Охрана окружающей среды на животноводческих предприятиях

УДК 631.223.2

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩ ЕЙ СРЕДЫ НА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

PROTECTION OF THE ENVIRONMENT ON LIVESTOCK ENTERPRISES

Ледин Николай Павлович, Мурадова Елена Леонидовна

ГНУ СКНИИЖ Россельхозакадемии, Российская Федерация, г. Краснодар

Ledin Nikolay Pavlovich,Muradova Elena Leonidovna

North-Caucasian Research institute of animal husbandry, Russia, Krasnodar

Аннотация: рассматривается вопрос по удалению навоза на фермах и охране окружающей среды. Система удаления навоза представляет собой комплекс инженерных конструкций и сооружений, а также санитарных мероприятий, связанных с уборкой навоза из помещений и удалением его с территории хозяйства.

Ключевые слова: отходы; охрана окружающей среды; система удаления навоза; загрязняющее воздействие на подземные воды; фильтрация сточных вод.

Summary: the problem of removal of manure on farms and the environment protection is discussed. Manure removal system is a complex of engineering structures and facilities, as well as sanitary measures associated with the removing the manure from the premises and removing it from the farm.

Key words: waste; environmental protection; manure removal system; polluting effects on ground water; filtration of wastewater

Органические отходы животноводческих ферм и комплексов представляют опасность для окружающей среды.

В связи с высоким содержанием питательных веществ и концентрацией их на относительно небольших площадях они могут привести к загрязнению значительной площади земельных участков, создать антисанитарные условия, ухудшить качество поверхностных и подземных вод.

Одним из видов загрязняющих веществ в сельском хозяйстве являются отходы крупных животноводческих комплексов и ферм,

главным образом жидкий навоз. На современных животноводческих фермах скапливаются большие массы навоза. Главными компонентами экскрементов животных являются калий, фосфаты, сульфаты, хлориды. Объем получаемого навоза, его состав и качественная характеристика зависят от условий его сбора и удаления из животноводческих помещений с выгульно-кормовых площадок, а также от его транспортировки, обработки, хранения и обеззараживания [3].

Образующиеся отходы являются серьезным источником химического и биологического загрязнения почвы, водных ресурсов и атмосферы. По концентрации органических и минеральных солей животноводческие стоки во много раз превышают хозяйственно - бытовые и промышленные. Система удаления навоза представляет собой комплекс инженерных конструкций и сооружений, а также санитарных мероприятий, связанных с уборкой навоза из помещений и удалением его с территории хозяйства. Существующие технологии и системы навозоудаления, принятые в типовых проектах ферм, далеки от совершенства, не отвечают современным зоотехническим и экологическим требованиям. Сточные воды сельскохозяйственных комплексов являются опасным источником загрязнения грунтовых вод и открытых водоемов.

Снизить загрязнение и улучшить экологическую обстановку вокруг животноводческих ферм можно еще и за счет переработки навоза для получения биогаза. Это приведет к получению альтернативных источников энергии и улучшению экологии [1, 2].

В СКНИИЖе при разработке технологического проекта безотходной технологии производства молока, мяса и удобрений наряду с экономической эффективностью комплекса решается проблема удаления навоза с точки зрения экологии, чтобы предупредить возможные загрязнения окружающей среды животноводческими отходами. Проект разрабатывается для реконструкции молочно-товарной фермы "Новоясенское" в Староминском районе Краснодарского края. При выборе места под навозохранилище рассматривали прогнозные оценки качества подземных вод. Для этого решали следующие сдачи:

1) определение содержания в породах зоны аэрации трех основных форм азота - аммонийной, нитритной и нитратной;

2) определение возможного направления и скорости переноса рассматриваемого компонента в водоносных комплексах, предсказание продолжительности движения фронта загрязнения до водозабора;

3) расчетное обоснование границ зоны санитарной охраны водозабора.

В инженерно-геологических изысканиях отмечено, что в геологическом строении площадки принимают участие эолово-делювиальные отложения четвертичного возраста, представляемые лессовыми суглинками. Содержание азота в породах зоны аэрации изучали путем приготовления водной вытяжки по стандартной методике - при соотношении "порода - вода", равном 1:5 и времени стояния - одни сутки. Результаты лабораторных определений представляют собой концентрацию отдельных форм азота в мг/л в водной вытяжке. Также расчетным путем определена концентрация азота в поровой воде.

Проведенными исследованиями установлено повсеместное (во всех четырех скважинах) присутствие азота в породах зоны аэрации в вертикальном ее разрезе. Преобладающими его формами являются аммонийная и нитратная с максимальными концентрациями в скважинах, заложенных вблизи хранилища жидкого навоза. Для первой скважины четко выражена тенденция уменьшения концентрации всех форм азота с глубиной Если зона аэрации представлена более тонкодисперсными и плотными породами, то дифференциация содержания азота выражена слабо. Результаты свидетельствуют о высокой миграционной способности рассмотренных форм азота и их накоплении в зоне аэрации. Зона аэрации, насыщенная азотом, может служить вторичным источником загрязнения подземных вод.

Поверхностное навозохранилище оказывает загрязняющее воздействие не только на подземные воды, но и на почвенный слой Анализ двадцати трех водных вытяжек из грунтов показал, что наиболее загрязнены почвы на участках, прилегающих к навозохранилищу, где водные вытяжки представляют собой минерализованные растворы с повышенным содержанием азота. Максимальные значения общей минерализации водных вытяжек

из грунта зафиксированы в районе навозохранилища. По состоянию почвенного слоя можно судить в некоторой мере о загрязнениях и грунтовых вод. Загрязненность почвенного слоя может служить поисковым признаком для области загрязнения грунтовых вод.

Методика расчета фильтрации сточных вод из поверхностных хранилищ приведена в работе [4]. Механизм формирования гидрогеохимических процессов проникновения загрязнения в подземные воды можно представить в виде трех фаз. В первую фазу происходит свободная фильтрация жидких стоков в породы зоны аэрации в вертикальном направлении. Время проникновения зависит от фильтрационных свойств породы зоны аэрации. В общем, это время невелико.

Далее наступает вторая фаза формирования гидрохимических процессов, характеризующаяся смыканием уровня подземных вод с фильтрационным потоком. Наступает фаза подпертой фильтрации потока. Из гидрологического опыта известно, что на некоторых хранилищах эта фаза происходит приблизительно за два года.

В третьей фазе начинается миграция загрязнений в породах зоны полного насыщения вместе с подземными водами. В плане потока ниже навозохранилища формируется фронт загрязнения. При подпертой фильтрации режим потока из навозохранилища можно принять квазистационарным, зависящим от скорости потока подземных вод и активной пористости водо-вмещающих пород. Формирование области загрязнения происходит в очень сложной гидродинамической и физико-химической обстановке, зависящей от многих факторов.

Если миграция загрязнений происходит в неглубоко залегающих водоносных горизонтах, наблюдается преимущественно конвективный перенос загрязняющих веществ вместе с водной фазой. Чем больше скорость естественного потока подземных вод, тем меньше формируется область растекания загрязнений по вертикали, и поэтому загрязнения будут распространяться преимущественно в верхней части водоносного горизонта. В эту стадию формирования гидрохимических процессов может произойти загрязнение водовмещающих горных пород за счет процессов сорбции [5].

При фильтрации с поверхности земли сточных вод, сбрасываемых с постоянным расходом Q в хранилище площадью F рассмотрим случай, когда q > к, где q = Q/F - расход сточных вод по площади; к - коэффициент фильтрации пород зоны аэрации в случае однородного разреза. На поверхности земли образуется изменяющийся во времени столб сточных вод и время фильтрации до уровня грунтовых вод определяется по формуле 1:

г = тЦ(1-71)к/2п + -п}т2 ) кт2/[4п = т(2 ) + цк/п ),

где m - мощность зоны аэрации; п - пористость.

Формула (1) широко известна и приводится во многих работах [4, 5]

Если разрез неоднородный и состоит из нескольких слоев с разными фильтрационными свойствами, то для приближенной оценки времени фильтрации неоднородный разрез приводится к однородному со средним коэффициентом фильтрации

где т1, т2, ... mi и к1, к2, ... к - соответственно мощности и коэффициенты фильтрации слоев.

Заключение. Поступление в навоз большого количества воды понижает ценность его как органического удобрения, а жидкий навоз загрязняет окружающую среду больше, чем твердый, ввиду его физических особенностей.

Список литературы

1. Биогазовая установка для переработки навоза / Н.П. Ледин, Л.Г. Горковенко, А.И. Бараников, НИ. Литвяков // Патент №2365080.

2. Кононенко, С. И. Производство биогаза и удобрений на животноводческих фермах / С. И. Кононенко, Н. П. Ледин, Е. Л Мурадо-ва // Вестник аграрной науки Дона. - 2013. - № 4. - С. 45-53.

3. Ледин, Н. П. Сравнительная оценка технологии анаэробной переработки стоков животноводческих ферм / Н. П. Ледин, С. И.

2009.

Кононзнко, И. Н. Ледин, Е. Н. Головко // Вестник Всероссийского научно-исследовательсксго института механизации животноводства -2007. - Т. 17, № 3. - С. 185-193.

4. Ледин, Н. П.Утилизация стоков животноводческих ферм / Н. П. Ледин, И. Н. Ледин, Н. И. Литвяков, С. И. Кононзнко, В. Н. Синчурин, Е. Л Мурадова // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства - 2008. -Т.18, № 4. - С. 89-93.

5. Рекомендации по системам удаления, транспортирования, и подготовки навоза к использованию для различных производственных и природно-климатических условий. - М: «Росинформагротех», 2006.