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

L'autore desidera ringraziare Alan Kruger, Todd Boman, Shannon Ostdiek, Elaine Berry e Ferouz Ayadi che ci ha assistito con raccolta dati mediante i Pack bedded simulati. L'autore riconosce anche Tami Brown-Brandl e Dale Janssen per la loro assistenza mantenendo le camere ambientali.

Lo studio è progettato per essere condotto oltre 42 giorni con raccolta dati settimanali. Tutte le procedure di animali erano esaminate e approvate dal comitato di uso e noi carne animale ricerca centro istituzionale Animal Care.
1. costruzione simulata Bedded Pack
<ol><li>Iniziare con i contenitori di cilindro di plastica che sono 0,42 m di altezza con un diametro di 0,38 m. Nota: In questo studio, un contenitore particolare trash commerciale di 10-gallon è stato usato (veda Ta...

<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>

L'aggiunta frequente di urina e feci ai letti Pack è un passo fondamentale. Abbiamo sperimentato con l'aggiunta di urina e feci solo una volta alla settimana, ma trovato che il pack bedded sviluppato una crosta, che intrappolato gas all'interno del pacco e non era rappresentativo di strutture commerciali. L'uso di feci fresche all'inizio dello studio assicura che i letti Pack viene inoculato con popolazioni batteriche comuni trovati in strutture di bestiame. È anche importante, quando si aggiunge l'urina, per ricordars...

Strutture di confinamento di bovini da carne sono un'opzione di alloggio popolare nel Midwest e Upper Great Plains. Strutture di confinamento sono più comuni in questa regione di pianure meridionali perché la regione riceve più precipitazione annuale, che crea più deflusso di foraggio che deve essere contenuto. Molti produttori ha scelto di costruire fienili mono-pendio per bovini da carne. Principali motivi citati dai produttori per la selezione di una struttura mono-pendio era la capacità di pianificazione del lavoro e letame rimozione e prestazioni migliorate rispetto per aprire sacco feedlot1. Una maggioranza dei produttori di bestiame (72,2%) utilizzando mono-pendio fienili mantenere un pack a due letti per un turno di bestiame o più, utilizzando un sistema di gestione di profondo-biancheria da letto per biancheria da letto e1di rifiuti. Il più comune materiale di biancheria da letto usato è paglia di mais, anche se report produttori utilizzando stoppie di soia, paglia del frumento, pannocchie di mais e segatura1. A causa della domanda regionale per biancheria da letto di paglia di mais, molti produttori sono stati interessati a materiali alternativi biancheria da letto che potrebbero essere utilizzati in mono-pendio strutture. Oltre a economia e comfort degli animali, i produttori interrogato come il materiale di biancheria da letto avrebbe un impatto dell'ambiente della struttura, tra cui la produzione di gas odorosi, composizione nutrizionale della risultante letame/biancheria da letto e la presenza di agenti patogeni.
Pochi studi sono stati condotti per misurare la qualità dell'aria derivanti dalla biancheria da letto di diversi materiali utilizzati nella custodia di bestiame, con la maggior parte concentrandosi solo su ammoniaca. La maggior parte delle precedenti valutazioni della qualità dell'aria includono la raccolta dei dati in azienda con uno o due unità sperimentale per trattamenti analizzati contemporaneamente2,3,4,5. Avendo limitato il numero di unità sperimentali richiede lo studio deve essere ripetuto più volte, aggiungendo così ulteriori variabili quali condizioni meteorologiche, età o fase della produzione di animali, e forse biancheria da letto materiali prodotte in diverse stagioni di crescita .
Con nessun modello in scala di laboratorio noto per studiare i fattori che influenzano la qualità dell'aria e composizione nutrizionale di biancheria da letto/concime miscela derivanti da strutture mono-pendio profondo-bedded manzo, i ricercatori in primo luogo ha tentato di utilizzare strutture commerciali bestiame utilizzando un sistema profondo-letti6,7,8. Alloggiamenti di flusso statico erano usati per misurare le concentrazioni di NH3 sulla superficie delle strutture mono-pendio profonda bedded bestiame nel corso di un periodo di 18 mesi6. Due penne in ciascuna delle due fienili sono stati misurati. Stocchi di mais tritati erano il materiale preferito biancheria da letto, ma steli di paglia e soia di frumento sono stati utilizzati anche per biancheria da letto durante brevi periodi di questo progetto. Biancheria da letto uso variato da 1,95-3,37 kg a giorno e penna densità ha variata da 3,22-6.13 m2 per animale per animale. Studi successivi hanno misurato le emissioni di ammoniaca e acido solfidrico dal fienile7e le concentrazioni di particolato fuori il fienile8. Questi studi sono stati condotti su un periodo di 2 anni utilizzando da due a quattro posizioni di granaio. La sfida con la raccolta dei dati in azienda è la mancanza di controllo che la ricerca ha sopra il sistema. Produttori cambiare la dieta del bestiame, spostare gli animali da penna a penna, utilizzare materiali da lettiera da diverse fonti e pulita e ri-letto penne come loro produzione e forza lavoro permette, così molte variabili di confusione. Azienda agricola ricerca coinvolge anche le spese di viaggio e grandi quantità di trattamenti sperimentali (ad esempio materiale da lettiera). L'obiettivo di questo progetto era di sviluppare un modello di scala di laboratorio che possa essere utilizzato per studiare i fattori che influenzano la qualità dell'aria e gestione degli elementi nutritivi in strutture di bestiame profondo-bedded mono-pendenza.

<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

Un modello in scala di laboratorio simulato bedded pack è stato sviluppato per studiare la qualità dell'aria e la composizione nutrizionale di profondo-bedded Pack utilizzati in impianti mono-pendio di bestiame. Questo protocollo è stato usato per valutare efficacemente molti materiali da lettiera diverse variabili ambientali (temperatura, umidità) e potenziale trattamenti di mitigazione che possono migliorare la qualità dell'aria nelle strutture commerciali del mono-pendio di profondo-letti. Il modello è dinamico e permette ai ricercatori di raccogliere facilmente molte misurazioni chimiche e fisiche dal pack a due letti. Misure settimanale, raccolte nel corso di sei o sette settimane, consente di tempo sufficiente per vedere i cambiamenti nelle misure di qualità di aria nel tempo come il pack bedded matura. I dati raccolti dai Pack bedded simulato sono all'interno della gamma di concentrazioni precedentemente misurati in strutture commerciali del mono-pendio di profondo-letti. Studi precedenti hanno dimostrato che 8-10 unità sperimentale al trattamento sono sufficienti per individuare le differenze statistiche fra i Pack bedded simulati. Le confezioni a due letti sono facili da mantenere, che richiede meno di 10 minuti di lavoro per letti pacchetti per settimana per aggiungere delle urine, feci e biancheria da letto. Raccolta dei campioni utilizzando il sistema di campionamento del gas richiede 20-30 minuti per confezione a due letti, a seconda delle misure che vengono raccolti. L'uso di confezioni a due letti in scala laboratorio consente al ricercatore di controllo variabili quali temperatura, umidità e fonte di biancheria da letto che sono difficili o impossibili da controllare in una ricerca o la funzione commerciale. Mentre non una perfetta simulazione delle condizioni "reali", il simulato bedded Pack servire come un buon modello per i ricercatori a utilizzare per esaminare le differenze di trattamento tra confezioni a due letti. Diversi studi su scala di laboratorio possono essere condotta per eliminare possibili trattamenti prima di provare in una ricerca o la struttura delle imprese di dimensioni medie.

Fin qui, sette ricerca gli studi sono stati pubblicati9,10,11,12,13,14,15 utilizzando questa procedura, con modifiche e adeguamenti per migliorare il modello e riflettono gli obiettivi degli esperimenti specifici. Questa procedura è stata utilizzata per valu...

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

Modello di scala di laboratorio per valutare odore e le concentrazioni di Gas emesse dal profondo Bedded Pack letame

Un protocollo è stato sviluppato per misurare gas, odori e composizione nutriente in confezioni di concime letti in scala di laboratorio, che può essere utilizzato per studiare i modi per migliorare la qualità dell'aria nelle strutture commerciali bestiame utilizzando letame profondo-bedded Pack.

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

Ottimizzare le impostazioni dei gas di scarico per promuovere la crescita di microalghe in fotobioreattori tramite simulazioni al computer

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

Ricerca

Ambiente

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

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Misurazione di H<sub&gt; 2</sub&gt; S in Crude Oil e petrolio greggio Headspace Utilizzando multidimensionale gascromatografia, Presidi di commutazione e di rilevazione zolfo selettivo

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