Научная статья на тему 'Метод очистки воздуха от запахообразующих веществ свинокомплексов'

Метод очистки воздуха от запахообразующих веществ свинокомплексов Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
568
68
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СВИНОЙ НАВОЗ / СЕРНАЯ КИСЛОТА / РН / АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ / УРЕАЗА / ЗАПАХООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА / АММИАК / СЕРОВОДОРОД

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Пилип Л.В.,

Свиноводческие предприятия являются источником интенсивного запахового загрязнения атмосферного воздуха. Укрупнение действующих и строительство новых комплексов приводит к существенному обострению проблемы запахового загрязнения и многочисленным жалобам населения на состояние окружающей среды. Такая ситуация обусловливает высокую актуальность и практическую значимость исследований, направленных на решение проблемы снижения эмиссии запахообразующих веществ. Цель настоящей работы состояла в разработке обоснованного подхода к очистке воздуха, загрязнённого выбросами крупных свинокомплексов, за счёт снижения интенсивности микробиологических процессов разложения навоза химическими методами. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных условиях с учётом технологических особенностей отрасли свиноводства. В ходе работы использовали гравиметрический, потенциометрический и титриметрический методы. Объектом исследования являлся свежий (нативный) навоз, полученный от свиней 4-месячного возраста и подкисленный отходной серной кислотой производства «ГалоПолимер Кирово-Чепецк» свиной навоз. В результате исследований установлено, что эффективным методом снижения эмиссии запахообразующих веществ может стать подкисление навозных стоков отходной серной кислотой до рН 5,3±0,2 ед, что позволит на практике применить экологический принцип безотходных технологий за счёт использований отходов химического производства для утилизации отходов сельскохозяйственного производства. В результате внедрения данного технологического решения в практику прогнозируется резкое сокращение количества дурнопахнущих отходов, особенно приоритетных загрязнителей аммиака и сероводорода, образующихся на свиноводческих предприятиях, существенное снижение запахового загрязнения и оздоровление экологической обстановки на близлежащих селитебных территориях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD OF AIR CLEANING FROM ODOR-FORMING SUBSTANCES ORIGINATING FROM PIG COMPLEXES

Pig production is a source of intense odor pollution of atmospheric air. The enlargement of existing and construction of new complexes leads to a significant aggravation of the problem of odor pollution and numerous complaints of the population about the state of the environment. This situation determines the high relevance and practical significance of research aimed at solving the problem of reducing the emissions of odor-forming substances. The purpose of the work was to develop a sound approach to the cleaning of air polluted by emissions from large pig farms by decreasing the intensity of microbiological processes of manure decomposition by chemical methods. Experimental studies were carried out in laboratory conditions, taking into account the technological features of the pig industry. We used gravimetric, potentiometric and titrimetric methods. The object of the study was fresh (native) manure of 4 months-old pigs and the manure acidified with waste sulfuric acid produced by «HaloPolymer Kirovo-Chepetsk». It was found that manure acidification by the waste sulfuric acid to pH 5.3 ± 0.2 can become an effective method of reducing the emission of odor-forming substances that will make it possible to put into practice the environmental principle of waste-free technologies through the use of chemical waste for the disposal of agricultural waste. The forecast result of the introduction of this technological method into practice is a sharp decrease in the amount of odorous waste, especially ammonia and hydrogen sulfide, which are the priority pollutants generated on pig farms, and a significant reduction in odor pollution and improvement in the environmental situation in the nearby residential areas.

Текст научной работы на тему «Метод очистки воздуха от запахообразующих веществ свинокомплексов»

5. Mikhailov S. A. Diffuznoe zagryaznenie vodnykh ekosistem. metody otsenki i matematicheskie modeli [Diffuse pollution of water ecosystems. Assessment methods and mathematical models]. Ekologiya. Seriya analiticheskikh obzorov mirovoi literatury. 2000. N 56. 1-130. (In Russian)

6. Ogluzdin A. S. Rezul'taty obsledovaniya vodnykh ob"ektov na postupleniya biogenov i zagryaznyayushchikh veshchestv s ferm krupnogo rogatogo skota [Outcomes of water bodies' investigation in terms of biogens and pollutants leakage from cattle farms]. Materialy Mezhdunarodnogo agroekologicheskogo foruma [Proc. Int. Agri-Env. Forum]. Saint Petersburg: GNU SZNIIMESKh Rossel'khozakademii, 2013. vol. 3. 232-238. (In Russian)

7. Selezneva A.V., Bespalova K.V., Seleznev V.A. Tekhnologiya opredeleniya antropogennoi nagruzki na reki ot tochechnykh i diffuznykh istochnikov zagryazneniya [The technology for determining the anthropogenic load on rivers from point and diffuse pollution sources]. Nauchnye problemy ozdorovleniya rossiiskikh rek i puti ikh resheniya. Sbornik nauchnykh trudov [Scientific problems of the Russian rivers improvement and ways to solve them. Coll. Sci. Papers]. Moscow: Studiya F1. 2019. 444-449. (In Russian)

8. Vasilev E.V. Analiz sposobov i tekhnicheskikh sredstv vneseniya zhidkogo organicheskogo udobreniya [Analysis of methods and technical means for liquid organic fertilizer application]. Nauchnye trudy GNU VNIIMZh Rossel'khozakademii. 2010. vol. 21. N 3. 216-221. (In Russian)

УДК 631.147:502.55 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10221

МЕТОД ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ЗАПАХООБРАЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

СВИНОКОМПЛЕКСОВ

Л.В. Пилип, канд. ветеринар. наук

ФГБОУ ВО Вятская государственная сельскохозяйственная академия, Киров, Россия

Свиноводческие предприятия являются источником интенсивного запахового загрязнения атмосферного воздуха. Укрупнение действующих и строительство новых комплексов приводит к существенному обострению проблемы запахового загрязнения и многочисленным жалобам населения на состояние окружающей среды. Такая ситуация обусловливает высокую актуальность и практическую значимость исследований, направленных на решение проблемы снижения эмиссии запахообразующих веществ. Цель настоящей работы состояла в разработке обоснованного подхода к очистке воздуха, загрязнённого выбросами крупных свинокомплексов, за счёт снижения интенсивности микробиологических процессов разложения навоза химическими методами. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных условиях с учётом технологических особенностей отрасли свиноводства. В ходе работы использовали гравиметрический, потенциометрический и титриметрический методы. Объектом исследования являлся свежий (нативный) навоз, полученный от свиней 4-месячного возраста и подкисленный отходной серной кислотой производства «ГалоПолимер Кирово-Чепецк» свиной навоз. В результате исследований установлено, что эффективным методом снижения эмиссии запахообразующих веществ может стать

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 19. Вып. 4 (101)_

подкисление навозных стоков отходной серной кислотой до рН 5,3±0,2 ед, что позволит на практике применить экологический принцип безотходных технологий за счёт использований отходов химического производства для утилизации отходов сельскохозяйственного производства. В результате внедрения данного технологического решения в практику прогнозируется резкое сокращение количества дурнопахнущих отходов, особенно приоритетных загрязнителей аммиака и сероводорода, образующихся на свиноводческих предприятиях, существенное снижение запахового загрязнения и оздоровление экологической обстановки на близлежащих селитебных территориях.

Ключевые слова: свиной навоз, серная кислота, рН, атмосферный воздух, уреаза, запахообразующие вещества, аммиак, сероводород.

Для цитирования. Пилип Л.В. Метод очистки воздуха от запахообразующих веществ свинокомплексов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 4(101). С 137-146.

METHOD OF AIR CLEANING FROM ODOR-FORMING SUBSTANCES ORIGINATING

FROM PIG COMPLEXES

L.V. Pilip, Cand. Sc. (Veterinary)

Vyatka State Agricultural Academy, Kirov, Russia

Pig production is a source of intense odor pollution of atmospheric air. The enlargement of existing and construction of new complexes leads to a significant aggravation of the problem of odor pollution and numerous complaints of the population about the state of the environment. This situation determines the high relevance and practical significance of research aimed at solving the problem of reducing the emissions of odor-forming substances. The purpose of the work was to develop a sound approach to the cleaning of air polluted by emissions from large pig farms by decreasing the intensity of microbiological processes of manure decomposition by chemical methods. Experimental studies were carried out in laboratory conditions, taking into account the technological features of the pig industry. We used gravimetric, potentiometric and titrimetric methods. The object of the study was fresh (native) manure of 4 months-old pigs and the manure acidified with waste sulfuric acid produced by «HaloPolymer Kirovo-Chepetsk». It was found that manure acidification by the waste sulfuric acid to pH 5.3 ± 0.2 can become an effective method of reducing the emission of odor-forming substances that will make it possible to put into practice the environmental principle of waste-free technologies through the use of chemical waste for the disposal of agricultural waste. The forecast result of the introduction of this technological method into practice is a sharp decrease in the amount of odorous waste, especially ammonia and hydrogen sulfide, which are the priority pollutants generated on pig farms, and a significant reduction in odor pollution and improvement in the environmental situation in the nearby residential areas.

Key words: pig manure, sulfuric acid, pH, atmospheric air, urease, odor-forming substance, ammonia, hydrogen sulfide.

For citation: Pilip L.V. Method of air cleaning from odor-forming substances originating from pig complexes. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. N 4(101): 137 -146. (In Russian)

Введение

Программа импортозамещения

стимулирует развитие свиноводства в РФ. На сегодняшний день данная отрасль развивается в направлении создания и функционирования крупных свиноводческих комплексов с сосредоточением огромного поголовья на ограниченных площадях. По данным Министерства сельского хозяйства РФ положительная динамика производства мяса обеспечивается за счёт свиноводства и птицеводства. Так, в 2019 году производство свинины вырастет на 4% по сравнению с 2018 годом [5].

Функционирование крупных

свинокомплексов приводит к изменению экологической ситуации в близлежащих территориях и ухудшению здоровья не только свиней, но и человека. Данные свиноводческие комплексы максимально загрязняют атмосферный воздух, почву, поверхностные и грунтовые воды органическими соединениями, микро- и макроорганизмами. Они становятся поставщиками аммиака, сероводорода, оксида азота, двуокиси углерода, метана, диоксида серы, пыли в атмосферу. В исследованиях американских ученых было идентифицировано порядка 200 химических соединений, содержащихся в воздухе свиноферм. Находящиеся в зоне влияния таких предприятий экосистемы

подвергаются интенсивному загрязнению природных сред [2,3,6,7,13].

Основным поставщиком эмиссии газов в окружающую среду является навоз, продуцирующий при хранении углекислый газ, аммиак, сероводород, меркаптаны и другие летучие соединения. Отсутствие эффективных мер по защите населения, животных и окружающей среды стало предпосылкой для создания способа очистки воздуха от летучих пахнущих веществ, источником поступления которых являются

свинокомплексы с сохранением экологии окружающей среды [3,6].

Концентрация вредных газообразных примесей в помещениях свинарников зависит от планировочных решений, способов содержания животных, режимов навозоудаления, типа кормления, системы вентиляции и других причин [4,8,11].

Идеальные условия для накопления летучих пахнущих веществ складываются в системах хранения навоза, где смесь фекалий и мочи разлагается бактериями в анаэробных условиях. Свиной навоз содержит достаточное количество питательных веществ для

жизнедеятельности бактерий. В качестве факторов, ограничивающих

микробиологические процессы разложения навоза, выступают температура и рН. Наиболее широкий температурный диапазон жизнедеятельности характерен для бактерий рода Clostridium, принимающих активное участие в разложении навоза даже в области относительно низких температур.

Многочисленные исследования

свидетельствуют о том, что именно Clostridium в благоприятных условиях за счет разложения аминокислот вносит основной вклад в продуцирование летучих жирных кислот (ЛЖК). Вторым важнейшим продуцентом ЛЖК являются бактерии рода Eubacterium. Данный род имеет более узкий, чем Clostridium температурный диапазон активной жизнедеятельности, однако он характеризуется самой высокой

численностью [14,15].

Приоритетными запахообразующими веществами свинокомплексов являются аммиак (нитрид водорода) и сероводород (дигидросульфид). Не менее токсичными и «ароматными» являются соединения серы, такие как тиолы: метилмеркаптан (CH3SH) и этилмеркаптан (C2H5SH), известные как «запах хряка» и сульфиды, например диметилсульфид (CH3-S-CH3) и

диметилдисульфид (СН3-8-8-СИ3). Также свиной навоз является источником загрязнения атмосферы спиртами: метанол (СН3-ОН); альдегидами: этаналь (СН3-СОН), пропаналь (СН3-СН2-СОН), бутаналь (СН3-СН2-СН2-СОН); карбоновыми кислотами: этановая (СН3-СООН), пропановая (СН3-СН2-СООН), бутановая (СНз-(СН2)2-СООН), пентановая (СН3-(СН2)3-СООН), гексановая кислота (СН3-(СН2)4-СООН); сложными эфирами: этилформиат (НСООС2Н5); аминами: метиламин (СН3КН2) и диметиламин (СН3КНСН3). Ароматические органические соединения чаще

представлены аренами (толуол, ксилол), фенолами (фенол и крезол) и ароматическими аминами (скатол, индол) [9,13,14].

Современные подходы к решению проблемы загрязнения атмосферного воздуха выбросами свиноводческих предприятий, проведенные с помощью литературных источников, показали, что спектр применения физических, химических, биологических и механических способов очистки воздуха ограничен присутствием в помещениях живых существ, а также экономической составляющей. Наиболее дорогостоящими оказались физические способы очистки воздуха [8,11].

Целью исследования явилось создание эффективного способа очистки выбросов свиноводческих комплексов от

приоритетных загрязнителей в виде соединений азота и серы за счёт снижения интенсивности микробиологических

процессов, происходящих при разложении навоза.

Материалы и методы

Объектом исследования являлся свежий (нативный) навоз, полученный от свиней 4-месячного возраста, содержащихся на откорме на одном из крупных свиноводческих хозяйств Кировской области с общим поголовьем более 65000 голов.

Эксперимент проводили в условиях лаборатории. Влажность навоза

определялась гравиметрическим методом

рН определяли потенциометрически с помощью рН метра «рН-150 М». Для подкисления навоза использовали отходную серную кислоту (ООО «ГалоПолимер Кирово-Чепецк»). Массовая доля отходной кислоты составляла 86,99%, плотность 1,795 г/см3. Из исходной серной кислоты методом разбавления водой готовился рабочий раствор с массовой долей 8,7%.

Для изучения влияния рН на общую скорость газообразования навоза использовали метод вытеснения жидкости газами (рис.1).

Рис. 1 Установка для определения зависимости скорости газообразования от рН навоза:

1 - контрольная проба навоза с рН 7,4;

2 - опытная проба навоза с рН 5,3;

3 - контрольный сосуд;

4 - опытный сосуд; 5 - уровень газовыделения в контрольной пробе;

6 - уровень газовыделения в опытной пробе.

Эксперимент проводился в

термостатируемых условиях при

температуре 30оС и давление 762 мм рт. ст. Время наблюдений составило 5 суток. Для выполнения эксперимента использовался свежий свиной навоз, рН которого составлял 7,4±0,1. Для оценки влияния подкисления на скорость выделения газов, в свиной навоз добавлялся раствор серной кислоты, за счет чего рН снижался до уровня 5,3±0,2. Масса навоза в пробах составляла 200 г.

Концентрацию аммиака определяли титриметрическим методом (кислотно-основное титрование). Воздух,

контактирующий со свиным навозом, пропускали через поглотитель - 0,01 н раствор серной кислоты, находящийся в склянках Дрекселя. Не прореагировавшую с аммиаком серную кислоту в общем объёме титровали 0,01 н раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина. С учетом поправочного коэффициента и количества, пропущенного через поглотители исследуемого воздуха, приведенного к нормальным условиям, устанавливали концентрацию аммиака в мг/л. Исследования проводили на протяжении 5 суток. Титрование проводили трижды, расчёт брали по среднему значению.

Концентрацию сероводорода определяли аналогично, но используя метод иодометрии. Воздух, контактирующий со свиным навозом, пропускали через поглотитель -0,01 н раствор иода, находящийся в склянках Дрекселя. Не прореагировавший с сероводородом иод в общем объёме титровали 0,01 н раствором гипосульфита натрия в присутствии 0,5% раствора крахмала. С учетом поправочного коэффициента и количества, пропущенного через поглотители исследуемого воздуха, приведенного к нормальным условиям, устанавливали концентрацию сероводорода в мг/л. Исследования проводили на протяжении 5 суток. Титрование проводили трижды, расчёт брали по среднему значению.

Результаты и обсуждение

Основным источником негативного воздействия на окружающую среду в сельском хозяйстве является навоз животных и помёт птиц. При необоснованном выборе технологии переработки и неправильном использовании навоза, данный отход производства представляет угрозу окружающей среде. Суточное выделение навоза от свиней зависит от половозрастной группы, а также условий содержания и

кормления животных. Согласно РД-АПК 1.10.15.02-17 суточное выделение навоза от свиней зависит от половозрастной группы и составляет для животных на откорме до 6,5 кг в сутки. Следует отметить, что под количеством навоза понимается не только непосредственно экскременты свиней (кал и моча), но и расход технологической воды. При этом для расчёта укрупненной оценки суточного и годового выхода навоза для откормочных предприятий рекомендуется использовать коэффициент 10,25

помноженный на поголовье [1]. Таким образом, в год 1 двор на откорме может производить порядка 7,5 тысяч тонн, весь комплекс порядка 240 тысяч отходов в виде навозных стоков. На территории Кировской области находится 13 свиноводческих комплексов с меньшей мощностью, но все они являются источником эмиссии соединений азота и серы в окружающую среду.

В исследуемом откормочном помещении свиньи содержаться на щелевых пластиковых полах без подстилки с самосплавной системой удаления навоза. Навоз копится в ваннах (длина 21,5 м; ширина 2,4 м; глубина 0,65 м; объем 33,54 м3), которые освобождают путем открытия заслонки пробкового типа каждые 14 дней. Действующая на предприятиях система накопления навозных стоков в навозных ваннах способствует стабильно высокому поступлению аммиака и сероводорода в воздух свинарников, причем аммиак выделяется преимущественно из свежих стоков, занимающих верхнюю часть ванны. Таким образом, содержащиеся в помещениях животные находятся в сфере наиболее интенсивного поражения аммиаком.

Подкисление свиного навоза серной кислотой до рН 5,3 приводит к существенному снижению эмиссии газообразных веществ. Эмиссия

газообразных соединений из подкисленного навоза также увеличивается в процессе хранения, однако остается на более низком уровне, чем эмиссия газов из неподкисленного навоза (рН 7,4). Зависимость объёма выделившегося газа от рН среды на протяжении 5 суток отражена на рисунке 2.

культур. Гигиеническое значение аммиака в воздухе свободной атмосферы ничтожно, однако его превышение крайне опасно как для человека, так и для всей биосферы [3]. В связи с этим мероприятия, направленные на снижение эмиссии аммиака в окружающую среду имеют важнейшее природоохранное значение.

Зависимость концентрации аммиака и сероводорода от рН навоза представлена на рисунках 3 и 4.

Рис. 2 Объем выделяющихся газов из свиного навоза за весь период

Эмиссия газов из свиного навоза нарастает в процессе хранения соответствующего отхода в обогреваемых помещениях, т. е. количество выделяющихся газов определяется не только количеством накопленного навоза, но и временем нахождения навоза в навозных ваннах. Так, на 4-е сутки хранения навоза в анаэробных условиях общее количество выделяющихся газов достоверно возрастает в 2 раза (по сравнению с первыми сутками) и составляет 480±10 мл. При подкислении навоза до рН 5,33 объем газообразования был достоверно ниже показателей контрольной группы и достигал значений 142±5 через сутки, 225±8 через двое суток, 269±5 через трое суток и 289±7 через четверо суток. Снижение эмиссии газообразных продуктов

разложения навоза под влиянием серной кислоты в целом должно способствовать улучшению климата в помещениях для содержания животных и уменьшению нагрузки на системы вентиляции.

Более 90% всех антропогенных выбросов аммиака в окружающую среду вызваны содержанием животных и выращиванием сельскохозяйственных

Рис. 3 Зависимость концентрации аммиака от длительности хранения навоза

Концентрация аммиака возрастает на 2-е сутки в контрольной пробе (рН 7,4) до значения 7,2±0,6 мг/л. В опытной пробе с рН 5,3 также наблюдалось увеличение концентрации аммиака, однако до значения 1,6±0,2 мг/л, что достоверно ниже в 4,5 раза по сравнению с контрольной пробой. На 3-е, 4-е и 5-е сутки концентрация аммиака снижается в обеих пробах, однако в опытной пробе значения были в 4; 2,5 и 2 раза достоверно ниже, чем в контрольной соответственно и составляли 0,10±0,02, 0,20±0,03 и 0,30±0,01 мг/л.

Снижение выделения аммиака под влиянием подкисления можно объяснить инактивацией фермента уреазы. Уреаза является ферментом 5 класса - гидролазы и обладает специфическим свойством катализировать гидролиз мочевины до диоксида углерода и аммиака: СО(№)2 + Н2О ^ СО2 + 2КНз

Как любому ферменту уреазе свойственен рН-оптимум, то есть

оптимальное значение рН, при котором фермент проявляет максимальную активность. Такая активность для уреазы наблюдается при рН 7,4, что соответствует уровню рН свежего свиного навоза. Уменьшение рН до 5,3 приводит к снижению активности фермента. По литературным данным и нашим собственным исследованиям рН свежего свиного навоза находится в интервале от 6,6 до 7,7 [12,14].

Согласно опубликованным данным, подкисление свиного навоза до рН 5,5 приводит к уменьшению выделения аммиака на 60% [10]. Применение серной кислоты для обработки навоза практикуется в странах с развитым свиноводством (Дания, Швеция и др.). Для отечественной практики данный метод является новым и мало изученным. В связи с этим, выполненные исследования и полученные результаты могут представлять большой практический интерес.

Сероводород образуется при

бактериальном гниении белков, которые содержат в составе серосодержащие аминокислоты (метионин, цистин и цистеин). Источником его поступления в окружающую среду являются кишечные выделения животных, а также складированный и находящийся в подпольном пространстве в навозных ваннах навоз и навозные стоки. Однако даже в небольших концентрациях сероводород является одним из наиболее токсичных и опасных газов, а чувствительность к нему быстро снижается.

2,5

г 1,5 1

0,5 о

■ 2,59

^ЖЫ---

■<62 , -—» 1,95

—^—Подкисленный свиной

навоз до рН 5,33

■ кдиной навоз с рн !,И

-ШГОаЪ

2 3 4

Срокна&тодения, сугкп

Рис. 4 Зависимость концентрации сероводорода от длительности хранения навоза

Как в подкисленном, так и в неподкисленном навозе, выделение сероводорода с течением времени увеличивается. Это можно объяснить развитием гнилостной микрофлоры. Однако выделение сероводорода из подкисленного навоза в течение всего эксперимента находилось на более низком уровне, чем выделение сероводорода из неподкисленного навоза (на 5 сутки разница составляла 1,3 раза). Это можно объяснить неблагоприятным уровнем рН для жизнедеятельности гнилостной микрофлоры.

В результате микробиологических процессов деструкции сложных

органических веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и др.) в навозных стоках накапливаются

компоненты, обуславливающие изменение рН соответствующего отхода. Информация о направлениях изменения рН навоза в процессе хранения необходима для выполнения расчетов расхода реагентов для подкисления. Изучение изменений рН в свином навозе в процессе его хранения выполнялось в лабораторных условиях на протяжении 5 суток. Навоз хранился при температуре 30±2оС.

Согласно результатам эксперимента, в процессе кратковременного хранения (5 суток) нативного и подкисленного свиного навоза рН изменяется незначительно. При этом рН подкисленного навоза увеличивается от 5,33 до 5,85, а нативного уменьшается с 7,62 до 7,36. Увеличение рН подкисленного навоза необходимо учитывать при расчете расхода серной кислоты, используемой для обработки навозных стоков. Согласно полученным результатам, для снижения рН одной тонны свиного навоза (влажностью 88%) с 7,6 до 5,3 требуется 9,77 кг отходной серной кислоты (87% масс.).

Расход серной кислоты существенно зависит от влажности и состава исходного

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

навоза. Чем выше влажность навозных стоков, тем меньшим будет расход серной кислоты. Поскольку подкисляющее действие серной кислоты активно подавляется буферными системами навоза, снижение доли сухого вещества в стоках приведет к заметному уменьшению расхода реагента (Н^О^. Так, увеличение влажности с 88 до 98% эквивалентно повышению содержания сухого вещества в навозных стоках в 6 раз.

Следует отметить, что условия лабораторного эксперимента могут существенно отличаться от условий, складывающихся в производственных помещениях, а химический состав навоза зависеть от рациона, однако полученные результаты свидетельствуют о

перспективности использования серной кислоты для снижения эмиссии запахообразующих веществ из навозных стоков. Выводы

Уровень выделения приоритетных загрязняющих веществ аммиака и

сероводорода в подкисленном серной кислотой навозе снижается от 2 до 5 раз по аммиаку и от 1,3 до 1,7 раз по сероводороду в зависимости от суток хранения, достигая максимальных значений на 2-е сутки.

В процессе кратковременного хранения нативного и подкисленного свиного навоза рН изменяется незначительно. Для снижения рН одной тонны свиного навоза (влажностью 88%) с 7,6 до 5,3 требуется 9,77 кг отходной серной кислоты (87% масс.).

Подкисление навоза, находящегося в подпольном пространстве свиноферм, и являющегося источником соединений аммиака, серы и дурнопахнущей органики отходной серной кислотой уменьшает объём выделяющихся газов в 2 раза за счёт снижения интенсивности

микробиологических процессов,

происходящих при разложении навоза. Использование метода требует неглубокой модернизации системы навозоудаления на свинофермах.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Брюханов А.Ю., Шалавина Е.В., Васильев Э.В. Методика укрупненной оценки суточного и годового выхода навоза // Молочнохозяйственный вестник. 2014. - № 1 (13). С. 78-85.

2. Горлов И.Ф. Региональные проблемы животноводства // Антропогенная деградация ландшафтов и экологическая безопасность: Сборник научных трудов. Москва-Волгоград, 2000. С. 301-314.

3. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т., Шведов А.А. Эмиссия аммиака и ее последствия для окружающей среды // Вестник ВНИИМЖ. 2018. №1 (29). С. 42-49.

4. Найденко В.К. Модель для расчета количества выделяемых загрязняющих веществ на свиноферме // Перспективное

свиноводство: теория и практика. 2012. № 2. С. 5.

5. Официальный сайт Министерства сельского хозяйства и продовольствия Кировской области [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://dsx-kirov.ru (Дата обращения: 30.10.2019).

6. Пилип Л.В., Ашихмина Т.Я. Отходы свиноводческих комплексов - проблемы, пути решения // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Материалы XV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Киров: Вятский государственный университет. 2017. Книга 2. С. 180-183.

7. Пилип Л.В., Бякова О.В. Влияние токсикантов на объекты биотестирования // Инновационные достижения науки и техники АПК: Сборник научных трудов. Кинель: РИО СГСХА. 2018. С. 302-306.

8. Пилип Л.В., Сырчина Н.В. Новые подходы к дезодорации свиного навоза // Иппология и ветеринария. 2018. № 4 (30). С. 99-106.

9. РД-АПК 1.10.15.02-17. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета [Электронный ресурс]. - URL: http://docs.cntd.ru/document/495876346 (Дата обращения 30.10.2019).

10. Тарасов С. Скандинавский опыт снижения экологических рисков при интенсивном применении органических удобрений // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 3. С. 32-37.

11. Терентьев Ю.Н., Сырчина Н.В., Ашихмина Т.Я., Пилип Л.В. Снижение эмиссии запахообразующих веществ в условиях промышленных свиноводческих

предприятий // Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 2. С. 113-120.

12. Шалавина Е.В. Васильев Э.В., Брюханов А.Ю. Использование технологий глубокой переработки навоза для повышения экологической безопасности природной среды // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1 (98). С. 2019- 218.

13. Ciganek M., Neca J. Chemical characterization of volatile organic cjmpaunds on animal farms // Veterinary medicine. 2008. Vol. 53. № 12. P.641-651.

14. Zhu J.A review of microbiology in swine manure odor control // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2000. Ш. 78. Р. 103-106.

15. Zahn J.A., Hatfield J.L., Do Y.S., Dispirito A.A. Air pollution from swine production facilities differing in waste management practice // Odors and VOC Emissions 2000. Conference Proceedings. Hyatt Regency, Cincinnati, OH: Water Environment Federation. 2000. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://citeseerx.ist.psu.edu/ viewdoc/download (Дата обращения 30.10.2019).

REFERENCES

1 Briukhanov A.Yu., Shalavina E.V., Vasilev E.V. Metodika ukrupnennoj ocenki sutochnogo i godovogo vyhoda navoza/pometa [Methods of integrated estimation of daily and annual yield of animal/poultry manure].

Molochnohozyajstvennyj vestnik. 2014; N 1(13): 78-85. (In Russian)

2. Gorlov I.F. Regional'nye problemy zhivotnovodstva [Regional problems of animal husbandry. Antropogennaya degradatsiya landshaftov i ekologicheskaya bezopasnost': Sbornik nauchnykh trudov [Anthropogenic degradation of landscapes and environmental safety: Collection of scientific papers].

Moscow-Volgograd. 2000. 301-314. (In Russian)

3. Gridnev P.I., Gridneva T.T., Shvedov A.A. Emissiya ammiaka i ee posledstviya dlya okruzhayushchei sredy [Emission of ammonia and its consequences for the environment]. Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2018. №1 (29). S. 42-49. (In Russian)

4. Naidenko V.K. Model' dlya rascheta kolichestva vydelyaemykh zagryaznyayushchikh veshchestv na svinoferme [Model for calculating the amount of pollutants emitted at a pig farm]. Perspektivnoe

svinovodstvo: teoriya i praktika. 2012. N2. 5. (In Russian)

5. Ofitsial'nyi sait Ministerstva sel'skogo khozyaistva i prodovol'stviya Kirovskoi oblasti [Official website of the Ministry of Agriculture and Food of the Kirov Regio]. Available at: http://dsx-kirov.ru (accessed 30.10.2019). (In Russian)

6. Pilip L.V., Ashikhmina T.Ya. Otkhody svinovodcheskikh kompleksov - problemy, puti resheniya [Waste from pig breeding complexes - problems, solutions]. Biodiagnostika sostoyaniya prirodnykh i prirodno-tekhnogennykh sistem: Materialy XV Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii c mezhdunarodnym uchastiem. [Biodiagnostics of the state of natural and natural-technological systems: Proc. XV Rus. Sci. Prac. Conf. with int. part.]. Kirov: Vyatka State University. 2017. Book 2. 180-183. (In Russian)

7. Pilip L.V., Byakova O.V. Vliyanie toksikantov na ob"ekty biotestirovaniya [The effect of toxicants on biotesting facilities]. Innovatsionnye dostizheniya nauki i tekhniki APK: Sbornik nauchnykh trudov [Innovative Achievements of Science and Technology of the Agro-Industrial Complex: Coll. Sci. Papers]. Kinel': RIO SGSKhA. 2018. 302-306. (In Russian)

8. Pilip L.V., Syrchina N.V. Novye podkhody k dezodoratsii svinogo navoza [New approaches to the deodorization of pig manure]. Ippologiya i veterinariya. 2018. N 4 (30). 99-106. (In Russian)

9. Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu sistem udaleniya i podgotovki k ispol'zovaniyu navoza i pomyota RD-APK 1.10.15.02-17 [Management Directive for Agro-Industrial Complex1.10.15.02-17. Recommended Practice for Engineering Designing of Systems for Animal and Poultry Manure Removal and Pre-application Treatment]. Available at:

http://docs.cntd.ru/document/495876346 (accessed 30.10.2019). (In Russian)

10. Tarasov S. Skandinavskii opyt snizheniya ekologicheskikh riskov pri intensivnom primenenii organicheskikh udobrenii [Scandinavian experience of reducing environmental risks under intensive use of organic fertilizers]. Mezhdunarodnyi sel'skokhozyaistvennyi zhurnal. 2017. N 3. 3237. (In Russian)

11. Terent'ev Yu.N., Syrchina N.V., Ashikhmina T.Ya., Pilip L.V. Snizhenie emissii zapakhoobrazuyushchikh veshchestv v usloviyakh promyshlennykh svinovodcheskikh predpriyatii [Reducing the emissions of odorous substances in industrial pig breeding enterprises]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2019. N 2. 113-120. (In Russian)

12. Shalavina E.V. Vasilev E.V., Bryukhanov A.Yu. Ispol'zovanie tekhnologii glubokoi pererabotki navoza dlya povysheniya ekologicheskoi bezopasnosti prirodnoi sredy [Application of multi-stage manure processing technologies to improve ecological safety of natural environment]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. N 1 (98). 219- 218. (In Russian)

13. Ciganek M., Neca J. Chemical characterization of volatile organic compounds on animal farms. Veterinary medicine. 2008. Vol. 53. N 12. 641-651.

14. Zhu J.A review of microbiology in swine manure odor control. Agriculture, Ecosystems and Environment. 2000. Vol. 78. 103-106.

15. Zahn J.A., Hatfield J.L., Do Y.S., Dispirito A.A. Air pollution from swine production facilities differing in waste management practice. Odors and VOC Emissions 2000. Conference Proceedings. Hyatt Regency, Cincinnati, OH: Water Environment Federation. 2000. Available at: http://citeseerx.ist. psu.edu/viewdoc/download (accessed 30.10.2019).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.