XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологические проблемы утилизации отходов в промышленном производстве мяса индеек в Пензенской области

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Грязнова П.А. 1

---

1Студент

Катанцева О.П. 1

---

1КТ ПензГТУ

Работа в формате PDF

98.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность проблемы. В странах с развитым птицеводством достигнут значительный рост производства мяса индеек, причем темпы прироста производства его значительно выше, чем мяса других видов птицы. Так, в последнее время производство мяса индеек в мире возросло на 70%, в то время как производство мяса других видов птицы на 45%. В общем балансе производства мяса птицы в мире индюшиное составляет 10-12%, а в отдельных странах – 17-25%.

За последние 20 лет в отечественном, индейководстве произошли значительные изменения - осуществлен переход с экстенсивного сезонного на круглогодовое промышленное производство мяса индеек. В различных зонах страны построены и действуют птицефабрики мощностью от 1000 до 3000 т мяса в год, организовано специализированное выращивание индюшат на мясо.[11]

Еще одна наиболее важная проблема, требующая скорейшего решения для развития агропромышленного комплекса, это повышение плодородия почв, следовательно, и урожайности сельскохозяйственных культур. Россия надеется стать первой в мире по импорту зерна в ближайшие годы. Несмотря на актуальность этой проблемы, в настоящее время производство минеральных удобрений сократилось по сравнению с 1990 г. в 2 раза, при этом доля поставок за рубеж увеличилась с 30 до 80%.[2]

На сельскохозяйственных предприятиях Российской Федерации ежегодно образуется около 640 млн. т. навоза и помета, что по удобрительной ценности эквивалентно 62% от общего производства минеральных удобрений в стране. Однако этот огромный потенциал используется не более чем на 25-30%, что объясняется, в основном, отсутствием экономичных и эффективных технологий подготовки жидких и полужидких отходов животных и птицы в качестве органических удобрений.[3]

Цели и задачи исследования. В связи с этим, целью работы является анализ промышленного производства мяса индеек в Пензенской области, на примере птицефабрики с. Катковка Колышлейского района и возможности использования различных технологий для переработки отходов от птицефабрик в промышленном производстве мяса индюшек, с учетом экологических требований.

В ходе выполнения исследований решались следующие научные задачи:

Анализ и особенности промышленного производства мяса индеек на территории Пензенской области.

Возможности применения разных способов переработки отходов в промышленном производстве мяса индеек

Экологическая безопасность при утилизации отходов.

Научная новизна. Утилизация птичьего помета превратилась в трудноразрешимую проблему для многих птицеводческих хозяйств, поскольку требует больших затрат материально-технических и денежных средств, а также наличия значительных площадей сельхозугодий, поэтому проведены исследования по анализу состава воздуха вблизи птицефабрики.

Практическая значимость работы. Современные птицеводческие комплексы являются производителями не только мяса и яиц птицы, но и отходов, причем в количестве гораздо большем, чем основной продукции, в связи с этим впервые была проведена оценка разных способов утилизации птичьего помёта с учётом экологических требований по утилизации.

1. Стратегическое сырье.

К отходам и прежде всего к помету надо относиться как к ценному стратегическому сырью для восстановления плодородия земель, повышения урожайности культур, получения пищевого (рыбы) и кормового (водоросли, зоопланктон, черви и личинки) белка.

Помет, выделяемый птицей, представляет собой вещество вязкой консистенции влажностью 50-76% в зависимости от вида, возраста птицы, условий кормления и содержания. В свежем помете содержатся органические и неорганические соединения.

К неорганическим соединениям относят - воду и некоторые соединения азота (аммиак, нитраты), медь, фосфор, калий, цинк, кальций, марганец, сульфиды.

К органическим соединениям относят - азотистые соединения (белки, пептиды, аминокислоты), углеродные соединения (липиды, глицерины, жирные кислоты, углеводы, в том числе клетчатка, сахара, спирты).

В помете могут содержаться антибиотики, соли тяжелых металлов, радионуклиды, остатки пестицидов и другие токсические вещества.2]

Характеристика и состав птичьего помёта

Ценность помета, как органического удобрения, определяется содержанием прежде всего таких веществ, как азот (1,3-1,7%), фосфор (0,6-1,5% P₂O₅), калий (0,5-0,9% K₂O) кальций ( 0,8-2,4% СаО). Многие вещества помета легко разлагаются под воздействием света, атмосферного воздуха, влаги, ферментов и микроорганизмов. При выращивании и содержании птицы к помету могут добавляться другие органические и минеральные компоненты, вода, или наоборот, он может подсушиваться.

Птичий помет по своим удобрительным качествам превосходит навоз, а по быстроте действия не уступает минеральным удобрениям. Однако птичий помет быстро теряет свои ценные вещества, особенно азот. За 1,5—2 месяца хранения в кучах из помета улетучивается более половины азота. [9]

Опасность загрязнения окружающей среды при утилизации птичьего помёта.

Применение избыточного количества птичьего помета может привести к вымыванию питательных веществ в почве и в местных грунтовых водах. Содержащиеся в птичьем помете нитраты и фосфаты могут способствовать быстрому росту водорослей.

Избыточные питательные вещества содержащиеся на поверхности воды вызывают цветение водорослей, гибель рыбы и нарушение рыболовецкого промысла, возникновению запаха и уменьшение прозрачности воды. Бактерии, способствующие разложению помета, снижают уровень кислорода в воде. Если концентрация кислорода сильно снижена, больше не могут поддерживаться нормальная водная флора и фауна[2]

Существует два способа разложения, если разложение проходит в присутствии кислорода, то разложение называется аэробным, если без кислорода — анаэробным.

Аэробное разложение проходит без выделения неприятных запахов, выделяются углекислых газ и вода. Этот способ разложения возможен в специальных условиях.

Анаэробное разложение сопровождается выделением сильных неприятных запахов. Анаэробный распад типичен для жидкого помета в выгребных ямах и лагунах. Он сопровождается выделением метана, угарного газа, углекислого газа, сероводорода и аммиака. Эти газы, в больших концентрациях, могут быть очень опасны для человека и животных. Большинство несчастных случаев связаны со скоплением этих газов в закрытых помещениях.

Утилизация птичьего помета превратилась в трудноразрешимую проблему для многих птицеводческих хозяйств, поскольку требует больших затрат материально-технических и денежных средств, а также наличия значительных площадей сельхозугодий.[8]

Требования и способы хранения птичьего помёта

В большинстве стран с развитым птицеводством к птицеводческим предприятиям предъявляют весьма жесткие требования относительно способов хранения и переработки помета.[2]

Основные из них следующие:

исключение возможности попадания самого продукта и жидких стоков в подземные воды и открытые водоемы;

минимизация выделений аммиака в атмосферу;

исключение распространения неприятных запахов на территорию населенных пунктов, проездных дорог и других объектов общего пользования;

обезвреживание патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, семян сорняков;

исключение попадания в почву, подземные воды и наземные водоемы вместе с пометом или продуктами его переработки солей тяжелых металлов, радионуклидов, пестицидов и других токсических веществ;

наличие достаточных площадей сельхозугодий для использования помета в допустимых количествах в качестве удобрения.

Способы переработки птичьего помёта

В настоящее время существует несколько способов утилизации отходов птицефабрик.

Вывоз на поля;

Компостирование;

Помёт в качестве корма;

Биоэнергетические методы утилизации;

Вермикомпостирование;

Рыбоводно – биологические пруды;

Высокотемпературная сушка.

Условия и методы проведения исследований

Исследования индюшиного помёта:

Качественный и количественный состав индюшиного помёта не отличается от других видов птичьего помета. Химический состав птичьего помета, может различаться в зависимости, от состава и качества кормов, а также от способа содержания птицы.

Данные по индюшиному помёту были получены по результатам анализов помёта индюшек с птицефабрики с. Катковка, Колышлейского района, Пензенской области.

Большая часть питательных элементов помёта находятся в водорастворимых формах. В рамках данной работы, мы исследовали состав воздуха, вблизи, птицефабрики и окрестностей с. Катковка.

Птичий помёт на территории птицефабрики подвергается анаэробному распаду, который сопровождается выделением сильных, неприятных запахов. Такой распад типичен для разложения жидкого помета. Он сопровождается выделением метана, угарного газа, углекислого газа, сероводорода и аммиака. Эти газы в больших концентрациях, могут быть очень опасны для человека и животных.

В разные календарные сроки было отобрано более 300 проб воздуха, его проанализировали на содержание угарного газа, сероводорода и аммиака. Анализы были сделаны, с помощью универсального газоанализатора УГ-2.

Исследовали влажность индюшиного помёта. Влажность в индюшином помёте, определяется количеством воды, её примерное содержание составляет от 50% до 61,02% и изменяется в зависимости от состава корма и условий содержания птицы, а также сезонности. Количество влаги в помете определяли при помощи влагомера.

.

Результаты

Исследован химический состав индюшиного помёта с птицефабрики с. Катковка, Колышлейского района, Пензенской области, он зависит от состава и качества кормов, а также способов содержания птиц (таблица 4)

Таблица 4. Химический состав птичьего помёта(%)

*данные по индюшиному помёту получены по результатам анализов помёта индюшек с птицефабрики с. Катковка, Колышлейского района, Пензенской области.

Состав птичьего помёта включает, целый ряд микро – и макроэлементов (марганец, цинк, кобальт, медь, железо и др.). Большая часть питательных элементов помёта находятся в водорастворимых формах.

Как уже указывалось, на птицефабрике с. Катковка, Колышлейского района, птичий помёт хранится под навесом, на специально отведенной площадке. Это липкая, мажущаяся масса со зловонным запахом, который выделяется при анаэробном разложении помёта. Качественный состав воздуха определён - метаном, угарным газом, углекислым газом, сероводородом и аммиаком.

В разные календарные сроки мы отобрали более 300 проб воздуха и проанализировали его на содержание, угарного газа, сероводорода и аммиака. Анализы были сделаны, с помощью универсального газоанализатора УГ-2.

Подготовка прибора УГ - 2 к работе

Перед проведением анализа необходимо:

проверить герметичность воздухозаборного устройства УГ-2;

снарядить индикаторные трубки;

снарядить фильтрующие патроны.

Порядок работы

Зараженный воздух, проходя через индикаторную трубку, изменяет цвет наполнителя. Измеряя длину окрашенного столбика наполнителя в трубке по шкале, отградуированной в мг/м³, определяют концентрацию анализируемого газа в воздухе. Продолжительность проведения одного анализа 2-10 минут.

Концентрацию определяемого газа находят, совмещая нижнюю границу столбика окрашенного порошка индикаторной трубки с началом измерительной шкалы этикетки.

Цифра на шкале, совпадающая с верхней границей окрашенного столбика порошка, указывает концентрацию определяемого газа (пара). Измерения на каждом объеме проводить не менее 2 - 3 раз.

Таблица 5 Параметры газоанализатора УГ-2

Результаты количественного состава воздуха в окрестностях с.Катковка представлены в таблице 6.

Таблица 6. Количественный состав воздуха в окрестностях с.Катковка.

В связи с тем, что географически с.Катковка –это самая высокая точка в Пензенской области, с учетом розы ветров (северо-восточное направление) потоки воздуха с запахами разложения помёта относятся в сторону г.Кузнецк, Пензенской области. Следует отметить, что в безветренную погоду запах ощущается сильнее, так как его концентрация в воздухе возрастает. В зимний период времени запах ощущается меньше, в связи с тем, что помёт находится в замороженном состоянии. При оттаивании его запах начинает усиливаться.

Исследование влажности индюшиного помёта.

Влажность в индюшином помёте, определяется количеством воды, её примерное содержание составляет от 50% до 61,02% и изменяется в зависимости от состава корма и условий содержания птицы, а также сезонности. Количество влаги в помете определяли при помощи влагомера. Влагомер — это электронный прибор для измерения абсолютной влажности в воздухе и твердых телах.

Влагомеры кондуктометрического типа

Влагомер, оснащенный иглами, работает на основе кондуктометрического метода. Прибор измеряет электрическое сопротивление между датчиками-иглами и пересчитывает полученный результат в процентное содержание влаги.

Метод основан на том, что, в зависимости от величины влаги, в материале меняется его электрическое сопротивление.

Данные по влажности представлены в таблице 7 (было сделано более 300 замеров).

Таблица 7. Содержание влаги в помёте индюшек зависимости от времени года.

Возможности утилизации индюшиного помета на птицефабрике с. Катковка, Колышлейского района, Пензенской области.

Очевидными способами загрязнения окружающей среды являются весеннее таяние снега, содержащего птичий помет, таяние замороженного помета, просачивание в грунт чрезмерно высоких норм, используемых в качестве удобрения, утечки из лагун.

В сутки каждая индейка выделяет 0,6 кг помёта, за период достижения убойного веса (105 дней) получится 0,6105= 63 кг, за год каждая индюшка выдаст 633,4=214 кг помёта. В птичнике выращивают в год 6 тысяч голов индеек. Данное количество поголовья произведет 1314 тон индюшиного помёта. Из всех методов утилизации на территории птицефабрики используется только два способа:

- вывоз на поля

- компостирование

Нами было заложено более 60 площадок компостов с. Катковка, Колышлейского района, Пензенской области в них заложено более 300кг помета. Все они были использованы жителями для увеличения урожайности плодовых и овощных культур и улучшения плодородия почв. Материал птичьего помёта для компостного бурта был взят с территории птицефабрики.

Однако большое количество помета хранится под открытым небом и за 5 лет работы предприятия накопилось 240 000 тонн помёта. Большая часть помёта к сожалению, не вывозится. Жители с. Катковка вынуждены терпеть зловонный запах с предприятия, на котором не соблюдаются нормы, утилизации отходов промышленного производства мяса индейки. Органы экологического надзора еще ни разу не осуществляли контроль над выполнением обязательств по охране окружающей среды.

Птицеводческие предприятия при получении лицензии на деятельность, как правило, обязаны предоставлять документацию, согласованную с соответствующими органами экологического надзора, каким образом они планируют осуществлять хранение и переработку своих отходов, а названные органы - осуществлять систематический контроль за выполнением данных обязательств. Что касается таких показателей как количество выбросов аммиака в атмосферу или неприятные запахи, то ограничения существуют не только относительно хранения и переработки отходов, но и птичников.

Заключение

В ходе проведенной нами работы, были получены следующие выводы:

Качественный и количественный состав индюшиного помёта не отличается от других видов птичьего.

Птичий помёт на территории птицефабрики подвергается анаэробному распаду, который сопровождается выделением сильных неприятных запахов, такой распад типичен для жидкого помета,Он сопровождается выделением метана, угарного газа, углекислого газа, сероводорода и аммиака.

Влажность в индюшином помёте, определяется количеством воды, её примерное содержание составляет от 50% до 61,02% и изменяется в зависимости от состава корма и условий содержания птицы, а также сезонности. Количество влаги в помете определяли при помощи влагомера.

Нами было заложено более 60 площадок компостов в с. Катковка, Колышлейского района, Пензенской области. Все они были использованы жителями для увеличения урожайности плодовых и овощных культур и улучшения плодородия почв. Материал птичьего помёта(более 300кг) для компостного бурта был взят с территории птицефабрики.

Большое количество помета хранится под открытым небом и за 5 лет работы предприятия его накопилось 240 000 тонн помёта. Большая часть, к сожалению, не вывозится. Жители с. Катковка вынуждены терпеть зловонный запах с предприятия, на котором не соблюдаются нормы, утилизации отходов промышленного производства мяса индейки.

Свежий помёт может содержать в значительном количестве семена сорных растений, яйца гельминтов, и являться благоприятной средой для развития патогенных микроорганизмов. При несвоевременной переработке такой помет становится источником загрязнения окружающей среды (атмосферы, водоемов, почв, подземных вод). Без переработки тем, или иным способом его не рекомендуется использовать даже, в качестве удобрения.

Применение избыточного количества птичьего помета может привести к вымыванию питательных веществ в почве и в местных грунтовых водах.

Список использованной литературы и источников

Вильдфлуш И.Р., Кукреш С.П., Ионас В.А. Агрохимия: Учебник – 2-е изд., доп и перераб. – М.: Урожай, 2001 – 488 с., ил.

Дабаева М. Д. Эколого-безопасная утилизация отходов : монография /– М. : Россельхозиздат, 1997. – 231 с.

Долгов В. С. Гигиена уборки и утилизации навоза : монография / – М. : Россельхозиздат, 1984. – 175 с. : ил.

Ильин С. Н. Ресурсосберегающая технология переработки свиного навоза с получением биогаза: автореф. дис. канд. техн. наук / – Улан-Удэ: 2005. – 23 с.

Ковалев Н. Г,. Глазков И. К. Проектирование систем утилизации навоза на комплексах /– М. : Агропромиздат, 1989. – 160 с. : ил.

Кривых Л. И. Утилизация отходов с животноводческих комплексов и ферм :практ. руководство /– Барнаул : РИО АИПКРС АПК, 2005. – 40 с.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «Колос», 2004.– 720 с.,

Меркурьев В. С. Воробьева Р. П.; Пособие по системам сооружений для подготовки и утилизации сточных вод и животноводческих стоков / Гл. упр. плодородия почв, мелиорации земель и сельхозводоснабжения, НИИ по с.-х. использованию сточных вод. – НИИССВ«Прогресс», Алт. подразделение НИИССВ «Прогресс». – М., 1996. – 76 с.: ил.

Сидоренко О. Д.,Черданцев Е. В.Биологические технологии утилизации отходов животноводства: учеб. пособие / – М. : Изд- во МСХА, 2001. – 74 с.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

http://www.8lap.ru/section/prochie/proizvodstvo-myasa-indeykitekhnologiya

http://agro-archive.ru/pticevodstvo/1365-tehnologiya-proizvodstva-myasa indeek. html