биотехнология 5. Экологическая биотехнология Введение
 Скачать 18.98 Kb.
|
|
Экологическая биотехнология Введение Животноводство - одна из ведущих отраслей сельского хозяйства. Значение этой отрасли определяется не только высокой долей в валовой продукции, но и большим влиянием на экономику сельского хозяйства. Население получает от животноводства такие ценные продукты, как молоко, мясо, яйца, жиры. Эта отрасль снабжает легкую и пищевую промышленность сырьем, из которого готовят пищевые продукты, консервы, многие товары широкого потребления. В своем развитии животноводство тесно связано с земледелием и может преуспевать только на базе успешного развития его отраслей, в частности зернового хозяйства и кормопроизводства. В связи со спецификой объекта труда животноводство отличается от земледелия большей изоляцией от условий внешней среды, а, следовательно, меньшей сезонностью. Оно способствует более равномерному использованию трудовых ресурсов в течение года, повышению производительности труда. Продукты животноводства имеют большой спрос и быстро окупают затраты. Это ускоряет оборот вкладываемых в производство денежных средств, его интенсификацию. Сложности перехода к рыночной экономике, значительное сокращение ассигнований на природоохранные мероприятия привели к резкому обострению экологической обстановки в АПК страны. Перевод производства продуктов животноводства на промышленную основу вызвал необходимость организации в каждом хозяйстве сложной системы переработки больших масс экскрементов. В условиях концентрации значительного поголовья животных на ограниченной территории, навоз следует рассматривать не только как ценное органическое удобрение, но и как потенциальный источник загрязнения окружающей среды. Предотвращение экологического ущерба может быть осуществлено разработкой оптимальной технологии уборки, удаления и утилизации навоза. В сельском хозяйстве наибольшую экологическую опасность представляют мелкие фермы и крупные животноводческие комплексы. Для мелких ферм характерен низкий уровень механизации рабочих процессов, они не имеют навозохранилищ, капитальных силосохранилищ. Пункты утилизации скота; размещены, как правило, с нарушением санитарных норм. На крупных комплексах основным способом навозоудаления является гидросмыв, при котором навозные стоки по системе трубопроводов поступают на станции распределения по фракциям. Затем твердую фракцию вывозят на поле, а жидкую собирают в отстойниках, разбавляют чистой водой и используют для орошения. 1. Характеристика ресурсоемкости Если подсчитать процент парниковых газов, производимых человечеством, то на животноводство припадает 9% CO2. 65% закиси азота (N2O) - большинство его происходит от навоза животных. 37% всего антропогенного метана (CH4) (а он в 23 раза теплее, чем CO2), производимого в своем большинстве из отходов скота. 64% аммиака, а это - насущная причина кислотных дождей.Кроме того, что животноводство продуцирует такое большое количество парниковых газов, оно также негативно влияет на почву и воду планеты. По данным за 2006 год, под животноводство было задействовано 30% постоянных пастбищ Земли.Только для выращивания корма рогатому скоту выделено из этого количество 33% пахотных земель. Помимо этого, идет повсеместная тенденция вырубки лесов для новых пастбищ. Сегодня, на планете Земля около 20% всех пастбищ признаны истощенными, по трем причинам: чрезмерного выпаса на них скота, укатывания и эрозии почвы. Хуже обстоит ситуация в местностях с засушливым климатом, где некогда зеленая земля превратилась в пустыню.К сожалению, помимо вышеперечисленных причин истощения почв масла в огонь подливают неуместные политические меры правительства этих стран (где находятся чувствительные к выпасу почвы) и неадекватное управление животноводством. Животноводческий бизнес также разрушает недостающие водные ресурсы, а именно загрязняет воду, заболачивает и приводит к вырождению коралловых рифов. Основные загрязняющие элементы - животные экскременты, антибиотики, гормоны и химикаты, задействованные в кожевенном производстве, минеральные удобрения и пестициды, использовавшиеся в орошении кормовых культур. Проблемы земель прочно связаны с водой. Из-за чрезмерного выпаса скота на почвах нарушаются водные циклы, а именно, снижается повторное наполнение сверху и снизу источников подземных вод. Не стоит забывать также и о том, что значительное количество воды задействовано только для орошения кормовых культур для животных, хотя эту воду можно было бы использовать для нужд человечества. Если не было бы такого спроса на мясо-молочную продукцию, то уже сегодня наше экосистема на страдала бы от результатов животноводства. Судите сами, по отчету 20% всей биомассы Земли составляют только фермерские животные. Как результат - страдает морская экосистема. Южно-Китайское море перенасыщено фосфором и азотом, предположительно поставляемым животноводством, что способствует снижению биологического разнообразия в море. Исследователи уже оценили, что существование животноводства и использование для его нужд почв и кормовых культур снизит биологическое разнообразие. На сегодняшний день, уже 15 из 24 важных экосистем, эксплуатируемых человечеством находится в состоянии упадка. Виновником признано животноводство. 2. Уровень воздействия продукции и применяемых технологий Экскременты животных и птицы благодаря высокому содержанию органического вещества, а также питательных элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна считаются ценным удобрением. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают потребности растений, ведет к нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы. Одновременно с основными питательными элементами (азотом, фосфором и калием), которые содержатся в экскрементах животных, в почву попадают и могут накапливаться в токсичных концентрациях и другие соединения, которые негативно влияют на грунт и растения. Исследования показывают, что внесение в почву экскрементов животных в дозах, которые превышают оптимальную (45 т/га на год), негативно отражается на плодородии почв и жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Например, в грунте появляется избыток растворимых солей, которые могут задерживать рост, или вымываются в грунтовые воды. Вместе с экскрементами в почву попадают медь и мышьяк, которые добавляют в корм для птицы против некоторых заболеваний или для стимуляции роста. Нитраты, присутствующие в почве в избыточном количестве, могут мигрировать через грунтовой профиль к грунтовым водам, а также смываться поверхностными водами в процессе эрозии. Учитывая это, основными мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является нормируемое кормление животных и использование органических удобрений в оптимальных количествах. 3. Характеристика видов отходов К отходам животноводства относят навоз и стоки животноводческих ферм. Различают подстилочный, твердый навоз (влажность 75-80%); бесподстилочный, который делится на полужидкий (смесь экскрементов с мочой, влажность до 90%) и жидкий - навоз с примесью воды (влажность 90-93%); навозные стокинавоз, разбавленный водой (влажность более 93%). С выделениями крупного рогатого скота, свиней, кур, при богатейшем содержании выводится до 30-40% питательных веществ, получаемых животными с кормами. В основном органическое вещество экскрементов представлено структурными веществами с высоким содержанием углерода (целлюлоза, лигнин, пентозаны). Объем питательных элементов во всех стоках животноводческих ферм нашей страны в год эквивалентен 2,2 млн. т. азота, I млн. т. фосфора и 1 млн. т. калия. Это в 4 раза превышает количество загрязнений от сточных вод пищевой промышленности и хозяйственно-бытовых стоков объемом 11,8 млн. м3 в год. В настоящее время одним из перспективных способов утилизации стоков животноводческих ферм является культивирование микроорганизмов на питательных средах из этих отходов с получением кормовой и технической биомассы. Вблизи животноводческих комплексов особую угрозу окружающей среде представляет скопление навоза, а также нитратное и микробное загрязнение земли, поверхностных и грунтовых вод. Загрязнение почв, снежного покрова и вод местного стока влечет за собой соответствующие изменения показателей качества кормовых культур на сельскохозяйственных угодиях, примыкающих к животноводческим фермам. Угрозу окружающей среде представляют также стоки силосных ям. На значительной части территории России большую часть года скот находится в стойлах. Лишь в поздневесенний и летний периоды животных переводят на пастбища. Поступление загрязняющих веществ в водостоки с животноводческих ферм и комплексов зависит от способа удаления навоза. Оно происходит при прямом смыве сточных вод после очистки, а также в результате потерь, возникающих в процессе утилизации отходов животноводства. При стойловом содержании скота накапливаются большие массы навоза. Из-за его несовершенной утилизации в водные системы выносятся немалые количества грубодисперсной малоразложившейся органики и биогенных веществ. При выпасе скота на пастбищах также происходит вынос биогенных веществ в водостоки, поскольку пастбищные угодья чаще всего размещаю в речных долинах. Влияние животноводства на загрязнение вод обусловлено и тем, что фермы и комплексы располагаются преимущественно в непосредственной близости от рек и озер. Поскольку продолжительность миграционного пути биогенов от их источников до водных объектов невелика, они не успевают закрепиться в почве и их концентрация остается высокой. В качестве основного направления, которое в наибольшей степени предотвратило загрязнение окружающей среды при стойловом содержании скота на животноводческих фермах и комплексах является очистка и утилизация навозных стоков. |