CC BY
120
УДК 631.145:636.087.24
ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ НА СВИНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ТИПА
А.Г. Самоделкин, д.б.н., В.И. Титова, д.с.-х.н., Е.В. Дабахова, д.с.-х.н.
Нижегородская ГСХА, e-mail: [email protected]
Рассмотрены нормативные документы, регламентирующие определение площади сельскохозяйственных угодий, необходимой для утилизации органических отходов свиноводческих предприятий промышленного типа. Сделан анализ основных просчетов, допускаемых на стадии проектирования свинокомплексов и приводящих к несоблюдению ветеринарно-санитарных требований при подготовке и утилизации навоза. Рассмотрены основные свойства почв, на которые в течение нескольких лет осуществлялся слив жидких отходов животноводства.
Ключевые слова: свиноводческое предприятие, органические отходы, свиной навоз, проектирование, нормативы, доза азота, навозохранилище, свойства почвы, загрязнение.
THE PROBLEMS OF THE SYSTEM OF ORGANIC WASTE TREATMENT IN THE PIG BREEDING ENTERPRISES OF INDUSTRIAL TYPE A.G. Samodelkin, V.I. Titova, E.V. Dabakhova
The article considers the problems of normative documents regulating the estimation of the area of agricultural land, necessary _ for the recycling of organic wastes of pig-breeding enterprises of industrial type. The authors made an analysis of the major mistakes admitted at the design stage farms, and leading to non-compliance with veterinary and sanitary requirements in the preparation and utilization of manure. The influence of the multi-year drain of liquid wastes of livestock on the basic properties of the soil was considered.
Keywords: pig breeding enterprise, organic waste, pig's dung, design, standards, dose of nitrogen, dung-yard, the properties of the soil, pollution.
Одной из наиболее динамично развивающихся отраслей в рамках агропромышленного комплекса России является свиноводство. Это обусловлено как государственной политикой в данной области (соответствующие Государственные и Отраслевые программы), как и высокой рентабельностью свиноводческих предприятий промышленного типа - до 18-20%. В результате строительства новых и реконструкции действующих свинокомплексов, создания селекционно-генетических центров и других мер происходит поступательное увеличение объемов производства мяса, замещение импорта продукцией отечественного производства. Отмечая огромную значимость развития данной отрасли в обеспечении продовольственной безопасности страны, нельзя не акцентировать внимания на экологических проблемах, возникающих в зоне функционирования свиноводческих предприятий, которые в значительной степени обусловлены образованием большого количество отходов жизнедеятельности животных. Так, на свинокомплексе по выращиванию и откорму свиней мощностью 108 тыс. голов при самотечной системе удаления отходов периодического действия образуется около 1600 м3 жидкого навоза в сутки, соответственно, в год - более 580000 м3. Их утилизация в качестве органических удобрений на небольших площадях часто приводит к загрязнению почв, природных вод, воздуха, растениеводческой продукции и, в конечном счете - к ухудшению условий жизни человека [1-3].
Причинами возникновения данных проблем можно считать, во-первых, просчеты и ошибки, допущенные на стадии проектирования свинокомплексов; во-вторых, несоблюдение ветеринарных, санитарных и природоохранных требований по обращению с органическими отходами свиноводческих предприятий (навоз и продукты его переработки) на стадии функционирования пред-
приятий. Что касается первой причины, то она во многом обусловлена проблемами, существующими в нормативной документации. Так, в основных документах, используемых при проектировании свиноводческих предприятий [4-6], четко сформулировано требование: комплексы промышленного типа должны быть обеспечены площадями сельскохозяйственных угодий, достаточными для использования всего годового объема получаемых органических удобрений. Однако трактовка понятия «достаточная площадь», а также методика ее определения фактически отсутствуют. Существует лишь рекомендация, что для ориентировочных расчетов необходимых площадей допускается норму внесения в почву бесподстилочного навоза и навозных стоков по азоту устанавливать: при орошении - до 300 кг/га; без орошения - до 200 кг/га.
Возможность существования единой нормы (дозы по азоту) для различных условий утилизации, т.е. нормы, установленной без учета гранулометрического состава почв, грунтов, типа водного режима, глубины залегания грунтовых вод и других характеристик степени их защищенности вызывает, однако, сомнение. Кроме того, данный норматив не может быть без корректировки применен для сложных условий утилизации. Например, если территория характеризуется высокой степенью расчлененности, в т.ч. наличием водотоков, карстоопас-ности, эрозионной опасности и т.д. Рекомендуемый норматив поступления азота с подстилочным свиным навозом, а также с компостами, приготовленными на его основе, вообще отсутствует.
В проектных нормах оговаривается, что дозы навоза следует устанавливать с учетом природно-климатических и почвенных условий, что, очевидно, предполагает и корректировку необходимых для утилизации площадей. Однако, поскольку конкретные рекомен-
Состояние дерново-подзолистой почвы, подвергшейся негативному воздействию отходов
свинокомплекса
Показатель ПДК (ОДК) min - max М ± m V, %
Содержание гумуса, % 15,5 - 26,7 21,0±1,3 17
Содержание Р2О5 (подвижные формы), мг/кг 953 - 1730 1196±97 22
Содержание К2О (подвижные формы), мг/кг 1057 - 1818 1302±98 20
Содержание общего азота, % 2,44 - 2,51 2,48±0,01 1
рНха 5,6 - 6,2 5,7±0,1 3
Хром не более 0,05 0,006 - 0,031 0,022±0,004 50
Свинец 130,0 3,0 - 11,4 8,3±1,3 43
Кадмий 2,0 0,4 - 1,4 1,0±0,2 43
Медь 132,0 34 - 155 105±20 49
Никель 80,0 8,5 - 28,7 21,4±3,3 41
Цинк 220,0 63 - 224 167±27 43
Здесь и далее: М - среднее арифметическое; m - ошибка средней арифметической; max и min - максимальное и минимальное значение выборки; V - коэффициент вариации.
дации по учету данных факторов (например, градация доз по азоту в зависимости от глубины залегания грунтовых вод) в рассматриваемых документах [4-6] отсутствуют, это положение приобретает чисто формальный характер и его реализация на практике весьма затруднительна. Проблема определения площадей, необходимых для утилизации навоза, усугубляется и некорректными данными, содержащимися в нормативных документах и предлагаемыми к использованию при определении аккумуляции биогенных элементов в массе органического удобрения. Содержание азота в навозе свиней на сухое вещество составляет 6,0%, после разделения на фракции: в сухом веществе жидкой - 3,3% и в сухом веществе твердой фракции - 2,7%. Между тем, абсолютно очевидно, что при смешивании двух материалов с разной концентрацией элемента в смеси установится средняя, а не суммарная концентрация данного элемента. В результате, если провести расчет аккумуляции азота в навозе, неразделенном на фракции, его количество, а соответственно и площадь, необходимая для утилизации, будет вдвое выше, чем при проведении расчета отдельно по твердой и жидкой фракции, дающих суммарно тот же объем исходного навоза. Примерные данные по содержанию тяжелых металлов в навозе, которые можно было бы использовать для расчета баланса и прогноза их аккумуляции в почве на фоне утилизации отходов, отсутствуют.
Эти и другие проблемы в нормативной документации приводят к тому, что определение площадей сельскохозяйственных угодий, необходимых для утилизации всего объема органических отходов, образующихся на свиноводческом предприятии промышленного типа, носит весьма субъективный характер и определяется мнением проектировщика, что в ряде случаев приводит к ошибочной оценке ситуации. Аналогичные проблемы возникают и на этапе государственной экспертизы проекта. Кроме этого, достаточно распространенным просчетом на стадии проектирования является неверное определение объемов навозохранилищ, что не дает возможности осуществить качественную подготовку навоза к внесению. Так, одним из наиболее широко практикуемых способов хранения жидкой фракции навоза в последние годы является выдерживание его в лагунах (котлован с пленочным покрытием с замкнутой по периметру дамбой). Обеззараживание достигается при хранении навоза
в течение не менее 12 месяцев, соответственно, объем лагун должен быть не меньше годового объема образования жидкой фракции.
В ряде случаев проектируется объем хранилищ, значительно меньше требуемого, что происходит по нескольким причинам: а) недоучет объема использования технологической воды, необходимой для удаления навоза из помещений, что приводит к ошибкам в расчете объема образующегося бесподстилочного навоза; б) некорректный расчет емкости лагуны (объем рассчитывают не по внутренним, а по внешним параметрам, определяя размеры котлована с учетом дамбы); в) желание сократить площадь земель, занятых под лагунами и затраты на их строительство. В результате на прилегающие к свиноводческому предприятию поля вносят навоз, не соответствующий ветеринарно-санитарным требованиям, который может привести к поступлению в почву опасной патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Иногда недостаток емкостей для хранения диктует необходимость утилизации навоза в холодный период, что усугубляет неблагоприятные экологические последствия данного процесса.
Наличие карантинных хранилищ, рассчитанных на шестисуточное выдерживание жидкого навоза (до разделения его на фракции) - одно из важнейших ветеринарных требований к системе обращения с органическими отходами на свиноводческих предприятиях промышленного типа. Если в течение этого периода на предприятии не обнаружено опасных заболеваний животных, навоз отправляют на дальнейшую переработку и хранение. Отсутствие карантинных хранилищ - еще один распространенный факт нарушения ветеринарно-санитарных требований на свинокомплексах. Нарушения в области обращения с отходами на предприятиях промышленного птице- и животноводства приводят к серьезным неблагоприятным последствиям. Кафедрой агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА совместно с территориальными органами Россельхознадзо-ра в 2011 г. проведены исследования на территории одного из предприятий, в течение нескольких лет сбрасывавшего жидкие органические отходы на рельеф местности. Данные таблицы свидетельствуют о том, что содержание органического вещества в почве чрезвычайно высокое, причем оно представлено не гумусом, а компонентами жидкого навоза. Для данного материала свой-
ственно узкое соотношение углерода и азота, из-за чего он характеризуется повышенной способностью к минерализации. В связи с этим после прекращения слива отходов на поверхность почвы и восстановления аэробной обстановки велика вероятность интенсивной минерализации органического вещества, которая будет сопровождаться образованием значительного количества минеральных форм азота, в том числе нитратов. Это, в свою очередь, приведет к значительному загрязнению грунтовых вод, на данной территории классифицирующихся как условно защищенные, на отдельных участках - как незащищенные.
Содержание биогенных элементов в почве, на порядок превышающее значение, характерное для зональных аналогов, также свидетельствует о высокой потенциальной опасности загрязнения сопредельных сред (подземных вод, растительной продукции, атмосферного воздуха). В отдельных образцах отмечается превышение допустимых значений: цинком или медью загрязнены более 50% отобранных проб. Высокое содержание этих элементов обусловлено тем, что их добавляют в составе премиксов в корм животных.
В ходе исследования выявлено также микробиологическое загрязнение почвы: при отсутствии патогенных бактерий, яиц и личинок гельминтов уровень загрязнения по санитарно-показательным микроорганизмам варьирует от умеренного до опасного (индекс энтерококков и индекс БГКП 10-100 КОЕ/г).
Таким образом, в результате нарушения существующих требований к системе обращения с отходами произошло загрязнение почв, которое может повлечь за собой ухудшение состояния сопредельных сред и негативно отразиться на здоровье человека и животных. Подобная ситуация во многом обусловлена отсутствием должного контроля за системой утилизации отходов на свиноводческих предприятиях промышленного типа. Для снижения остроты проблемы следует: разработать четкую инструктивно-методическую базу (или внести изменения в уже существующую), регламентирующую процедуру определения площадей, необходимых для безопасной утилизации органических отходов на стадии проектирования, а также осуществлять жесткий контроль.
Литература
1. Титова В.И., Караксин В.Б., Гейгер Е.Ю. Промышленное свиноводство и экология: проблемы сосуществования. - Н. Новгород: Изд-во ВВАГС, 2003. - 201 с.
2. Гейгер Е.Ю. Действие жидкого свиного навоза на продуктивность агрофитоценоза и состояние экосистемы в зоне влияния свинокомплекса. Дисс. к.с.-х.н.: 03.00.16, 06.01.04 - Н. Новгород, 2003. - 212 с.
3. Тиньгаев А.В. Управление использованием органических отходов в сельском хозяйстве на региональном уровне. Автореф. дисс. д.т.н.: 06.01.02. - М.: ГНУ ВНИИГиМ им. Костякова, 2010. - 45 с.
4. РД-АПК 1.10.15.02-08 «Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета».
5. ВНТП 2-96 «Ведомственные нормы технологического проектирования свиноводческих предприятий».
6. Методические рекомендации по проектированию систем удаления и переработки навозных стоков на свинокомплексах промышленного типа. - М.: Министерство сельского хозяйства РФ, 2008.
