Name: lab-scale model to evaluate odor and gas concentrations emitted by deep bedded pack manure
Uploaded: 2018-07-19T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Lab-Scale Model to Evaluate Odor and Gas Concentrations Emitted by Deep Bedded Pack Manure at JoVE.com

De auteur wil erkennen Alan Kruger, Todd Boman Shannon Ostdiek, Elaine Berry en Ferouz Ayadi die geholpen met het verzamelen van gegevens met behulp van de gesimuleerde bedden packs. De auteur herkent ook Tami Brown-Brandl en Dale Janssen voor hun steun voor het behoud van het milieu kamers.

De studie is ontworpen om te worden uitgevoerd gedurende 42 dagen per gegevensverzameling. Alle dierlijke procedures werden herzien en goedgekeurd door het ons vlees Animal Research Center institutionele Animal Care en gebruik Comité.
1. bouw gesimuleerd bedden Packs
<ol><li>Beginnen met kunststof cilinder containers die 0.42 m hoog met een 0.38 m diameter zijn. Opmerking: In deze studie, een bijzondere 10-gallon commerciële prullenbak container werd gebruikt (Zie Tabel of Mater...

<ol>
	<li>Doran, B., Euken, R., Spiehs, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hoops+and+mono-slopes:+What+we+have+learned+about+management+and+performance.">Hoops and mono-slopes: What we have learned about management and performance.</a> Feedlot Forum 2010. , 8-16 (2010).</li><li>Andersson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+bedding+materials+in+affecting+ammonia+emissions+from+pig+manure.">Performance of bedding materials in affecting ammonia emissions from pig manure.</a> J. Agric. Engng. Res. 65, 213-222 (1996).</li><li>Jeppsson, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volatilization+of+ammonia+in+deep-litter+systems+with+different+bedding+materials+for+young+cattle.">Volatilization of ammonia in deep-litter systems with different bedding materials for young cattle.</a> J. Agric. Engng. Res. 73, 49-57 (1999).</li><li>Powell, J. M., Misselbrook, T. H., Casler, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Season+and+bedding+impacts+on+ammonia+emissions+from+tie-stall+dairy+barns.">Season and bedding impacts on ammonia emissions from tie-stall dairy barns.</a> J. Environ. Qual. 37, 7-15 (2008).</li><li>Gilhespy, S. L., Webb, J., Chadwick, D. R., Misselbrook, T. H., Kay, R., Camp, V., Retter, A. L., Bason, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Will+additional+straw+bedding+in+buildings+housing+cattle+and+pigs+reduce+ammonia+emissions.">Will additional straw bedding in buildings housing cattle and pigs reduce ammonia emissions.</a> Biosystems Engng. , 180-189 (2009).</li><li>Spiehs, M. J., Woodbury, B. L., Doran, B. E., Eigenberg, R. A., Kohl, K. D., Varel, V. H., Berry, E. D., Wells, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+conditions+in+beef+deep-bedded+mono-slope+facilities:+A+descriptive+study.">Environmental conditions in beef deep-bedded mono-slope facilities: A descriptive study.</a> Trans ASABE. 54, 663-673 (2011).</li><li>Cortus, E. L., Spiehs, M. J., Doran, B. E., Al Mamun, M. R. H., Ayadi, F. Y., Cortus, S. D., Kohl, K. D., Pohl, S., Stowell, R., Nicolai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ammonia and hydrogen sulfide concentration and emission patterns for mono-slope beef cattle facilities in the Northern Great Plains. , (2014).</li><li>Spiehs, M. J., Cortus, E. L., Holt, G. A., Kohl, K. D., Doran, B. E., Ayadi, F. Y., Cortus, S. D., Al Mamun, M. R., Pohl, S., Nicolai, R., Stowell, R., Parker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particulate+matter+concentration+for+mono-slope+beef+cattle+facilities+in+the+Northern+Great+Plains.">Particulate matter concentration for mono-slope beef cattle facilities in the Northern Great Plains.</a> Trans. ASABE. 57, 1831-1837 (2014).</li><li>Ayadi, F. Y., Cortus, E. L., Spiehs, M. J., Miller, D. N., Djira, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+and+greenhouse+gas+concentrations+at+surfaces+of+simulated+beef+cattle+bedded+manure+packs.">Ammonia and greenhouse gas concentrations at surfaces of simulated beef cattle bedded manure packs.</a> Trans. ASABE. 58, 783-795 (2015).</li><li>Ayadi, F. Y., Spiehs, M. J., Cortus, E. L., Miller, D. N., Djira, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical,+chemical,+and+biological+properties+of+simulated+beef+cattle+bedded+manure+packs.">Physical, chemical, and biological properties of simulated beef cattle bedded manure packs.</a> Trans. ASABE. 58, 797-811 (2015).</li><li>Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Parker, D. B., Miller, D. N., Berry, E. D., Wells, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+bedding+materials+on+concentration+of+odorous+compounds+and+Escherichia+coli+in+beef+cattle+bedded+manure+packs.">Effect of bedding materials on concentration of odorous compounds and Escherichia coli in beef cattle bedded manure packs.</a> J. Environ. Qual. 42, 65-75 (2013).</li><li>Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Parker, D. B., Miller, D. N., Jaderborg, J. P., Diconstanzo, A., Berry, E. D., Wells, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+wood-based+materials+in+beef+bedded+manure+packs:+1.+Effect+on+ammonia,+total+reduced+sulfide,+and+greenhouse+gas+concentrations.">Use of wood-based materials in beef bedded manure packs: 1. Effect on ammonia, total reduced sulfide, and greenhouse gas concentrations.</a> J. Environ. Qual. 43, 1187-1194 (2014).</li><li>Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Berry, E. D., Wells, J. E., Parker, D. B., Miller, D. N., Jaderborg, J. P., Diconstanzo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+wood-based+materials+in+beef+bedded+manure+packs:+2.+Effect+on+odorous+volatile+organic+compounds,+odor+activity+value,+Escherichia+coli,+and+nutrient+concentration.">Use of wood-based materials in beef bedded manure packs: 2. Effect on odorous volatile organic compounds, odor activity value, Escherichia coli, and nutrient concentration.</a> J. Environ. Qual. 43, 1195-1206 (2014).</li><li>Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Parker, D. B., Miller, D. N., Berry, E. D., Wells, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia,+total+reduced+sulfides,+and+greenhouse+gases+of+pine+chip+and+corn+stover+bedding+packs.">Ammonia, total reduced sulfides, and greenhouse gases of pine chip and corn stover bedding packs.</a> J. Environ. Qual. 45, 630-637 (2016).</li><li>Spiehs, M. J., Berry, E. D., Wells, J. E., Parker, D. B., Brown-Brandl, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorous+volatile+organic+compounds,+Escherichia+coli,+and+nutrient+concentrations+when+kiln-dried+pine+chips+and+corn+stover+bedding+are+used+in+beef+bedded+manure+packs.">Odorous volatile organic compounds, Escherichia coli, and nutrient concentrations when kiln-dried pine chips and corn stover bedding are used in beef bedded manure packs.</a> J. Environ. Qual. 46, 722-732 (2017).</li><li>Herbert, S., Hashemi, M., Chickering-Sears, C., Weis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bedding options for livestock and equine. , (2008).</li><li>Effects of bedding on pig performance. Iowa State Research Farm Progress Reports Available from: <a target="_blank" href="https://lib.dr.iastate.edu/farms_reports/134/">https://lib.dr.iastate.edu/farms_reports/134/</a> (2012)</li><li>Brown-Brandl, T. M., Nienaber, J. A., Eigenberg, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+and+humidity+control+in+indirect+calorimeter+chambers.">Temperature and humidity control in indirect calorimeter chambers.</a> Trans. ASABE. 54, 685-692 (2011).</li><li>Abney, C. S., Vasconcelos, J. T., McMeniman, J. P., Keyser, S. A., Wilson, K. R., Vogel, G. J., Galyean, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+ractophamine+hydrochlodride+on+performance,+rate+and+variation+in+feed+intake,+and+acid-base+balance+in+feedlot+cattle.">Effects of ractophamine hydrochlodride on performance, rate and variation in feed intake, and acid-base balance in feedlot cattle.</a> J. Anim. Sci. 85, 3090-3098 (2007).</li><li>Miller, D. N., Woodbury, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+solid-phase+microextraction+chamber+method+for+analysis+of+manure+volatiles.">A solid-phase microextraction chamber method for analysis of manure volatiles.</a> J. Environ. Qual. 35, 2383-2394 (2006).</li><li>Woodbury, B. L., Miller, D. N., Eigenberg, R. A., Nienaber, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+inexpensive+laboratory+and+field+chamber+for+manure+volatile+gas+flux+analysis.">An inexpensive laboratory and field chamber for manure volatile gas flux analysis.</a> Trans. ASABE. 49, 767-772 (2006).</li><li>Koziel, J. A., Spinhirne, J. P., Lloyd, J. D., Parker, D. B., Wright, D. W., Kuhrt, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+sample+recovery+of+malodorous+livestock+gases+from+air+sampling+bags,+solid-phase+microextraction+fibers,+Tenax+TA+sorbent+tubes,+and+sampling+canisters.">Evaluation of sample recovery of malodorous livestock gases from air sampling bags, solid-phase microextraction fibers, Tenax TA sorbent tubes, and sampling canisters.</a> J. Air Waste Manag. Assn. 55, 1147-1157 (2005).</li><li>Parker, D. B., Gilley, J., Woodbury, B., Kim, K., Galvin, G., Bartelt-Hunt, S. L., Li, X., Snow, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odorous+VOC+emission+following+land+application+of+swine+manure+slurry.">Odorous VOC emission following land application of swine manure slurry.</a> Atmos. Environ. 66, 91-100 (2013).</li><li>Parker, D. B., Koziel, J. A., Cai, L., Jacobson, L. D., Akdeniz, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odor+and+odorous+chemical+emissions+from+animal+buildings:+Part+6.+Odor+activity+value.">Odor and odorous chemical emissions from animal buildings: Part 6. Odor activity value.</a> Trans. ASABE. 55, 2357-2368 (2012).</li><li>Watson, M., Wolf, A., Wolf, N., Peters, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+nitrogen.">Total nitrogen.</a> Recommended methods of manure analysis. , 18-24 (2003).</li><li>Wolf, A., Watson, M., Wolf, N., Peters, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digestion+and+dissolution+methods+for+P,+K,+Ca,+Mg,+and+trace+elements.">Digestion and dissolution methods for P, K, Ca, Mg, and trace elements.</a> Recommended methods of manure analysis. , 30-38 (2003).</li><li>Euken, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+survey+of+manure+characteristics+from+bedded+confinement+buildings+for+feedlot+beef+productions:+Progress+report.">A survey of manure characteristics from bedded confinement buildings for feedlot beef productions: Progress report.</a> Animal Industry Report. , (2009).</li><li>Li, L., Li, Q. -. F., Wang, K., Bogan, B. W., Ni, J. -. Q., Cortus, E. L., Heber, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+National+Air+Emission+Monitoring+Study's+southeast+layer+site:+Part+I.+Site+characteristics+and+monitoring+methodology.">The National Air Emission Monitoring Study's southeast layer site: Part I. Site characteristics and monitoring methodology.</a> Trans. ASABE. 56, 1157-1171 (2013).</li></ol>

De frequente toevoeging van urine en ontlasting op de bedden packs is een cruciale stap. We experimenteerden met het toevoegen van urine en ontlasting slechts eenmaal per, maar vond dat de bedden pack ontwikkeld een korst, die gevangen gassen binnen de pack en was niet representatief voor commerciële voorzieningen. Het gebruik van verse uitwerpselen aan het begin van de studie zorgt ervoor dat de bedden packs is geënt met gemeenschappelijke bacteriële populaties gevonden in vee faciliteiten. Het is ook belangrijk, bij...

Rundvlees vee opsluiting faciliteiten zijn een populaire huisvesting-optie in de Midwest en Upper Great Plains. Opsluiting voorzieningen komen vaker voor bij deze regio dan de zuidelijke Plains omdat de regio krijgt meer neerslag, waardoor meer feedlot afvoer die moet worden opgenomen. Veel producenten koos om te bouwen van mono-helling schuren voor runderen. De belangrijkste redenen aangehaald door producenten voor het selecteren van een mono-helling faciliteit was de mogelijkheid om schema arbeid en mest verwijdering, en verbeterde prestaties in vergelijking met veel feedlots1openen. Een meerderheid van vee producenten (72,2%) met behulp van mono-helling schuren beheert een bedden pack voor een beurt van vee of meer, met een diep-bedding managementsysteem voor beddengoed en afval van1. Het meest voorkomende beddengoed gebruikte materiaal is corn stover, hoewel producenten rapport met soja stoppels, tarwestro, maïskolven en zaagsel1. Vanwege de regionale vraag naar corn stover beddengoed waren vele producenten geïnteresseerd in alternatieve beddengoed materialen die worden in mono-helling faciliteiten gebruikt kunnen. Naast economie en dierlijke comfort ondervraagd producenten invloed die het beddengoed materiaal zou hebben op het milieu van de faciliteit, met inbegrip van de productie van geurige gassen, voedingsstoffen samenstelling van het resulterende mest/beddengoed, en de aanwezigheid van ziekteverwekkers.
Weinig studies zijn uitgevoerd voor het meten van de kwaliteit van de lucht als gevolg van verschillende beddengoed materialen gebruikt in huisvesting, met de meeste nadruk alleen op ammoniak. De meeste van de eerdere evaluaties van de kwaliteit van de lucht bevatten op het landbouwbedrijf gegevensverzameling met één of twee experimentele eenheden per behandelingen wordt geanalyseerd in één keer2,3,4,5. Beperkt aantal experimentele eenheden vereist de studie te worden herhaald meerdere malen, dus het toevoegen van extra variabelen zoals weersomstandigheden, leeftijd of fase van de productie van dieren, en misschien beddengoed materialen geproduceerd in verschillende groeiseizoenen .
Met geen bekende lab-scaled model te bestuderen van de factoren die de kwaliteit van de lucht en voedingsstoffen samenstelling van het mest/beddengoed mengsel als gevolg van rundvlees diep-bedden mono-helling faciliteiten, onderzoekers eerst geprobeerd te gebruiken van commerciële vee-faciliteiten met behulp van een Deep-bedden systeem6,7,8. Statische flux kamers werden gebruikt voor het meten van NH3 concentraties op het oppervlak van mono-helling diepe bedden vee voorzieningen over een periode van 18 maand6. Twee pennen in elk van de twee schuren werden gemeten. Gehakte maïsstengels waren de voorkeur beddengoed materiaal, maar tarwe stro en soja stengels werden ook gebruikt voor beddengoed gedurende korte perioden van dit project. Beddengoed gebruik varieerden van 1.95-3.37 kg per dier per dag en pen dichtheid varieerden van 3.22-6.13 m2 per dier. Latere studies gemeten ammoniak en waterstofsulfide emissies uit de schuur7, en de concentraties van zwevende deeltjes buiten de schuur8. Deze studies werden uitgevoerd over een periode van 2 jaar met behulp van twee tot vier schuur locaties. De uitdaging op het landbouwbedrijf gegevensverzameling is het gebrek aan controle die het onderzoek over het systeem heeft. Producenten wijzigen vee diëten, dieren van pen naar pen te verplaatsen, beddengoed materialen uit verschillende bronnen te gebruiken en schoon en opnieuw bed pennen als hun productie en de beroepsbevolking staat, dus daarmee veel variabelen. Op het landbouwbedrijf onderzoek impliceert ook reiskosten en grote hoeveelheden van experimentele behandelingen (zoals strooisel). Het doel van dit project was het ontwikkelen van een lab-schaal model dat kan worden gebruikt om de studie van de factoren die de kwaliteit van de lucht en nutriënten management in vee diep-bedden mono-helling faciliteiten.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 gallon plastic cylinder containers</td>
			<td>Rubbermaid</td>
			<td>Model 2610</td>
			<td>Other similar-sized plastic containers are suitable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass balance</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>Capable of measuring 0.1 gram</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric drill with 1 cm bit</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methane analyzer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Model 55i Methane/Non-methane Analyzer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen sulfide analyzer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Model 450i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonia analyzer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Model 17i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon dioxide analyzer</td>
			<td>California Analytical</td>
			<td>Model 1412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrous oxide analyzer</td>
			<td>California Analytical</td>
			<td>Model 1412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Programmable Logic Relay</td>
			<td>TECO</td>
			<td>Model SG2-020VR-D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel flux chambers</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>Constructed using the parts list and directions cited at Woodbury et al., 2006</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber skits</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>Constructed from flexible rubber material. Cut into squares (61 cm x 61 cm) with 22.9 cm diameter hole in center.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>Spectrum Technologies</td>
			<td>IQ150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>thermometer</td>
			<td>Spectrum Technologies</td>
			<td>IQ150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ruler or tape measure</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>Capable of measuring in cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sorbent tubes</td>
			<td>Markes International</td>
			<td>Tenax TA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pocket pumps</td>
			<td>SKC Inc.</td>
			<td>Series 210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inert sampling line</td>
			<td>Teflon</td>
			<td></td>
			<td>0.64 cm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pump</td>
			<td>Thomas</td>
			<td>107 series</td>
			<td>Used to flush air through sample lines</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

lab-scale model to evaluate odor and gas concentrations emitted by deep bedded pack manure

Een lab-scaled gesimuleerde bedden pack-model werd ontwikkeld om te bestuderen van de kwaliteit van de lucht en voedingsstoffen samenstelling van diep-bedden packs in vee mono-helling faciliteiten gebruikt. Dit protocol is gebruikt voor vele verschillende beddengoed materialen, omgevingsvariabelen (temperatuur, vochtigheid) en potentieel effectief te evalueren mitigatie behandelingen die kunnen verbeteren de luchtkwaliteit in commerciële diep-bedden mono-helling voorzieningen. Het model is dynamisch en laat onderzoekers gemakkelijk verzamelen veel chemische en fysische metingen van de bedden pack. Wekelijkse metingen, verzameld in de loop van zes tot zeven weken, laat voldoende tijd om wijzigingen te zien in kwaliteit Luchtmetingen na verloop van tijd als de bedden pack rijpt. De gegevens van de gesimuleerde bedden packs is binnen het bereik van concentraties eerder gemeten in commerciële diep-bedden mono-helling voorzieningen. Afgelopen studies hebben aangetoond dat de experimentele eenheden 8-10 per behandeling volstaan om het detecteren van statistische verschillen tussen de gesimuleerde bedden packs. De bedden packs zijn gemakkelijk te onderhouden, waarbij minder dan 10 minuten van arbeid per bedden verpakkingen per week toe te voegen van de urine, ontlasting en beddengoed. Sample collectie met behulp van het monsternemingssysteem voor gas vereist 20-30 minuten per bedden pack, afhankelijk van de metingen die worden verzameld. Het gebruik van lab-scaled bedden packs maakt de onderzoeker controle variabelen zoals temperatuur, vochtigheid en beddengoed bron die moeilijk of onmogelijk om controle in een onderzoek of commerciële faciliteit. Hoewel niet een perfecte simulatie van 'real-world'-omstandigheden, de gesimuleerde bedden dienen packs als een goed model voor onderzoekers te gebruiken om te onderzoeken behandeling verschillen tussen bedden packs. Verschillende lab-scale studies kunnen worden uitgevoerd om te elimineren van de mogelijke behandelingen voordat je probeert hen in een onderzoek of commerciële middelgrote faciliteit.

Tot op heden zeven onderzoek studies zijn gepubliceerd9,10,11,12,13,14,15 met behulp van deze procedure, met wijzigingen en aanpassingen aangebracht in het model verbeteren en doelstellingen van de specifieke experimenten omgezet. Deze procedure is gebruikt o...

Watch this Scientific Journal Video about Lab-Scale Model to Evaluate Odor and Gas Concentrations Emitted by Deep Bedded Pack Manure at JoVE.com

Lab-Scale Model to Evaluate Odor and Gas Concentrations Emitted by Deep Bedded Pack Manure

Lab-maquette te evalueren van de geur en de gasconcentraties uitgestoten door Deep bedden Pack mest

Een protocol is ontwikkeld voor het meten van de gassen, geuren en nutriënten compositie in lab-scaled bedden mest packs, die kan worden gebruikt voor het bestuderen van manieren ter verbetering van de kwaliteit van de lucht in commerciële vee-faciliteiten met behulp van deep-bedden mest packs.

A lab-scaled simulated bedded pack model was developed to study air quality and nutrient composition of deep-bedded packs used in cattle mono-slope ...

This method can help answer key questions related to air quality in livestock facilities including the effect of bedding, humidity, temperature, or amendments that are used in bedded livestock facilities. The main advantage of this technique is that it allows factors to be evaluated in a controlled environment and eliminates less effective treatments before conducting research at commercial-sized facilities. Demonstrating the procedure will be Alan Kruger, a technician from my laboratory.For simulator chambers, use plastic cylindrical containers that are 0.42 meters tall and 0.38 meters in diameter which match some 10 gallon trash containers. Start with drilling out six one-centimeter holes around the circumference of the container approximately five centimeters from the top. Space the holes out equally.Then clean out the container and load it with 320 grams of bedding material, followed by 320 grams of fresh cattle feces, and 320 grams of fresh cattle urine. Then stir the mixture together using a five centimeter circumference rod for about 30 seconds. After stirring, wipe the rod clean using an antiseptic disposal wipe or warm soapy water to prevent cross-contamination of microbes.Then record the final mass of the container's contents. Next, place the plastic container in the environmental chamber set to an ambient temperature of 18 to 20 degrees Celsius with a dew point of 12 degrees Celsius. Three times a week, perform maintenance on the bedding packs.For this task, first adjust the pH of thawed urine to 7.4 using sodium hydroxide and keep the urine container capped as often as possible. Next, weigh and record the mass of the bedded pack. Then weigh out 320 grams of thawed cattle feces and 320 grams of thawed urine and add both to the bedded pack.Once per week, also add 320 grams of fresh bedding. Always stir up the mixture for 30 seconds like when it was initially setup before returning the bedded pack simulator to the environmental chamber. Collect samples from the simulated bedded packs weekly prior to maintenance.First, measure the distance from the top of the simulated bedded pack to the top of the plastic container holding the simulated bedded pack. Next, push a metal stake about five centimeters into the middle of the bedded pack. Then thread 0.64 centimeter outer diameter tubing through one of the holes at the top of the simulated bedded pack container.Then inside the simulator, attach a 12.5 centimeter metal stake to the tubing so that the tubing is 1.3 centimeters above the bedded pack surface. Next, place rubber skirts with 22.9 centimeter diameter holes onto the static flux chambers. The skirt functions as a seal.Place the static flux chambers with skirt onto the bedded pack simulators. Now connect the 0.64 centimeter inert tubing to the flux chambers using inert compression fittings. The flux chamber performs the gas sampling and is controlled by a programmable logic relay that controls the solenoid valves, thus the gas flow.To finish preparing the setup, use the pump to flush ambient air through the tubing at a rate of five liters per minute for 30 minutes. To take gas measurements, first open the stopcock on the sample line to draw ambient air from the room into the inert sample lines connected to gas sampling manifold. Now program the relay to pull in ambient air and record measurements for 20 minutes.After 20 minutes, close the stopcock to end the sampling period. Next, program the relay to sample air from the lines connected to the simulators for 20 minutes. Meanwhile, measure the volatile organics in the simulator head space.First, remove the brass storage cap on a preconditioned, stainless steel sorbent tube. Then attach the sorbent tube onto the inlet port on the flux chamber using flexible rubber tubing and attach the other end of the sorbent tube to a vacuum pump. Then pull air into the sorbent tube from the simulator for five minutes for a total sample volume of 0.375 liters.Later, turn off the pump and put away the sorbent tube. Immediately before analyzing the sorbent tube on the gas analysis system, replace the brass storage caps with PTFE analytical caps. Then proceed with the analysis of volatile organics according to the text protocol.This procedure has been used to evaluate the effect of numerous bedding materials in ambient temperature on odor and gas production as well as amendments that can be added to control ammonia emissions. Chemical and physical properties of the bedded packs have been measured in commercial barns as well as in the simulated bedded packs. The procedure produces comparable results to commercial facilities and also has good repeatability amongst the simulated bedded pack studies.To determine if the protocol was a suitable model to supplement expensive on-farm research trials, air quality data was collected from commercial facilities and simulated bedded packs using the described method and older, labor-intensive methods such as the acid trap method. Overall, the measurements were very similar, supporting the use of the described labor-saving method. After watching this video, you should have a good understanding of how to use this lab-scaled model to study factors affecting air quality and nutrient management in livestock facilities using bedding.Following this procedure, you can create lab-scaled models to evaluate many different materials, environmental variables, and mitigation treatments that can improve air quality in commercial livestock facilities. The model is dynamic and allows researchers to easily collect useful measurements.

Research

JoVE Journal

Environment

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

Optimaliseer Rookgas instellingen ter bevordering van microalgen groei in fotobioreactoren via Computersimulaties

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Meting van Greenhouse Gas Flux uit landbouwgrond met statisch Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. Part III. Virus Detection by RT-qPCR

EPA Method 1615. Meting van Enterovirus en Norovirus Voorkomen in water per cultuur en RT-qPCR. Deel III. Virus Detectie door RT-qPCR

EPA Method 1615 measures enteroviruses and noroviruses present in environmental and drinking waters. This method was developed with the goal of having a ...

Measurement of H2S in Crude Oil and Crude Oil Headspace Using Multidimensional Gas Chromatography, Deans Switching and Sulfur-selective Detection

Measurement of H2S in Crude Oil and Crude Oil Headspace Using Multidimensional Gas Chromatography, Deans Switching and Sulfur-selective Detection

Meting van H<sub&gt; 2</sub&gt; S in ruwe olie en ruwe olie Headspace behulp Multidimensional gaschromatografie, decanen In- en zwavel-selectieve Detection

A method for the analysis of dissolved hydrogen sulfide in crude oil samples is demonstrated using gas chromatography. In order to effectively eliminate ...

A Push-pull Protocol to Reduce Colonization of Bird Nest Boxes by Honey Bees

Een push-pull protocol bij kolonisatie van Bird nestkasten te verminderen met honingbijen

Introduction of the invasive Africanized honey bee (AHB) into the Neotropics is a serious problem for many cavity nesting birds, specifically parrots. ...

Protocol for Measuring the Thermal Properties of a Supercooled Synthetic Sand-water-gas-methane Hydrate Sample

Protocol voor het meten van de thermische eigenschappen van een onderkoelde synthetische zand-water-gas-methaanhydraat Sample

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

Methoden van Soil Resampling op veranderingen in de chemische concentraties van bosbodems Monitor

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicologische methode met mariene bacteriën<em&gt; Vibrio anguillarum</em&gt; De acute toxiciteit van milieuverontreinigende stoffen beoordelen

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Meten en in kaart brengen van patronen van bodemerosie en afzetting aan de bodem carbonaat concentraties onder beheer van de landbouw gerelateerde

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

Operation of a 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant with High Oxygen Concentrations in the Calciner

Werking van een 25 KWth Calcium Looping Pilot-plant met hoge zuurstofconcentraties in de Calciner

Calcium looping (CaL) is a post-combustion CO2 capture technology that is suitable for retrofitting existing power plants. The CaL process uses limestone ...