CC BY
39
его отделениях были практически уничтожены, в народе они получили название “лысые горы’.’Только сейчас началось их медленное восстановление, хотя для выпаса животных они не используются уже в течение 8-10 лет. Анализ пастбищ на склонах возле деревни Шахи, бывшем отделении совхоза “Прутской’,’ показал, что идет не первоначальное восстановление травостоя, а на бывших пастбищах начинает расти бурьян.
Таким образом, в период 1992-1999 гг. произошло снижение антропогенной нагрузки животноводства на ландшафт края. Это также подтверждается данными B.C. Мещерякова; В.К. Калпокаса (2002). Они указывают на то, что в крае насчитывается 1196,6 тыс. га сенокосов и 2720,7 тыс. га пастбищ, но в настоящее время в обороте находится только 35% естественных пастбищ и сенокосов. Резкий сброс поголовья овец привел к тому, что нужно сейчас решать проблемы, связанные с большим количеством неиспользованных кошар и пастбищ, а также экономическими показателями финансовой деятельности сельскохозяйственных предприятий. Продукция животноводства, реализованная сельскохозяйственными предприятиями, была нерентабельна в 1996,1997,1998 гг. (- 33,6; -45,6;-43,3% соответственно). В 1999-2000 гг. положение в области животноводства стало меняться в лучшую сторону. Спад
производства продукции животноводства прекратился, оно стало рентабельным, но уровень рентабельности очень низок. В 2001 г. с учетом субсидий он составил всего 0,9%. Для сравнения: уровень рентабельности продукции растениеводства с учетом субсидий составил в 2001 году 49,0%. Возрождать животноводство Алтайского края нужно, но необходимо к этому подходить с точки зрения здравого смысла, производить точный расчет пастбищной нагрузки, действовать по принципу “Загрязнитель платит? -
С экологической точки зрения период застоя с 1992 по 1999 гг. в области животноводства должен благоприятно отразиться на природных ресурсах Алтайского края.
Литература
1.Красноярова Б.А. Территориальная организация аграрного природопользования Алтайского края. - Новосибирск: Наука, 1999.- 161 с.
2.Сельское хозяйство в России: Статистический сборник. - М.: Госкомстат России, 2001. - 414 с.
3. Мещеряков B.C., Калпокас В.К. Мясное скотоводство Алтая // Пятая региональная научно-практическая конференция “Проблемы инновационного развития АПК Алтайского края в переходных условиях” (11 апреля 2002 г.) // Вестник АГАУ- Барнаул, 2002. - С. 185-186.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД АЛТАЙСКОГО КРАЯ ОТХОДАМИ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ТВ. Лобанова, В. И. Лобанов, В. И. Пидунова
В гидрографическом отношении Алтайский край делится на две части: бассейн верхнего участка Оби, занимающий 70% территории и формирующий 53 км* ежегодного поверхностного стока, и бассейн замкнутого стока Кулундинской равнины, формирующий только 0,5 км* сгока. Объем забираемой воды из поверхностных водных объектов составля-
составляет 76343,32 т/год. При общем анализе по всем водным объектам наблюдается тенденция к росту загрязнения рек по таким веществам, как нефтепродукты, фенолы, увеличивается содержание органических веществ (БПК5), что говорит о техногенном загрязнении. Основным источником поступления азота общего (азот нитритов, азот нитратов, азот аммоний-
ет в среднем 394,78 млн.м5/год. Массовый ный), нефтепродуктов в водные объекты сброс загрязняющих веществ в среднем являются животноводческие фермы.
хозяйственно-бытовые сточные воды, а также сточные воды предприятий коксохимической, лесохимической, химической и пищевой промышленности (Кормаков
В.И., 2002).
Предприятия пищевой промышленности играют не последнюю роль в загрязнении водных объектов, т.к. отличаются большим удельным расходом воды и сбросом сильно загрязненных стоков. По составу сточные воды пищевых предприятий отличаются большим содержанием азотистых соединений, фосфорнокислых и калийных солей.
Анализ деятельности мясоперерабатывающей промышленности Алтайского края показал, что в городах сбросы, имеющие загрязняющие вещества с крупных предприятий, производятся в сети городской канализации, где происходит их очистка, кроме хлоридов. Они в полном объеме попадают в поверхностные воды рек Алтайского края.
Вместе со сточными водами из бойни отводятся значительные количества жира. На каждую забитую голову скота приходится 1,2-1,8 кг, а на свинью - 0,4-0,б кг жира. Жир из сточных вод отделяется в специальных жироуловителях, а затем из них удаляется механически. Наличие жира в сточных водах приводит к забиванию канализационных сооружений и мешает их прохождению и биологическим процессам очистки стоков (Вода и сточные воды в пищевой промышленности, 1972).
Следует отметить, что на некоторых предприятиях не установлены жироловушки. По данным Барнаульского водоканала (2002), частное предприятие “Рики’,’ организованное в 1998 году и обладающее значительными мощностями (выручка от реализации в 2001 г. составляла 40454 тыс. руб.), не устанавливает жироловушки, тем самым является сильным загрязнителем канализационной сети г. Барнаула.
Мелкие мясоперерабатывающие предприятия городов Алтая, например, колбасный цех “Смак’,’снабжены выгребными ямами. По данным Б.А. Краснояровой
(1999), до 90-х годов предприятия перерабатывающей промышленности были сконцентрированы преимущественно в городах и райцентрах. В настоящее время из общего количества предприятий, цехов (1181) 80% находится в хозяйствах края, в том числе мясных - 88,3%. Эти предприятия производят сброс отходов на поля фильтрации.
Анализ данных, представленных Государственной водной службой (2002), показал, что только одно предприятие мясоперерабатывающей промышленности на протяжении нескольких лет является загрязнителем поверхностных природных объектов. Это АО “Заря” - мясокомбинат в селе Налобиха Косихинского района. Объем стоков, имеющих загрязненные вещества, в 1991 г. составил 0,18 млн. куб.м. В водную среду Алтая попали жиры и масла - 10,44 т, азот аммонийный -5,11 т, хлориды - 0,05 т, сухой остаток - 0,15 т, взвешенные вещества - 0,10*тыс. т, БПК полный - 0,01 тыс. т. К 2001 г. объем стоков, имеющих загрязняющие вещества, уменьшился на 38,9% и составил 0,11 млн. куб.м.
Загрязнение поверхностных вод Алтайского края произошло по сухому остатку, хлоридам, азоту аммонийному, жирам и маслам. Однако их количество к 2001 г. резко сократилось на 73,3; 40; 86; 68,1% соответственно. Это связано с тем, что в годы перестройки особенно пострадала мясная промышленность. Б.А. Красноя-рова (1999) отмечает, что имеющиеся сегодня в крае мощности на предприятиях различной формы собственности используются слабо: при переработке на мясо скота и птицы - только 22,4%. Несмотря на это, приведенные выше данные говорят о том, что на протяжении длительного времени АО “Заря’-мясокомбинат в результате сбросов, имеющих загрязняющие вещества, привел к росту содержания органических веществ (БПК.) в водной среде Алтайского края. В нее поступали жиры, азот аммонийный, сухой остаток, в котором половину составляют органические вещества.
К росту БПК5 приводит деятельность маслосыродельной и молочной промышленности, т.к. их производственные стоки загрязнены в основном органическими веществами в виде водных растворов и коллоидных суспензий. Содержатся в них и примеси минерального происхождения, которые попадают в сточные воды при мойке плиточных полов и бидонов. Так как в сточных водах содержатся белковые вещества, углеводы и жиры, они быстро подвергаются загниванию и закисанню. Наступает сбраживание молочного сахара в молочную кислоту, что приводит к осаждению казеина и других протеиновых веществ. Загнивание последних сопровождается выделением очень неприятного запаха. Самыми опасными для водоемов являются сточные воды, сбрасываемые при производстве казеина, твердых сыров и творога (Вода и сточные воды в пищевой промышленности, 1972). Анализ данных, представленных Государственной водной службой (2002), показал, что всего за период с 1991 по 2001 гг. было забрано и получено воды маслосыродельной и молочной промышленностью 27,76 млн. куб. м., однако ^ 1991 по 2001 гг. произошло уменьшение этого показателя на 38,2%. Сброс сточных, транзитных и других вод составил в этот период 17,42 млн. куб. м. С 1991 по 2001 гг. произошел спад сброса этих вод на 27,1%. В 1991 г. он составил 1,99 млн. куб. м, в 2001 г. - 1,45 млн. куб. м. Произошло резкое уменьшение сброса сточных вод в поверхностные водные объекты за этот период на 95,4%, из них загрязненных - на 94,1%. В 1991 г. сброс загрязненных вод маслосыродельной и молочной промышленности составил 0,17 млн. куб. м, а в 2001 г. - 0,01 млн. куб. м, что также связано с уменьшением мощностей предприятий пищевой промышленности Алтая. По данным Б.А. Краснояровой (1999), мощности на предприятиях молочной промышленности используются только на 40%. Из таблицы 1 также видно, что загрязненные стоки не подлежали очистке. Всего за И лет, с 1991 по 2001 гг.,
было сброшено стоков, содержащих загрязняющие вещества, 1,26 млн. куб. м.
Характеристика загрязняющих веществ за период с 1991 по 2001 гг. дана в таблице 2. Анализ данных позволяет говорить, что загрязнение шло за счет БП К полного - всего за этот период было сброшено 0,11 тыс. т, взвешенных веществ
- всего 0,66 тыс. т, сухого остатка - 1,51 тыс. т. Причем за указанный период произошло увеличение указанных веществ: взвешенных веществ - на 53,6%, сухого остатка - на 63%. Сброс сульфатов составил 0,05 тыс. т и был произведен только в течение 3 лет (1998, 1999, 2000). Хлоридов было сброшено 3,62 тыс. тонн. Их содержание уменьшилось за этот период на 97,4%. Азота общего было сброшено
0,47 т, сброс его увеличился на 35%. Самое большее количество было сброшено азота аммонийного, что составило за период с 1991 по 2001 гг. 7,54 т. Нитраты попали в поверхностные водные объекты Алтая только в 1998 г. Их содержание незначительно, также незначительно содержание СПАВ по сравнению с другими загрязняющими веществами, всего 0,08 т. Вместе со сточными водами в водоеме было сброшено 4,02 т жиров и масел, однако с 1991 по 2001 гг. их содержание в сточных водах резко уменьшилось на 98%. В 1991 г. было сброшено жиров и масел - 1,05 т; в 2001 г. только 0,02 т. По другим элементам загрязнений не было. Анализ дан по 34 отчитывающимся предприятиям. Основными загрязнителями до 1997 года были ОАО“Быстрянский маслосырзавод 7 АООТ “Солонешенский маслосырзавод’,' Красногорский сыродельный завод, маслосырзавод Советского района. В 1997 г. осталось три загрязнителя без маслосыр-завода Советского района; в 1998-1999 гг.
- 2 загрязнителя: АООТ “Солонешенский маслосырзавод’,’ОАО “Камышенский маслосырзавод’’ В 2000-2001 гг. остался только один загрязнитель - АООТ “Солонешенский маслосырзавод (Государственная водная служба, 2002).
Таблица 1
Общие показатели использования воды маслосыродельной и молочной промышленностью Алтайского края за период 1991-2002 гг.
Годы Забрано и получено воды Сброс сточных, транзитных и других вод
Всего Всего в том числе сточных в пов. вод. объектов
млн. куб. м млн. куб. м всего из них
загрязненной нормах очищ.
1991 3,22 1,99 0,22 0,17 0,00
1992 3,22 2,06 0,22 0,17 0,00
1993 2,75 1,78 0,21 0,16 0,00
1994 2,60 1,56 0,19 0,13 0,00
1995 2,50 1,39 0,16 0,14 0,00
1996 2,67 1,62 0,14 0,13 0,00
1997 2,40 1,39 0,14 0,13 0,00
1998 2,15 1,34 0,10 0,10 0,00
1999 2,18 1,26 0,07 0,07 0,00
2000 2,08 1,58 0,05 0,05 0,00
2001 1,99 1,45 0,01 0,01 <- р о о
2002
Итого 27,76 17,42 1,51 1,26 0,00
Поданным Б.А. Краснояровой (1999), на 1 января 1996 г. в крае имелось 110 предприятий, производящих молочные продукты. Отсюда можно сделать вывод, что объем загрязнений должен быть значительней.
Таким образом, деятельность маслосыродельной и молочной промышленности Алтая в значительно большей степени, чем мясная промышленность, загрязня-
ют поверхностные воды Алтайского края. Кроме того, сброс сточных вод молочной промышленности приводит к возраста' нию концентрации побочных продуктов, 1 см3 сыворотки загрязняет водоем в такой же мере, как 100 м3 хозяйственно-бытовых стоков, сброс 1 м3 обрата равносилен сбросу «3000 м3 хозяйственно-бытовых стоков (Вода и сточные воды в пищевой промышленности, 1972).
Таблица 2
Характеристики загрязняющих веществ за период 1991-2001 гг. по поверхностным природным водным объектам
(маслосыродельная и молочная промышленность)
Годы Объем СВ, имеющ. загрязн. в-ва, млн. куб. м Жирн. масла, т БПК полный, тыс.т Не фте-продукты, тыс.т Взвешенные в-ва, тыс.т Сухой остаток, тыс.т С у л ь -фаты, тыс.т X л о -риды, тыс.т Фосфор общий, т Азот общий, т Азот аммонийный, т Фенолы, т Пести- циды, т Н и - траты, т СПАВ, т
1991 0,17 1,05 0,04 0,00 0,04 0,17 0,13 0,74
1992 0,17 1,05 0,04 0,04 0,17 0,13 0,74
1993 0,16 0,38 0,01 0,02 3,08 0,01 0,74
1994 0,13 0,37 0,01 0,02 0,06 0,20 0,74
1995 0,14 0,36 0,01 0,01 0,06 0,74
1996 0,13 0,38 0,01 0,01 0,11 0,74
1997 0,13 0,32 0,01 0,02 0,11 0,74
1998 0,10 0,06 0,01 0,1 0,16 0,01 0,04 0,80 0,01 0,04
1999 0,07 0,03 0,01 0,17 0,47 0,02 0,08 0,81 0,04
2000 0,05 - 0,01 0,17 0,46 0,02 0,08 0,75
2001 0,01 0,02 0,09
Всего 1,26 4,02 0,11 0,66 1,51 3,62 3,62 0,47 7,54 0,01 0,08
"А
ге* і
,, і
і. і \tvKhW ]■ 9*
і І і '■ ■
.......-......-фляг- — -П —
оо
Вестник Алтайского государственного аграрного университета №4 2003 г.
Годы Объем СВ, име-ющ. загрязн. в-ва, млн куб. м Жирн. масла, т Ре, т Си, т Zn, т N1, т Сг, т н§, т АІ, т Анилин, т Ацетон, т В, т Бензол, т Ванадий, т
1991 0,17 1,05
1992 0,17 1,05
1993 0,16 0,38
1994 0,13 0,37
1995 0,14 0,36
1996 0,13 0,38
і 997 0,13 0,32
1998 0,10 0,06
1999 0,07 0,03
2000 0,05 -
2001 0,01 0,02
Всего 1,26 4,02
і
}
і
Вестник Алтайского государственного аграрного университета №4 2003 г.
Литература
1. Вода и сточные воды в пищевой промышленности.- М.: Пищевая промышленность, 1972. - 384 с.
2. Кормаков В.И. Государственная водная служба (Из доклада на заседании
ГУПР по Алтайскому краю) // Природа Кулунды. - № 10. - 2002. г -
3. Красноярова Б.А.Территориальная организация аграрного природопользования Алтайского края. - Новосибирск: Наука, 1999. - 161 с.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ПОЧВЕ
С. В. Макарычев, С.С. Макарычев, В.А. Насонов
Закономерности формирования теплового режима в почвенном профиле прежде всего определяются теплофизическими свойствами почвы: теплоемкостью, теплопроводностью и температуропроводностью. В настоящее время имеется банк данных по теплофизическим показателям черноземных, каштановых, серых лесных, дерново-подзолистых и засоленных почв различного гранулометрического состава [1]. Эти данные могут быть использованы для теоретического расчета и прогнозирования температуры в деятельном слое почвы как в летний, так и в зимний периоды.
Знание температурных полей в почве позволяет определить тепловые потоки и динамику изменения температуры генетических горизонтов почвенного массива.
А. Ф. Чудновским [2] показано, что для анализа и нахождения температурного поля в почвенном профиле можно не применять систему уравнений кондуктивной, радиационной и массообменной проводимости, а ограничиться лишь уравнением теплопроводности с учетом известных коэффициентов теплопереноса:
Я (х, ()
дТ
= с.(х, ?)
дТ
(1)
теплопроводность; объемная теплоемкость;
д х
где Х(хд) сР(х’1>
Т - температура; х - глубина почвы;
I - время.
Для упрощения задачи мы пренебрегли влиянием температуры почвы на
ее теплопроводность, поскольку, по имеющимся данным (Макарычев, Мази ров, 1996), оно незначительно.Таким образом, производные теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности по температуре оказываются равными нулю. При этом уравнение теплопроводности сохраняет линейный характер.
Зависимости А.(хД) и ср(хД) определяются пространственным и временным ходом, в основном влажности и плотности почвы.
Имеющиеся данные показывают, что удельная теплоемкость является функцией химико-минералогического состава. Объемная теплоемкость в большей степени зависит от влажности и плотности почвенных горизонтов.Теплопроводность в первую очередь зависит от влажности, в то время как влияние плотности и гранулометрического состава значительно слабее.
Следовательно, любую зависимость коэффициентов теплоаккумуляции и теплопереноса можно свести к эквивалентным пространственно-временным зависимостям. Знание этих зависимостей позволяет решить задачу нахождения температурного поля из уравнения [1].
Для этого в качестве граничных условий выбраны условия первого рода, когда заданы температуры поверхности почвы и некоторой глубины Н. Так как температурные колебания быстро затухают с глубиной, то, начиная с некоторой величины х > Н, температура почвы на расчетном интервале времени почти не меняется:
