Ammonia emission from livestock production in Poland and its regional diversity, in the years 2005–2017

• Autorzy: Mielcarek-Bocheńska Paulina , Rzeźnik Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.24425/aep.2019.130247

Warianty tytułu

PL

Emisja amoniaku z produkcji zwierzęcej w Polsce i jej regionalne zróżnicowanie, w latach 2005-2017

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Agriculture is a significant source of gaseous pollutants such as ammonia, methane, nitrous oxide and volatile organic compounds. Ammonia is particularly important due to the high emission and local, as well as global impact on the environment. The release of NH₃ is one of the main ways of nitrogen emission to the atmosphere and it contributes to its subsequent deposition. The aim of the study was to analyze ammonia emissions from animal production in Poland in 2005–2017, its regional diversity and possibilities of its reduction in agriculture. The ammonia emission was calculated for the animal production groups according to the NFR classification. The values of ammonia emission were calculated based on ammonia emission factors used by KOBIZE, in accordance with the EMEP/EEA methods. In 2017, the NH₃ emission from Polish agriculture amounted 288 Gg and it accounted for 96% of the emission in 2005. Ammonia emission from livestock production, in 2005–2017, on average accounted for 79.8% of agricultural emissions. The largest share had the cattle (51%) and swine (30%) production. The NH₃ emissions differed strongly between provinces. The emission density (kg NH₃·km^-2·year^-1) in provinces with intensive livestock production was about 5.5 times higher than in regions, where livestock production was the lowest. The mitigation strategies should be implemented primarily in provinces where reduction potential is the largest. The assessment of the reduction potential should take into account the NH₃ emission per 1 km² and the low NH₃ emission technologies, which are already applied in the regions.

PL

Rolnictwo jest znaczącym źródłem zanieczyszczeń gazowych między innymi: amoniaku, metanu, podtlenku azotu i lotnych związków organicznych. Amoniak jest szczególnie istotny ze względu na znaczną emisję i lokalne oraz globalne oddziaływanie na środowisko. Uwalnianie NH₃ jest jednym z głównych źródeł emisji azotu do atmosfery i przyczynia się do jego późniejszej depozycji. Celem pracy była analiza emisji amoniaku z produkcji zwierzęcej w Polsce w latach 2005-2017, jej regionalnego zróżnicowania oraz możliwości jej ograniczania z rolnictwa. Emisję amoniaku obliczono dla grup zwierząt zgodnych z klasyfikacją NFR. Do tego celu wykorzystano wartości współczynników emisji amoniaku stosowanych przez KOBIZE, zgodnie z metodami EMEP/EEA. W 2017 r. emisja NH₃ z polskiego rolnictwa wyniosła 288 Gg i stanowiła 96% tej emisji z 2005 r. Emisja amoniaku z produkcji zwierzęcej, w latach 2005-2017, stanowiła średnio 79,8% emisji z rolnictwa. Największy udział w tej emisji miała produkcja bydła (51%) i trzody chlewnej (30%). Emisje NH₃ różniły się znacznie między województwami. Gęstość emisji (kgNH₃km^-2rok^-1) w województwach o intensywnej produkcji zwierzęcej była około 5,5 razy większa niż w województwach, w których produkcja zwierzęca była najmniejsza. Osiągnięcie unijnych poziomów redukcji emisji NH₃ wyznaczonych dla Polski, będzie wymagało zmian w produkcji zwierzęcej i roślinnej. Strategie ograniczania powinny być wprowadzane w pierwszej kolejności w regionach, w których występuje duży potencjał redukcji, czyli w województwach o wysokiej gęstości emisji NH₃.

Słowa kluczowe

EN

mitigation; livestock production; ammonia emission

PL

ograniczanie; produkcja zwierzęca; emisja amoniaku

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 45, no. 4
• Strony: 114--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mielcarek-Bocheńska Paulina

• Institute of Technology and Life Sciences, Poland

autor

Rzeźnik Wojciech

• Poznan University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Adamczyk, W. & Jachimowski, A. (2013). Impact of biogenic components on quality and eutrophication of flowing surface waters constituting the source of drinking water for the city of Kraków, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 6, 91, pp. 175-190. (in Polish)
• 2. Adamowicz, K. (2018). Assessment of the average rate of changes in atmospheric CO emissions in OECD countries, Archives of EnvironmentalProtection, 44, 1, pp. 97-102, DOI: 10.24425/118186.
• 3. Bebkiewicz, K., Dębski, B., Chłopek, Z., Kanafa, M., Kargulewicz, I., Olecka, A., Rutkowski, J., Skoskiewicz, J., Waśniewska, S., Zasina, D., Zimakowska-Laskowska, M. & Żaczek, M. (2019). Poland ’s Informative Inventory Report 2019, KOBIZE, IOŚ-PIB, Warszawa 2019.
• 4. Bieńkowski, J. (2010). Regional differentiation of ammonia emission in Polish agriculture in the years 2005-2007, Fragmenta Agronomica, 27, 1, pp. 21-31. (in Polish)
• 5. COM (2013). Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. A Clean Air Programme for Europe, European Commission, Brussels, 18.12.2013, COM(2013) 918 final.
• 6. Cakmak, D., Beloica, J., Perović, V., Kadović, R., Mrvić, V., Kneżević, J. & Belanović, S. (2014). Atmospheric deposition effects on agricultural soil acidification state - key study: Krupanj Municipality, Archives of Environmental Protection, 40, 2, pp. 137-148, DOI: 10.2478/aep-2014-0022.
• 7. EC (2001). Directive 2001/81/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2001 on national emission ceilings for certain atmospheric pollutants, Official Journal of the European Communities.
• 8. EC (2016). Directive (EU) 2016/2284 of the European Parliament and of the Council of 14 December 2016 on the reduction of national emissions of certain atmospheric pollutants, amending Directive 2003/35/EC and repealing Directive 2001/81/EC, Official Journal of the European Union.
• 9. EMEP/EEA (2009). EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook. EEA Technical report, 9/2009, European Environment Agency, Copenhagen 2009.
• 10. EMEP/EEA (2016). EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook. EEA Technical report, 21/2016, European Environment Agency, Copenhagen 2016.
• 11. Gilliland, A.B., Appel, K.W., Pinder, R.W. & Dennis, R.L. (2006). Seasonal NH3 emissions for the continental united states: Inverse model estimation and evaluation, Atmospheric Environment, 40, pp. 4986-4998, DOI: 10.1029/2008GL033732.
• 12. GUS (2018). Local Data Bank. Central Statistical Office, (https://bdl. stat.gov.pl/BDL (25.01.2018)).
• 13. Herbut, E. & Walczak, J. (2015). Animal production in Poland and the common agricultural policy, Wiadomości Zootechniczne, 4, pp. 109-120. (in Polish)
• 14. Jarosz, Z. & Faber, A. (2018). Possibilities of reduction of ammonia emissions from manure management, Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, 20, 4, pp. 60-66, DOI: 10.5604/01.3001.0013.2071. (in Polish)
• 15. Mensink, C. & Deutsch, F. (2008). On the role of ammonia in the formation of PM2.5, in: Air Pollution Modeling and Its Application XIX. NATO Science for Peace and Security Series, Series C: Environmental Security, Borrego, C. & Miranda, A.I. (Eds.). Springer, Dordrecht, pp. 548-556, DOI: 10.1007/978-90-481-3812-8.
• 16. Pietrzak, S. (2006). Inventory method for ammonia emissions from agricultural sources in Poland and its practical application, Woda- Środowisko-Obszary Wiejskie, 16, 1, pp. 319-334. (in Polish)
• 17. Pinder, R.W., Adams, P.J., Pandis, S.N. & Gilliland, A.B. (2006). Temporally resolved ammonia emission inventories: current estimates, evaluation tools, and measurement needs, Journal of Geophysical Research, 111, pp. 1-14, DOI: 10.1029/2005JD006603.
• 18. Rzeźnik, W. & Mielcarek, P. (2016). Greenhouse gases and ammonia emission factors from livestock buildings for pigs and dairy cows, Polish Journal of Environmental Studies, 25, 5, pp. 1813-1821, DOI: 10.15244/pjoes/62489.
• 19. Tarkowska-Kukuryk, M. (2013). Effect of phosphorous loadings on macrophytes structure and trophic state of dam reservoir on a small lowland river (Eastern Poland), Archives of Environmental Protection, 39, 3, pp. 33-46, DOI: 10.2478/aep-2013-0029.
• 20. Tian, D. & Niu, S. (2015). A global analysis of soil acidification caused by nitrogen addition, Environmental Research Letters, 10, pp. 1-10, DOI: 10.1088/1748-9326/10/2/024019.
• 21. Viguria, M., Sanz-Cobeña, A., López, M.D., Arriaga, H. & Merino, M.P. (2015). Ammonia and greenhouse gases emission from impermeable covered storage and land application of cattle slurry to bare soil, Agriculture, Ecosystems & Environment, 199, pp. 261-271, DOI: 10.1016/j.agee.2014.09.016.
• 22. Werner, M., Kryza, M., Geels, C., Ellermann, T. & Skjeth, C.A. (2017). Ammonia concentrations over Europe - application of the WRF-Chem model supported with dynamic emission, Polish Journal of Environmental Studies, 26, 3, pp. 1323-1341, DOI: 10.15244/pjoes/67340.
• 23. Withers, P.J.A., Neal, C., Jarvie, H.P. & Doody, D.G. (2014). Review agriculture and eutrophication: where do we go from here? Sustainability, 6, pp. 5853-5875, DOI: 10.3390/su6095853.
• 24. Yunnen, C., Changshi, X. & Jinxia, N. (2016). Removal of ammonia nitrogen from wastewater using modified activated sludge, Polish Journal of Environmental Studies, 25, 1, pp. 419-425, DOI: 10.1007/s11270-017-3643-7.