ILVO: zeolieten reduceren vooral onder droge omstandigheden ammoniakemissies
Zeolieten zijn vulkanische mineralen met een structuur die hen in staat stelt om bepaalde moleculen, zoals ammoniak, aan hun oppervlak te binden (adsorptie). Deze mineralen worden ook wel ‘kokende stenen’ genoemd, omdat ze bij verhitting waterdamp produceren. De specifieke selectiviteit voor de binding van moleculen is afhankelijk van het type zeoliet. Clinoptiloliet is bijvoorbeeld zeer geschikt voor de binding van NH₄⁺ (in oplossing) of NH₃ (gasvormig).
De werking van zeolieten is gebaseerd op een combinatie van elektrostatische aantrekking, chemisorptie en ion-uitwisseling. Natuurlijk gedolven zeolieten zijn nooit 100 procent zuiver en bevatten vaak ook andere mineralen zoals kwarts, veldspaten en kleimineralen. In het onderzoek werd daarom consequent gesproken over ‘zeolietproducten’ in plaats van zuivere zeolieten.
Wisselende resultaten in varkensmest
Het onderzoek naar het gebruik van zeolieten in varkensmest leverde wisselende resultaten op, afhankelijk van de toepassingsmethode en de omstandigheden. Het droog aanbrengen van zeoliet op de vloer en roosters van een varkensstal bleek effectiever te zijn dan andere methoden. In een verkennende proef werd een kortstondige vermindering van de ammoniakconcentratie in de lucht waargenomen na droge toepassing van zeoliet. Ook een langdurige proef met droge toepassing gedurende een volledige vleesvarkensronde liet een numerieke ammoniakreductie zien van ongeveer 15 procent.
Het mengen van zeolieten met water voorafgaand aan het aanbrengen op de vloer had geen significant effect op de ammoniakemissie. Ook het aanbrengen van zeolieten onder de roosters was minder effectief.
Een voldoende hoge dosis zeoliet lijkt cruciaal voor een effect. In de langdurige proef werd de dosis wekelijks aangepast aan het gewicht van de varkens, wat resulteerde in een totale hoeveelheid van 28,5 kilogram zeoliet per dierplaats per ronde. De dagelijkse toediening van zeolieten is arbeidsintensief en de kosten voor de benodigde hoeveelheid zeoliet kunnen oplopen tot 7,70 euro per dierplaats per ronde. Dit maakt de economische haalbaarheid als een alleenstaande maatregel volgens de onderzoekers minder overtuigend.
Aanpak van het onderzoek
Het onderzoek omvatte verschillende stappen, te beginnen met een literatuurstudie. Hieruit bleek dat er al veel onderzoek is gedaan naar zeolieten in de veehouderij, maar dat de resultaten uiteenliepen. Sommige studies rapporteerden positieve effecten op ammoniakreductie, terwijl andere geen of zelfs negatieve effecten zagen. Ook bleek dat het onderscheid tussen zeolieten en kleimineralen vaak onduidelijk was.
De onderzoekers voerden vervolgens een marktstudie uit om een overzicht te krijgen van de commercieel beschikbare zeolietproducten. Hierbij werden 28 producten geïdentificeerd. Deze werden geselecteerd op basis van beschikbaarheid, prijs, toepassingswijze en resultaten van eerder wetenschappelijk onderzoek. Uit deze selectie werden 11 producten gekozen voor verder onderzoek.
De samenstelling en korrelgrootte van deze 11 producten werden geanalyseerd. De resultaten toonden significante verschillen tussen de producten, met name in de aanwezigheid van clinoptiloliet en kleimineralen.
Praktijkomgeving
Daarnaast werd een in-vitro-screeningmethode ontwikkeld om de adsorptiecapaciteit van de zeolietproducten te bepalen. Deze methode werd gevalideerd en gebruikt om de effectiviteit van verschillende producten onder gecontroleerde omstandigheden te testen.
De volgende stap bestond uit mestcontainerproeven met verschillende zeolieten en mesttypes (runder- en geitenmest). Hierbij werd onderzocht of zeolieten effectief ammoniakemissies uit mest kunnen verminderen, en welke dosering en toepassingswijze de beste resultaten opleveren.
Ten slotte werd het meest beloftevolle zeolietproduct in praktijkomstandigheden getest bij rundvee (vaarzen) en varkens. Hierbij werden de ammoniakemissies, evenals andere emissies (CH₄ en CO₂), dierprestaties en mestkwaliteit geanalyseerd.
