InKalkTier-Bewertungsmethode Emissionspotenzial Geruch
Die Bewertung des Emissionspotenzials für Geruch verschiedener Haltungsverfahren erfolgt mittels eines flächenbezogenen Ansatzes. Dabei wird das Emissionspotenzial von der Art und der Größe der relevanten geruchsemittierenden Flächen eines Haltungsverfahrens und deren Relevanz für die Immissionswirkung bestimmt.
Der Ansatz basiert auf den in der Schweiz entwickelten Grundlagen zur Bestimmung von Abständen für Tierhaltungsanlagen (Steiner et al. 2018) und den zugrundeliegenden Untersuchungen. Diese haben einen statistisch abgesicherten Zusammenhang zwischen dem flächenbezogenen Emissionspotenzial einer Tierhaltung und der vom Abstand abhängigen Immissionswirkung ergeben, die mit Fahnenbegehungen (Erhebung der mit der Geruchshäufigkeit gewichteten Geruchsintensität) erfasst wurden. Zusätzliche Haubenmessungen dienten zur Ermittlung der Relevanz einzelner Geruchsquellen.
Dieser Ansatz aus der Schweiz wurde übernommen, da
- es vergleichbare Untersuchungen aus Deutschland oder anderen Ländern, die einen statistisch abgesicherten Zusammenhang zwischen Geruchsemissionen und den wirkungsrelevanten Geruchsimmissionen herstellen und europäischen Normen entsprechen, nicht gibt und
- nicht zu erwarten ist, dass sich die Geruchsrelevanz von Flächen zwischen Haltungsverfahren in Deutschland und der Schweiz unterscheidet, und die Methode ausschließlich dem Vergleich von Haltungsverfahren dient, weshalb die Übertragbarkeit auf Deutschland möglich ist.
| Mit der Web-Anwendung InKalkTier kann das Emissionspotenzial für Geruch von Nutztierhaltungsverfahren bewertet werden. Die ausgewiesenen Emissionspotenziale ermöglichen den Vergleich verschiedener Tierhaltungsverfahren, können jedoch nicht zur Prognose von Geruchsstundenhäufigkeiten mit dem Programm AUSTAL entsprechend Anhang 7 TA Luft herangezogen werden. |
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Geruchsemissionen von freigelüfteten Ställen weisen vermutlich vor allem bedingt durch die großflächige, bodennahe Freisetzung ein anderes Ausbreitungsverhalten als die Emissionen von gefassten, zwangsgelüfteten Ställen auf. Der Vergleich von Immissionsprognosen mit dem Programm AUSTAL unter Verwendung von Geruchsemissionsdaten für frei gelüftete Ställe mit den Ergebnissen von Immissionsbegehungen lässt vor allem im Fernbereich ein Überschätzen der tatsächlichen Geruchsbelastung erwarten.
Zunächst wird die Bewertungsmethode ausschließlich für die Milchkuhhaltung, Schweinemast und Legehennenhaltung implementiert. Grundsätzlich bietet sie jedoch die Möglichkeit die Emissionspotenziale weiterer Produktionsrichtungen der Rinder, Schweine- und Hühnerhaltung in der InKalkTier-Web-Anwendung vergleichend zu bewerten.
Bestimmung des Emissionspotenzials
Das Emissionspotenzial EP für Geruch berechnet sich aus der Geruchsaktivität GA des zu beurteilenden Haltungsverfahrens und der Geruchsaktivität GA des produktionsrichtungsspezifischen Bezugsverfahrens. Das Emissionspotenzial entspricht damit der prozentualen Abweichung der zu erwartenden Geruchsaktivität von der Geruchsaktivität eines Bezugsverfahrens.
Die Geruchsaktivität GA stellt ein dimensionsloses, indirektes Maß für die flächen-, tierart- und verfahrensspezifischen Einflussgrößen auf die Geruchsemissionen dar.
Die Geruchsrelevanz der Flächen bezeichnet das Produkt aus der geruchsrelevanten Fläche, dem flächen-, tierart- oder verfahrensspezifischen Faktor sowie ggf. dem Wirkungsgrad einer geruchsmindernden Maßnahme.
Die verfahrensabhängigen Faktoren f ergeben sich aus der von den Immissionen zurückgerechneten Geruchsaktivität und der emittierenden Fläche A. Die zwangsgelüfteten Schweineställe mit mittlerer Bestandsgröße und Abluftführung über Dach stellten in diesem Zusammenhang das mit dem verfahrensabhängigen Faktor f = 1,0 bewertete Referenzverfahren dar. (Keck et al. 2018a)
| Interpretation der Emissionspotenziale in der InKalkTier-Web-Anwendung
Abweichungen des Emissionspotenzials vom Bezugsverfahren in niedrigen einstelligen Bereich werden als unwesentlich angesehen und sind zu vernachlässigen. Bei einzelnen Haltungsverfahren wird eine Minderung des Emissionspotenzials um 100 % ausgewiesen. Dies betrifft Haltungsverfahren für Schweine mit Abluftreinigung und abgedeckten Wirtschaftsdüngerlagern. Es gibt jedoch Managementmaßnahmen, wie z. B. das Ein- und Ausstallen, Güllerühren oder Güllefahren, die zeitlich begrenzt durchgeführt werden und zu sogenannten Platzgerüchen führen können. Insbesondere wenn keine anderen Quellen vorhanden sind, können diese Platzgerüche wahrnehmbar sein. |
Emissionsrelevante Flächen und deren tierart- und verfahrensspezifische Faktoren
Für die Berechnung der Geruchsaktivität werden die Flächengrößen der geruchsrelevanten Einzelquellen summiert und mit den spezifischen Faktoren f entsprechend der Formeln 2-7 multipliziert. Welche Flächen bei der Berechnung der Geruchsaktivität mit welchen Faktoren zu berücksichtigen sind, variiert je nach Tierart und Produktionsrichtung.
Tabelle 1 kann entnommen werden, welche Einzelquellen in der Rinderhaltung von Relevanz sind. Für die Schweinehaltung gilt Tabelle 2 und für die Hühner- und Putenhaltung Tabelle 3. Die Summe der Flächengrößen aller im zu bewertenden Haltungsverfahren vorhanden Einzelquellen ergibt FSi_V, FTier, FF_L, Fs_L und FWD_L. Die tierart- und verfahrensspezifischen Faktoren für die Einzelquellen können ebenfalls den Tabellen 1, 2 und 3 entnommen werden.
Neben der Bestimmung der Geruchsaktivität für das zu bewertende Haltungsverfahren wird auch die Geruchsaktivität des Bezugsverfahrens nach Formel 2 kalkuliert. Im letzten Schritt wird dann das Emissionspotenzial nach Formel 1 ermittelt.
Folgende Flächen werden für alle Tierarten und Produktionsrichtungen als nicht geruchsrelevant bewertet:
- Weiden/Grünausläufe, da diese nicht Teil der baulichen Anlage sind
- Hochsilos, in denen Silagen unter Luftabschluss gelagert werden
- Heu- und Kraftfutterlager, da bei Fahnenbegehungen nur der Silagegeruch wahrnehmbar war
- Lager für geruchsneutrale Einstreumaterialien (z. B. Strohlager)
- Stallbereiche, die nicht dauerhaft verschmutzt sind (z. B. Stallgänge)
- Melkstand und Warteraum, sofern dieser den Tieren nicht dauerhaft zugänglich ist
- Eiersortierraum sowie Büro, Technik- und Geräteräume
Tabelle 1: Geruchsrelevante Einzelquellen in der Rinderhaltung sowie die dazugehörigen Faktoren f (nach Steiner et al. 2018)
Tabelle 2: Geruchsrelevante Einzelquellen in der Schweinehaltung sowie die dazugehörigen Faktoren f (nach Steiner et al. 2018)
Tabelle 3: Geruchsrelevante Einzelquellen in der Hühner- und Putenhaltung sowie die dazugehörigen Faktoren f (nach Steiner et al. 2018)
Geruchsmindernde Maßnahmen
Der Wirkungsgrad von Minderungsmaßnahmen wird bei der Berechnung der Geruchsaktivität nach Steiner et al. (2018) auf unterschiedliche Art und Weise berücksichtigt.
Grundsätzlich kann der Wirkungsgrad von Maßnahmen im Tierbereich mit einem Sicherheitsabschlag von 10 % in Formel 3 angesetzt werden.
Der Wirkungsgrad einer Abluftreinigungsanlage kann für die Anlagenteile angerechnet werden, deren Abluft gereinigt wird. Laut Anhang 12 TA Luft müssen Abluftreinigungsanlagen folgende generelle Anforderungen erfüllen: Reingasgeruch < 300 GEE/m3 (GEE = Europäische Geruchseinheit nach DIN EN 13725) und kein Rohgasgeruch im Reingas wahrnehmbar. Dies setzt voraus, dass die Abluftreinigungsanlage eine biologische Endstufe, z. B. Biofilter oder Biowäscher, aufweist und ordnungsgemäß betrieben wird (KTBL 2023). Für Anlagenteile, deren Abluft mit einer entsprechenden Abluftreinigungsanlage gereinigt wird, ist die geruchsrelevante Fläche in Formel 3 nicht anzurechnen. In der Praxis ist aber zu beachten, dass die Anlagen einen Eigengeruch aufweisen können. Dieser ist zwar in der Regel bereits in einer Entfernung von ca. 50 m so stark verdünnt, dass der Geruch vor dem Hintergrund der natürlichen Geruchskulisse (Boden/Vegetation) nicht mehr wahrgenommen wird, unter Berücksichtigung eines Sicherheitszuschlages sollte aber ohne weitere Prüfung ein Abstand zur Wohnbebauung von mindestens 100 m in Abhängigkeit von der Anlagengröße nicht unterschritten werden (KTBL 2023). Emittierende Nebeneinrichtungen einer Stallanlage, z. B. Festmistlager und Güllebehälter, sowie andere Ställe der Hofstelle sind unabhängig davon immer gesondert zu berücksichtigen.
Längere Leerstandszeiten des Stallgebäudes, etwa bei Vollweide während der Sommermonate, können grundsätzlich zur Geruchsminderung führen. Die Voraussetzung ist, dass der Stall gereinigt wurde und leer steht. Der tägliche, mehrstündige Weidegang beispielsweise von Milchkühen fällt nicht darunter. Ohnehin kann die Minderung bei der Berechnung der Geruchsaktivität, die auf Jahresmittelwerten beruht, aufgrund der saisonalen Schwankungen nicht prozentual angerechnet werden.
Da eine Abluftfahnenüberhöhung emissionsseitig zu keiner Geruchsminderung führt, wird sie bei der Bewertung des Emissionspotenzials abweichend zu Steiner et al. (2018) nicht berücksichtigt.
Weitere Maßnahmen finden nicht über den Wirkungsgrad, sondern über die Verkleinerung der geruchsrelevanten Fläche Berücksichtigung. Beispielsweise wirkt sich die Abdeckung des Silagelagers direkt auf die Geruchsaktivität aus, da nur die effektiv geruchsrelevante, also nicht abgedeckte Fläche des Futterlagers in die Berechnung der Geruchsaktivität eingeht. Bei Flüssigmistlagern wird die Behälterabdeckung ebenfalls berücksichtigt, indem nur die Fläche der Entlüftungsöffnungen als geruchsrelevant angerechnet wird. Die Größe der Entlüftungsöffnungen wird für die InKalkTier-Web-Anwendung nach DIN 11622-2 (2015) mit einer Mindestgröße von 0,4 m² einkalkuliert. Es sind min. zwei Entlüftungsöffnungen an den gegenüberliegenden Seiten des Flüssigmistbehälters erforderlich (DIN 11622-2 2015).
Datengrundlage und deren Qualität
Die Grundlage dieser Bewertungsmethode basiert auf verschiedenen Untersuchungen in der Schweiz, welche zu einer Synthese (Keck et al. 2018a) und zur Bestimmung von Abständen für Tierhaltungsanlagen (Steiner et al. 2018) zusammengeführt wurden.
Rinderhaltung
Die Grundlage für die Berechnung der Quellstärke bilden Fahnenbegehungen an Rinderställen (Keck et al. 2018b, Keck et al. 2016). Auf 11 Betrieben, auf denen die Erhebungen durchgeführt wurden, wurden Milchkühe und teilweise zusätzlich auch Jungrinder gehalten. Weitere 8 Betriebe hielten Milchkühe in Kombination mit anderen Rindern. Zusätzlich wurden verschiedene Einzelquellen auf einer Vielzahl von Betrieben mit Milchkühen, Mutterkühen, Mastrindern, Jungrindern sowie Mast- und Aufzuchtkälbern mittels Haubenmessungen hinsichtlich ihrer Geruchsrelevanz untersucht (Keck et al. 2021).
Für freigelüftete Rinderställe liegen damit in der Schweiz immissionsseitig Daten vor. Bei den Fahnenbegehungen konnten Unterschiede zwischen Ställen mit und ohne Laufhof festgestellt werden. Hierfür wurden die Laufhöfe mit Folie abgedeckt und die Begehungen am gleichen Tag unter gleichen Bedingungen durchgeführt. Die Verfahren mit Laufhof zeichneten sich durch eine größere exponierte Fläche aus. Der Silagegeruch wurde auch in größerer Entfernung eindeutig wahrgenommen.
Bei den Haubenmessungen resultierten höhere Geruchskonzentrationen von der vorgelegten Mischration, von Gras- und Maissilage im Lager, von planbefestigten Laufflächen und vom Güllelager. Der Verschmutzungsgrad von Laufflächen hatte einen großen Einfluss. Methodisch stoßen Haubenmessungen mit Blick auf die Aussagekraft bei perforierten Böden an Grenzen.
Zur Einordnung der berechneten Emissionspotenziale wird in der InKalkTier-Web-Anwendung die Qualität der Datengrundlage ausgewiesen. Für die Rinderhaltung ist diese, wie in Tabelle 4 dargestellt, einzuordnen.
Tabelle 4: Datengrundlage für die Berechnung des Emissionspotenzials für Verfahren der Rinderhaltung sowie Einordnung der Qualität der Datengrundlage
Schweinehaltung
Die Grundlage für die Berechnung der Quellstärke bilden Fahnenbegehungen an Schweineställen (Keck et al. 2005). In den untersuchten Ställen wurden vor allem Mastschweine gehalten, teilweise auch in Kombination mit Zuchtsauen und Aufzuchtferkeln. Ingesamt wurden Begehungen an 33 Ställen durchgeführt. Hierbei handelte es sich um 10 Betriebe mit Zwangslüftung und Abluftführung über Dach ohne Auslauf, die als Referenz dienten, sowie 10 Betriebe mit Zwangslüftung und Abluftführung über Dach mit angebautem Auslauf und 13 Betriebe mit freier Lüftung und Auslauf.
Die freie Lüftung (nicht über Dach) mit Auslauf führte zu höheren Geruchsintensitäten in der Fahne. Bei der immissionsseitigen Betrachtung werden Haltungsverfahren als Gesamtsysteme verglichen, sodass nicht zwischen dem Geruch vom Stall und Auslauf differenziert werden kann. Die höhere Emission für Verfahren mit Auslauf wird deshalb auf die größere Fläche bei Verfahren mit Auslauf zurückgeführt.
Zur Einordnung der berechneten Emissionspotenziale wird in der InKalkTier-Web-Anwendung die Qualität der Datengrundlage ausgewiesen. Für die Schweinehaltung ist diese, wie in Tabelle 5 dargestellt, einzuordnen.
Tabelle 5: Datengrundlage für die Berechnung des Emissionspotenzials für Verfahren der Schweinehaltung sowie Einordnung der Qualität der Datengrundlage
Hühnerhaltung
Fahnenbegehungen erfolgten bei einem Betrieb mit Hühnermast (Keck et al. 2018a, b). Grundlage bildeten, mangels umfangreicher immissionsseitiger Daten, Mindestabstände auf Basis von Geruchsbelastungsfaktoren (Richner und Schmidlin 1995, BUWAL und Agroscope FAT 2005), welche auf aktuelle Flächenvorgaben umgerechnet wurden. Ergänzt wurden diese mit Erhebungen bei 5 Betrieben mit Legehennen und 6 Betrieben mit Hühnermast (Bornhöft 2014). Dabei erfolgten Haubenmessungen differenziert nach einzelnen Funktionsbereichen (Scharrraum, Sitzpodest, Tränke, Kotband, Kotlager, Außenklimabereich).
Zur Einordnung der berechneten Emissionspotenziale wird in der InKalkTier-Web-Anwendung die Qualität der Datengrundlage ausgewiesen. Für die Hühner- und Putenhaltung ist diese, wie in Tabelle 6 dargestellt, einzuordnen.
Tabelle 6: Datengrundlage für die Berechnung des Emissionspotenzials für Verfahren der Hühner- und Putenhaltung sowie Einordnung der Qualität der Datengrundlage
Literaturverzeichnis
Bornhöft, J. (2014): Geruchsquellen aus der Geflügelhaltung. Bachelorarbeit, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und Agroscope Ettenhausen.
BUWAL, Agroscope FAT (2005): Revision FAT-Bericht Nr. 476 Mindestabstände von Tierhaltungsanlagen: Vernehmlassungsentwurf vom 7.3.2005. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) & Agroscope FAT Tänikon, Eidgenössische Forschungsanstalt für Agrarwirtschaft und Landtechnik, Bern und Ettenhausen, https://link.ira.agroscope.ch/de-CH/publication/37540
DIN 11622-2 (2015): Gärfuttersilos, Güllebehälter, Behälter in Biogasanlagen, Fahrsilos - Teil 2: Gärfuttersilos, Güllebehälter und Behälter in Biogasanlagen aus Beton. DIN Norm 11622-2:2015-09, Berlin, Beuth Verlag GmbH, https://dx.doi.org/10.31030/2335991
Keck, M.; Koutny, L.; Schmidlin, A.; Hilty, R. (2005): Geruch von Schweineställen mit Auslauf und freier Lüftung. Agrarforschung Schweiz, 12 (2), S. 84-89, https://link.ira.agroscope.ch/de-CH/publication/37542
Keck, M.; Frei, M.; Steiner, B. (2016): Vergleich der Geruchsimmission von Rindviehställen mit und ohne Laufhof. Agrarforschung Schweiz, 7 (10), S. 442-447, https://ira.agroscope.ch/de-CH/publication/36418
Keck, M.; Frei, M.; Steiner, B.; Schrade, S. (2018a): Synthesis of the Attenuation of Odour Intensity with Distance of Cattle and Pig Husbandry as well as Animal Husbandry combined with Biogas Facilities. CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS VOL. 68, pp. 109-114 https://doi.org/10.3303/CET1868019
Keck, M.; Mager, K.; Weber, K.; Keller, M.; Frei, M.; Steiner, B.; Schrade, S. (2018b): Odour impact from farms with animal husbandry and biogas facilities. Science of The Total Environment, Volume 645, pp. 1432-1443, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.182
Keck, M.; Keller, M.; Schrade, S. (2021): Odour concentration of various emitting area sources from cattle farms. In: 9th IWA Odour & VOC/Air Emission Conference, 26-27 October 2021, Bilbao, Spain, International Water Association, pp. 1-12
KTBL (2023): Abluftreinigung für Schweinehaltungsanlagen. Verfahren – Leistungen – Kosten. KTBL-Schrift 11533, Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL)
Richner, B.; Schmidlin, A. (1995): Mindestabstände von Tierhaltungsanlagen – Empfehlungen für neue und bestehende Betriebe. FAT-Berichte 476, https://link.ira.agroscope.ch/de-CH/publication/18352
Steiner, B.; Keck, M.; Frei, M. (2018): Grundlagen zu Geruch und dessen Ausbreitung für die Bestimmung von Abständen bei Tierhaltungsanlagen. Agroscope Science 59, S. 1-44, https://link.ira.agroscope.ch/de-CH/publication/37582
