POULTRY COMPLEX AS A SOURCE OF AIR POLLUTION
POULTRY COMPLEX AS A SOURCE OF AIR POLLUTION
Abstract
In this article, the evaluation of atmospheric air pollution in the area of location of the poultry farming complex of LLC "Kabbalkptitsa" was carried out. To fulfil the set goal, an inventory of pollutant emission sources was conducted. The total amount of emissions is 32.988006 tonnes/year. It was determined that the main contribution to air pollution is made by methane emissions – 12.081003 tonnes/year, ammonia emissions – 6.522647 tonnes/year and fur dust – 5.812404 tonnes/year, which come from poultry houses, manure storage and poultry slaughtering and processing workshops.
To assess the quality of atmospheric air at the boundary of the sanitary protection zone of the enterprise, the dispersion of pollutants was calculated. It was obtained that no substance exceeds the maximum permissible concentrations at the boundary of SPZ. Maximum concentration is observed for fur dust and is 0.7 MAC.
1. Введение
Птицеводство является одним из наиболее эффективных методов животноводства и обеспечивает продовольственную безопасность значительной части населения мира. Используя современные интенсивные методы ведения сельского хозяйства, с каждым годом наблюдается устойчивый рост мирового производство мяса птицы
, , .Развитие птицеводства в России происходит в соответствии с общемировыми тенденциями. В настоящее время в нашей стране насчитывается более 850 птицефабрик
, . В 2021 г. производство мяса птицы составило 5,02 млн. тонн в убойной массе, что составляет 45% от общего потребления мяса всех видов . Несмотря на видимую выгоду птицефабрик, они являются и огромным загрязнителем окружающей среды. Вследствие того, что на небольших площадях концентрируется огромное количество кур, это влечет за собой производство огромных количеств помета, больных и мертвых животных, скопления болезнетворных микроорганизмов . Отходы птицеводства являются источником загрязнения как подземных и поверхностных вод, почвы, так и атмосферного воздуха.Выбросы в атмосферный воздух в результате деятельности объектов птицеводства включают в себя: аммиак, метан, оксиды азота, сероводород, метиламин, фенол, метанол, диметилсульфид, этилформиат, пыль меховая, микроорганизмы и др. загрязняющие вещества, которые могут оказывать негативное воздействие на здоровье населения.
В связи с этим целью данной работы является анализ загрязнения атмосферного воздуха выбросами птицеводческого комплекса ООО «Каббалкптица».
2. Методы и принципы исследования
Птицеводческий комплекс ООО «Каббалкптица» расположен в Кабардино-Балкарской республике, за чертой населенного пункта с. Старый Черек. Среднегодовое поголовье взрослой птицы составляет 560,00 тыс. голов.
Для определения перечня ЗВ, выбрасываемых предприятием и их массы необходимо проведение инвентаризации источников выброса. Определения выбросов были произведены расчетными методами с использованием аккредитованных методик
, , , . Определено, что для птицеводческого комплекса основными выбросами являются выбросы котельных установок, птичников, цеха по переработке, цеха по производству мясокостной муки и пометохранилища.Все загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу, подразделяются на 4 класса опасности. Для этих веществ установлены предельно-допустимые концентрации (ПДК). К веществам первого класса относятся чрезвычайно опасные вещества, (ПДК (мг/м3) < 0,1) второй класс – это высокоопасные вещества (ПДК (мг/м3) 0,1-1,0), к третьему классу умерено опасные вещества (ПДК (мг/м3) 1,0-10,0) и к 4 – малоопасные (ПДК (мг/м3) >10,0). Также существует ряд ЗВ, для которых значение ПДК отсутствует, для них используется показатель ОБУВ (ориентировочный безопасный уровень воздействия), это временно допустимая концентрация ЗВ в воздухе.
Для защиты населенных пунктов от вредных выбросов птицеводческим объектам, которые выступают в качестве источников отрицательного воздействия на состояние окружающей среды и здоровье человека устанавливаются санитарно-защитные зоны. Согласно санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам, санитарно-защитная зона (СЗЗ) для ООО «Каббалкптица» п. 11 (класс 2, пп.11.2.3) устанавливается в размере 500 м
.Для проверки выполнения гигиенических нормативов качества приземного слоя воздуха необходимо оценить величины приземных концентраций ЗВ на границе установленной СЗЗ, для чего используются значения максимально разовых выбросов по каждому веществу. Такая оценка делается расчетным путем на основании расчетной схемы нормативной методики
, с помощью унифицированной программы для УПРЗА Эколог верс. 4.7, согласованной в установленном порядке. В качестве стандартов качества атмосферного воздуха используются предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ. Оценка воздействия выбросов предприятия на качество атмосферного воздуха производится путем сопоставления реальных характеристик воздействия, получаемых в результате расчета по программе с их допустимыми величинами.3. Основные результаты
Основным источником загрязнения атмосферного воздуха на предприятии являются: котельные, птичники, цех по убою птицы и переработке, цех по сортировке, маркировке и упаковке птицы, цех по производству мясокостной муки, полуфабрикатный цех, цех глубокой переработки, термическое отделение продукции цеха глубокой переработки, кормоцех и пометохранилище.
На предприятии имеется 34 источника выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух: 24 организованных и 10 неорганизованных.
Каждый птичник оснащен 12 вытяжными вентиляторами и 7 газовыми воздухонагревателями.
В цехе по убою и переработке птицы производится забой птицы, отделение пера и потрошение, промывка и разделение тушек. Помещение участка убоя и предварительной обработки птицы оборудовано общеобменной вентиляцией, загрязненный воздух из помещения удаляется через общую вентиляционную систему в атмосферу.
Источником выделения в мясокостном цехе являются три вакуумных котла марок КВ-4,6М. В качестве топлива используется природный газ. Внутренности, полученные от потрошения птицы, перо, а также павшая птица поступают в помещение, где установлены 2 горизонтальных вакуумных котла (ГВК). Павшая птица обрабатывается отдельно от остальных отходов в отдельном ГВК до зольного остатка. В ГВК под действием высокой температуры и давления происходит образование мясокостной муки. В помещении установлен фильтр по очистке воздуха – циклон (степень очистки 70%). Пыль мясокостной муки выбрасывается в атмосферный воздух после очистки циклоном. Далее эта мука попадает в кормоцех и является составляющей при изготовлении гранул для корма птицы. Благодаря этой технологии производство может считаться безотходным.
Источником выделения в кормоцехе являются 2 дробилки и 2 гранулятора.
На предприятии предусмотрено специальное пометохранилище. Помет хранится не более 6 месяцев.
Также на предприятии имеется полуфабрикатный цех и цех глубокой переработки.
В результате проведенной инвентаризации источников выброса определен перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием и оказывающих негативное воздействие на окружающую среду (табл.1).
Таблица 1 - Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу
№ | Вещество | Класс опасности | Суммарный выброс вещества | ||
код | Наименование | ||||
г/с | т/год | ||||
1 | 0301 | Азота диоксид (Двуокись азота; пероксид азота) | 3 | 0,0578763 | 0,505348 |
2 | 0303 | Аммиак (Азота гидрид) | 4 | 0,3397306 | 6,522647 |
3 | 0304 | Азот (II) оксид (Азот монооксид) | 3 | 0,0092429 | 0,079315 |
4 | 0330 | Сера диоксид | 3 | 0,0002 | 0,003456 |
5 | 0333 | Гидросульфид (Водород сернистый, дигидросульфид, гидросульфид) | 2 | 0,017572 | 1,623709 |
6 | 0337 | Углерода оксид (Углерод окись; углерод моноокись; угарный газ) | 4 | 0,2311721 | 2,036172 |
7 | 0410 | Метан | 0 | 0,466088 | 12,081003 |
8 | 0703 | Бенз/а/пирен | 1 | 3,728E-08 | 3,51Е-07 |
9 | 1039 | Пентан-1-ол | 3 | 0,00012 | 0,000237 |
10 | 1052 | Метанол | 3 | 0,0047102 | 0,122073 |
11 | 1071 | Гидроксибензол (фенол) | 2 | 0,0071992 | 0,148361 |
12 | 1246 | Этилформиат (Муравьиноэтиловый эфир, этилметаноат) | 0 | 0,0136416 | 0,353590 |
13 | 1314 | Пропаналь (Пропиональдегид, метилацетальдегид) | 3 | 0,0099881 | 0,212009 |
14 | 1317 | Ацетальдегид (Уксусный альдегид) | 3 | 0,0019704 | 0,008511 |
15 | 1325 | Формальдегид (Муравьиный альдегид, оксометан, метиленоксид) | 2 | 0,0027504 | 0,011882 |
16 | 1405 | Растворитель древесно-спиртовой марки А (ацетоно-эфирный) | 4 | 0,00198 | 0,001185 |
17 | 1519 | Пентановая кислота | 3 | 0,0009 | 0,001777 |
18 | 1531 | Гексановая кислота (Капроновая кислота) | 3 | 0,0070647 | 0,178070 |
19 | 1555 | Этановая кислота (Метанкарбоновая кислота) | 3 | 0,0021066 | 0,007584 |
20 | 1707 | Диметилсульфид (Метилсульфид; тиобис(метан); метантиометан) | 4 | 0,0342665 | 0,828829 |
21 | 1715 | Метантиол (метилмеркаптан) | 4 | 0,0044029 | 0,007200 |
22 | 1728 | Этантиол | 3 | 0,00009 | 0,000178 |
23 | 1819 | Диметиламин | 2 | 0,003612 | 0,071521 |
24 | 1849 | Метиламин (Аминометан; метанамин) | 0 | 0,0021118 | 0,054722 |
25 | 2603 | Микроорганизмы | 0 | 0,0000105 | 0,000247 |
26 | 2902 | Взвешенные вещества | 3 | 0,0042 | 0,043680 |
27 | 2913 | Пыль мясокостной муки /в пересчете на белок/ | 0 | 0,0735333 | 0,003240 |
28 | 2920 | Пыль меховая /шерстяная, пуховая/ | 0 | 0,1680846 | 5,812404 |
29 | 2937 | Пыль зерновая | 3 | 0,2740719 | 2,269054 |
Всего веществ: 29 | 1,738697 | 32,988006 | |||
в том числе твердых: 5 | 0,51989 | 8,128378 | |||
жидких/газообразных: 24 | 1,218807 | 24,859628 | |||
Всего в составе выбросов 24 жидких и газообразных ЗВ (азота диоксид, аммиак, азота оксид, серы диоксид, дигидросульфид, углерод оксид, метан, пентан-1-ол, метан, гидроксибензол (фенол), этилформиат, пропаналь, ацетальдегид, формальдегид, ацетоноэфирный растворитель А, пентановая кислота, гексановая кислота, этановая кислота, диметилсульфид, метантиол, этантиол, диметиламин, метиламин (моноэтиламин), микроорганизмы и 5 твердых ЗВ (бенз/а/пирен, взвешенные вещества, пыль мясокостной муки (в перерасчете на белок), пыль меховая (шерстяная, пуховая), пыль зерновая).
Общее количество выбросов составляет 32,988006 т/год, при этом основную массу валовых выбросов составляют вещества, имеющие ОБУВ – 18,3052 т/год, вещества 1 класса представлены только бенз/а/пиреном, выбрасываемым при сжигании природного газа, но его выброс незначителен и составляет 3,51Е-07 т/год (рисунок 1).
Рисунок 1 - Распределение выбросов ЗВ по классам опасности
Рисунок 2 - Наиболее значимые валовые выбросы
Для оценки качества атмосферного воздуха на границе СЗЗ значения максимально-разового выброса по каждому веществу были занесены в программу УПРЗА «Эколог» верс.4.7 и проведен расчет рассеивания ЗВ в атмосфере. Были выбраны 4 контрольные точки, расположенные на границе СЗЗ. Как показали результаты расчетов максимальный уровень формируется по пыли меховой со значением 0,7ПДК, далее следуют дигидросульфид – 0,26ПДК, микроорганизмы – 0,24ПДК, аммиак – 0,21ПДК и метантиол – 0,17ПДК. Несмотря на значимый валовый выброс метана его концентрация на границе СЗЗ составляет 0,001ПДК.
Далее был определен перечень источников, дающих наибольшие вклады в уровень загрязнения атмосферы (табл.2).
Таблица 2 - Источники, дающих наибольшие вклады в уровень загрязнения атмосферы
Наименование ЗВ | Наибольшая расчетная концентрация на границе СЗЗ, доли ПДК | Источники, дающие наибольший вклад в концентрацию ЗВ | |
наименование | % вклада | ||
Аммиак (Азота гидрид) | 0,21 | Пометохранилище | 86,5 |
Дигидросульфид (Водород сернистый, дигидросульфид, гидросульфид) | 0,26 | Пометохранилище | 70,3 |
Метантиол (метилмеркаптан) | 0,17 | Цех по производству мясокостной муки | 96,7 |
Микроорганизмы | 0,24 | Птичники | 83,6 |
Пыль меховая /шерстяная, пуховая/ | 0,7 | Цех по убою и переработке птицы | 46,6 |
Как видно из таблицы 2, основной вклад в концентрацию аммиака и дигидросульфида вносят выбросы пометохранилища (86,5% и 70,3% соответственно). Птичники вносят значительный вклад в концентрацию в атмосферном воздухе микроорганизмов (83,6%). Вклад в концентрацию пыли меховой преимущественно вносит цех по убою и переработке птицы (46,6%), а цех по производству мясокостной муки вносит 96,7% в концентрацию метантиола.
Хотя ни по одному веществу концентрации на границе СЗЗ не превышают ПДК, но атмосферный воздух при загрязнении микроорганизмами, пылью, аммиаком и другими продуктами жизнедеятельности животных, часто обладает неприятными запахами. Специфический запах, в зависимости от сезонности и погодных условий может распространяться на значительные расстояния: зимой – до 0,5 км, а летом – до 3,5-5 км.
4. Заключение
Результаты проведенного исследования показали, что в составе выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от деятельности птицеводческого комплекса «Каббалкптица» имеется 29 наименований загрязняющих веществ: 24 жидких и газообразных и 5 твердых ЗВ. Общее количество выбросов составляет 32,988006 т/год. Основными выбросами на предприятии являются: метан, аммиак и пыль меховая. Эти вещества преимущественно образуются от мест содержания птицы, цеха по убою и переработке птицы и навозохранилища.
Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе не выявил превышения ПДК ни по одному загрязняющему веществу. Несмотря на это выбросы птицеводческого комплекса, преимущественно от пометохранилища, являются источником неприятного запаха, который может распространяться на значительные расстояния.
Для уменьшения негативного воздействия выбросов птицеводческого комплекса на атмосферный воздух необходимо соблюдение всех санитарных норм, таких как своевременная утилизация помета, регулярная санитарная уборка и дезинфекция птичников.
Вокруг птицеводческих комплексов необходимо высаживать зеленые насаждения. С этой целью, для очистки воздуха от газов лучше использовать липу мелколистную, клен ясневолистный, а из кустарников – бузину и сирень. Они лучше удерживают пыль и таким образом выполняют роль биологического фильтра. Для защиты от микроорганизмов лучше использовать хвойные породы.