Обоснование экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий в Ленинградской области

УДК 636.012

ОБОСНОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ И ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

A.Ю. Брюханов,

B.Н. Афанасьев, Н.П. Козлова

Предложен методический подход к обоснованию экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий в Ленинградской области на основе балансов питательных веществ. Ключевые слова: интенсификация сельского хозяйства, экология, животноводство, птицеводство, критерии, баланс питательных веществ.

В настоящее время в нашей стране идет процесс существенного изменения экологического законодательства в направлении гармонизации с международными обязательствами России, действующими в настоящее время и планируемыми в будущем.

В «Основах государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года», принятых в апреле этого года, среди основных задач содержатся следующие:

- разработка и использование научно обоснованных и объективных показателей техногенного воздействия на окружающую среду и показателей экологической эффективности природоохранной деятельности;

- стимулирование проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области охраны окружающей среды, ресурсосбережения и обеспечения экологической безопасности.

- внедрение международных экологических стандартов, систем подтверждения соответствия экологическим требованиям, приведение их в соответствие с международными системами;

- гармонизация законодательства Российской Федерации об охране окружающей среды с международным экологическим правом.

В документе подчеркивается, что переход на экологически безопасные технологии обеспечивает предприятиям значительные конкурентные преимущества.

Все вышесказанное напрямую касается и сельскохозяйственного производства, поэтому задача разработки методики обоснования экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий является весьма актуальной.

Данная методика должна учитывать положения Российской нормативной документации по проектированию, строительству и эксплуатации объектов сельскохозяйственного производства (животноводства), а также требования рекомендаций по снижению негативного воздействия на окружающую среду, разработанных в рамках международных соглашений, поддерживаемых Россией (Хельсинская комиссия ХЕЛКОМ, Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния и др.).

По статистическим данным по состоянию на начало 2012 года в хозяйствах Северо-Западного Федерального Округа (СЗФО) содержится более 1200 тыс. голов КРС, около 690 тыс. свиней и более 35 млн голов птицы. Одним из лидеров сельскохозяйственного производства СЗФО является Ленинградская область. На 1 сентября 2012 года на территории Ленинградской области размещено 121 индустриальных предприятий молочного животноводства с поголовьем 165,2 тыс. голов, 15 свиноводческих с поголовьем в 201 тыс. голов и 14 птицефабрик с более чем 28 млн голов. Аграриями Ленинградской области производится 36% всей валовой продукции сельского хозяйства СЗФО (в том числе молоко - 32%, мясо - 40%, яйцо - 67%). Вместе с тем, сельскохозяйственные скот и птица, помимо основной продукции, образуют навоз и помет, являющиеся основными сельскохозяйственными отходами. Эти отходы представляют собой необходимое сырье для производства органического удобрения, обеспечивающего устойчивое повышение плодородия почвы и снабжение питательными веществами полевых культур. Широкое использование органических удобрений позволяет повысить продуктивность растениеводства без применения дополнительных количеств минеральных удобрений.

Проведенные в 2010-2012 г.г. исследования показали, что работа с животноводческими отходами в Ленинградской области пока еще не организована на достаточно высоком уровне. Во многих хозяйствах навозохранилища старые, или вовсе отсутствуют, при переработке навоза/помета в органические удобрений не используются современные технологии, велики непроизводительные потери питательных элементов.

Проблемы обращения с отходами агропромышленного комплекса особенно остро стоят в Ленинградской области, поскольку практически вся ее территория расположена в водосборном бассейне Балтийского моря. Российская Федерация подписала Хельсинскую Конвенцию по защите Балтийского моря от чрезмерных поступлений в него биогенных веществ, к ведущим источникам которых относят сельское хозяйство. К 2016 году согласно Плану действий Хельсинской Комиссии (Хелком) необходимо сократить поступление биогенов в Балтийское море с территории России (включая Ленинградскую область) в количестве 6000 тонн азота и 2000 тонн фосфора. Со своей стороны российские экологические надзорные органы в последние годы также обращают особое внимание на соблюдение сельскохозяйственными предприятиями нормативных требований по обращению с отходами.

От такого количества крупного рогатого скота, свиней и птицы за год образуется более 5 млн тонн навоза и помета, содержащего более 15 тыс. тонн азота и 10 тыс. тонн фосфора. За последние годы в ряде хозяйств построены современные хранилища для навоза/помета и организована работа с навозом в соответствии с экологическими и технологическими требованиями. Однако, в целом, большая часть питательных веществ, содержащихся отходов навозе, своевременно не доходит до полей. Так в 2012 году было внесено около 1,18 млн тонн органических удобрений и торфа (23% от образуемого навоза/помета) на площадь в 14626 га. Потери питательных веществ на пути навоза от животноводческих помещений до размещения на полях весьма значительные (до 7080%). Применение такого органического удобрения малоэффективно, и к тому же приводит к негативному воздействию на окружающую среду.

Отсутствие в большинстве хозяйств эффективных технологий переработки навоза в органическое удобрение создает угрозу поступления биогенов в водные объекты и их эвтрофикации (характеризуемой активным развитием сине-зеленых водорослей - «цветение» воды). В свою очередь, непроизводительные потери питательных элементов обедняют пахотные почвы и требуют использования дополнительных количеств минеральных удобрений.

Результаты расчета по укрупненным исходным данным потенциального ущерба, причиняемого окружающей среде сельскохозяйственным производством, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Потенциальный ущерб окружающей среде по РФ, СЗФО

и Ленинградской области

Загрязняющие вещества Ущерб, млн. руб. % ущерба от навоза

РФ СЗФО Лен. обл. РФ СЗФО Лен. обл.

Навоз и помет в воду 3732,5 397,4 40,3 0,7 3,0 1,2

Недоиспользование 447830 11240 3150 89,2 88,4 94,6

Аммиак 77,9 2,79 0,68 0,01 0,022 0,02

Минер. удобрения 329,2 59,0 1,44 0,055 0,07 0,02

Пестициды 291,5 1,54 0,68 0,058 0,035 0,05

Нефтепродукты 246,4 6,04 2,24 0,3 1,8 0,07

Деградация почвы 48780 1440 180,0 9,7 10,0 4,0

Всего 501290,5 13146,8 3375,4 100,0 100,0 100,0

В т.ч. по навозу 451640,4 11640,2 3191 89,9 88,5 94,5

Величина потенциального ущерба окружающей среде в зависимости от загрязняющих факторов по СЗФО и Ленинградской области представлены на рис. 1. Анализ экологической ситуации в с.-х. предприятиях СЗФО и Ленинградской области, а также величины потенциального ущерба показывают, что основное негативное влияние на окружающую среду оказывает низкая эффективность работы с отходами животноводства и птицеводства, что достигает 9095% от общего негативного влияния с.-х. предприятий на окружающую среду.

Рис. 1. Величина потенциального ущерба в разрезе факторов воздействия на окружающую среду навоза на воду (1) и воздух (2), минеральных удобрений (3),

пестицидов

Анализ экологической ситуации в сельскохозяйственных предприятиях СЗФО и Ленинградской области, а также величины потенциального ущерба показывает, что основное негативное влияние на окружающую среду оказывает низкая эффективность работы с отходами животноводства и птицеводства, что достигает 90-95% от общего негативного влияния сельскохозяйственных предприятий на окружающую среду.

Таким образом, одним из основных критериев экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий в Ленинградской области является критерий, характеризующий экологическую эффективность используемых на предприятии технико-технологических решений переработки и использования навоза/помета. Поскольку навоз/ помет является основным источником загрязнения окружающей среды, все меры по снижению негативного влияния всего животноводческого предприятия в целом и его элементов, в основном связаны с управлением навозом во всей цепочке производственного цикла.

Необходимость системного подхода при разработке мер по снижению потерь и, следовательно, загрязнения среды основывается на представлении потерь в виде схемы, показанной на рисунке 2.

Рис. 2. Эмиссия азота при производстве сельскохозяйственной продукции. Oene Oenema и Mark Sutton, 2008

Сельскохозяйственное производство - основной потребитель азота и фосфора, а также источник их потерь при производстве как растениеводческой, так и животноводческой продукции. Схема рисунка 2 представляет каждую систему как трубу с многочисленными отверстиями, через которые возможна утечка питательных веществ (на примере азота). Из-за множества отверстий при закрытии одного, может просто увеличиться поток через другие.

Особенность современного подхода к экологической оценке технологических процессов сельскохозяйственного производства и отдельных элементов этих процессов заключается в комплексном системном подходе.

Системный, интегральный подход при экологической оценке предусматривает необходимость рассмотрения:

а) оценок, связанных с качеством среды;

б) бюджета питательных веществ, охватывающего все источники эмиссий, потоков и приемников

в) оценок мер и инструментов с точки зрения эффективности, стоимости, синергизма и побочного эффекта.

Анализ методических подходов к оценке экологической нагрузки на окружающую среду и эффективности использования питательных веществ показал, что как инструмент для оценки наиболее подходит метод расчета баланса питательных веществ на уровне страны, региона или отдельного предприятия [1]. Использование балансов питательных веществ сельхозпредприятия является важным, порой единственным практически реализуемым инструментом оценки потерь и, следовательно, загрязнения окружающей среды. Коэффициент эффективности использования питательных веществ, получаемых в результате расчета азотного баланса, является обобщенным экологическим показателем и в целом он рассматривается вместе с другими индикаторами. Анализ отчетов по агроэкологическим показателям 30 стран ОЭСР [2] показывает, что чем выше этот показатель, тем меньше потерь в окружающую среду, соответственно тем меньше потерь азота в почву и воздух, снижаются выбросы аммиака, просматривается четкая тенденция снижения загрязнения воды, снижения выбросов парниковых газов. Разработка методик составления балансов по азоту и фосфору на уровне сельхозпредприятия, региона, страны - предмет исследований ряда проектов за рубежом и в России.

Предварительно проведенные по укрупненным данным расчеты на уровне районов Ленинградской области показали весьма неблагоприятную ситуацию с использованием питательных элементов навоза в Выборгском и Кировском районах (рис. 3). Это, прежде всего, обусловлено наличием в этих районах крупных птицефабрик и слабо развитым растениеводством.

Представленная карта представляет общую ситуацию по районам, но не отражает ситуацию конкретных сельхозпредприятий, поэтому для правильных выводов и оценки экологической ситуации микрорайонов важен баланс питательных веществ на уровне конкретных хозяйств.

Рис. 3. Карта Ленинградской области - баланс азота на уровне районов

-Г

За основу расчета азотного баланса на уровне сельхозпредприятия принята схема, показанная на рисунке 4 [3].

Животноводческая продукция

Подстилка**"* ^ NA NO

Корма животных

Удобрение Навоз

Азотфиксзция Семена Выпадение азота

1

СТАДО

зданк

Haioio-зфанклнице

Сельхоз. предприятие

поля

Тр амс ф ортчацня N I. почве

i

Навоз

Растение-

водческая

продукция

NH; N, N-O NO

N03 Nh^ DON

Рис. 4. Схема расчета азотного баланса на уровне сельхозпредприятия

При расчете баланса на уровне сельскохозяйственного предприятия (farm -gate balance) определяется взаимосвязь потоков азота на входе, поступающих в составе кормов, удобрений, и на выходе, в составе реализуемой продукции. Взаимосвязь потоков азота внутри предприятия не рассматривается.

Основные рассчитываемые показатели: избыток азота Ыбаланс и коэффициент эффективности использования азота Ыэф.

Общий годовой баланс азота в хозяйстве:

Ыбаланс =^Ывход - выход = (Ыкормпокуп + Ымин_удобр) -- (Ымолоко + Ымясо + Ыплеммолодняк + Ырастпрод), где Ыкорм покуп - азот, поступающий на предприятие с покупными кормами (комбикорма, жмых, шрот, жом); Ымин_удобр - азот, поступающий на предприятие с покупными минеральными удобрениями; Ымолоко - азот, содержащийся в производимом молоке; Ымясо - азот, содержащийся в мясе идущем на продажу; Ыплеммолодняк - азот, содержащийся в живой массе реализуемого племенного молодняка; Ыраст_прод - азот, содержащийся в растительной продукции, идущей на продажу (зерно, картофель).

Эффективность использования азота в хозяйстве: Ыэф = ^Ывыход/^Ывход =

= (Ымолоко + Ымясо + Ыплеммолодняк + Ырастпрод)/ /(Ыкормпокуп + Ымин_удобр ) Ыбаланс и Ыэф зависят от типа фермы, вида культур и животных, местных поступлений азота, внешних входов (с удобрениями и кормами животных), эксплуатации и климата (таблица 2).

Таблица 2. Диапазон изменения значений Nбаланс и Naф [4]

Показатель Тип сельскохозяйственного предприятия

Растениеводческие животноводческие смешанные

Нет экспорта навоза весь навоз экспортируется

N^ 0,6 - 1,0 0,4 -0,6 0,8-0,95 0,5 - 0,6

Кбаланс 0-50 кг/га 0-1000кг/га 0-200кг/га

Следует отметить, что проблемы экологической оценки сельскохозяйственного сектора являются предметом научных исследований за рубежом; законодательная система в области экологии стран ЕС также постоянно совершенствуется, изменяется. Различным сторонам проблемы агроэкологических индикаторов посвящен целый ряд международных проектов (проекты Компас, Baltic Sea), анализ которых показал, что расчеты балансов питательных веществ очень тесно связано с понятием наилучших доступных технологий (НТД). Понятие «наилучшие доступные технологии» - (НДТ) широко применяется в странах ЕС с середины 90-х годов прошлого столетия в соответствии с Директивой Совета Европы 96/61/ЕС IPPC о комплексном контроле и предотвращении загрязнения.

В новой редакции Федерального закона «Об охране окружающей среды» дается формулировка НДТ для производства продукции, основанной на современных достижениях науки и техники и обладающей наилучшим сочетанием технологических показателей достижения целей охраны окружающей среды и экономической эффективности при условии технической возможности их применения.

С 1 января 2012 года введен в действие Национальный стандарт ГОСТ Р 54097-2010 «Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Методология идентификации». Целью стандарта является установление унифицированной терминологии и подходов, гармонизированных с европейскими подходами и методологическими положениями по идентификации НДТ. Термины "наилучшие" означает наиболее эффективные в достижении высокого уровня защиты окружающей среды в целом, "доступные" означает, что при выборе технологии необходимо учитывать затраты, а условия их внедрения должны быть экономически целесообразны. Таким образом, основными являются экологические показатели, но окончательное решение о выборе технологии принимается только с учетом ее доступности с финансовой точки зрения. "Технология" означает как используемую технологию, так и способ, метод и прием, которыми объект проектируется, строится, эксплуатируется и выводится из эксплуатации с утилизацией обезвреженных частей и удалением опасных составляющих.

Документ излагает основные этапы принятия решений на разных этапах внедрения НДТ, они соответствуют принципиальным позициям Законопроекта 584587-5 и полностью соответствует положениям BREF [6]. По сути это «вертикальный» справочник, определяющий правила построения всех отраслевых («горизонтальных») документов для системы НДТ. Разработаны также ГОСТы для некоторых отраслей промышленности (кожевенная, цементная и сжигание и др.). Однако информации о разработке таких документов для интенсивного животноводства нет.

Для принятия решения по выбору НДТ в животноводстве необходима разработка на государственном уровне всей нормативной документации, перечисленной выше для всех отраслей экономики, в том числе и для сельскохозяйственного производства.

Таким образом, проведенные исследования и анализ материалов по обоснованию экологически безопасному размещению и функционированию животноводческих предприятий на территории региона показал, что таких методик в настоящее время не существует, хотя потребность в них имеется. Определен объем нормативно-правовой документации в части экологических требований и ограничений к сельскохозяйственным предприятиям, который необходимо принимать за основу при разработке необходимой методики.

Для оценки экологической нагрузки животноводческих предприятий на окружающую среду при разработке Методики обоснования экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий целесообразно принять показатели соответствия площадей для внесения и объема производимой продукции и оценку потерь питательных веществ на основе баланса питательных веществ. Использование балансов питательных веществ сельхозпредприятия является важным, порой единственным практически реализуемым инструментом оценки потерь и, следовательно, за-

грязнения окружающей среды. Коэффициент эффективности использования питательных веществ, получаемых в результате расчета азотного и фосфорного балансов, является обобщенным экологическим показателем и в целом он рассматривается вместе с другими индикаторами. При разработке методики расчета балансов питательных веществ сельхозпредприятия целесообразно адаптировать к российским условиям методики расчетов, применяемых в документах Организации экономического Содействия Развития (ОЭСР) и Целевой Группы по химически активному азоту TFRN Конвенции ТЗВБР.

Разработка и внедрение в практику Методики обоснования экологически безопасного размещения и функционирования животноводческих и птицеводческих предприятий позволит стабилизировать сложившуюся ситуацию, а также избежать серьезных экологических проблем на стадии планирования, проектирования и строительства новых животноводческих и птицеводческих комплексов.

Литература:

1. Draft decision on adoption of guidance document on national nitrogen budgets ECE/EB. AIR/ 2012/L.8 .URL:http://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/documents/2012/EB/ECE_EB_AIR_ 2012_L8_R_01.pdf

2. Environmental performance of agriculture in OECD countries since 1990. OECD, 2008.

3. OECD and EUROSTAT GROSS nitrogen balances handbook October 2007. URL: http://www.oecd.org/dataoecd/2Z37/40820234.pdf

4. Руководство по методам предотвращения и сокращения выбросов аммиака из с.-х. источ-ников.URL:http://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/documents/2012/EB/ECE_EB.AIR_2012_ L.9_RUS_1_.pdf

5. Азотный баланс сельскохозяйственного предприятия как инструмент для его экологической оценки / А.В. Афанасьев, Н.П. Козлова // Сб. науч. тр. / ГНУ ВНИИМЖ. Подольск, 2011. Т.22, ч.3. С. 197-201.

6. Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC): Reference Document on Best Available Techniques for Intensive Rearing of Poultry and Pigs, 2003.

Брюханов Александр Юрьевич, кандидат технических наук, заведующий отделом Афанасьев Вячеслав Николаевич, доктор техн. наук, профессор, ведущий науч. сотрудник Козлова Наталья Павловна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник ГНУ Северо-западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии Тел. +7 812-4768602 E-mail: nii@sznii.ru

A methodical approach to the rationale environmentally safe placement and operation of livestock and poultry farms in the Leningrad region, based on the balance of nutrients is proposed.

Keywords: intensification of agriculture, ecology, aviculture, animal husbandry, criteria, balance of nutrients.