Toegepaste scheikunde - Mest en urine

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 1

Toegepaste scheikunde - Mest en urine

Planning Lw41

• Ma 22 januari - Start deel twee, fotosynthese
• Ma 29 januari - pH in bodem en in melksysteem
• Ma 05 februari - Mest en urine
• Ma 12 februari - Rosenmontag
• Ma 19 februari - Voorjaarsvakantie
• Ma 26 februari - Broeikasgas
• Ma 04 maart - Herhaling en oefenen lesstof
• Ma 11 maart - Toets deel 2
• Cijfers gemiddeld = eindcijfer

Planning Vm31

• Di 23 januari -  Oefentoets 
• Di 30 januari -  Toets deel 1 
• Di 06 februari - Start deel twee, fotosynthese 
• Ma 12 februari - Rosenmontag
• Ma 19 februari - Voorjaarsvakantie
• Ma 26 februari - pH in bodem en in melksysteem 
• Ma 04 maart - Mest en urine / Herhaling en oefenen lesstof
• Ma 11 maart - Toets deel 2
• Cijfers gemiddeld = eindcijfer

Leerdoelen

Aan het einde van de les kun jij:

• Je kunt aangeven uit welke bestanddelen dierlijke mest en kunstmest bestaan.
• Je kunt uitleggen hoe door een verkeerde verwerking van mest uitspoeling van fosfaat en nitraat, uitstoot van ammoniak en verzuring kunnen ontstaan. 
  
• Je kunt de voor- en nadelen benoemen van het scheiden van mest en urine.
  

Waarom vormt mest een probleem binnen de veehouderij?

Mest en urine vormen een probleem binnen de agrarische sector doordat..

Uitstoot van ammoniak plaatsvindt

Verkeerde verwerking of toediening van mest kan leiden tot:

• Milieuproblemen 
• Eutrofiëring (filmpje, geluid uit)
  
• Bodemverzuring
  
• Verlies van biodiversiteit
  
• Klimaatverandering

De gescheiden verspreiding ervan over het land is ook gunstig voor de bodem en de weidevogels.

In veel koeien- en varkensstallen worden mest en urine gezamenlijk opgevangen. Dat is heel effectief, vertelt onderzoeker Theun Vellinga. “Dan heb je in één keer alles bij elkaar, het is goed weg te pompen, je kunt het in één tank bewaren en het is makkelijk te verwerken”, legt hij uit. Uit drijfmest, het mengsel van poep en plas, vormt zich echter veel methaangas en eveneens veel ammoniak. Het is daarom beter om de urine en mest gescheiden op te vangen en ook apart te bewaren en er apart het land mee te bemesten.

Sterke reductie

“Oneerbiedig gezegd moet je zorgen voor een scheiding van kont tot grond. Daardoor vang je meerdere vliegen in één klap”, zegt Vellinga. Zo kun je de methaangasuitstoot met 75 procent verminderen, en ook de ammoniakvorming kun je tot 75 procent terugdringen. “Dat is een heel sterke reductie.”

Weidevogels

Daarnaast zijn er nog meer voordelen. Drijfmest wordt over het land verspreid door sleufjes in de grond te snijden waarin de drijfmest wordt aangebracht, de zogeheten zodenbemesting. Tijdens het snijden worden grotere soorten regenwormen, die als voer dienen voor weidevogels zoals de grutto, beschadigd. Recent onderzoek naar regenwormen aan de Rijksuniversiteit Groningen laat dat zien. Bovendien droogt de bodem snel uit door de sneden erin, vult Vellinga aan. “Dat is ook ongunstig voor weidevogels, want ze moeten met hun snavel door de klei heen kunnen om zich te kunnen voeden.”

Biodiversiteit

Sommige boeren hebben al stallen waar mest en urine gescheiden worden ingezameld, en er komen er nog een paar bij. De Wageningse onderzoekers werken samen met een groep Friese boeren aan de verbetering van de systemen. “Deze boeren zijn bezig met het behoud van weidevogels en het belang van biodiversiteit, gekoppeld aan het terugdringen van emissies”, licht Vellinga toe.

Lange termijn

Het gaat nog wel een tijdje duren voor de hele Nederlandse veehouderij om is. Vellinga en zijn collega’s mikken op 2050. “Grofweg iedere dertig jaar worden stallen gerenoveerd of opnieuw verbouwd. Dat is vrij prijzig, dus als je net twee jaar geleden een nieuwe stal hebt gebouwd, ga je dat nu niet doen.” In de tussentijd kunnen boeren wel maatregelen nemen om de methaanuitstoot en ammoniak die bij drijfmest vrijkomen, te verminderen.

Varkens- en koeientoiletten

Mest en urine scheiden gaat bij varkens overigens beter dan bij koeien. “Er zijn al varkenstoiletten, waarbij varkens leren om op verschillende plekken te poepen en te plassen. En er is nu ook iemand bezig om dit aan koeien te leren.” Verder zoeken de wetenschappers nog met de boeren naar de beste methoden voor aparte opslag en de gescheiden verspreiding over het land. Vellinga: “Bij gier, dat sterke effecten heeft op de bodemvruchtbaarheid, is het bijvoorbeeld belangrijk een goede balans te vinden.”Wanneer uitwerpselen en urine van koeien of varkens zich mengen, ontstaat er veel methaangas en ammoniak. Maar als de urine en mest gescheiden blijven kunnen de broeikasgasuitstoot en de ammoniakvorming met wel 75 procent afnemen.

hierdoor uitstoot van ammoniak plaatsvindt en omdat deze een overschot aan mineralen veroorzaken die niet

terugkeren naar het land van herkomst of optimaal worden gebruikt voor plantaardige productie.

Verkeerde verwerking of toediening van mest kan leiden tot milieuproblemen zoals

Eutrofiëring (filmpje, geluid uit)

Bodemverzuring

Verlies van biodiversiteit

Klimaatverandering

Eutrofiëring zie filmpje zonder geluid, zelf toelichten

Eutrofiëring of vermesting zorgt er voor dat er meer voedingsstoffen aanwezig zijn in de bodem, de lucht en het water. Dat lijkt op het eerste zicht niet erg, planten hebben nutriënten nodig. In natuurlijke vegetaties en ecosystemen zal een overaanbod aan voedsel een ontwrichting veroorzaken.

Uitspoeling van fosfaat en nitraat is het proces waarbij deze nutriënten vanuit de bodem naar het grond- of oppervlaktewater worden getransporteerd. Dit kan gebeuren door regenwater dat door de bodem sijpelt of door oppervlakkige afstroming van water over het land.

 

Bodemverzuring

Bodemverzuring is het proces waarbij de pH-waarde van de bodem daalt, oftewel de bodem zuurder wordt. Dit kan schadelijk zijn voor de planten, dieren en micro-organismen die in de bodem leven. Bodemverzuring wordt oa veroorzaakt door de uitstoot van ammoniak en stikstofoxiden.

Verzuring door stikstofverbindingen kan op directe en indirecte wijze plaatsvinden:

Stikstofoxide (NO en NO2, samen aangeduid als NOx) wordt omgezet tot salpeterzuur (HNO3).

Ammoniak (NH3) is geen zuur, maar een base. Ammoniak heeft een verzurend effect na depositie op de bodem, vegetatie of wateroppervlak.

Van de ammoniumstikstof die niet direct wordt opgenomen door de plant, wordt het grootste deel omgezet in nitraat. Dit gebeurt door nitrificerende bacteriën. Wanneer er voldoende zuurstof in de bodem aanwezig is, zetten deze bacteriën ammonium om in nitraat: NH4+ + 2 O2 -> NO3- + H2O + 2H+. Bij het nitrificatieproces komen H+-ionen vrij. Deze zure waterstofionen zorgen ervoor dat ammoniumstikstof een verzurende werking heeft op de bodem.

 

 

Verlies van biodiversiteit

Zie filmpje Eutrofiëring. Dit leidt tot het uitsterven vissen met als gevolg vermindering biodiversiteit.

 

Klimaatveranderingen

Uitstoot van methaan en lachgas naar de atmosfeer, wat bijdraagt aan de klimaatverandering

Waaruit bestaat dierlijke mest?

Onder deze mest valt alle mest van dieren die u op of in de grond gebruikt. Het gaat om:

uitwerpselen van dieren;

de geheel of gedeeltelijk verteerde maag- of darminhoud van dieren;

mengsels van strooisel met de uitwerpselen van dieren;

een product(mengsel) dat voor een deel uit dierlijke mest bestaat.

Wat is zuiveringsslib

Dierlijke mest bestaat uit:

• De onverteerde delen van het voer, zoals vezels, zetmeel en eiwitten.
  
• Water met daarin opgeloste organische en anorganische stoffen.

De samenstelling van de mest hangt af van:

• Het soort dier
  
• Het voer
  
• De huisvesting
  
• De gezondheid
  

Belangrijke anorganische stoffen zijn natrium, kalium, chloride, magnesium, calcium, ammonium, fosfaat en urobiline. 

 

De belangrijkste mineralen voor de landbouw in mest zijn stikstof (N), fosfor (P) en kalium (K), deze zijn essentieel voor de plantengroei en -ontwikkeling.

Waaruit bestaat urine?

Urine bestaat uit:

• Water, ureum, ammoniak en andere stikstofverbindingen. 

De samenstelling van de mest hangt af van:

• Het soort dier
  
• De vochtinname
  
• De voeding
  
• De gezondheid
  

De belangrijkste organische stof is ureum, dat voor bijna 50% uit stikstof bestaat.

Voor- en nadelen van scheiden van mest en urine

Voordelen	Nadelen
Uitstoot ammoniak verminderen	Hoge investerings- en inderhoudskosten voor scheidingstechniek
Verbeteren kwaliteit van mest	Meer transportkosten voor afvoer gescheiden stromen (mestoverschot)
Waardevolle stoffen uit urine halen (N, P, K, Mg, S)	Hogere kosten en meer arbeid
	Risico op verstopping, lekkages, storingen in het scheidingssysteem (hygiënische en milieuproblemen)

Het verbeteren van de kwaliteit van de mest omdat urine en vaste mest verschillende gehaltes aan stikstof en fosfaat hebben. Door ze apart te houden, kan de bemesting beter afgestemd worden op de behoefte van het gewas

Urine bevat veel stikstof, terwijl mest voornamelijk fosfor en kalium bevat. Deze kunnen gebruikt worden als kunstmest of als grondstof voor andere producten

Waarvoor wordt dierlijke mest vooral gebruikt?

Mest en urine zijn waardevolle grondstoffen die mineralen, eiwitten, vetzuren en andere organische stoffen bevatten. 

Deze kan je gebruiken als:

• Bemesting,
  
• Energieproductie
  
• Basis voor nieuwe (bio)producten.
  

Dierlijke mest wordt vooral gebruikt voor het bemesten van landbouwgrond, omdat het organische stof en mineralen bevat die goed zijn voor de bodem en de gewassen. 

Dierlijke mest kan ook gebruikt worden voor het produceren van biogas, een duurzame energiebron die ontstaat door vergisting van de mest. 

Daarnaast kan dierlijke mest verwerkt worden tot andere producten, zoals compost, kunstmest of herwonnen fosfaat.

Koetoilet

02:56

Welke 3 manieren van scheiden van mest worden er onderzocht bij Dairy Campus?