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.
Resultaten
Uit het onderzoek kwam naar voren dat zeolieten effectief ammoniakemissies uit stalmest van koeien en geiten kunnen reduceren. De effectiviteit verschilt sterk tussen verschillende zeolietproducten.
De aanwezigheid van het mineraal clinoptiloliet in het zeolietproduct is essentieel voor een goede werking. Uit het onderzoek kwam ook naar voren dat een ‘on-top’-behandeling, waarbij zeolieten op de mest worden gestrooid, effectiever is dan het inmengen van zeolieten in de mest. Het is cruciaal dat de zeolieten ‘hoog en droog’ blijven liggen op het mestoppervlak.
Niet effectief in rundveedrijfmest
Het onderzoek geeft aan dat zeolieten niet effectief zijn in rundveedrijfmest. In mestcontainerproeven kon geen enkel zeolietproduct een significante vermindering van de NH₃-emissie bewerkstelligen. De onderzoekers vinden dit opvallend, aangezien andere literatuurstudies wel positieve resultaten hebben laten zien met zeolieten in rundermengmest, met NH₃-emissiereducties variërend van 21 tot 95 procent ten opzichte van de controle.
Zeolieten hebben een optimale werking in droge omstandigheden. De praktische en economische haalbaarheid van zeolieten moet nog verder worden onderzocht, stellen de onderzoekers.
De doseringen die in het onderzoek werden toegepast waren hoog, wat de kostprijs opdrijft. Er is verder onderzoek nodig naar de effecten van zeolieten op andere emissies (CH₄, CO₂, N₂O), mestkwaliteit, gewasopbrengsten en dierenwelzijn.
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.
