CC BY
172
08.00.05 УДК 330
DOI: 10.24411/2227-9407-2020-10068
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
© 2020
Михаил Владимирович Шуварин, к.э.н., доцент кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности» Елена Егоровна Борисова, к.с.-х.н., доцент кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности»
Дмитрий Владимирович Ганин, к.э.н., доцент кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Наталья Александровна Шуварина, аспирант Иван Александрович Леханов, аспирант ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Княгинино (Россия)
Аннотация
Введение: животноводство наряду с главной продукцией - молоком, мясом, яйцом, шерстью производит огромное количество побочного продукта или отходов своей жизнедеятельности. Хоть в народе и бытует выражение «где навоз, там жизнь», навоз может нести в себе множество опасностей для окружающей среды и для жизнедеятельности человека.
Материалы и методы: изначально навоз повсеместно начинали использовать как очень ценное органическое удобрение на близлежащих полях и в некоторых регионах использовали в небольшом количестве как топливо для печек. На умеренное его количество сельскохозяйственные культуры отзываются бурным ростом и хорошей урожайностью.
Результаты: с развитием животноводства и многократным увеличением численности скота, концентрации поголовья в определенных местах стали возникать проблемы по использованию навоза. Близлежащая территория стала сильно страдать от огромного количества отходов жизнедеятельности животных. Чрезмерное обогащение почвы азотосодержащими веществами приводит к накоплению в растениях нитратов и нитритов, которые приводят к отравлению людей и вызывают заболевания. В местах складирования большого количества навоза его стоки способны проникать в грунтовые воды и попадать в водозабор. В неподготовленном навозе кроме полезных компонентов присутствует и огромное количество патогенной микрофлоры, семян сорняков и т. д. Обсуждение: в этой связи давно назрела проблема его правильной утилизации и подготовке для дальнейшего использования. Научный мир давно занимается данной проблематикой и предлагает различные новые способы по использованию подобного сырья.
Заключение: к сожалению, не все хозяйства или даже целые страны ставят эту проблему в приоритет и продолжают пользоваться старыми методами. Поэтому в решении этой серьезной проблемы необходимо участвовать всем заинтересованным сторонам - обществу, государству и бизнесу.
Ключевые слова: безопасность, животноводство, крупные комплексы, навоз, окружающая среда, органические удобрения, сельское хозяйство, утилизация, фермы, экологические проблемы.
Для цитирования: Шуварин М. В., Борисова Е. Е., Ганин Д. В., Шуварина Н. А., Леханов И. А. Экологические проблемы утилизации отходов животноводства // Вестник НГИЭИ. 2020. № 4 (107). С. 101-112. DOI: 10.24411/2227-9407-2020-10068
ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF ANIMAL BREEDING WASTE MANAGEMENT
© 2020
Mikhail Vladimirovich Shuvarin, Ph. D. (Economy), Associate Professor of the Department of Labor Protection and Life Safety
Elena Egorovna Borisova, Ph. D. (Agriculture), Associate Professor of the Department of Labor Protection and Life Safety Dmitry Vladimirovich Ganin, Ph. D. (Economy), Associate Professor «Infocommunication technologies and communication systems» Natalya Aleksandrovna Shuvarina, graduate student Ivan Aleksandrovich Lekhanov, graduate student Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics, Knyaginino (Russia)
Abstract
Introduction: livestock along with the main products - milk, meat, egg, wool produces a huge amount of by-product or waste of its life. Although there is a saying among people that «where dung is life there», dung can carry many dangers for the environment and for human life.
Materials and methods: initially, manure everywhere began to be used as a very valuable organic fertiliser in nearby fields and in some regions was used in small quantities as fuel for stoves. In a moderate amount, crops respond with rapid growth and good productivity.
Results: with the development of animal husbandry and a multiple increase in livestock numbers, livestock concentrations in certain places, problems began to arise regarding the use of manure. The nearby territory began to suffer greatly from the huge amount of animal waste. Excessive enrichment of the soil with nitrogen-containing substances leads to the accumulation of nitrates and nitrites in plants, which lead to poisoning of people and cause diseases. In places where a large amount of manure is stored, its effluents can penetrate into groundwater and enter the water intake. In unprepared manure, in addition to useful components, there is also a huge amount of pathogenic microflora, weed seeds, etc.
Discussion: in this regard, the problem of its proper disposal and preparation for future use is long overdue. The scientific world has long been dealing with this issue and offers various new ways to use such raw materials. Conclusion: unfortunately, not all farms or even entire countries put this problem in priority and continue to use the old methods. Therefore, in solving this serious problem, it is necessary to participate all interested parties - society, the state and business.
Keywords: safety, animal husbandry, large complexes, manure, environment, organic fertilisers, agriculture, utilisation, farms, environmental problems.
For citation: Shuvarin M. V. Borisova E. E. Ganin D. V. Shuvarina N. A. Lekhanov I. A. Environmental problems of animal breeding waste management // Bulletin NGIEI. 2020. № 4 (107). P. 101-112. DOI: 10.24411/22279407-2020-10068
В последнее время с созданием определенных условий для развития крупного бизнеса в сельском хозяйстве и при определенной поддержке государства активными темпами начало развиваться строи-
После разрушительных 90-х годов наше государство все же стало задумываться о решении задач, связанных с продовольственной безопасностью. В экстренном порядке приступило к восстановлению некоторых отраслей сельского хозяйства. В числе первых особо интенсивно стало развиваться свиноводство и птицеводство, позже - молочное и мясное скотоводство.
По традиции в России навоз в основном продолжает использоваться хозяйствами как ценнейшее органическое удобрение, хотя уже давно были предложены и другие методы его использования
Невозможно представить себе животноводство без его главного побочного продукта - навоза. Ежедневно животноводческие хозяйства производят большое количество подобных отходов, которые при хозяйском подходе можно легко монетизиро-вать. Тем не менее хозяйств, оснащенных современным оборудованием по его переработке, в России до сих пор единицы.
[1; 2; 3].
Материалы и методы
Введение
тельство крупных животноводческих комплексов. С одной стороны - это несомненное благо для экономики страны. Решаются проблемы продовольственной безопасности, образуются новые рабочие места. Но здесь главное выдержать необходимый баланс между экономической выгодой и заботой об окружающей среде. Мощность современных комплексов просто поражает и порой может доходить до критических показателей, что, в свою очередь, уже безусловно отражается на экологии целых регионов. Проблемы, которые возникают из-за неумеренного подхода в строительстве - это возникновение вблизи комплексов опасных и вредных веществ, выделяемых животными. Среди таких веществ встречаются вирусы, вредные микроорганизмы, пыль, аммиак и другие вредные для животных и человека вещества [4; 5]. Такая ситуация обусловлена тем, что в животноводстве не применяются до конца проверенные технологии по переработке животного сырья и излишняя скученность поголовья на единицу площади. В советское время тоже порой увлекались излишним гигантизмом и «рождались» на свет крупные откормочные хозяйства, крупные свиноводческие комплексы и т. д. С точки зрения экономики здесь все понятно - это специализация и концентрация производства, которые повышают экономическую эффективность отраслей. Но справед-
ливости ради надо сказать, что мощности советских проектов были гораздо скромнее и проблемы экологии особо никого не волновали. Сегодня ситуация кардинально изменилась. Новые технологии позволяют решать задачи, которые ранее казались нере-шаемыми. Вместе с научным прогрессом появляются и другие проблемы, более серьезные и острые [6; 7; 8].
Сегодня на первое место выходят экологические проблемы, связанные с хозяйственной деятельностью человека. От сильнейшего прессинга на экологию начинает ощутимо страдать население близлежащих населенных пунктов. Из-за такого соседства с подобными объектами жизнь там начинает медленно замирать. Местные жители буквально бьют в набат по этому поводу, стучатся во все инстанции, но остановить это движение крайне нелегко [9; 10]. Конечно, существуют определенные нормы, правила и требования по возведению подобных объектов, но на практике, в угоду экономическим интересам, часто происходит то, что данные правила, мягко говоря, не соблюдаются [11]. Нижегородская область также идет в ногу со временем и планомерно запускает все новые и новые сельскохозяйственные проекты. На примере Нижегородской области по ряду проектов крупных свиноводческих объектов проводились проверки контролирующими организациями.
Результаты проверок по работающему с 2012 года в Нижегородской области свинокомплексу в Вадском районе:
1. Департамент Федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Приволжскому федеральному округу, проверяя в июне -июле 2019 года ООО «ННПП», которое отвечает за Вадский свиноводческий комплекс, выявил, что у организации нет паспортов на отходы соответствующих классов опасности и документов, которые подтверждали бы, что конкретные отходы принадлежат к одному из четырех классов опасности, по таким отходам, как жидкая фракция навоза, не отражается информация о дальнейшем ее движении.
2. «ООО «ННПП» осуществляет хозяйственную деятельность в отсутствии Нормативов образования отходов и лимитов на их размещение. Учет образования биологических отходов и их дальнейшее движение ведется в несоответствии Приказа Министерства природных ресурсов РФ от 01.09.2011 № 721 «Об утверждении порядка учета в области обращения с отходами», существенно искажается информация по экологической ситуации прилегающих территорий. В частности, оценка качества подземных вод проводится не в полном
Вестник НГИЭИ. 2020. № 7 (110) объеме, что также отражается на объективности оценки.
3. В марте 2019 года Россельхознадзор также выявил ряд нарушений в работе данного предприятия. Установлено, что на предприятии не ведется обследование подкарантинных объектов, в данном случае имеются в виду свои земели сельскохозяйственного назначения в количестве девятисот восьмидесяти пяти гектаров и земельного участка под комбикормовым цехом. В августе того же года Рос-сельхознадзор выяснил, что данное предписание по этим нарушениям так и не было выполнено.
4. В октябре 2018 года в рамках борьбы с «африканской чумой свиней» все тот же Россельхознад-зор проводил мероприятия по недопущению распространения данного заболевания в России, и было обнаружено, что подконтрольное предприятие в полном объеме не может обеспечить безопасное проти-воэпизоотическое содержание свиней на своей территории, был выявлен факт, что территория свиноводческого предприятия огорожена не полностью, «отсутствуют зеленые насаждения по границам участков», «отсутствуют санитарные пропускники на отдельные участки объекта» а утилизация биологических отходов осуществляется один раз в неделю, хотя по технологическим нормативам должны вывозиться и утилизироваться дважды в день.
5. В конце мая - начале июня 2019 года предприятие проверили на предмет устранения выявленных нарушений и установили, что некоторые пункты предписаний так и не были устранены. В частности, по утилизации биоотходов остались вопросы, озеленение проведено не в полном объеме, также остались проблемы с полным закрытием территории по всему периметру.
Таким образом с определенной долей уверенности можно сказать о том, что даже на таких высокотехнологичных объектах, как ООО «ННПП», в Нижегородской области производственные процессы протекают не так гладко, как изначально планировалось проектировщиками и инвесторами.
Подобные современные животноводческие комплексы подразумевают размещение большого количества скота, а значит и с существенным выходом продуктов их жизнедеятельности. Следовательно, это при определенных условиях может создавать определенный дискомфорт для близлежащих населенных пунктов в виде появления неприятных запахов и даже стать угрозой здоровью не только животных, но и людей из-за возникновения различных инфекционных заболеваний [13].
Этой тематикой тесно занимаются разные научно-исследовательские центры. По данным одно-
го из институтов, было установлено, что в климате Нечерноземья яйца некоторых паразитов, что хранятся в закрытых бетонированных емкостях, в жидком коровьем навозе погибают только через 2-3 месяца. Вирус ящура в жидком коровьем навозе не теряет способность заразить животных летом в течение 42 суток, а в замерзшем навозе он жизнеспособен в течении 192 суток. Также интересен тот факт, что газообразные выбросы животных способны концентрироваться на расстоянии 100-150 метров от различных помещений. Вредные микроорганизмы переносятся по воздуху на расстояние несколько километров, а неприятный специфический запах реально порой ощущается на 10-12 километрах от комплекса - это из высказываний местных жителей Нижегородской области [16; 19; 20; 21].
Типичная картина для российской действительности, когда сотни тонн органических отходов животноводства копятся возле ферм и в лучшем случае попадают на близлежащие поля в качестве удобрений без каких-либо преобразований. Для сравнения можно привести европейский опыт, где уже как не один десяток лет действует закон, который запрещает использование непереработанного навоза. Также в Европе в связи с опасностью заражения инфекционными заболеваниями запрещено глубоко в грунт закапывать животные отходы. На данный момент в Российской Федерации действуют Нормы Технологического Проектирования (НТП-17), которые все хозяйствующие объекты должны соблюдать. Однако сами нормы уже давно морально устарели и нуждаются в серьезной модернизации. В 2019 году в Нижегородской области местные жители даже инициировали обращение местных депутатов к спикеру Государственной Думы В. Володину и председателю Совета Федерации В. Матвиенко по поводу разработки и внедрения новых гигиенических нормативов по нормированию вредных выбросов с сельскохозяйственных объектов. По имеющимся нормативам в российском законодательстве привлечь к ответственности производства не представляется возможным, так как состав самого нарушения не прописан в законе.
Правила и нормы, представленные в данном документе, не описывают использование современных технологий и оборудования, именно поэтому в современных условиях при постройке новых комплексов пользуются зарубежными технологиями и стандартами. Уже существующим предприятиям еще сложнее перейти на новый технологический уровень, так как сооружение очистных сооружений сравнимо с постройкой целой новой фермы, поэтому территория, окружающая старые животноводче-
ские постройки, очень страдает. Переход к современным технологиям требует и высокой квалификации персонала. Выход из такой сложной ситуации многим заинтересованным лицам видится в переходе на иные способы содержания животных с дроблением их на более мелкие группы. Хоть навоз и является ценнейшим органическим удобрением, но нужно всегда помнить о том, что вместе с положительными его качествами есть и серьезная опасность при его неправильном использовании. Особенно навоз становится опасен, если в одном месте скапливают свыше 100 тонн в день, при таких объемах вспышек инфекционных заболеваний избежать крайне нелегко. К примеру, при содержании тысячи свиней за сутки накапливается около 60 тонн навоза. На многих фермах поголовье нередко может превышать 100-120 тысяч голов, таким образом, из этого вытекает глобальная проблема, требующая безотлагательного решения. Уровень опасности во многом определяется различными факторами, среди которых и технологии содержания скота, и их физиологические показатели. Навоз от больных животных может привести к распространению заболевания не только в рамках одного хозяйства, но и повлечь за собой заражение в других хозяйствах, расположенных по соседству. Именно поэтому навоз от больного скота должен складироваться и утилизироваться отдельно от общей массы и в течение более длительного периода (16-20 месяцев), что на практике из-за технологических нюансов выполнить бывает очень сложно или вообще невозможно [18; 22; 23; 31].
Результаты
Сегодня государственная политика особо не препятствует созданию не просто крупных животноводческих хозяйств, как было и во времена СССР, а мегапроектов по содержанию одного вида животных. При большой скученности животных в одном месте вероятность возникновения заболеваний будет в разы выше по сравнению с более мелкими хозяйствами, где плотность размещения скота намного ниже. Давно назрела проблема повышения экологического состояния животноводческих комплексов и ферм, но есть одно но - это очень сложно с технологической точки зрения и, соответственно, очень дорого [25; 26; 29; 33]. Для снижения данного воздействия на близлежащие районы до безопасного уровня хозяйству придется раскошелиться на две третьих от собственных средств.
Продукты жизнедеятельности различных животных представляют собой прекрасный источник, направленный на повышение плодородия почв, так как в них содержатся полностью натуральные ком-
поненты. Самая большая проблема состоит в том, чтобы данные отходы максимально обезопасить для окружающей среды [28].
Сам по себе навоз в чистом непереработан-ном виде является источником заражения почвы гельминтами, семенами сорных растений, кроме того многие органические элементы из-за связанного состояния плохо усваиваются растениями. Кроме того, слишком бурные химические реакции, протекающие в живом навозе, и чрезмерное выделение теплоты приводят к болезням у растений и потери урожая, поэтому он нуждается в дополнительной подготовке и обеззараживании. По мнению ряда специалистов, доза внесения жидкого навоза не должна превышать 50-100 м3/га. При однократном и постоянном внесении его в течение 15 лет в количестве 160 м3/га на однотипные участки почвы происходит увеличение содержания в ней азота. Такое содержание веществ в почве приводит к накоплению в растениях нитратов, которые в избыточном количестве способны оказывать влияние на организм человека и животных, в лучшем случае это приводит к пищевым отравлениям, а худшем - способно привести к серьезным заболеваниям. Наиболее серьезный ущерб окружающей среде наносится путем чрезмерного использования не перепревшей органики на полях для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Интенсификация отраслей сельского хозяйства активно способствует развитию данной проблемы и наиболее высокий уровень нитратов концентрируется в почвенном покрове около крупных животноводческих ферм и комплексов, а также в водостоках около сельскохозяйственных угодий, где без ограничений пользуются азотосо-держащими подкормками. Пагубное влияние на организм человека нитратов и нитритов впервые было зафиксировано еще в середине семидесятых годов в одной из бывших республик Средней Азии, где врачами был констатирован факт пищевого отравления. В результате было установлено, что бахча обрабатывалась аммиачной селитрой, дозу внесения которой не рассчитали. После этого инцидента ученые уже серьезно занялись проблематикой и установили, что в крови нитраты взаимодействуют с гемоглобином и окисляют входящее в его состав железо. В результате образуется соединение, которое не может переносить кислород, что приводит к нарушению клеточного дыхания и окислению внутренней среды организма. Также нитраты, соли и другие вредоносные элементы могут находиться в поверхностных и подъемных водах. По данным статистики, вода, которую исполь-
Вестник НГИЭИ. 2020. № 7 (110) зуют в животноводческих организациях, в большинстве случаях не отвечает требованиям.
Длительный процесс утилизации навоза начинается непосредственно на ферме, где убирают его разными методами. Системы удаления бывают нескольких видов. Есть механический способ, суть которого заключается в следующем: с помощью различных механических устройств - бульдозеров скребковых транспортеров, скреперных установок навоз удаляется из помещения. Еще на старых фермах с привязным содержанием, как правило, используют оборудование типа ТСН-160 отечественного производства, на новых и реконструированных комплексах могут использоваться современные скреперные установки известных производителей, как «Фармтек», «Трансфер-Агро», «Дейри-Тек», DeLaval, WestfaПaSurge и др. Следующий этап - это складирование навоза на площадках. Разработаны специальные методики по правильному хранению навоза, где предлагается в основном три способа укладки отходов твердых продуктов жизнедеятельности крупного рогатого скота: рыхлый, плотный и рыхло-плотный. К примеру, если использовать плотный способ складирования навоза крупного рогатого скота, из слоя вытесняется вся влага и воздух. На выходе получаем массу, где погибла почти вся болезнетворная микрофлора, а нужные для растений вещества сохранились.
При рыхло-плотном и рыхлом способах бактерии не уничтожаются в полном объеме, только увеличивается скорость разложения навоза, а частично перегнившую органику необходимо еще раз более тщательно утрамбовывать. Чтобы повысить КПД и снизить влажность навоза, в него часто добавляют различные наполнители, такие как торф, солома, ботва с.-х. растений и т. д. Такой субстрат уже носит название компост. При компостировании также происходит повышение температуры, что приводит к уничтожению паразитов, семян сорных растений и перегниванию общей массы.
Кроме механического способа удаления практикуется гидросмыв, который бывает двух типов. Суть любого гидросмыва заключается в следующем: отходы жизнедеятельности из помещения фермы удаляются с помощью воды. Гидросмыв можно разделить на самосплавный и напорный. Самосплав тоже бывает прерывного и непрерывного действия. Система, которая работает по принципу накопления, - периодического действия и представляет собой каскад сообщающихся емкостей с заслонками. В основном используется в свинокоплек-сах при содержании без подстилки. Самотечная система удаления навоза непрерывного действия при-
меняется при бесподстилочном содержании КРС. Широкое использование гидросмыв нашел в восьмидесятые годы еще прошлого столетия. На данный момент подобные технологии считаются морально и технически устаревшими, неэффективными и экологически небезопасными. Без того огромный расход воды при этом методе увеличивается в разы.
После очистки помещения от навоза должен осуществляться процесс, направленный на его переработку. Данный процесс должен полностью контролироваться нормами и законами технологического проектирования. Основные требования, находящиеся в НТП 17-99 и использующиеся при реконструкции, проектировании и строительстве, которые применяются в очистных сооружениях в животноводстве. К таким требованиям относятся: сепарация навоза на несколько фракций; карантини-рование всех видов навоза в течение недели; компостирование твердой фракции и подстилочного навоза активным или пассивным способами для обеззараживания и дегельминтизации; обеззараживание жидкой фракции навоза в секционных прудах-накопителях от 4 до 8 месяцев в зависимости от вида животных; использование всех видов навоза и его фракций в качестве органических удобрений на полях [30; 32; 34].
Так как затраты на возведение и использование систем по утилизации навоза напрямую влияют на экономические показатели предприятия, в первую очередь необходимо использовать современные энергосберегающие технологии, которые отвечали бы требованиям и экологической безопасности [1, с. 45].
В качестве положительного примера можно обратиться к европейскому опыту по утилизации навозных стоков. Так как в основном там присутствует силосный тип кормления крупного рогатого скота, то, как правило, получается жидкий навоз. Жидкий навоз легко перекачивается специальными насосами, а то, что остается в помещении, может удаляться различными приспособлениями типа скреперов [4, с. 12].
Технологические каналы, куда попадает навоз, очищаются с помощью погружных миксеров и центробежных насосов. Миксеры необходимы для качественного перемешивания навозной массы, а центробежные насосы перекачивают перемешанную массу в навозохранилище [12, с. 84].
Специализированное навозохранилище выглядит как котлован, который выстилается цельным куском специального полиэтилена, который очень устойчив к механическим и физическим воздействиям. Навоз в этот котлован соответственно подается
под землей, что очень удобно в холодное время года. Сверху на хранилище предусматривается специальное покрытие, что минимизирует контакт содержимого с внешней средой. В процессе заполнения такого хранилища содержимое внутри начинает активно бродить с выделением газа и тепла. Температура уничтожает личинки паразитов, семена сорняков, некоторые вирусы и т. д. [14, с. 34; 35].
Далее, перед тем как вносить уже готовые органические удобрения в почву, его опять перемешивают с помощью стационарных миксеров. В подобных котлованах перемешивание всего объема занимает около 12 часов. После приступают к внесению навоза в почву. Для этого используются специальные цистерны по 11-15 куб. м. Цистерна комплектуется культиватором для лучшей заделки навоза в почву. Агрегат имеет ширину около 6 м, что способствует равномерному распределению навоза по площади поля. Подобная технология позволяет экономить хозяйству существенные средства на приобретение азотосодержащих подкормок. Таким образом, применение данной методики в животноводческом комплексе на 800 голов крупного рогатого скота окупает затраты на оборудование примерно через 1,5 года.
Кроме предложенного метода уже есть более продвинутые варианты. И наиболее современной и экономичной системой по утилизации и переработке животноводческих отходов в ценное органическое удобрение является метод сепарации навозных стоков, где с твердой фракцией дополнительно работают. Из нее готовят особые удобрения, подстилку для животных или пиролизное топливо. Более того, подобное сепарирование позволяет использовать жидкую фракцию намного эффективнее и безопаснее. Подобные технологии становятся доступны даже для совсем небольших хозяйств. Например, ее цена для фермы КРС на 400-1 200 голов или свинокомплекса на 8-16 тыс. голов составляет около 11-15 млн руб. [15, с. 17]. С появлением новых технологий и снижении цены на соответствующее оборудование доля ферм, пользующихся современными очистными сооружениями, еще крайне мала. Например, в Нижегородской области только в 2018 году представители компании-инвестора по возведению свиноводческих объектов, уже функционирующих, и поддержке областного правительства заявили о планах строить комплексы по переработке сельскохозяйственных отходов с производством удобрений и биогаза. Этот проект на четыре биогазовые станции предварительно оценивается в 14 млн евро, и губернатор области с воодушевлением заявил, что областное правительство и норвеж-
ский инвестор переходят на новый этап сотрудничества в этой сфере.
Обсуждение
Надо сказать, что использование навоза в качестве органики это далеко не единственный метод его утилизации. Вторым, также часто встречаемым способом утилизации навоза, является его использование в качестве подстилки для скота. Такой подстилочный материал, образованный из твердой фракции навоза, является экологически чистым удобным продуктом для животных. Ко всему прочему такую подстилку в дальнейшем опять же используют в качестве органики на полях.
К альтернативным технологиям по переработке биоотходов можно отнести применение установок по получению биогаза, использование личинок мух, микро- и макроорганизмов и технологий сжигания органики. Однако самой популярной среди них специалисты называют вермикультивирование, которое распространилось в развитых странах на фермах экологического земледелия. Подобная технология доступна для небольших хозяйств [17, с. 54].
В России об использовании биогазовых установок говорят уже не один десяток лет многие. Но самая основная проблема его получения и использования состоит в том, что большинству наших хозяйств это опять не по карману. Биогазовые установки стали очень популярны в европейских странах, где государство компенсирует затраты на их строительство в размере 90 % их стоимости. К сожалению, в России программы поддержки такого плана пока отсутствуют. Ценник на такое оборудование начинается от € 800 тыс. Кроме того использование биогазовых установок в типичных для России климатических условиях дополняется еще одними издержками по причине низких температур в зимний период.
Еще одним направлением в переработке свиного навоза и птичьего помета стали экзотические технологии, где применяются личинки домашней мухи при их культивировании. К сожалению, у нас о данных технологиях идет разговор только на уровне специализированных форумов и конференций. Подобная технология дает возможность получить определенное количество личинок из навоза. По словам авторов этой идеи, из оболочек таких личинок можно извлечь такое важное в производстве вещество, как хитин, который активно используется в Китае в качестве производственного полимера.
Для России гораздо ближе технологии по ускоренной аэробной биоферментации органики
отходов, что дает возможность получить природные и чистые и безопасные подкормки для растений. В ее основе лежит процесс ферментации органических и неорганических соединений. В качестве катализатора процесса ферментации используются специальные ферменты. Время ферментации колеблется от пяти до семи суток. Также в процессе действия ферментов температура смеси вырастает до семидесяти пяти градусов, что убивает патогенную микрофлору, а семена сорных растений теряют свою всхожесть. Разработчики этого метода заявляют, что объем сырья в этом случае может составлять 100 и более тонн в сутки. При этом энергозатраты практически отсутствуют [20, с. 78]. Также в России была разработана и апробирована методика, позволяющая использовать в качестве топлива использованную подстилку птичников. Технологию можно применять при работе с любыми видами подстилок, которые используются на птицефабриках с напольным содержанием. Стоимость основного оборудования будет составлять около 10-11 млн руб., включая монтажные работы. Замена использования природного газа на сжигание подстилки окупается приблизительно за один год [24, с. 34].
Заключение Таким образом усиливающаяся интенсификация животноводства в последнее время резко обострила ситуацию с экологией, что связано не только с игнорированием требований безопасности окружающей среды самими предприятиями, но и недостаточным вниманием к этому вопросу органов государственной власти и слабой эффективностью их работы. Важную роль в решении этой проблемы играет правовое регулирование и обоснованное с научной точки зрения государственное управление отраслью [27, с. 56]. Таким образом можно сделать вывод, что на сегодняшний день в России есть определенные проблемы в плане качественной утилизации органических отходов и для решения данных проблем необходимо законодательству России создать общие экологические нормы и требования по использованию соответствующего оборудования. Необходимость в создании такого документа крайне важна, а наше законодательство должно заняться этим вопросом как можно быстрее, чтобы безотлагательно решать экологические проблемы. Новая законодательная база регламентировала бы деятельность всех участников подобных проектов. Также государство само должно быть в первую очередь обеспокоено этой проблемой и принимать самое активное участие в поддержке всех производителей, а не только избранных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лер Р. Переработка и использование сельскохозяйственных отходов: Пер. с англ. / Под. ред. А. Н. Шамко. М. : Колос, 1979. 415 с.
2. Тиво П. Ф., Дробот С. Г. Эффективное использование бесподстилочного навоза. Минск : Ураджай, 1988. 116 с.
3. Методические рекомендации по проектированию систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения и утилизации навоза и помета. М. : Колос, 1983. 61 с.
4. Долгов В. С. Гигиена уборки и утилизации навоза. М. : Россельхозиздат, 1984. 175 с.
5. Васильев В. А., Филиппова Н. В. Справочник по органическим удобрениям. 2-е изд. перераб. и доп. М. : Росагропромиздат, 1988. 258 с.
6. Хохлов В. И. Подготовка и применение органических удобрений в условиях интенсивного земледелия // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1988. № 12. С. 11-14.
7. Ковалев Н. Г., Глазков И. К. Проектирование систем утилизации навоза на комплексах. М. : Агропро-миздат, 1989. 160 с.
8. Бацанов И. Н. Лукьяненков И. И. Уборка и утилизация навоза на свиноводческих комплексах. М. : Россельхозиздат, 1977. 160 с.
9. Лексиков В. А., Пискун В. И., Самофалов А. П. Линия для разделения и очистки жидкого навоза // Техника в сел. хоз-ве.1986. № 11. С. 15-16.
10. Королева М. М., Капустин В. П. Способы переработки жидкого навоза // Техника в сел. хоз-ве. 1973. № 9. С. 37-41.
11. Савин В. Д., Шрамков В. М., Жирков Е. И. и др. Механизация подготовки к использованию органических отходов ферм и комплексов: Обзор. информ. М. : ВНИИТЭИагропром, 1992. 44 с.
12. Линник Н. К., Сапрун В. П., Ковалев Н. Г. и др. Контейнерный способ удаления бесподстилочного навоза // Техника в сел.хозяйстве. 1982. № 7. С. 22-23.
13. Чудин Е. И. Тенденции развития оборудования для удаления, хранения и переработки навоза за рубежом: Обзор. информ. М. : ЦНИИТЭИ В/О, «Сельхозтехника». 1976. 25 с.
14. Рекомендации по проектированию обработки и использования сточных вод животноводческих комплексов и птицефабрик. М. : Колос, 1979. 79 с.
15. Васильев В. А., Швецов М. М. Применение бесподстилочного навоза для удобрения. М. : Колос, 1983. 174 с.
16. Гришин Б. М., Бойцов А. И. Оборудование для разделения жидкого навоза // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1995. № 9-10. С. 13-14.
17. Новиков В. М., Игнатова В. В., Костанди Ф. Ф. и др. Механизация уборки и утилизации навоза / Под ред. Ф. Ф. Костанди. М. : Колос, 1982. 285 с.
18. Фурсин П. А. Обоснование поточно-технологических линий удаления и переработки навоза // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1983. № 8. С. 34-36.
19. Билык В. В., Лосяков В. П., Капустин В. П. Пресс-фильтр ПЖН-68 // Уборка навоза на животноводческих фермах: Комплект плакатов. М. : Колос, 1983. 13 с.
20. Бакулов И. А., Кокурин В. А., Котляров В. М. Обеззараживание навозных стоков в условиях промышленного животноводства. М. : Росагропромиздат, 1988. 126 с.
21. Коваленко В. П. Анализ технологий биоферментации навоза // Исследование и разработка средств механизации технологических процессов в животноводстве. ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, 1983. С. 56-66.
22. Веригин В. С., Половцев Е. Л. Утилизация и переработка навоза и помета // Механизация и электрификация сел. хоз-ва.1993. № 9. С. 14-15.
23. Пузанков А. Г., Мхитарян Г. А., Гришаев И. Д. Обеззараживание стоков животноводческих комплексов. М. : Агропромиздат, 1986. 175 с.
24. Ковалев А. А., Гриднев П. И. Перспективы применения анаэробного сбраживания для переработки навоза // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1985. № 8. С. 38-39.
25. Ясенецкий В. А., Таргоня В. С. Оборудование для получения биогаза из навоза // Механизация и электрификация сел. хозва. 1990. № 6. С. 23-25.
26. Пузанков А. Г., Бородин В. И., Гребцов Ю. И. и др. Биоэнергетическая установка для переработки навоза // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1994. № 5-6. С. 7-8.
27. Штясны М., Гриммова Х. Производство и применение биогаза. Прага : ИНТИСХ, 1980. 37 с.
Вестник НГИЭИ. 2020. № 7 (110)
28. Половцев Е. Л., Черкасов А. Н. Производство органических компостов на промышленную основу // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1992. № 9-12. С. 16-18.
29. Полонский Л. С., Дмитренко Н. Г. Очистные сооружения на комплексах // Техника в сел. хоз-ве. 1981. № 6. С. 26-28.
30. Линник Н. К., Трегуб Н. И., Ковалев Н. Г. Очистка навозных стоков известковой суспензией // Техника в сел. хоз-ве. 1989. № 6. С. 32-33.
31. Быстраков Ю. И., Колосов А. В. Экономика и экология. М. : Агропромиздат, 1988. 202 с.
32. Черепанов А. А. Система санитарно-гельминтологических мероприятий по подготовке и использованию стоков и навоза животноводческих комплексов. М. : ВАСХНИЛ, 1985. 186 с.
33. Капустин В. П. Биотехнологическая система уборки, транспортировки и переработки жидкого навоза // Техника в сел. хозве. 1996. № 4. С. 9-11.
34. Капустин В. П. Повышение эффективности технологических процессов уборки, транспортировки и переработки бесподстилочного навоза: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Саратов, 1997. 40 с.
35. Афанасьева Р. А., Мерзлая Г. Е. Методические рекомендации по изучению эффективности нетрадиционных методов получения органических и органоминеральных удобрений. М. : Эгроконсалт, 2000. 40 с.
Дата поступления статьи в редакцию 16.01.2020, принята к публикации 17.02.2020.
Информация об авторах: Шуварин Михаил Владимирович, к.э.н., доцент кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности»
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, ул. Октябрьская, 22а E-mail: schuvarin.mihail74 Spin-код: 1743-5656
Борисова Елена Егоровна, к.с.-х.н., доцент кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности» Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, ул. Октябрьская, 22а E-mail: borisova.lena1978@yandex.ru Spin-код: 1757-2984
Ганин Дмитрий Владимирович, к.э.н., доцент кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, ул. Октябрьская, 22а E-mail: ngiei135@mail.ru Spin-код: 4451-8323
Шуварина Наталья Александровна, аспирант
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, ул. Октябрьская, 22а E-mail: nat.schuvarina@yandex.ru Леханов Иван Александрович, аспирант
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, ул. Октябрьская, 22а E-mail: lehanovamn@mail.ru
Заявленный вклад авторов:
Шуварин Михаил Владимирович: общее руководство проектом, формулирование основной концепции исследования.
Борисова Елена Егоровна: проведение критического анализа материалов и формирование выводов. Ганин Дмитрий Владимирович: написание окончательного варианта текста. Шуварина Наталья Александровна: сбор данных и доказательств. Леханов Иван Александрович: подготовка первоначального варианта текста.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Ler R. Pererabotka i ispol'zovanie sel'skohozyajstvennyh othodov [Processing and use of agricultural waste], Per. s angl., In A. N. Shamko (ed.) Moscow: Kolos, 1979. 415 p.
2. Tivo P. F., Drobot S. G. Effektivnoe ispol'zovanie bespodstilochnogo navoza [Efficient use of non-litter manure], Minsk : Uradzhaj, 1988. 116 p.
3. Metodicheskie rekomendacii po proektirovaniyu sistem udaleniya, obrabotki, obezzarazhivaniya, hraneniya i utilizacii navoza i pometa [Guidelines for the design of systems for the removal, treatment, disin-fection, storage and disposal of manure and manure], Moscow: Kolos, 1983. 61 p.
4. Dolgov V. S. Gigiena uborki i utilizacii navoza [Hygiene of manure cleaning and disposal], Moscow: Ros-sel'hozizdat, 1984. 175 p.
5. Vasil'ev V. A., Filippova N. V. Spravochnik po organicheskim udobreniyam [Handbook of organic fertilizers], 2-e izd. pererab. i dop. Moscow: Rosagropromizdat, 1988. 258 p.
6. Hohlov V. I. Podgotovka i primenenie organicheskih udobrenij v usloviyah intensivnogo zemledeliya [Preparation and application of organic fertilizers in intensive agriculture], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1988, No, 12. pp. 11-14.
7. Kovalev N. G., Glazkov I. K. Proektirovanie sistem utilizacii navoza na kompleksah [Design of manure disposal systems on complexes], Moscow: Agropromizdat, 1989, 160 p.
8. Bacanov I. N. Luk'yanenkov I. I. Uborka i utilizaciya navoza na svinovodcheskih kompleksah [Cleaning and disposal of manure in pig farms], Moscow: Rossel'hozizdat, 1977. 160 p.
9. Leksikov V. A., Piskun V. I., Samofalov A. P. Liniya dlya razdeleniya i ochistki zhidkogo navoza [Line for separation and purification of liquid manure], Tekhnika v sel. hoz-ve [Equipment in agriculture], 1986, No. 11. pp. 15-16.
10. Koroleva M. M., Kapustin V. P. Sposoby pererabotki zhidkogo navoza [Methods for processing liquid manure], Tekhnika v sel. hoz-ve [Equipment in agriculture], 1973. No. 9, pp. 37-41.
11. Savin V. D., Shramkov V. M., Zhirkov E. I. i dr. Mekhanizaciya podgotovki k ispol'zovaniyu organicheskih othodov ferm i kompleksov [Mechanization of preparation for the use of organic waste from farms and complexes], Obzor. inform. Moscow: VNIITEIagroprom, 1992. 44 p.
12. Linnik N. K., Saprun V. P., Kovalev N. G. i dr. Kontejnernyj sposob udaleniya bespodstilochnogo navoza [Container method for removing manure without lining], Tekhnika v sel. hozyajstve [Equipment in agriculture], 1982. No. 7, pp. 22-23.
13. Chudin E. I. Tendencii razvitiya oborudovaniya dlya udaleniya, hraneniya i pererabotki navoza za rubezhom [Trends in the development of equipment for the removal, storage and processing of manure abroad], Ob-zor. inform. Moscow: CNIITEI V/O, «Sel'hoztekhnika». 1976. 25 p.
14. Rekomendacii po proektirovaniyu obrabotki i ispol'zovaniya stochnyh vod zhivotnovodcheskih kompleksov i pticefabrik [Recommendations for the design of waste water treatment and use of livestock complexes and poultry farms], Moscow: Kolos, 1979. 79 p.
15. Vasil'ev V. A., Shvecov M. M. Primenenie bespodstilochnogo navoza dlya udobreniya [Application of lintfree manure for fertilizer], Moscow: Kolos, 1983, 174 p.
16. Grishin B. M., Bojcov A. I. Oborudovanie dlya razdeleniya zhidkogo navoza [Equipment for the separation of liquid manure], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1995, No. 9-10, pp. 13-14.
17. Novikov V. M., Ignatova V. V., Kostandi F. F. i dr. Mekhanizaciya uborki i utilizacii navoza [Mechanization of manure harvesting and utilization], In F. F. Kostandi (ed), Moscow: Kolos, 1982. 285 p.
18. Fursin P. A. Obosnovanie potochno-tekhnologicheskih linij udaleniya i pererabotki navoza [Justifi-cation of production lines for manure removal and processing], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1983, No. 8, pp. 34-36.
19. Bilyk V. V., Losyakov V. P., Kapustin V. P. Press-fil'tr PZHN-68 [Press filter PZHN-68], Uborka navoza na zhivotnovodcheskih fermah: Komplekt plakatov. Moscow: Kolos, 1983. 13 p.
20. Bakulov I. A., Kokurin V. A., Kotlyarov V. M. Obezzarazhivanie navoznyh stokov v usloviyah promysh-lennogo zhivotnovodstva [Decontamination of manure runoff in the conditions of industrial animal husbandry], Moscow: Rosagropromizdat, 1988, 126 p.
21. Kovalenko V. P. Analiz tekhnologij biofermentacii navoza [Analysis of manure biofermentation technologies], Issledovanie i razrabotka sredstv mek-hanizacii tekhnologicheskih processov v zhivotnovodstve [Research and
development of means of mechanization of technological processes in animal husbandry], VNIPTIMESKH, Zerno-grad, 1983, pp. 56-66.
22. Verigin V. S., Polovcev E. L. Utilizaciya i pererabotka navoza i pometa [Utilization and processing of manure and manure], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1993, No, 9, pp. 14-15.
23. Puzankov A. G., Mhitaryan G. A., Grishaev I. D. Obezzarazhivanie stokov zhivotnovodcheskih kom-pleksov [Disinfection of drains of cattle-breeding complexes], Moscow: Agropromizdat, 1986. 175 p.
24. Kovalev A. A., Gridnev P. I. Perspektivy primeneniya anaerobnogo sbrazhivaniya dlya pererabotki navoza [Prospects for using anaerobic digestion for manure processing], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1985, No, 8, pp. 38-39.
25. Yaseneckij V. A., Targonya V. S. Oborudovanie dlya polucheniya biogaza iz navoza [Equipment for the production of biogas from manure], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hozva [Mechanization and electrification of agriculture], 1990, No, 6, pp. 23-25.
26. Puzankov A. G., Borodin V. I., Grebcov Yu. I. i dr. Bioenergeticheskaya ustanovka dlya pererabotki navoza [Bioenergy plant for manure processing], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1994. No. 5-6. pp. 7-8.
27. Shtyasny M., Grimmova H. Proizvodstvo i primenenie biogaza [The production and use of biogas], Praga : INTISKH, 1980. 37 p.
28. Polovcev E. L., CHerkasov A. N. Proizvodstvo organicheskih kompostov na promyshlennuyu osnovu [Production of organic compost on an industrial basis], Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel. hoz-va [Mechanization and electrification of agriculture], 1992, No, 9-12, pp. 16-18.
29. Polonskij L. S., Dmitrenko N. G. Ochistnye sooruzheniya na kompleksah [Treatment facilities at complexes], Tekhnika v sel. hoz-ve [Equipment in agriculture], 1981. No. 6, pp. 26-28.
30. Linnik N. K., Tregub N. I., Kovalev N. G. Ochistka navoznyh stokov izvestkovoj suspenziej [Cleaning of manure drains with lime slurry], Tekhnika v sel. hoz-ve [Equipment in agriculture], 1989, No. 6, pp. 32-33.
31. Bystrakov Yu. I., Kolosov A. V. Ekonomika i ekologiya [Economy and ecology], Moscow: Agropromizdat, 1988. 202 p.
32. Cherepanov A. A. Sistema sanitarno-gel'mintologicheskih meropriyatij po podgotovke i ispol'zovaniyu stokov i navoza zhivotnovodcheskih kompleksov [System of sanitary and helminthological measures for the preparation and use of sewage and manure of livestock complexes], Moscow: VASKHNIL, 1985. 186 p.
33. Kapustin V. P. Biotekhnologicheskaya sistema uborki, transportirovki i pererabotki zhidkogo navoza [Bio-technological system for cleaning, transporting and processing liquid manure], Tekhnika v sel. hozve [Equipment in agriculture], 1996, No. 4, pp. 9-11.
34. Kapustin V. P. Povyshenie effektivnosti tekhnologicheskih processov uborki, transportirovki i pererabotki bespodstilochnogo navoza [Increasing the efficiency of technological processes for cleaning, transporting and processing of manure without lining. Ph. D. (Engineering) thesis], Saratov, 1997, 40 p.
35. Afanas'eva R. A., Merzlaya G. E. Metodicheskie rekomendacii po izucheniyu effektivnosti netradicionnyh metodov polucheniya organicheskih i organomineral'nyh udobrenij [Guidelines for studying the effectiveness of non-traditional methods of obtaining organic and organomineral fertilizers], Moscow: Egrokonsalt, 2000, 40 p.
Submitted 16.01.2020; revised 17.02.2020.
Author information:
Mikhail V. Shuvarin, Ph. D. (Economy), Associate Professor of the Department of Labor Protection and Life Safety Address: Nizhny Novgorod state engineering and economic university, 606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya str., 22а E-mail: schuvarin.mihail74 Spin-code: 8308-0752
Elena E. Borisova, Ph. D. (Agricultura), Associate Professor of the Department of Labor Protection and Life Safety
Address: Nizhny Novgorod state engineering and economic university, 606340, Russia, Knyaginino,
Oktyabrskaya str., 22а
E-mail: borisova.lena1978@yandex.ru
Spin-code: 1757-2984
Dmitry V. Ganin, Ph. D. (Economy), Associate Professor «Infocommunication technologies and communication systems»
Address: Nizhny Novgorod state engineering and economic university, 606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya str., 22a E-mail: ngiei135@mail.ru Spin-code: 4451-8323
Natalia A. Shuvarina, the postgraduate student
Address: Nizhny Novgorod state engineering and economic university, 606340, Russia, Knyaginino,
Oktyabrskaya str., 22a
E-mail: nat.schuvarina@yandex.ru
Ivan A. Lekhanov, the postgraduate student
Address: Nizhny Novgorod state engineering and economic university, 606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya str., 22a E-mail: lehanovamn@mail.ru
Contribution of the authors: Mikhail V. Shuvarin: managed the research project, developed the theoretical framework. Elena E. Borisova: critical analysis of materials; formulated conclusions. Dmitry V. Ganin: writing the final text. Natalia A. Shuvarina: collecting data and evidence. Ivan A. Lekhanov: preparation of the initial version of the text.
All authors read and approved the final version of the manuscript.
