CC BY
43
Таким образом, хотя в Тульской области сохраняется напряженная радиологическая обстановка, связанная с повышенными уровнями аккумуляции 137Cs в почвах, переход радионуклида из почв в потребляемую часть растительной продукции имеет относительно незначительные параметры, при которых вклад 137Cs в формирование общей дозы гамма-излучения не превышает 5-14%.
Это согласуется с оценками, проведенными на основе анализа обширной базы данных проекта МАГАТЭ «Environmental Modeling for Radiation Safety», в кото-
рых определяется экологическая безопасность получения урожая зерновых и многолетних трав на радиоактивно загрязненных землях суглинистого состава при плотности поверхностного загрязнения почв 1000-2000 кБк/м2 и 3000-900 кБк/м2 соответственно [7, 8]. В этой связи правильный подбор культур сельскохозяйственного севооборота, агротехнических и агрохимических мероприятий, а также контроль содержания 137Cs в почвах и растениях способны обеспечить приемлемое в радиоэкологическом отношении качество растениеводческой продукции.
Литература
1. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 г. - М., 2010. - 452 с.
2. Государственный доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в Тульской области в 2009 г. - Тула, 2010. - 171 с.
3. Сельскохозяйственная радиоэкология / ред. Р.М. Алексахин, Н.А. Корнеев. - М., 1992. - 400 с.
4. Закон от 15 мая 1991 г. № 1244-1 «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации, вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС».
5. Кузнецов В.К., Санжарова Н.И. Горизонтальная миграция искусственных радионуклидов при различной степени задерновоности поверхности почв // Экология, 1997, № 2. - С. 150-152.
6. Титаева Н.А. Ядерная геохимия Учебник Издательство: МГУ. Издательство, 2000 г. - 336 с.
7. Санжарова Н.И., Фесенко С.В., Шубина О.А., Исамов Н.Н., Санжаров А.И. Пересмотр параметров миграции радионуклидов в агроэкосистемах // Радиационная биология. Радиоэкология, 2009, Т. 49, № 3. - С. 268-276.
8. Спиридонов С.И., Мошаров О.В., Соломатин В.М., Панов А.В., Фесенко С.В. Оценка степени загрязнения почв 137 Cs, допускающей получение нормативно чистой сельскохозяйственной продукции, на основе математических моделей перехода радионуклида в растения // Сельскохозяйственная биология, 2008, № 5. - С. 53-57.
УДК 631.862
ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА
С.И. Тарасов, к.б.н.
ВНИИ органических удобрений Россельхозакадемии, e-mail: [email protected]
В статье показана проблематика использования бесподстилочного навоза, помета в хозяйствах страны. Представлены перспективные направления развития технологий и технических средств производства и хранения полужидкого и жидкого навоза, помета, а также животноводческих стоков.
Ключевые слова: навоз, помет, животноводческие стоки, производство, хранение, перспективные технологии, технические средства.
QUESTIONS AND TASKS OF PRODUCTION AND STORAGE OF LIQUID MANURE
S.I. Tarasov
The article shows the problems of the use of liquid manure in the farms of the country. The prospective directions of development of technologies and technical means ofproduction and storage of semi-liquid, liquid manure, dung and livestock wastes.
Keywords: manure, dung, livestock wastes, production, storage, perspective technologies, technical means.
Индустриализация животноводства в Российской Федерации осуществляется с учетом мировой практики введения в эксплуатацию мегакомплексов и мегаферм. Вместе с тем многочисленные животноводческие комплексы и птицефабрики в РФ построены и введены в эксплуатацию с бесконечным уточнением и корректировкой технологических проектов, а также без учета экологических последствий их деятельности, что обусловило резкое увеличение нагрузок на окружающую среду, в первую очередь, из-за несовершенства технологий утилизации бесподстилочного навоза и помета (таблица).
Прогноз выхода навоза и помета в сельско-
хозяйственных организациях РФ, млн. т
Вид органических удобрений 2010 г. 2020 г.
Подстилочный навоза и помет 35,6 45
Полужидкий навоз и помет 44,3 60
Жидкий навоз и помет 62,3 140
Навозные стоки 38,1 60
Компосты 42,9 55
Всего, физическая масса 223,2 360
в пересчете на подстилочный навоз 132,2 178
Согласно данным экологической комиссии Европейского Совета [1], свыше 80% аммиака, загрязняющего атмосферный воздух, и 10% метана, разрушающего озоновый слой, поступает из навоза и помета при их хранении в открытых накопителях и несвоевременной заделке в почву. Значительную опасность окружающей среде несут содержащиеся в навозе остаточные количества дезинфицирующих веществ, различных медикаментозных препаратов, антибиотиков, транквилизаторов, применяемых на животноводческих комплексах и птицефабриках для санитарной обработки производственных помещений и профилактики заболеваний животных и птицы. Навоз и помет также служат факторами передачи более 100 видов различных возбудителей болезней животных и человека, выживаемость которых с увеличением влажности резко возрастает [2].
Как свидетельствует практика эксплуатации индустриальных животноводческих комплексов и птицефабрик, игнорирование экологического подхода к утилизации полужидкого и жидкого навоза, помета, навозных и пометных стоков обусловило резкое снижение качества продукции растениеводства, опасное загрязнение грунтовых и поверхностных вод, воздушного бассейна, рост заболеваемости животных и населения. Уровень заболеваемости населения в районах функционирования крупных животноводческих предприятий и птицефабрик в 1,6 раза превышает ее средний показатель в РФ. Районы расположения индустриальных животноводческих и птицеводческих объектов, как правило, экологически неблагополучны, а в ряде случаев определяются как зоны экологического бедствия. Наибольший уровень экологических нагрузок испытывают поля утилизации бесподстилочного навоза и помета. Площадь полей, загрязненных органогенными отходами, в т.ч. животноводства и птицеводства, превышает 2,4 млн. га, из которых 20% сильно загрязнены, 54% - загрязненные, 26% - слабо загрязненные [3]. Наличие данных земель служит постоянным источником загрязнения биосферы. Экологический ущерб от нарушений регламентов использования бесподстилочного навоза и помета оценивается в 150 млрд. руб. [4].
Согласно планам развития животноводства в 20112020 гг. объемы производства полужидкого, жидкого навоза и помета, навозных и пометных стоков увеличатся на 35% (от 145 млн. т в 2010 г. до 260 млн. т в 2020 г.). В структуре органических удобрений доля бесподстилочного навоза и помета превысит 70%. Существенный рост объемов производства бесподстилочного навоза и помета актуализирует необходимость решения проблем, связанных с разработкой экологически безопасных, высокоэффективных технологий их использования.
В отличие от традиционных видов органических удобрений бесподстилочный навоз и помет характеризуются низким содержанием органического вещества, биогенных элементов, их несбалансированным соотношением, высоким инфекционным и инвазионным потенциалом. В этой связи одним из важнейших направлений в проведении совместных исследований следует рассматривать работы, направленные на повышение качества и безопасности использования полужидких и жидких навоза, помета и животноводческих стоков.
На уровне государственного стандарта (ГОСТ Р 53117-08) специалистами ВНИИОУ Россельхозакадемии впервые разработаны технические условия на все виды
бесподстилочного навоза и помета, декларирующие требования к их производству, составу, свойствам, методам контроля, условиям хранения, транспортирования и безопасности применения. Учитывая рост инвестиций в АПК РФ, в строительство новых животноводческих комплексов и птицефабрик, возводимых, как правило, по западным проектам и технологиям, очевидной становится необходимость проведения работ по гармонизации российских, международных и европейских норм, регулирующих оборот органических удобрений [5, 6].
Известно, что одним из факторов, обусловливающих низкое качество бесподстилочного навоза и помета, является чрезмерное содержание в них технологической воды. Как правило, на существующих свинокомплексах влажность стоков составляет 98,3-99,1%. Снижение влажности лишь на 1,5-2% позволяет сократить объемы бесподстилочного навоза вдвое, соответственно вдвое увеличить содержание в нем биогенных элементов. В целях энерго- и ресурсосбережения, экологической безопасности крайне востребованы технологии по безводной, маловодной, рециркуляционной системам удаления экскрементов, созданию надежных скреперных установок для удаления навоза, погружных высоконапорных насосов, малогабаритных машин по уборке щелевых полов, а также по разработке низкозатратных моечных устройств, обеспечивающих производство бесподстилочного навоза и помета с высоким содержанием сухого вещества и биогенных элементов.
В целях улучшения физических характеристик бесподстилочного навоза и помета предстоит создание высокопроизводительных, надежных технических средств нового поколения по их разделению на фракции и гомогенизации (центрифуги, дуговые сита, виброгрохоты, измельчители нового типа). Усовершенствованная техника должна обеспечить снижение затрат труда и энергоемкости на 33-42%, эксплуатационных затрат на 30-40%, металлоемкости - в 3 раза [7]. Данные работы радикально снизят ежегодный выход жидкого навоза, помета и животноводческих стоков, позволят резко сократить затраты на их удаление, хранение, транспортирование и внесение.
Для повышения качества бесподстилочного навоза и помета необходимо использовать биотехнологические приемы их переработки. Для этого разработаны многочисленные биопрепараты по гомогенизации, обеззараживанию, обезвреживанию бесподстилочного навоза и помета, улучшению их седиментационных и реологических свойств [8]. Однако отсутствуют работы по увеличению содержания в бесподстилочном навозе, помете биогенных, микроэлементов, физиологически активных соединений. Инокуляция навоза азотфиксаторами позволяет увеличить урожайность сельскохозяйственных культур на 15-20%. Совместная обработка навоза, помета азотфикса-торами и ингибиторами нитрификации повышает продуктивность - на 22-25% [8]. Одним из перспективных направлений исследований следует признать разработку технологий производства высокоэффективных микробных удобрений полифункционального действия на основе бесподстилочного навоза и помета.
В настоящее время разработаны различные химические, физические приемы санации полужидкого, жидкого навоза, помета, животноводческих стоков. Однако из-за высокой затратности и энергоемкости данные технологии практически ни в одном хозяйстве РФ не приме-
няют. В соответствии с результатами экспертных исследований наиболее эффективной технологией санации бесподстилочного навоза и помета служит их метанге-нерация, позволяющая получить экологически безопасные органические удобрения и биогаз. В хозяйствах РФ по причинам несовершенства биоэнергетических установок и высокой стоимости технологии анаэробной переработки навоза и помета они не получили распространения. В соответствии с зарубежным опытом эксплуатации биоэнергоустановок радикально повышают эффективность метангенерации следующие способы: аэробная переработка навоза, помета совместно с растительными остатками; раздельная ферментация жидкой и твердой фракций навоза и помета. В этой связи актуальна разработка индиректных технологий, комплектов оборудования нового поколения глубокой анаэробной переработки бесподстилочного навоза, помета в жидко- и твердофазном режиме, обеспечивающих производство биогаза, экологически чистых органических удобрений, кормовых добавок, витаминных препаратов.
В США в рамках Федеральной программы «Альтернативное будущее» разработаны и внедрены в производство термохимические технологии, позволяющие из навоза свиней при различных температурных режимах и высоком давлении получить нефтепродукты. Выход нефти из сухого вещества экскрементов по данной технологии составляет в среднем 48%. Нефть, полученная на выходе, по своим качественным характеристикам превосходит нефть марки Brent, Urals. Себестоимость свиной нефти составляет 10 $/баррель [9]. В РФ специалистами ООО «Эко-БиоПром» (г. Новочеркасск) разработана и внедрена в производство технология гидротермального окисления жидкой фракции бесподстилочного навоза и помета водой, находящейся в сверхкритическом состоянии при температуре 500°С и давлении в 230 атмосфер, позволяющая получать бензин, дизельное топливо и парафин. Основными недостатками технологии являются высокая себестоимость производства топлива и низкое его качество. В целях энергосбережения, охраны окружающей среды другим перспективным направлением исследований необходимо признать разработку технологий термохимической конверсии бесподстилочного навоза, помета
в альтернативное углеводородное топливо.
Для предприятий индустриального животноводства с крайне ограниченной площадью земельных угодий большой интерес представляют технологии искусственной (в системе аэротенков) и естественной биологической очистки бесподстилочного навоза и помета. Как свидетельствуют экспертные исследования [10], использование новых типов аэраторов, озонирования, биоабсорберов позволяет очистить жидкую фракцию бесподстилочного навоза, помета и животноводческих стоков до уровня их сброса в открытые водоемы.
Основным фактором, ограничивающим продвижение модернизированных, высокоэффективных биоустановок, служит высокая их стоимость и энергоемкость. Реконструкция имеющихся очистных сооружений, как правило, по стоимости превосходит затраты на организацию самих животноводческих комплексов и птицефабрик. По этой причине одним из важных направлений исследований следует признать разработку низкозатратных, высокоэффективных технологий, комплектов оборудования нового поколения искусственной биологической очистки жидкой фракции бесподстилочного навоза, помета и животноводческих стоков до уровня их сброса в открытые водоемы.
В рамках международных экологических обязательств по снижению эмиссии парниковых и токсичных газов крайне актуальным представляется сотрудничество в исследованиях по разработке экологически безопасных технологий хранения навоза и помета в закрытых накопителях анаэробного типа. Моделями - прообразами безопасных, низкозатратных накопителей анаэробного хранения навоза и помета могут быть лагуны на основе полимерных материалов, геотекстиля, мобильные металлические, железобетонные накопители, оборудованные приборами по сбору и утилизации эмиссирующих газов. В ряде хозяйств индустриального животноводства проводят комплексную оценку эффективности эксплуатации аналогичных накопителей. На сегодняшний день в РФ уровень обеспеченности хозяйств наво-зо-, пометонакопителями составляет 80%, но лишь 7% из них отвечают современным требованиям хранения бесподстилочного навоза и помета.
Литература
1. Буренки - вредители // Newsweek, 18-24.10, 2006. - С. 43.
2. Опасные антибиотики // Kulturchronik, 2001, № 1. - С. 52.
3. Свинцов И.П. Научно-техническое совещание по применению органических удобрений // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2000, № 6. - С. 82.
4. Овцов Л.П. Технология обеззараживания и утилизации жидкого навоза и навозных стоков животноводческого предприятия и агрокомплекса // Технологические решения утилизации отходов птицефабрик и животноводческих комплексов - М.: МСХ РФ, 1997. - С. 117-128.
5. Регламент Европейского Парламента и Совета ЕС 1069/2009 от 21.10.2009 «Излагающий санитарные нормы в отношении побочных продуктов животного происхождения и производимых продуктов, не предназначенных для потребления человеком, и отменяющий Регламент ЕС №1774/2002 Регламент по побочным продуктам животного происхождения».
6. Регламент Европейского Парламента и Совета ЕС 2003/2003 от 17.10.2003, касающийся удобрений.
7. Гриднев П.И., Гриднева Т.Т., Романюк В. Направления развития технологий и технических средств уборки и подготовки навоза к использованию // Вестник Россельхозакадемии, 2002, № 1. - С. 37-40.
8. Михайлина В.И. Добавки в бесподстилочный навоз // Химия в сельском хозяйстве, 1986, № 1. - С. 75-77.
9. Петухов С. Истина в свинье // Коммерсантъ Власть, 2004, № 15. - С. 59-60.
10. Разяпов Р.А. Предложения по строительству и реконструкции очистных сооружений навозных сточных вод свинокомплекса // Технологические решения утилизации отходов птицефабрик и животноводческих комплексов. -М.: МСХ РФ, 1997. - С. 82-98.
