CC BY
23
—
Обзоры
УДК 614.9:614.7
Канд. биол. наук В. Д. Фокина
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТХОДАМИ ЖИВОТНОВОДСТВА
Всесоюзный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по сельскому хозяйству, Москва
Высокая концентрация скота на фермах и откормочных площадках, характерная для современного животноводства, обеспечивает экономичное производство мяса, молока, яиц и вместе с тем вызывает необходимость сбора, обработки и утилизации большого количества навоза и помета, так как крупные животноводческие комплексы не располагают достаточной площадью земли, чтобы возвратить в природный круговорот эти отходы. Так, в США многие крупные животноводческие комплексы, на которых откармливают одновременно по 100—120 тыс. голов скота, и птицефабрики, где выращивают по 2 млн. кур-несушек, совсем не имеют сельскохозяйственных угодий или имеют их в ограниченном числе, что в еще большей степени усложняет проблему утилизации отходов, создавая опасность загрязнения окружающей среды.
Попадание отходов животноводческих предприятий в водоемы резко ухудшает качество воды, делая ее напригодной для потребления и вызывая гибель рыб. При повышенном поступлении отходов водоемы утрачивают способность к самоочищению. Откормочные площадки могут являться источником опасного загрязнения грунтовых вод нитратами, которые вымываются через верхние слои почвы. Результаты исследований показали, что концентрация азотных соединений в почве на глубине 15 см от поверхности откормочной площадки составляла 51 часть на миллион (Brown). Наряду с этим отходы животноводства могут быть потенциальными носителями возбудителей ряда инфекционных заболеваний — бруцеллеза, холеры, лептоспироза и др.
При избыточном или неправильном использовании навоза в качестве удобрения возникает опасность загрязнения почв, что в свою очередь тесно связано с загрязнением воздуха, поверхностных и подземных вод. Внесение навоза в мерзлую почву или без заделки в почву служит причиной загрязнения вод. Разложение навоза, находящегося на поверхности почвы, вызывает и загрязнение воздуха. При этом в воздух поступают токсичные продукты распада, такие, как метан, аммиак и сероводород. Последний обнаруживается в воздухе по запаху даже в небольших концентрациях — 1—2 части на миллион (West). Метан в высоких концентрациях образует с воздухом взрывоопасные смеси. Наиболее остро проблема загрязнения воздуха в результате разложения отходов животноводства стоит в закрытых помещениях, где возросли случаи отравления животных навозными газами.
В последние годы в ряде стран приняты законы и постановления, направленные на охрану окружающей среды от загрязнения отходами животноводства (Frazier). Так, в законе об охране вод, принятом в 1972 г. в США, значительное внимание уделяется охране водных источников от загрязнения отходами животноводства. Новый закон предусматривает внедрение стандартов с целью уменьшить уровень загрязнения вод и возлагает полномочия по контролю за предприятиями, являющимися источниками загрязнения, на Агентство по охране окружающей среды; последнее разработало программу очистки вод, предусматривающую внедрение к
1977 г. стандартов качества воды и улучшенной технологии очистки ее.
В ряде штатов США приняты свои законы и введены специальные инструкции для фермеров, излагающие основные требования к животноводческим предприятиям об охране окружающей среды. Этими инструкциями установлены максимальные размеры площадок, ширина санитарных зон вокруг них, емкость прудов и лагун для сбора стекающих с площадок дождевых вод.
Большое внимание уделяется правильному размещению животноводческих предприятий. Так, в штатах Висконсин, Миннесота, Юта и некоторых других запрещено строительство откормочных площадок на морских и океанических побережьях, в карстовых районах, вблизи территорий, предназначенных для отдыха, а также на расстоянии менее 30 м — 1,6 км (с учетом различных условий) от населенных пунктов и судоходных рек. Загоны откормочных площадок не рекомендуется устраивать на склонах, угол наклона которых превышает 4—6° (Connor).
В США и других странах существует несколько способов уборки навоза в зависимости от его вида и консистенции, а также типа и размеров животноводческих предприятий. Твердый навоз из животноводческих помещений убирают скребковыми транспортерами, а на откормочных площадках — бульдозерами. После уборки навоза его сразу вносят в почву или транспортируют в особые хранилища, расположенные вблизи животноводческих помещений. Хранение навоза может осуществляться также на специальных бетонных площадках, где его перерабатывают анаэробным способом. В ряде помещений применяют конструкции с щелевыми полами, под которыми находятся навозохранилища. В последние годы в США все большее распространение находят системы уборки и утилизации жидкого навоза с помощью гидросмыва; эти системы, требуя сравнительно больших капитальных вложений и дополнительного оборудования, позволяют полностью механизировать и автоматизировать процессы уборки и переработки навоза, избежать использования подстилочных материалов, экономить затраты рабочей силы, а также хранить жидкий навоз в течение продолжительного времени (до года) с минимальными потерями питательных веществ.
Жидкий навоз перерабатывают несколькими методами. Наиболее просты и поэтому наиболее распространены анаэробные системы. Вблизи населенных пунктов во избежание неприятного запаха строят аэробные лагуны с механической аэрацией и аэробные пруды с естественной аэрацией. В таких лагунах и прудах происходит разложение питательных веществ навоза с помощью аэробных бактерий. В прудах аэрация воды происходит естественным способом за счет большой поверхности хранилища. В лагунах применяют насосы, насыщающие жидкий навоз кислородом. В ряде университетов США проведены опыты использования анаэробных и аэробных лагун для выращивания некоторых видов водных растений с целью более быстрого разложения навоза и получения корма для животных. В Айовском университете проведен опыт выращивания в анаэробной лагуне водяного гиацинта, урожай которого за лето составил 160 т зеленой массы с гектара.
Имеются системы, сепарирующие навоз на твердую и жидкую фракции (с помощью центрифугирования или на вибрационных установках), жидкая фракция при этом перерабатывается в окислительных траншеях, а твердая компостируется аэробным методом или подвергается сушке с последующим внесением в почву. Применение этих систем позволяет полностью автоматизировать уборку, переработку и хранение навоза.
Серьезную проблему представляют скопление больших количеств навоза на откормочных площадках и возникающая в связи с этим опасность смыва загрязненных стоков с таких площадок в окружающие водоемы. Основные мероприятия по предотвращению и уменьшению стока с откормочных площадок включают строительство дамб и отводных каналов. Для
сбора сточных вод с откормочных площадок устраивают водосборные пруды или рвы, располагаемые ниже откормочных площадок.
В штате Калифорния в долине Сан-Жоакин местным отделом водных ресурсов совместно со специалистами Агентства по охране окружающей среды проведены исследования по разработке методов очистки стоков с откормочных площадок, в частности удаление нитратов биологическими методами, с помощью бактериальных фильтров и путем выращивания водорослей. Содержание азота в загрязненных водах уменьшалось при этом с 20 до 2 мг/л в течение 5 дней в летний период и в течение 16 дней в зимний. Высушенные водоросли использовали для кормления скота или вносили в почву в качестве удобрения (Gianelli).
Новым направлением в разработке методов утилизации животноводческих отходов является использование их в качестве топлива. Метод переработки навоза и других органических отходов в сырую нефть предложен научно-исследовательским отделом Министерства горной промышленности США. Из 2 т сухого навоза получали 1 т сырой нефти. Теплотворная способность изготовленной из навоза нефти составляла 7700—8000 ккал/с на 1 кг. Искусственная нефть при сжигании значительно меньше загрязняла атмосферу, так как содержание в ней серы не превышало 0,35%. По подсчетам специалистов, переработка всех сельскохозяйственных органических отходов во всех странах мира предлагаемым способом позволила бы ежегодно получать более 340 млн. тонн нефти.
Решениями XXIV съезда КПСС и Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 16/1V 1971 г. «О развитии производства продуктов животноводства» предусмотрена дальнейшая специализация и концентрация животноводства в нашей стране. В соответствии с этим в ближайшие годы будет построено 1170 промышленных животноводческих комплексов, а также реконструировано и построено 585 птицефабрик. При этом необходимо учитывать передовой отечественный и зарубежный опыт эксплуатации аналогичных объектов. В частности, серьезное внимание должно быть уделено разработке наиболее эффективных систем сбора, переработки и утилизации отходов животноводства на таких комплексах с тем, чтобы предотвратить опасность загрязнения ими окружающей среды и обеспечить возможность их использования в качестве сырья для производства удобрений.
ЛИТЕРАТУРА. Вгогоп Н. Nitrogen pollution in Illinois agriculture. — «Crops and Soils.», 1972, v. 24, p. 14—15.—Connor L. A summary of state regulations pertaining to animal waste management. —«Agrie. Econ. Rep.», 1971, № 193, p. 1 — 25. — Wisconsin sets rules on waste management. — «Farm Build. Nervs», 1972, v. 6, p. 19. —Frazier R. Water pollution act a new economic pressure on producers, processors of poultry and meat. — «Feedstuffs», 1972, v. 44, p. 28—29. — Gianelli W. Remuvai of Nitrogen from drainage, a Summary Report. Los Angeles, 1971, p. 1—30.— West B. S. The pollution potential of animal wastes. — «Agrie. Bull.», 1971, Ifr 15, p. 7—9.
Поступила 27/Xl 1975 r.
