Gerecycleerd gips uit productie- en bouwafval heeft aan populariteit gewonnen als bodembedekkingsbron voor de zuivelindustrie. De voorstanders noemen betaalbaarheid, verhoogde vochtopname, lage bacteriegroei en bodemvoordelen als redenen voor het gebruik ervan.

Echter, wanneer gips - een bron van sulfaat - via verwijdering als vervuild strooisel zijn weg vindt naar zuurstofarme mestopslagfaciliteiten, dit onschadelijke product kan met een paar bewegingen van een roerapparaat in een dodelijk gas veranderen, een gevaarlijke bedreiging die volgens onderzoekers van Penn State's College of Agricultural Sciences kan worden bestreden met een additief.

"In de landbouwproductie gassen in de buurt van mestopslagplaatsen kunnen ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken en zelfs dodelijk zijn door toxiciteit of verdringing van zuurstof, " zei Eileen Fabian, hoogleraar landbouwtechniek. "Tragisch, het potentieel voor gipsbedden om dodelijke gevolgen te hebben, was niet bekend totdat het te laat was."

Fabian en Michael Hile, een postdoctoraal onderzoeker in landbouw- en biologische techniek, behoorden tot een team van onderzoekers, waaronder experts van het landbouwveiligheidsprogramma van Penn State Extension, mest vervoerders, boeren en professionals uit de industrie - die gegevens verzamelden over het verband tussen gipshoudende mest en giftige waterstofsulfidegasniveaus tijdens het roeren van mest in de nasleep van verschillende sterfgevallen door mensen en runderen in 2012.

Een vervolgdemonstratieproject documenteerde de omstandigheden op 10 melkveebedrijven na deze incidenten, leidend tot laboratoriumonderzoek naar veelbelovende mestadditieven die gevaarlijke gasniveaus zouden kunnen verlagen.

Wat betreft de oorzaak van het dodelijke gas, Fabian zei dat sulfaat in mest, wanneer geplaatst in een vrijwel zuurstofvrije omgeving, kan omzetten in waterstofsulfide. Wanneer melkveemest in opslag wordt geroerd om het te mengen voordat het als meststof wordt gebruikt, de oppervlaktekorst die zich normaal vormt, breekt af, waardoor waterstofsulfidegas kan vrijkomen, het creëren van een potentieel giftige omgeving.

Hile merkte op dat waterstofsulfidegas "vrij giftig is, zelfs op lage niveaus, en snel een persoon of dier kan inhalen, wat leidt tot bewusteloosheid en zelfs de dood in een kwestie van minuten."

Fabian en Hile wilden meer tragedies voorkomen door een manier te vinden om het vrijkomen van gas te stoppen. Hun onderzoek omvatte drie laboratoriumproeven met toevoegingen aan zuivelmest waarvan het duo dacht dat ze de effecten van waterstofsulfide zouden kunnen tegengaan - het primaire additief is ijzeroxide. Hun experimenten keken naar verschillende verhoudingen van gips-geregen mest gemengd met ijzeroxide, gedurende meerdere maanden opslagtijd.

Waterstofsulfideconcentraties werden gemeten bij agitatie en tussen agitatiegebeurtenissen. Uit de tests bleek dat het toevoegen van ijzeroxide aan met gips beladen mest in een chemische verhouding die gelijkwaardig is aan gips, de productie van het gas tijdens het mengen van de mest tot een relatief veilig niveau verminderde.

"In de meeste gevallen, het gehalte aan waterstofsulfide-afgifte werd teruggebracht tot zo laag als de mest zonder gips, " zei Fabian. "We blijven dit effect bestuderen en delen de informatie om verdere tragedies voor mens en vee te voorkomen."

Hoe veelbelovend hun onderzoek ook is, Fabian en Hile benadrukten dat werknemers in de buurt van mestopslagfaciliteiten altijd veiligheid voorop moeten stellen, additieven of niet. Voor starters, waterstofsulfidegas heeft een bekende "rotte eieren"-geur, maar zoals Hile waarschuwde, "Deze kenmerkende geur blijft onopgemerkt op gevaarlijke niveaus of na uitgebreide blootstelling. Hierdoor, boeren moeten gasmonitoren dragen die waterstofsulfideconcentraties detecteren om gevaarlijke omstandigheden te vermijden."

De onderzoekers adviseren werknemers ook om tijdens het roeren niet in de buurt van de mestopslag te komen, en rekening te houden met de gevolgen voor de bewoners van de nabije omgeving, vooral kinderen die een verhoogd risico lopen omdat het gas zich doorgaans in hogere concentraties dicht bij de grond bevindt.

Exploitanten die zich boven de omringende topografie en op afstand van de opslag bevinden, lopen minder risico om gevaarlijke gasniveaus te ervaren in vergelijking met operators die zich in de buurt op grondniveau bevinden. Nog een suggestie:operators moeten tegen de wind in worden gepositioneerd.

"Het komt erop neer dat het voordeel van gipsstrooisel en agronomische waarden moet worden afgewogen tegen het potentiële gasgevaar, " zei Fabian. "Als gips wordt gebruikt, voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen om de mogelijke schade die het zou kunnen veroorzaken te voorkomen."