Danskarna har utvecklat billig och bra ammoniaksensor

Danska forskare har utvecklat en ny sensor som kan mäta koncentration av ammoniak i utluften från stallventilation. Den har god noggrannhet och fungerar i ett stort mätintervall av koncentrationer.

Ammoniakkväve som läcker från stallgödsel kan orsaka både försurning och övergödning när det blir till kvävenedfall. Att mäta koncentrationen av ammoniak i luften som lämnar ett djurstall kan vara komplicerat och dyrt och ofta görs bara tillfälliga mätningar. Danska forskare startade ett projekt i syfte att utveckla en sensor som kan mäta ammoniak billigt, kontinuerligt och på ett tillförlitligt sätt.

Så funkar nya sensorn

I den nya sensorn överförs ammoniak i luften till vatten i en liten scrubber och överföringen är effektiv där mer än 99 procent av ammoniaken överförs. Därefter reagerar ammoniaken med två olika tillsatta reagenser och bildar en fluorescerande kemisk förening som till sist mäts med en fotodiod. Innan sensorn testades skarpt i stallmiljö provades den i ett laboratorium mot standardiserad gas med känd ammoniakkoncentration. Den visade sig fungera bra i intervallet 0,03 till 14 ppm (ppm=miljondel). Som exempel på aktuella koncentrationer finns det i Sverige ett gränsvärde på 10 ppm i stallar som inte får överskridas för djurens skull. Detektionsgränsen för nya sensorn var så låg som 10 ppb (ppb= miljarddel). Mätfrekvensen är 0,1 till 10 sekunder och är ställbar.

Mätningar på universitetets grisar

På fyra av Århus universitet försöksstallar med grisar mättes ammoniakkoncentrationen i den utgående luften från ventilationen under fem dagar. I varje stall fanns två boxar med vardera 15 slaktgrisar. Ventilationen var ett undertryckssystem och luften togs in distribuerat i taket och sögs ut på en punkt i taket. I stallet mättes både med fluorescens-sensorn och en konventionell spektrometer och de båda instrumenten visade god följsamhet med varandra. För att undersöka och utesluta faktorer som kan störa mätnoggrannheten provades olika batcher av reagenser då man sett att även en liten skillnad i exempelvis pH kan påverka resultaten.

Forskarna tycker själva att de konstruerat en sensor som inte behöver dyra komponenter. Den fungerar i ett stort mätintervall med god noggrannhet i den krävande miljö som kan råda i ett stall. Den låga detektionsgränsen gör att den kan användas även utomhus för mikrometerologiska mätningar och för att mäta ammoniakavgång från flytgödselbehållare som inte är täckta. En nackdel är dock att en av de nödvändiga reagenserna är giftig och kräver ett säkerhetsprotokoll för att hantera. Åtgången av den reagensen är 3 deciliter för en dags mätning. Sensorn är inte möjlig att köpa för lantbrukare.

Källa: deepdyve.com/artikel/Lågkostnadsfluorescenssensor för ammoniakmätning i husdjur Länk till annan webbplats.

Text: Markus Hoffmann