IFU GMBH PRIVATES INSTITUT FÜR UMWELTANALYSEN

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1 GMBH PRIVATES INSTITUT FÜR UMWELTANALYSEN Anhang zum Bericht Modellierung der Geruchs- und Ammoniakausbreitung aus Tierhaltungsanlagen im Nahbereich Teil 2: Vergleichsrechnungen mit neueren Begehungsdaten und Bewertung der Vergleichsergebnisse GMBH PRIVATES INSTITUT FÜR UMWELTANALYSEN HR B Chemnitz 9475 Geschäftsführer Prof. Dr. habil. Wolfram Scharff Chemnitzer Straße 22b, Ottendorf / / oder ifu@ifu.de Deutsche Bank Chemnitz BLZ Kto

2 Abbildung 1: Topographische Umgebung der untersuchten Schweineanlage Seite A2 < Höhe über NN rote Linien: Begehungsraster

3 Abbildung 2: Häufigkeit der Geruchsstunden aus Begehungsdaten Intensität 1 Seite A % Bild: E0221

4 Abbildung 3: Häufigkeit der Geruchsstunden aus Begehungsdaten Intensität 2 Seite A % Bild: E0220

5 Abbildung 4: Gesamtbelegung während der Begehungszeit Seite A5 1800,0 Gesamt GV während der Begehungszeit y = -0,6124x ,7 GV 1600,0 1400,0 1200,0 1000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0, Nr. der Begehung Abbildung 5: Belegung einzelner Ställe (Beispiel Stall 1-4) Belegung der Ställe während der Begehungszeit GV Nr. Begehung Stall 1 Stall 2 Stall 3 Stall 4

6 Abbildung 6: Spezifische Emission der Anlage Seite A6 spezifische Geruchsemission [GE/(s GV)] y = 0,222x - 3, spezifische Luftrate [m³/(h GV)] Abbildung 7: Regression über alle Meßereignisse

7 Abbildung 8: Trajektorien Ausbreitungsklasse I Seite A7 Abbildung 9: Trajektorien Ausbreitungsklasse II

8 Abbildung 10: Trajektorien Ausbreitungsklasse III/1 Seite A8 Abbildung 11: Trajektorien Ausbreitungsklasse III/2

9 Abbildung 12: Trajektorien Ausbreitungsklasse IV Seite A9 Abbildung 13: Trajektorien Ausbreitungsklasse V

10 Abbildung 14: Seite A10 (E165) Topographie (E198) Überhöhung (E148) Topographie / Überhöhung (E183) % LASAT AKS Chemnitz Faktor 11 z 0 = 1,5 m

11 Abbildung 15: Seite A11 (E173) Topographie (E202) Überhöhung (E157) Topographie / Überhöhung (E190) % LASAT AKS Chemnitz Faktor 11 z 0 = 0,1 m

12 Abbildung 16: Seite A12 (E166) Topographie (E197) Überhöhung (E147) Topographie / Überhöhung (E184) % LASAT AKS Chemnitz Faktor 4,4 z 0 = 1,5 m

18 Abbildung 22: Seite A18 (E270) Topographie (E194) Überhöhung (D291) Topographie / Überhöhung (E179) % LASAT AKS Begehung Faktor 11 z 0 = 1,5 m

19 Abbildung 23: Seite A19 (E274) Topographie (E207) Überhöhung (E266) Topographie / Überhöhung (E206) % LASAT AKS Begehung Faktor 11 z 0 = 0,1 m

20 Abbildung 24: Seite A20 (E271) Topographie (E193) Überhöhung (D292) Topographie / Überhöhung (E181) % LASAT AKS Begehung Faktor 4,4 z 0 = 1,5 m

21 Abbildung 25: Seite A21 (E275) Topographie (E208) Überhöhung (E267) Topographie / Überhöhung (E205) % LASAT AKS Begehung Faktor 4,4 z 0 = 0,1 m

26 Abbildung 30: Immissionswerte auf Beurteilungsflächen Berücksichtigung von Topographie und Überhöhung Seite A26 35 Häufigkeit der Geruchsstunden /1 3/2 3/0 2/3 1/-1 0/1 2/-1 0/0 Beurteilungsflächen Begehung ohne top ueh ueh_top AKS Chemnitz, z 0 = 0,1 m Abbildung 31: Immissionswerte auf Beurteilungsflächen Variation der Bodenrauhigkeit und der AKS 35 Häufigkeit der Geruchsstunden /1 3/2 3/0 2/3 1/-1 0/1 2/-1 0/0 Beurteilungsflächen Begehung Chemnitz_0,1 Chemnitz1,5 Begehung0,1 Begehung1,5 Berücksichtigung von Topographie und Überhöhung

27 Abbildung 32: Immissionswerte auf Beurteilungsflächen AKS Chemnitz Variation des Fluktuationsfaktors Seite A27 35 Häufigkeit der Geruchsstunden /1 3/2 3/0 2/3 1/-1 0/1 2/-1 0/0 Beurteilungsflächen Begehung F11 F4,4 F3,3 F1,3 z 0 = 0,1 m, Berücksichtigung von Topographie und Überhöhung Abbildung 33: Immissionswerte auf Beurteilungsflächen AKS Begehung Variation des Fluktuationsfaktors 35 Häufigkeit der Geruchsstunden /1 3/2 3/0 2/3 1/-1 0/1 2/-1 0/0 Beurteilungsflächen Begehung F11 F4,4 F3,3 F1,3 z 0 = 0,1 m, Berücksichtigung von Topographie und Überhöhung

28 Abbildung 34: Windtrajektorie der Begehung vom (Fahne 41) Seite A28 Markierung im Abstand von 10 min; Start bei Koordinate (0,0)

29 Abbildung 35: Fluktuationsfaktoren aus der Begehung Seite A29 Fluktuationsfaktoren 7 6 Ausbreitungsklasse [1-6] ,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 Windgeschwindigkeit [m/s] großer Kreis: f = 5 kleiner Kreis: f = 1 c c = Begehung f 90 Abbildung 36: Mäanderstärke des Modells MEPOD Mäanderstärke Ausbreitungsklasse [1-6] ,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 Windgeschwindigkeit [m/s] großer Kreis: f MP = 0,6 kleiner Kreis: f MP = 0,07 f MP ~ σ y = ˆ σ y für Entfernung 500 m

30 Beispieldatei LASAT für Quellen 50 GE/(s GV) PARAM.DEF. Titel = "Q: 50 GE/(s GV) Überhöhung" Kennung = LfUG Flags = VERB ' Verbose Tau = 1:00 ' Maximaler Zeitschritt Intervall = 1.00:00:00 ' für Perzentile... Average=745 ' Mittelung über xx Tage Emissionszeit Start = 0 ' Beginn mit Zeitpunkt 0 Ende = 745.0:00:00 ' Ende nach xx Tagen = Situationen Gruppen = 8 ' Average = Zahl Mittlungsintervalle bis Ausgabe ' postproc = *.exe ' postparam = Definition der Emissions-Quellen QUELLEN.DEF. - Längenangaben in Meter ( Xq, Yq, Hq, Lq, Bq ) - Winkel in Grad gegen Nord ( Wq ) - Wärmestrom in MW ( Qq ) - {Gülle} - RotRectangle {Stall 1-8} - RotRectangle {Stall 4} - RotRectangle {Stall 9} - RotRectangle {Ställe 10 - v2} - RotRectangle Daten für Überhöhung: - d[m] v [m/s] R [m³/s]t [ C] W = 1,36E-3*R*(T-10) [MW] - Stall1_8 0,70 3,5 1, , Stall4 2,26 2,6 10, , Stall9 0,78 2,15 1, , Stall9Uf 0,52 6,00 1, , Stall10-V2 0,70 3,5 1, , Quellhöhe Ställe: Hq = ! Bezeichnung Xq Yq Hq Lq Bq Wq Qq Dq Vq Q Stall1_8: Q Stall4: Q Stall9: Q Stall9Uf: Q Stall10-V2: Q Guelle: Definition der gasförmigen Komponenten STOFFE.DEF. ' Keine Bezeichnung des Stoffes Einheit = GE ' Mass-Einheit Vsed = 0.0 ' Sedimentations-Geschwindigkeit (m/s) Rate = 80 ' Emissionsrate der Teilchen (1/s) - - Auflistung der Komponenten! Bezeichnung Vdep RefC RefD K Geruch: Definition der Quell-Stärken STAERKE.DEF. EmisFac =? - Tabelle der Anteile der einzelnen Komponenten! QUELLE Geruch E Stall1_8: '587 GV * 50 GE/s GV (Oldenburg) E Stall4: 4400 ' 88 GV * 50 GE/s GV E Stall9: 5700 '114 GV * 50 GE/s GV E Stall9Uf: 1100 ' 22 GV * 50 GE/s GV E Stall10-V2: '644 GV * 50 GE/s GV E Guelle: 7280 ' 10 % der Summe (1455 GV) - Seite A30

31 Beispieldatei LASAT für Quellen 15 GE/(s GV) Seite A PARAM.DEF. Titel = " Q: 15 GE/(s GV) Überhöhung" Kennung = LfUG Flags = VERB ' Verbose Tau = 1:00 ' Maximaler Zeitschritt Intervall = 1.00:00:00 ' für Perzentile... Average=745 ' Mittelung über xx Tage Emissionszeit Start = 0 ' Beginn mit Zeitpunkt 0 Ende = 745.0:00:00 ' Ende nach xx Tagen = Situationen Gruppen = 8 ' Average = Zahl Mittlungsintervalle bis Ausgabe ' postproc = *.exe ' postparam = Definition der Emissions-Quellen QUELLEN.DEF. - Längenangaben in Meter ( Xq, Yq, Hq, Lq, Bq ) - Winkel in Grad gegen Nord ( Wq ) - Wärmestrom in MW ( Qq ) - {Gülle} - RotRectangle {Stall 1-8} - RotRectangle {Stall 4} - RotRectangle {Stall 9} - RotRectangle {Ställe 10 - v2} - RotRectangle Daten für Überhöhung: - d[m] v [m/s] R [m³/s]t [ C] W = 1,36E-3*R*(T-10) [MW] - Stall1_8 0,70 3,5 1, , Stall4 2,26 2,6 10, , Stall9 0,78 2,15 1, , Stall9Uf 0,52 6,00 1, , Stall10-V2 0,70 3,5 1, , Quellhöhe Ställe: Hq = ! Bezeichnung Xq Yq Hq Lq Bq Wq Qq Dq Vq Q Stall1_8: Q Stall4: Q Stall9: Q Stall9Uf: Q Stall10-V2: Q Guelle: Definition der gasförmigen Komponenten STOFFE.DEF. ' Keine Bezeichnung des Stoffes Einheit = GE ' Mass-Einheit Vsed = 0.0 ' Sedimentations-Geschwindigkeit (m/s) Rate = 80 ' Emissionsrate der Teilchen (1/s) - - Auflistung der Komponenten! Bezeichnung Vdep RefC RefD K Geruch: Definition der Quell-Stärken STAERKE.DEF. EmisFac =? - Tabelle der Anteile der einzelnen Komponenten! QUELLE Geruch E Stall1_8: 8805 '587 GV * 15 GE/s GV (Begehung) E Stall4: 1320 ' 88 GV * 15 GE/s GV E Stall9: 1710 '114 GV * 15 GE/s GV E Stall9Uf: 330 ' 22 GV * 15 GE/s GV E Stall10-V2: 9660 '644 GV * 15 GE/s GV E Guelle: 2183 ' 10 % der Summe (1455 GV) -

32 Ausbreitungsklassenstatistik (AKS) Begehung Seite A32 W I N D S T A T I S T I K ========================= nach Klug-Manier TA Luft 86 - Format Datei: Bkd2.dat Ort: Projekt LfUG Zeit: Schema: Klug / Manier (TA Luft) Kollektiv1: Meßzeitraum Begehung VDI3940 Kollektiv2: Alle Fälle Anemometerhöhe: 2.0 m Summe: /1000 % Häufigkeit der Klassen I sehr stabil % II stabil % III/1 neutral % III/2 neutral % IV labil % V sehr labil 0.40 % Einfache Rchtungsverteilungen Richtungen N O S W /100 Promille % Häufigkeitsverteilung nach Ausbreitungs- und Geschwindigkeitsklassen Summe über alle Richtungen [in 1/100 Promille] - AbKl. Windgeschwindigkeitsklasse [m/s] Summe I II III/ III/ IV V Summ mittlere Windgeschwindigkeit: 2.28 m/s = 4.43 kn

33 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen Summe der Ausbreitungsklassen [in 1/100 Promille] Seite A33 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

34 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: I sehr stabil Seite A34 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

35 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: II stabil Seite A35 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

36 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: III/1 neutral Seite A36 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

38 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: IV labil Seite A38 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

39 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: V sehr labil Seite A39 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

40 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Ausbreitungsklassen Summe der Windgeschwindigkeiten [in 1/100 Promille] Seite A Richt Ausbreitungsklasse ø I II III/1 III/2 IV V Summe Summ

41 Ausbreitungsklassenstatistik (AKS) Begehung Seite A41 W I N D S T A T I S T I K ========================= nach Klug-Manier TA Luft 86 - Format Datei: Chemnitz.dat Ort: CHEMNITZ Zeit: Schema: KLUG/MANIER (TA-LUFT) Kollektiv1: JAHR Kollektiv2: ALLE FAELLE Summe: /1000 % Häufigkeit der Klassen I sehr stabil % II stabil % III/1 neutral % III/2 neutral % IV labil 6.93 % V sehr labil 3.38 % Einfache Rchtungsverteilungen Richtungen N O S W /100 Promille % Häufigkeitsverteilung nach Ausbreitungs- und Geschwindigkeitsklassen Summe über alle Richtungen [in 1/100 Promille] - AbKl. Windgeschwindigkeitsklasse [m/s] Summe I II III/ III/ IV V Summ mittlere Windgeschwindigkeit: 4.35 m/s = 8.46 kn

42 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen Summe der Ausbreitungsklassen [in 1/100 Promille] Seite A42 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

43 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: I sehr stabil Seite A43 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

44 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: II stabil Seite A44 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

47 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: IV labil Seite A47 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

48 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Geschwindigkeitsklassen [in 1/100 Promille] Ausbreitungsklasse: V sehr labil Seite A48 Richt Windgeschwindigkeitsklasse ø Summe Summ

49 Häufigkeitsverteilung nach Richtungs- und Ausbreitungsklassen Summe der Windgeschwindigkeiten [in 1/100 Promille] Seite A Richt Ausbreitungsklasse ø I II III/1 III/2 IV V Summe Summ

50 Literatur Seite A50 [IfU/LfL2000] Meßtechnische Erfassung von Gerüchen für typische landwirtschaftliche Anlagen, Bericht IfU GmbH und Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft Dezember 2000 [Jacob/Lohmeyer] Jacob,J.; Lohmeyer,A.;Schieß,N.: Praxis der Berechnung und Bewertung von Gerüchen im Nahbereich niedriger Quellen in Sachsen; Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 59 (1999) 9 [GIRL] Länderausschuß für Immissionsschutz, Geruchsimmissions-Richtlinie (GIRL), in der Fassung vom 13. Mai 1998 mit Begründungen und Auslegehinweisen in der Fassung vom 7. Mai 1999 [Janicke] L. Janicke, Das Geruchsausbreitungsmodell MEPOD und seine Implementierung in IBJmepod, Ingenieurbüro Janicke 1999 [KTA 1508] Kerntechnischer Ausschuß (KTA): Instrumentierung zur Ermittlung der Ausbreitung radioaktiver Stoffe in der Atmosphäre. Sicherheitstechnische Regel des KTA, KTA 1508 Fassung 9/88, Carl Heymanns Verlag KG, Köln 1998 [LASAT] Janicke,L.: Ausbreitungsmodell LASAT - Referenzhandbuch zu Version 2.8, Dunum, 1998 [Lohmeyer] A. Lohmeyer, A. Rühling, FuE-Vorhaben Modellierung des Ausbreitungsverhaltens von luftfremden Schadstoffen / Gerüchen bei niedrigen Quellen im Nahbereich, LfUG Sachsen Projekt 2043, Ingenieurbüro Lohmeyer 1998 [Oldenburg] Jörg Oldenburg, Geruchs- und Ammoniak-Emissionen aus der Tierhaltung, Band 333 Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.v. (KTBL), 1989 [Projekt Jahnsdorf] G. Schmidt, Auswirkung von Kaltluftabflüssen in der Umgebung einer Tierhaltungsanlage auf die Geruchsausbreitung, IfU GmbH Ottendorf, 1999 [TLL98] Vermeidung und Verminderung von Schadgas- und Geruchsemissionen aus der Schweinehaltung durch Ersatzverfahren der Abdeckung von Güllebehältern Untersuchung zur Abdeckung von Flüssigbehältern mit Häckselstroh, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Themenblatt Nr.: /98