АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ РАЗВИТИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИИ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Рязанов А.В.¹, Можаров А.В.², Завершинский А.Н.³

^1,2,3Кандидат химических наук, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина

АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ РАЗВИТИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИИ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

Исследован состав стоков, образующихся в результате функционирования свиноводческих предприятий, расположенных на территории Тамбовской области. Выявлено высокое содержание растворенных и взвешенных органических веществ. На основании соотношения концентраций азотсодержащих веществ показано отсутствие реализации процесса аэробного окисления и, как следствие, потенциальная экологическая опасность данных отходов для окружающей среды при отсутствии систематического экологического контроля и недостаточного использования современных методов утилизации отходов животноводства.

Ключевые слова: свиноводство, отходы животноводства, сточные воды, аэробное окисление, тяжелые металлы.

Ryazanov A.V.¹, Mozharov A.V.², Zavershynskiy A.N.³

^1,2,3PhD in Chemistry, Tambov State University named after G.R. Derzhavin

ANALYSIS OF ENVIRONMENTAL CONSEQUENCES OF ANIMAL PRODUCTION IN TAMBOV REGION

Abstract

The article is dedicated to the study of the composition of waste formed as a result of the pig breeding enterprise operation located on the territory of the Tambov region. High content of dissolved and suspended organic substances was detected in waste. Based on the ratio of nitrogen-containing substances concentrations, it is shown that there is no realization of aerobic oxidation process and, as a consequence, these wastes are potentially dangerous for the environment. There is no systematic environmental monitoring of wastes. Modern methods for the utilization of livestock wastes are insufficient.

Keywords: pig breeding, livestock wastes, waste water, aerobic oxidation, heavy metals.

На современном этапе развития человечества, выходящего на стадию постиндустриальной цивилизации, сельское хозяйство, хотя уже не является основой существования и развития, но, тем не менее, выполняет весьма важную функции, по производству продуктов питания и сырья для некоторых отраслей промышленности.

С момента провозглашения в нашей стране тезиса о продовольственной безопасности, а позднее об импортозамещении, Тамбовская область активно участвует в различных проектах, направленных на увеличение производства как, растениеводческой, так и животноводческой продукции, а также в развитии отдельных отраслей пищевой промышленности.

Несмотря на кажущуюся безобидность для природной среды современное индустриальное сельское хозяйство способно наносить существенный, зачастую невосполнимый вред природным объектам и экосистемам. В гидросферу вместе со сточными водами поступает большое количество взвешенных и растворенных органических и неорганических веществ, которые могут оказывать негативное воздействие на поверхностные водоемы. Кроме того, на сельскохозяйственных предприятиях может образовываться значительное количество твердых отходов, зачастую весьма опасных для окружающей природной среды, несмотря на отсутствие токсичных веществ в производственном цикле.

Тамбовская область по итогам 2016 года находилась на третьем месте среди регионов России по показателям свиноводства. За прошлый год в области было произведено более 120 тысяч тонн мяса свинины в убойном весе, что составляет почти 120 процентов к аналогичному периоду прошлого года. Поголовье свиней в регионе увеличилось на три процента и насчитывает свыше 1 миллиона голов [1].

Применение современных способов выращивания свиней в комплексах большой производительности сопровождается образованием значительного количества продуктов жизнедеятельности (навоз) на весьма ограниченной территории. Так для свиньи, выращиваемой на мясо, эта цифра составляет примерно 1500 кг/год. Соответственно при поголовье на территории области в 1000000 голов, получаем цифру 1500000 тонн в год. При условии что влажность «конечного продукта» составляет порядка 90 %, а в случае применения гидросмыва, его объем увеличивается более чем в три раза, а отход представляет собой разбавленную суспензию.

В рамках комплексных исследований, направленных на снижение экологического риск увеличивающегося при дальнейшем росте производительности существующих и строительстве новых свинокомплексов, был исследован физико-химический состав животноводческих стоков ряда ведущих свиноводческих комплексов региона по показателям, представляющим наибольший интерес с позиции снижения нагрузки на природную среду (Таблица 1).

 

Таблица 1 – Значения ряда показателей и концентраций загрязняющих веществ в сточных водах свиноводческих предприятий

Оцениваемый показатель	Предприятие 1	Предприятие 2	Предприятие 3	Предприятие 4	Предприятие 5
Содержание взвешенных и растворенных веществ, мг/л	9850	36600	29690	24020	23160
рН	8,5	8	8	7,5	7,5
Азот аммонийный, NH4+, мг/л	2900	2300	3000	1800	2170
Азот нитратный, NO3-, мг/л	200	150	85	47	21
Азот нитритный, NO2-, мг/л	2,7	2,2	1,93	1,72	1,64
ХПК, мгО/л	1216	2900	1254	862	941
Железо общее Feобщ, мг/л	2	1	1,7	16	10

 

Несмотря на имеющиеся различия, связанные в первую очередь с численностью поголовья свиней и используемыми технологиями откорма, во всех исследованных образцах отмечается высокое содержание взвешенных и растворенных веществ. Тем не менее, данный показатель является средним для стоков данного типа [2, С. 4], так как они характеризуются высоким содержанием мелкодисперсных взвешенных частиц, которые практически не поддаются очистке с помощью отстаивания или фильтрации с использованием мелкопористых фильтрующих материалов. Кроме того в них может содержаться существенное количество органических веществ, что представляет угрозу для поверхностных водоемов при поступлении в них подобных стоков. Значение химического потребления кислорода, являющегося выражением содержания органических и легкоокисляемых неорганических веществ, хотя и является чрезвычайно высоким, так же соответствует значениям, характерным для стоков данного типа. Высокое содержание органических соединений хорошо соотносится с выявленным значением взвешенных и растворенных веществ.

Величина рН исследованных образцов находится в слабощелочной области, что связано, с большим содержанием азотсодержащих минеральных веществ, в частности ионов аммония.

Соотношение концентраций различных соединений азота позволяет судить о степени реализации аэробных процессов окисления, уменьшающих кроме того общее содержание растворенных органических веществ. Во всех исследованных образцах наибольшая концентрация данных соединений соответствует азоту аммонийному. Содержание азота нитратного существенно ниже (примерно в 10 раз), азот нитритный, представляющий собой соединение с промежуточной степенью окисления между аммонийным и нитратным, присутствует в незначительной концентрации. Таким образом, соотношение данных форм соединений азота свидетельствует о недостаточной эффективности процессов аэробного окисления [3, С. 58].

Согласно имеющимся литературным данным стоки животноводческих предприятий в ряде случаев могут содержать существенное количество соединений тяжелых металлов. Проведенные исследовании выявили существенное содержание железа. Ионы других тяжелых металлов, либо отсутствуют, либо их концентрация находится ниже предела чувствительности использованных методов определения. Высокое содержание железа может быть связано с использованием для гидросмыва навоза и разбавления осадков воды с естественно высоким содержанием железа, характерного для Тамбовской области [4, С. 141].

Высокое содержание соединений азота, теоретически позволяет использовать подобные животноводческие стоки в качестве удобрения. Однако, их систематическое интенсивное внесение на одни и те же поля, с бессменным севооборотом нарушает процессы саморегулирования и самовозобновления плодородия почв, усиливает их эрозию, вызывает химическое и биологическое загрязнение. Поступление стоков животноводческих предприятий в открытые водоемы напрямую или через грунтовые воды оказывает эвтрофирующее действие, что резко ухудшает качество воды и делает ее непригодной для использования.

Кроме сточных вод и твердых отходов, при функционировании животноводческих предприятий образуются токсичные газообразные соединения: меркаптаны, крезолы, фенолы, сероводород, аммиак, метан и др.  Поэтому функционирование крупных свиноводческих комплексов сопряжено с формированием шлейфа неприятных запахов, избавиться от которых крайне сложно, а в некоторых случаях практически невозможно. При размещении подобных объектов необходимо тщательно подходить к выбору места их размещения с учетом розы ветров и расположения населенных пунктов, что в нашем регионе не всегда выполняется. Причина этого в том, что в большинстве случаев, подобные предприятия сооружаются на условиях частно-государственного партнерства. Вклад региона в этом случае сводится к созданию транспортной и энергетической инфраструктуры. И, чтобы минимизировать затраты, строительство осуществляется на территориях уже обладающих данной инфраструктурой – в непосредственной близости от населенных пунктов.

Таким образом, несмотря на очевидную пользу для экономики и населения, интенсивное развитие свиноводства в нашем регионе может стать причиной ряда экологических проблем. Большинство из которых можно решить, при наличии на то желания, еще на стадии разработки проекта и выбора места для его расположения. Соблюдение экологических нормативов и санитарных норм, с одной стороны позволит снизить экологический вред, а с другой уменьшит социально-экологическую напряженность.

Список литературы / References

1. Свиноводство России в 2016 году, данные на 1 октября. [Электронный ресурс] - URL:http://ab-centre.ru/news/svinovodstvo-rossii-v-2016-godu-dannye-na-1-oktyabrya (дата обращения: 12.05.2017)
2. Безуглов В.Г. Экологическая обстановка на животноводческих комплексах, птицефабриках и прилегающих к ним территориях [Электронный ресурс] / В.Г. Безуглов // Электронный научно-производственный журнал «АГРОЭКОИНФО» 2013, №1(12). - URL:http://agroecoinfo.narod.ru/journal/TEXT/RUSSIAN/2013/st_09_annot.html. (дата обращения: 12.05.2017)
3. Рязанов А.В. Анализ эффективности работы городских очистных сооружений в отношении ряда приоритетных загрязняющих веществ. / А.В. Рязанов, А.В. Можаров, А.Н. Завершинский // Международный научно-исследовательский журнал. – 2014. - № 4-2 (23). С.58-59.
4. Рязанов А.В. Экология поверхностных вод Тамбовcкой области / А.В. Рязанов, А.Н. Завершинский, А.Н. Можаров – Тамбов, ТГУ имени Г.Р. Державина, 2010. - 147 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Svinovodstvo Rossii v 2016 godu, dannye na 1 oktjabrja. [Pig breeding in Russia in 2016, data for October 1] [Electronic resource] - URL:http://ab-centre.ru/news/svinovodstvo-rossii-v-2016-godu-dannye-na-1-oktyabrya (accessed: 12.05.2017) [in Russian]
2. Bezuglov V.G. Jekologicheskaja obstanovka na zhivotnovodcheskih kompleksah, pticefabrikah i prilegajushhih k nim territorijah [Ecological situation on livestock complexes, poultry farms and adjacent territories] [Electronic resource] / V.G. Bezuglov // Jelektronnyj nauchno-proizvodstvennyj zhurnal «AGROJEKOINFO» [Electronic Scientific and Production Journal «AGROECOINFO»] 2013, №1 (12). - URL:http://agroecoinfo.narod.ru/journal/TEXT/RUSSIAN/2013/st_09_annot.html. (accessed: 12.05.2017) ) [in Russian]
3. Ryazanov A.V. Analiz jeffektivnosti raboty gorodskih ochistnyh sooruzhenij v otnoshenii rjada prioritetnyh zagrjaznjajushhih veshhestv [Analysis of the efficiency of enterprises by sorting and recycling municipal solid waste]. / A.V. Ryazanov, A.N. Zawershinskiy, A.V. Mozharov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International research journal]. – 2014. - № 4-2 (23). P.58-59. [in Russian]
4. Ryazanov A.V. Jekologija poverhnostnyh vod Tambovskoj oblasti [Ecology of surface waters of Tambov region] / A.V. Ryazanov, A.N. Zawershinskiy, A.V. Mozharov / Tambov, TGU imeni G.R. Derzhavina [Tambov, TSU named after G.R. Derzhavin], 2010. - 147 p. [in Russian]