な例外は子牛で、流動食のためです。 馬の排泄物には寝具が多く含まれており、牧草地での利用を制限する内部寄生虫が含まれている可能性があります。 小動物、げっ歯類、鳥類の排泄物には、人に伝染する病原体が含まれている可能性があります。 しかし、調査によると、糞便細菌は飼料では生き残れないことが示されています (Bell、Wilson、および Dew 1976)。

保管上の危険

固形廃棄物の貯蔵施設は、依然として水の流出と地表水と地下水への浸出を制御する必要があります。 したがって、それらは舗装されたパッドまたはピット (季節限定の池である可能性があります)、または屋根付きの囲いである必要があります。

液体およびスラリーの貯蔵は、基本的に地下または地上の池、ラグーン、ピットまたはタンクに限定されます。 長期保管は、通常は嫌気性消化によるオンサイト処理と同時に行われます。 嫌気性消化により、表 1 に示す揮発性固形物が減少し、最終的な使用から発生する臭気も減少します。 無防備な地下保管施設は、偶発的な侵入や落下による負傷や死亡につながる可能性があります (Knoblauch et al. 1996)。

液体肥料の移動は、嫌気性消化によって生成されるメルカプタンによる非常に多様な危険をもたらします。 メルカプタン (硫黄含有ガス) は、肥料の臭いの主な原因であることが示されており、すべて非常に有毒です (Banwart and Brenner 1975)。 おそらく最も危険な H の影響₂表 2 に示されている S は、50 ～ 100 ppm の範囲で嗅覚を麻痺させる潜在的な能力であり、より高い、急速な毒性レベルを検出する感覚能力を排除します。 有毒なメルカプタンの嫌気性生産を開始するには、1 週間という短い期間の液体貯蔵で十分です。 長期的な糞尿ガス発生率の主な違いは、温度、pH、アンモニア、有機物負荷など、貯蔵された糞尿内の化学的および物理的な違いの制御されていない変動によるものと考えられています (Donham、Yeggy、および Dauge 1985)。

表 2. 硫化水素 (H₂S)

TLV-TWA = しきい値限界値 - 時間加重平均。 STEL = 短期暴露レベル; IDLH = 生命と健康に直ちに危険です。

貯蔵中のこれらのガスの通常はゆっくりとした放出は、底に蓄積するスラッジを再懸濁するためにスラリーを攪拌すると大幅に増加します。 ひ₂300 ppm の S 濃度が報告されており (Panti and Clark 1991)、液体肥料の攪拌中に 1,500 ppm が測定されました。 撹拌中のガス放出率は、換気によって制御するには大きすぎます。 自然の嫌気性消化は制御されていないため、非常に変化しやすいことを認識することが最も重要です. 深刻で致命的な過剰暴露の頻度は統計的に予測できますが、個々の場所や時間では予測できません. スイスの酪農家の調査では、1,000 人年あたり約 1996 件の糞尿ガス事故の頻度が報告されています (Knoblauch et al. XNUMX)。 異常に危険な事象を回避するために、攪拌を計画するたびに安全対策が必要です。 オペレーターが攪拌しないと、スラッジが蓄積し、機械で除去する必要が生じる場合があります。 このようなスラッジは、誰かが密閉されたピットに物理的に入る前に乾燥させておく必要があります。 書面による閉鎖空間プログラムが必要です。

まれに使用される嫌気性池の代替として、好気性池、通性池 (好気性条件と嫌気性条件の両方で増殖できるバクテリアを使用する池)、乾燥 (脱水)、堆肥化、またはバイオガス用の嫌気性消化槽が含まれます (USDA 1992)。 好気的条件は、液体の深さを 60 ～ 150 cm 以下に保つか、機械的曝気によって作り出すことができます。 自然通気はより多くのスペースを必要とします。 通性池の循環ポンプと同様に、機械的曝気はより費用がかかります。 堆肥化は、風列 (2 ～ 10 日ごとに入れ替えなければならない糞尿の列)、静止しているが通気されたパイル、または特別に構築された容器で行うことができます。 堆肥化に必要な好熱性微生物の増殖をサポートして臭気を制御し、病原体を除去する高炭素改良剤を混合することによって、肥料の高い窒素含有量を減らす必要があります。 堆肥化は、地方の条例が許せば、小さな枝肉を処理する経済的な方法です。 この記事の別の記事「廃棄物処理業務」も参照してください。 百科事典. レンダリングまたは処分プラントが利用できない場合、他のオプションには焼却または埋葬が含まれます。 彼らの迅速な治療は、群れまたは群れの病気を制御するために重要です。 豚や家禽の排泄物はメタン生成に特に適していますが、この利用技術は広く採用されていません。

厚いクラストが液体肥料の上に形成され、固く見えることがあります。 労働者はこの地殻の上を歩き、突破して溺死する可能性があります。 労働者はまた、滑って液体肥料に落ちて溺れる可能性があります。 液体肥料の保管場所の近くに救助用具を置き、一人での作業を避けることが重要です。 メタンなどの一部の肥料ガスは爆発性であり、「禁煙」の標識を肥料貯蔵庫内またはその周辺に掲示すべきです (Deere & Co. 1994)。

アプリケーションの危険性

乾燥した糞尿の移動と利用は、手で行うことも、フロントエンド ローダー、スキッドステア ローダー、糞尿散布機などの機械的補助装置を使用することもできますが、いずれも安全上の問題があります。 糞尿は肥料として土地に散布されます。 堆肥散布機は、通常、トラクターの後ろに引っ張られ、トラクターからの動力取出し (PTO) によって動力が供給されます。 それらは、後部ビーター付きのボックスタイプ、フレイル、サイドディスチャージ付きのVタンク、クローズドタンクの3つのタイプのいずれかに分類されます。 最初の XNUMX つは固形肥料を適用するために使用されます。 V タンク スプレッダーは、液体、スラリー、または固形肥料を散布するために使用されます。 密閉式タンクスプレッダーを使用して液体肥料を散布します。 スプレッダーは、後部または側面のいずれかの広い領域に肥料を散布します。 危険には、機械、落下物、粉塵、エアロゾルが含まれます。 いくつかの安全手順を表 XNUMX に示します。

表 3. 糞尿散布機に関するいくつかの安全手順

1. 他の人が誤って起動しないように、XNUMX 人だけがマシンを操作するようにしてください。

2. 作動中のパワーテイクオフ (PTO)、ビーター、オーガー、およびエクスペラーに作業者を近づけないでください。

3. すべてのガードとシールドを維持します。

4. スプレッダーの後部と側面に人を近づけないでください。30 m まで肥料に混合された重い物体を突き出す可能性があります。

5. スプレッダーの詰まりを防止して、危険なプラグの抜き取り操作を回避します。

• スプレッダーに石、板、その他の物を近づけないでください。

• 凍結する天候では、フレイルタイプのスプレッダーのフレイルとチェーンが緩んでいて、操作前に凍結していないことを確認してください。

• 伸びたチェーンを交換し、凍った肥料をスプレッダーチェーンに落とさないようにすることで、ビータータイプのスプレッダーのチェーンとビーターを良好な状態に保ちます。

• 作動中のスプレッダーに入って清掃しないでください。

• V タンク スプレッダーのアンローディング オーガーと排出エクスペラーが自由に作動するように維持します。

• 寒い季節には、スプレッダーの内部を掃除して、湿った肥料が可動部分を凍結させないようにします。

6. トラクターと PTO の適切な安全慣行を使用してください。

7. クローズド タンク スプレッダーのリリーフ バルブが作動して、過剰な圧力がかからないようにしてください。

8. スプレッダーをトラクターから外すときは、スプレッダーの落下を防ぐために、スプレッダー トングの重量を支えているジャッキがしっかりとロックされていることを確認してください。

9. スプレッダーが浮遊粉塵またはエアロゾルを生成している場合は、呼吸用保護具を使用してください。

出典: Deere & Co. 1994.

戻る