Экологические показатели воздействия технологических линий утилизации навоза и помета на окружающую среду

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

2. В процессе выполнения технических операций минимизировать или исключить негативное действие на окружающую среду, человека и животных.

3. Улучшить санитарно-гигиеническое состояние ферм и комплексов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афанасьев А.В. Повышение эффективности производства удобрений путем оптимизации параметров двухстадийной биоферментации навоза и помета /Алексей Вячеславович Афанасьев: Авто-реф. дис...канд. техн. наук. - Санкт-Петербург- Пушкин, 2000.

2. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы /Н. Вирт. - М.: Наука, 1985.

3. Афанасьев В.Н. Обоснование и разработка технологий и технических средств для производства экологически безопасных, биологически активных удобрений на основе отходов животноводства и птицеводства /Вячеслав Николаевич Афанасьев: Дисс... в виде научн. доклада, д-ра техн. наук 05.20.01. - СПб-Пушкин, 2000.

Получено 20.03.2008.

УДК 636.551.5

В.И. СОЛОДУН, канд. техн. наук

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА И ПОМЕТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Приведены показатели экологической оценки технологий утилизации навоза и помета на окружающую среду.

Сельскохозяйственная деятельность, включая животноводство, является одним из существенных источников загрязнения окружающей среды. К настоящему времени в России создано Экологическое законодательство, включающее серию законов и нормативных документов, детально регулирующих охрану окружающей среды. Однако

159

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

производителям и особенно агропроизводителям не всегда просто разобраться в большом объеме нормативных документов для использования в своей производственной деятельности.

В Российской Федерации с 1 июля 2003 г. введен в действие «Закон о техническом регулировании» № 184-ФЗ. В соответствии с этим законом на все виды хозяйственной деятельности, а именно: защита окружающей среды, охрана труда, производство машин и оборудования, товаров народного потребления, продуктов питания, различного вида материалов и оказания услуг должны быть разработаны и введены в действие в 2010 г. технические регламенты. Технические регламенты разрабатываются в виде ГОСТов, ОСТов, техусловий, регламентов, нормативов, правил и других видов документов на федеральном и региональном уровне.

С этой целью в странах ЕС разрабатываются и используются национальные Своды Правил экологически безопасной сельскохозяйственной практики. Учитывая изложенное, группой отечественных и зарубежных экспертов для Ленинградской области разработан «Свод Правил экологически безопасной сельскохозяйственной практики» (ЭСП). Первая часть данных правил включает экологические вопросы животноводства, кормопроизводства и работы с пастбищами.

Применение ЭСП в практической деятельности позволит снизить негативное влияние сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду, повысить качество и конкурентоспособность сельскохозяйственной продукции.

В Северо-Западном регионе РФ преобладают, в основном, дерново-подзолистые почвы, слабоокультуренные, имеющие маломощный гумусово-аккумуляторный горизонт (12-18 см), недостаточный для нормального развития корневой системы большинства сельскохозяйственных растений. Для этих почв характерно низкое содержание гумуса и небольшая мощность горизонта, кислая реакция, сравнительно низкое содержание подвижных элементов питания, особенно фосфора и азота, неблагоприятный водно-воздушный режим, наличие подзолистого горизонта, засоренность камнями. В Ленинградской области по данным агрохимического обследования содержание гумуса в пахотных почвах составляет менее 4%. Поэтому применение навоза как комплексного органического удобрения является первостепенной задачей.

160

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

По безопасности применения навоз относится к агрохимикатам. По данным нормативов [1, 2, 3, 4, 5, 6] к навозу предъявляются следующие требования:

- навоз должен обезвреживаться, не содержать патогенной

флоры;

- поступать из ферм и хозяйств, благополучных по зооантропонозным заболеваниям, общим для животных и человека;

- навоз по токсичности относится к III классу (свиной навоз), к IV классу навоз КРС, подготовленный навоз к использованию (компост) не токсичен;

- норма верхнего предела внесения навоза не должна превышать 170 кг азота на гектар в год [5];

- установленные санитарно-защитные зоны для животноводческих предприятий зависят от поголовья на ферме.

Из вышеизложенного следует, что в комплексе ресурсов интенсификации сельскохозяйственного производства, повышения его эффективности и экологической безопасности, вопросы выбора и применения оптимальных технологий и адаптивных средств механизации и автоматизации уборки и использования навоза занимают одно из ведущих мест. Работы должны выполняться комплексно, с системным подходом, без разрыва технологической цепи «Животное-Растение».

На основе анализа отечественного и зарубежного опыта установлено, что технологии утилизации навоза и помета могут быть представлены единой структурной схемой (см. рис.).

Технологии удаления и применения навоза в качестве органических удобрений:

К} - К1 - дополнительные операции технологического процесса

161

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Основные операции, характеризующие весь технологический процесс использования навозных масс (навоза, помета) от «животного до растения» имеют следующую структурную последовательность (см. рис.).

1. Уборка и транспортирование навоза вдоль стойл, клеток и других объектов содержания животных.

2. Сбор навоза и подача его в накопитель.

3. Доставка и разбрасывание подстилочных материалов в места содержания животных.

4. Выгрузка навоза из накопителя.

5. Транспортирование навоза к пункту накопления (хранилище, пункт переработки, полевой штабель) и подготовка его к использованию.

6. Доставка подстилочных материалов к местам их использования (ферма, хранилище, пункт переработки, полевой штабель).

7. 8. Накопление, хранение и подготовка навоза к использованию (хранилище, пункт переработки, полевой штабель).

9. Погрузка, транспортирование от места подготовки навоза к использованию (хранилище, пункт переработки, полевой штабель) и внесение органических удобрений на поля.

10. Заделка органических удобрений почвообрабатывающими средствами механизации.

Приведенная последовательность операций для оценки негативного воздействия линии утилизации (навоза, помета) применима для различных типов животноводческих ферм крупного рогатого скота, свиноферм и птицеферм с различными системами (привязным, беспривязным) и способами (подстилочным, бесподстилочным, на глубокой подстилке) содержания животных, а также различными системами уборки навоза (механической, гидравлической) и получением различных видов навоза (твердого, полужидкого и жидкого).

С точки зрения экономической эффективности технологии утилизации навозных масс следует, что уменьшение количества операций в процессе снижает затраты труда, повышает экономический эффект и упрощает общую сумму технологии.

Так, например, на ферме на 200 коров привязного содержания с расположением животных в 4 ряда навоз выгружается скребковыми транспортерами непосредственно в накопитель шнекового загрузчика навоза и операция 2 (см. рис) из технологического процесса исключа-

162

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

ется. На животноводческих фермах с бесподстилочным содержанием животных отсутствует операция 3, так как подстилочный материал в месте содержания животных не вносится.

При внесении органических удобрений внутрипочвенно заделка их почвообрабатывающими орудиями не производится и необходимость в операции 10 исключается.

Приведенная на рисунке структурная схема в равной степени применима для оценки различных технологий. Приведем пример.

1. Технологии использования навоза в качестве органических удобрений:

- переработка навоза личинками мухи ЭМАГО;

- переработка навоза калифорнийскими червями;

- переработка навоза биологически активными способами;

- компостирование навоза.

2. Утилизация навозных масс с получением новой продукции:

- переработка навоза и получение биогаза;

- утилизация навозных масс сжиганием;

- переработка и использование навозных масс в качестве кормов;

- другие технологии.

В вариантах технологий под п. 1 путем переработки навозной массы повышается ее питательная ценность, в дальнейшем она используется в качестве органических удобрений.

В вариантах технологий под п. 2 переработкой навозных масс достигается их утилизация и получение нового вида продукции, а отходы при применении этих технологий используются в качестве удобрений.

До настоящего времени экологическая оценка технологий, применяемых средств механизации утилизации навозных масс выполнялась на сравнительно низком уровне.

На основе проведенных исследований и анализа существующих технологий утилизации навозных масс разработан пооперационный перечень показателей и приборного оборудования для оценки негативного воздействия технологий утилизации навозных масс на окружающую среду (см. табл.).

163

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Основные пооперационные экологические показатели и перечень приборного оборудования для оценки негативного воздействия технологии утилизации навоза, помета на окружающую среду

№№ технологий, операций Наименование показателя экологической оценки технологии Код Способ оценки (норматив, частная методика) Наименование приборного оборудования, тип, марка

1 Загрязненность животного ЗГЖ Частная методика -

1 Загрязненность стойла ЗГС Норматив, частная методика Рамка 0,5х0,5 м; безмен-весы цифровые AR875

1 Загрязненность прохода ЗГПР Норматив, частная методика Рамка 0,5х0,5 м, безмен-весы цифровые AR875

1, 2, 4, 7, 8, 9 Относительная влажность навоза ОВН Норматив, частная методика Бюксы, сушильный шкаф, весы лабораторные ВТЛ 500; анализатор влажности МХ, влагомер ВИМС-2,21

1, 2, 4, 7, 8, 9 Объемная масса навоза ОМН Норматив, частная методика Набор мерной посуды МП, весы электронные SHIMADZU , модель ELB 12000, ГОСТ 8735 и ГОСТ 8269

1, 3 Относительная влажность воздуха в помещении ОВВП Норматив, частная методика Прибор ТКА-ПКМ

1, 3 Температура воздуха в помещении ТВП Норматив, частная методика Прибор ТКА-ПКМ

1, 3 Скорость воздуха в помещении СВП Норматив, частная методика Термоанемометр АТТ-1004, цифровой

1, 2, 3, 4 Содержание в воздухе угарного газа (СО) С(СО) Норматив, частная методика Мультигазоанализатор, МХ2100 с датчиком СО, 500 ппм

164

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

Продолжение табл.

№№ технологий, операций Наименование показателя экологической оценки технологии Код Способ оценки (норматив, частная методика) Наименование приборного оборудования, тип, марка

1, 2, 3, 4 Содержание в воздухе углекислого газа №) С

1, 2, 3, 4, 9 Содержание в воздухе аммиака (NH3) C(NH3) Норматив, частная методика Мультигазоанализатор, МХ2100 с датчиком NH3 100 ппм

1, 2, 3, 4 Содержание в воздухе сероводорода (H2S) C(H2S) Норматив, частная методика Мультигазоанализатор, МХ2100 с датчиком H2S, 100 ппм

1, 3 Запыленность рабочей зоны ЗПРЗ Норматив, частная методика Измеритель массовой концентрации аэрозольных частиц

1 Освещенность и яркость помещения ОСЯП Норматив, частная методика Прибор ТКА

1 Освещенность энергетическая помещения ОСЭП Норматив, частная методика Прибор ТКА-ПКМ

1 Освещенность и коэффициент пульсации ОСКП Норматив, частная методика Прибор ТКА

1 Тепловая нагрузку среды, индекс ТНС ТНС Норматив, частная методика Прибор ТКА-ПКМ

1, 2, 3, 4, 5 Шумы и вибрации в помещении ШВП Норматив, частная методика Прибор ОКТАВА-110А-В1

1, 2, 3 Запахи в помещении ЗПП Частная методика -

1, 7, 8 Содержание питательных веществ в навозе NPK-H Норматив Агрохимлаборатория в соответствии с нормативными документами

165

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

Продолжение табл.

№№ технологий, операций Наименование показателя экологической оценки технологии Код Способ оценки (норматив, частная методика) Наименование приборного оборудования, тип, марка

1, 7 8 Содержание семян сорных растений в навозе СДСРН Норматив Агролаборатория в соответствии с нормативными документами

4, 7, 8 Показатель степени обеззараживания навоза ПСОН Норматив Санитарноэпидемиологическая лаборатория в соответствии с нормативными документами

1, 4, 5, 7, 8, 9 Температура наружного воздуха ТВН Норматив Прибор ТКА-ПКМ

1, 4, 5, 7, 8, 9 Скорость наружного воздуха СВН Норматив Термоанемометр АТТ-1004, цифровой

1, 4, 7, 8, 9 Относительная влажность наружного воздуха ОВВН Норматив Прибор ТКА-ПКМ

3 Масса подстилки, вносимой на одно животное в сутки МПЖ Частная методика

3, 6 Относительная влажность подстилочного материала ОВП Норматив Бюкса, сушильный шкаф, весы лабораторные ВТЛ 500, анализатор влажности МХ, влагомер ВИМС-2.21

3, 6 Объемная масса подстилочного материала ОМП Норматив Набор мерной посуды МП, весы электронные SHIMADZU , модель ELB 12000,

166

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

ГОСТ 8735 и ГОСТ 8269

Продолжение табл.

№№ технологий, операций Наименование показателя экологической оценки технологии Код Способ оценки (норматив, частная методика) Наименование приборного оборудования, тип, марка

3, 6 Содержание питательных веществ в подстилке NPK-n Норматив Агрохимлаборатория в соответствии с нормативными документами

4 Загрязненность выгрузной площадки ЗГПВ Норматив, частная методика Рамка 0,5х0,5 м, безмен-весы цифровые AR875

4 Загрязненность транспорта ЗГТ Частная методика -

7, 8 Освещенность энергетическая наружная ОСЭН Норматив, частная методика Прибор ТКА-ПКМ

7, 8 Тепловая нагрузка среды ТНС Норматив, частная методика Прибор ТКА-ПКМ

7, 8 Температура навоза ТН Норматив, частная методика Термометр цифровой ТЦМ 9210

10 Плотность почвы ПП Норматив, частная методика Плотномер Ревякина

10 Температура почвы ТП Норматив, частная методика Термометр цифровой ТЦМ 9210

10 Влажность почвы ВП Норматив, частная методика Бюксы, сушильный шкаф, весы лабораторные ВТЛ 500; анализатор влажности МХ, влагомер ВИМС-2,21

10 Содержание химических веществ в поч- СХВП Норматив, частная методика Санитарно- эпидемиологическая лаборатория

167

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.

ве

10 Содержание тяжелых металлов в почве СТМП Норматив, частная методика Санитарно- эпидемиологическая лаборатория

ВЫВОДЫ

1. Приведенный перечень показателей позволяет пооперацион-но выполнить экологическую оценку степени влияния технологии и оборудования на окружающую среду.

2. Пооперационная оценка экологических показателей технологии утилизации навозных масс позволяет установить наиболее опасные («критические») зоны вредного воздействия на окружающую среду.

3. На основе анализа определяющих показателей представляется возможным установить динамику изменения свойств навоза по массе и питательной ценности.

4. Приведенные экологические показатели позволяют сертифицировать различные технологии с комплектами технических средств и выбрать оптимальный вариант.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СаНПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов /Минздрав России, Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. - М., 2003. - ISBN 5-7508-0431-3.

2. СаНПиН 2.1.4 1110-02 Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения /Минздрав России, Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. - М., 2002. - ISBN 5-7508-0378-3.

3. СаНПиН 2.1.5 980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод //Минздрав России, Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. - М., 2000. - ISBN 5-7508-0241-8.

4. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и допустимых количеств (ОДК), химических веществ в почве /Государственный комитет санитарно-эпидемиологического надзора РФ. - М.,1993.

5. Свод правил экологически безопасной сельскохозяйственной практики в условиях Ленинградской области России. Часть 1. Содержание крупного рогатого скота и кормопроизводство. - СПб, 2006.

6. Рекомендации по системам удаления, транспортирования, хранения и подготовки навоза к использованию для различных произ-

168

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.

ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2008. Вып. 80.

водственных и природно-климатических условий. - М.: ФГНУ «Ро-синформагротех», 2005.

Получено 24.03.2008.

РАЗДЕЛ III. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭНЕРГЕТИКИ

УДК 631.363

А. М. ВАЛГЕ, д-р техн наук; ЕВ. ТИМОФЕЕВ

СТРУКТУРА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Рассмотрен алгоритм оценки эффективности ресурсного обеспечения сельскохозяйственного производства. Показано, что для анализа эффективности использования ресурсного обеспечения, структура алгоритма задачи линейного программирования должна быть дополнена соответствующими расчетными блоками.

При производстве сельскохозяйственной продукции на каждую единицу производимого объема продукции затрачиваются некоторые ресурсы. Произведенная продукция при реализации дает хозяйству доход. Большинство хозяйств Северо-Западного региона ориентировано на определенный ассортимент производимой продукции. В основном, хозяйства Ленинградской области производят молоко, мясо, картофель, зерно. Продукция производится как для реализации на продуктовом рынке, так и для потребления в производственных процессах и реализации по льготным ценам собственным сотрудникам.

На производство продукции используются производственные ресурсы: земля (пашня, луга (га)), трудовые (чел.-ч), финансовые (тыс. руб.) и другие.

Земля - это угодья для сельхозпроизводства. Трудовые ресурсы -работники, обеспечивающие производство. Финансовые ресурсы - затраты на выполнение производственных операций, оплата труда, топлива, затраты на аренду, амортизацию оплата химических препаратов, техники, удобрений и другие расходы.

169