Основные способы утилизации отходов сельского хозяйства

Переработка отходов сельского хозяйства

Вы будете перенаправлены на Автор24

Воздействие отходов на природную среду и необходимость их своевременной переработки

Пожалуй, ни одна отрасль народного хозяйства не оказывает такого санитарно-экологического влияния на окружающую среду, как сельское хозяйство. Так, например, природная среда загрязняется остаточным количеством удобрений, ядохимикатами, а также не переработанными отходами сельского хозяйства. Непременным условием является своевременная утилизация таких отходов. На птицефабриках и фермах это, в основном, помет, который, накапливаясь, загрязняет близлежащую территорию, образуя так называемые пометные озера, где нет места растениям, животным организмам, создавая неудобные условия проживания и для населения.

В России каждая из более 600 птицеферм дает за сутки до 300 тонн помета.

Уменьшить негативное воздействие от загрязнения природы возможно, если грамотно и рационально, с включением современных малоотходных и безотходных технологий перерабатывать отходы, появляющиеся и накапливающиеся в животноводстве, птицеводстве, растениеводстве, в конечном счете, включая их в хозяйственный оборот. При этом важным звеном в работе перерабатывающих предприятий должно стать комплексное использование отходов сельского хозяйства.

На сельскохозяйственное производство приходится 250 миллионов тонн отходов в течение одного года, из которых 150 более двух третей дает животноводство и птицеводство, а коло 100 млн. тонн – растениеводство.

Основные типы отходов сельскохозяйственной отрасли

Отходами производства считаются материальные остатки сырья, материалов, средств производства, утратившие свою потребительскую стоимость, которые невозможно использовать по прямому назначению (в связи со спецификой технологических особенностей предприятий). Это органические отходы растениеводства и животноводства; остаточное количество удобрений; пестициды и другие ядохимикаты; выбросы различных загрязняющих веществ работающей сельскохозяйственной техникой.

Готовые работы на аналогичную тему

Все отходы можно разделить на три категории: по сфере образования, по направлению использования и по способу привлечения к утилизации.

Рациональное использование сырья

Отходы агропромышленного комплекса могут служить ценным сырьем.

Из хлопковой шелухи и стержней початков кукурузы возможно получение кормовых дрожжей, фурфурола, этилового спирта, тетрагидрофурилового спирта, фурановых соединений, уксусной кислоты, пищевой глюкозы, сухих кормов для животных. Сырье, получаемое из отходов пивоваренного производства (из барды), – хлебопекарные и кормовые дрожжи, глицерин, бетаин, витамин В12, сернокислый аммоний, глютамат натрия, биомизин, корм для скота.

Отходы растениеводства частично служат органическими удобрениями, если остаются в почве на полях, или кормом для домашних животных. Также они идут на переработку на биотопливо, являющееся ресурсом для различных отраслей производства.

Способы утилизации отходов растениеводства

Один из методов утилизации таких отходов – получение кормовых белков. По расчетам, из 1 тонны рисовой соломы, которую практически не применяют в животноводстве, а сжигают, в ходе комплексного технологического процесса (безотходная технология использования этого продукта уже имеется) возможно получить 100 кг кормовых дрожжей и почти 200 квадратных метров теплоизоляционных волокнистых плит с толщиной около 12-13 см.

Перспективной технологией считается переработка отходов сельского хозяйства при помощи метанобактерий. Она построена на том принципе, что, размножаясь в любых органических остатках, эти микроорганизмы продуцируют биогаз, являющийся ценным энергетическим сырьем для небольших электростанций. Он используется также в бытовых нуждах, находит применение в виде топлива для сельскохозяйственной техники.

Для его получения отходами органики, перекрыв доступ воздуха, заполняют специальные емкости. Конечный продукт процесса брожения – газ поступает в газохранилища для последующего использования. Кроме того, после брожения остается обеззараженная субстанция – органическое, не имеющее запаха вещество, которое может служить органическим удобрением.

Технология переработки отходов с помощью метанобактерий способна экономить на селе до 40% электроэнергии и природного газа.

Источник

Текст книги «Утилизация отходов агропромышленного комплекса»

Откуда берутся отходы

Отходы сельского хозяйства – побочные продукты, образующиеся при производстве и первичной переработке сельскохозяйственного сырья. Предприятия не могут использовать их по прямому назначению (в силу специфики каждого отдельного производства), поэтому львиная доля мусора оказывается на свалках. Способы его утилизации зависят от вида:

Органические отходы растениеводства

Это солома и ботва с полей, листья и ветки плодовых деревьев, шелуха от переработки готовой продукции и многое другое. Лишь малую долю этих отходов используют на корм скоту либо оставляют в полях для удобрения. Большинство видов растительного мусора сжигают или хранят на свалках до их естественного разложения.

Органические отходы животноводства

Сюда относятся фекалии скота и птиц (в том числе и канализационные сбросы ферм), остатки костей, шкур, перьев после переработки мяса, туши погибших животных, использованная подстилка из стоил и прочее. Навоз частично используется для удобрения земель, но в свежем виде его можно применять в ограниченном количестве, так как он закисляет почвы, а для его распада на микроэлементы требуется время.

Синтетических удобрения и ядохимикаты на полях, в сточных водах

Единственный способ защиты природы от отравления вредными веществами — сокращение объемов использования химических препаратов, замена их безопасными аналогами.

Большинство этих побочных продуктов требует дополнительной переработки. Чтобы получить из мусора биотопливо, биодобавки к пище, удобрения (и много других полезных вещей), сельхозпроизводителям необходимо вкладывать немалые деньги в приобретение современных биотехнологий.

Многие организации уже активно занимаются переработкой своих отходов, но в основной массе фермеры продолжают не только терять полезные ресурсы, но и загрязнять ими окружающую среду. Один из недорогих, но прибыльных способов утилизации – вермикультивирование.

Типы отходов сельскохозяйственной отрасли

Побочные продукты, получаемые при выращивании растений, разведении сельских животных, работе предприятий сферы АПК, относят к сельскохозяйственным отходам. Их опасность для окружающей среды, способы нейтрализации и утилизации напрямую зависят от типа.

Животноводство

Разведение сельских животных на частных подворьях, на специализированных предприятиях приводит к образованию основной массы отходов. На долю животноводства приходится более половины от общей массы отходов, образуемых в отрасли. При этом переработке подлежат не более десяти процентов вредных веществ. Основные виды отходов животноводства:

• Продукты жизнедеятельности зверей и птиц – навоз или помет.

• Неочищенные стоки. Мясоперерабатывающие и молочные производства связны с попаданием в канализацию кровяных телец, остатков внутренних тканей туш, иных твердых отходов. При отсутствии должных систем очистки они загрязняют водоемы, грунтовые воды.

• Вредные газы. Негативно влияет на окружающую среду метан, образующийся в скоплениях навоза при складировании в ямы. Этот газ – одна из главных причин глобального парникового эффекта.

С помощью переработки можно снизить негативное воздействие отходов животноводства на сельскую экологию. К примеру, при контролируемом брожении навоз перерабатывается в биологическое топливо. Кости, внутренние органы, ткани животных путем сушки и измельчения превращаются в добавки для кормов. Из экскрементов производят удобрения.

Растениеводство

Отходы растениеводческой отрасли занимают 35% от общей массы. Основные сельские загрязнители:

• Листья, стебли, шелуха, корни, другие неиспользованные части растений.

• Сточные воды, загрязненные удобрениями.

• Скопления газов, образующиеся при складировании отходов.

Самый эффективный способ переработки отходов растениеводческой отрасли сельского хозяйства – биоконверсия. Контролируемое брожение позволяет получать натуральные удобрения, биотопливо. Часть растительной массы также может использоваться в качестве корма для сельских животных и птиц.

Роль червей в сельском хозяйстве

Переработка сельскохозяйственных отходов с помощью дождевых червей – очень рентабельный метод утилизации. Он не требует больших финансовых вложений, но приносит значительную выгоду для фермера.

Специально выведенные селекционные вермикультуры питаются различными органическими смесями, прошедшими предварительную ферментацию. Поэтому с их помощью можно переработать практически все виды отходов.

Перед скармливанием сырье размещается в кучу, яму или ящик сроком от нескольких дней до 6 месяцев (зависит от плотности), чтобы начался процесс компостирования. Частично перегнившие, мягкие отходы по мере необходимости добавляют в культиватор. В течение нескольких недель черви превратят неприятно пахнущий, гниющий субстрат в полезное удобрение – биогумус.

Вермикультуры потребляют в пищу практически любые отходы:

1. Растительный мусор – траву, солому, лузгу, шелуху, ветки, листья и так далее.
2. Почти все виды навоза (коровий, свиной, козий, конский, а также птичий помет). Но важно помнить, что ферментация навоза протекает при смертельно высоких для червей температурах! Поэтому предварительное компостирование производится до полного «перегорания» субстрата. Также червям нельзя давать фекалии домашних питомцев (собак, кошек) и навоз после лечения скота (птицы) от гельминтов.
3. Частные домашние хозяйства могут сократить количество мусора, скармливая червям кухонные отходы, картон, бумагу, траву, излишки урожая.

Благодаря вермикультивированию на фермах можно организовать почти безотходное производство. После переработки фермер не только избавится от мусора и получит высококачественное удобрение, но и собственноручно вырастит натуральные белковые корма для живности в виде излишка червей.

Переход на органическое земледелие

Для аграриев вермикультивирование – это не просто один из методов утилизации мусора. Использование биогумуса решит проблему масштабного применения химических удобрений в сельском хозяйстве, а значит, значительно уменьшится отравление почв и водоемов, повысится качество и объем урожая. Выгоды для фермера:

• бесплатная утилизация отходов;
• незначительные финансовые вложения в начало личного бизнеса;
• низкая трудоемкость процесса;
• польза для личного хозяйства (удобрение земли, корм скоту и птице) и получение прибыли от реализации излишков.

Черви быстро, с пользой и безопасно будут утилизировать отходы по мере их появления. Для земледельца это неиссякаемый источник самого эффективного и полезного для экологии удобрения.

Отход или агрохимикат?

В ответ на возмущение производителей животноводческой продукции Минприроды РФ дало разъяснение об отсутствии необходимости получения лицензии на обращение с таким видом отходов как навоз при условии оформлении документов для перевода отходов в продукцию – органические удобрения в соответствии с действующим законодательством России. Для этого необходимо разработать технические условия и технологические регламенты производства удобрений – переработки навоза.

Но тут возникают еще новые проблемы – на данный момент органические удобрения относятся к агрохимикатам. Дело дошло до того, что по Общероссийскому классификатору продукции по видам экономической деятельности производство удобрений животного происхождения отнесли к химической промышленности.

На органическое удобрение (навоз) предприятия должны получать комплексную токсиколого-гигиеническую оценку (экспертизу). Может потребоваться еще государственная регистрация удобрения как агрохимиката, а эта процедура недешевая и длительная по времени. При регистрации ведь еще необходимо доказательство, что навоз положительно влияет на урожай – тысячелетия удобрения им не в счёт.

Государственная регистрация органических удобрений для производителей с целью их продажи сторонним покупателям является обязательной. А распространение этого требования для предприятий животноводства, использующих навоз в качестве удобрения для своих земель, остается открытым.

Экономическая и экологическая польза червей

Главная проблема сельского хозяйства в нашей стране — потеря ценных, а главное натуральных, природных ресурсов в виде никому не нужных отходов. Однако такой способ утилизации, как вермикультивирование, доступен всем – от владельцев небольших земельных участков до крупных сельскохозяйственных предприятий.

Нерациональное использование вторсырья наносит непоправимый вред экологии:

• общая площадь свалок по всей стране равна по размеру территории небольшого государства (почти треть из них – сельскохозяйственные), использование биотехнологий по переработке способно значительно их сократить;
• скопления отходов – источник опасных газообразных выделений, отравляющих атмосферу;
• разлагающаяся органика – рассадник множества вида инфекций, грызунов и насекомых-вредителей;
• продукты гниения попадают в почву и грунтовые воды, распространяясь таким способом на многие километры от мест захоронения;
• массовое использование химических препаратов для выращивания урожая – прямая угроза экологии и здоровью человека.

Переработка отходов в биогумус

имеет много плюсов и ни одного минуса!

Натуральное, высокоэффективное удобрение оздоравливает пахотные земли, повышает урожаи, безопасно для здоровья животных и людей.

СИСТЕМА «ПРИРОДА – НАСЕЛЕНИЕ – ХОЗЯЙСТВО»

ТЕМА 6 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

§28. Отходы сельскохозяйственного производства, проблемы их утилизации и переработки

Основные типы отходов сельского хозяйства. Отходы производства — это материальные остатки производственного процесса (сырья, материалов, средств производства), которые потеряли свою потребительскую стоимость и не могут быть использованы по прямому назначению через технологические особенности предприятия. Обычно отходы классифицируют: 1) по сфере образования; 2) по направлению использования; 3) по способу привлечения к утилизации.

Низкая культура обработки почвы, применения неэффективных сельскохозяйственных технологий, минеральных удобрений и ядохимикатов, незащищенность земли от промышленных и транспортных загрязнений, потребительское отношение к ней приводит к загрязнению и деградации компонентов природной среды. Интенсификация сельскохозяйственного производства и расширения ареалов сельскохозяйственных угодий привели к росту количества отходов и их влияния на компоненты природы. Природную среду загрязняет несколько типов сельскохозяйственных отходов, как: органические отходы растениеводства; органические отходы животноводческих комплексов; остаточное количество удобрений; ядохимикаты; выбросы загрязняющих веществ сельскохозяйственной техникой.

На сегодняшний день отходы агропромышленного комплекса не всегда находят применение, хотя и является ценным сырьем.

Использование отходов растениеводства возможно в различных направлениях. Часть остается на поле в виде органических удобрений, часть используют для откорма домашних животных, часть может перерабатываться на биотопливо и применяться как ресурс для различных видов производства.

Способы утилизации отходов растениеводства. Один из способов утилизации таких отходов заключается в получении кормовых белков. Например, через жесткость практически не применяют в животноводстве рисовую солому — ее почти полностью сжигают, что приводит к разрушению гумусового горизонта почвы и уничтожения почвенной биоты. Тем временем расчеты ученых доказывают, что технологический процесс комплексной переработки позволяет получить из тонны рисовой соломы 100 кг кормовых дрожжей и почти 200 м2 теплоизоляционных волокнистых плит толщиной 12-13 см. И что самое важное — уже существует безотходная технология утилизации этого продукта.

По прогнозам специалистов, при условии создания в трех основных регионах выращивания риса в Украине (АР Крым, Одесская и Херсонская области) соответствующих производственных мощностей можно будет получать ежегодно 20-25 тыс. т кормовых дрожжей и 40-45 тыс. м2 экологически чистых теплоизоляционных плит.

Существует другая перспективная технология переработки отходов сельского хозяйства — с помощью метанобактерій. Эти микроорганизмы размножаются в любых органических остатках, продуцируя при этом ценное энергетическое сырье — биогаз. Добывают такой газ путем загрузки органических отходов в специальные емкости, в которых перекрывается доступ воздуха. Газ, образующийся в процессе брожения, отводится в газохранилища и может использоваться как топливо для небольших электростанций, как бытовой газ для отопления домов, даже как топливо для сельскохозяйственной техники.

Еще одним плюсом такого процесса является то, что после брожения остается обеззараженная, без запаха органическое вещество, которое можно применять как органическое удобрение. Широкое использование таких технологий в Украине позволило бы экономить в сельской местности до 40 % электроэнергии и природного газа.

• Загрязнение природной среды остаточным количеством удобрений. С урожаем с полей ежегодно выносится большое количество биогенных элементов (около 400-600 кг/га зольных веществ и азота). Сейчас большинство этих веществ компенсируют благодаря внесению преимущественно синтетических минеральных удобрений. Минеральные удобрения растения усваивают лишь на 40-50 %, а остальные вместе с атмосферными осадками попадает в грунтовые воды и поверхностные водоемы.

Основной проблемой во время внесения минеральных удобрений была и остается проблема загрязнения питьевых вод, в частности нитратами. Согласно исследованиям ученых, населения в Украине в среднем получает в сутки вместе с водой и продуктами питания около 170 мг нитратов, при том что суточная норма составляет 50 мг. Они являются вредными для организма человека, особенно детей. Под действием нитратов в организме происходит синтез нітрозосполук, которые наделены способностью накапливаться в организме и имеют канцерогенное действие.

• Загрязнения природной среды ядохимикатами. Наибольшую экологическую опасность представляет использование ядохимикатов (рис. 44, 45). Они опасны не только сами по себе. Часто, попадая в почву, они подвергаются разложению и трансформации, и продукты таких превращений являются еще более опасными, чем начальное вещество. Использование ядохимикатов приобретает угрожающие масштабы. Их производство постоянно растет и достиг уже 2 млн т в год. Пользу от использования многих из них сомнительна. Так, в Индонезии считают, что в течение 20 лет использования пестицидов нанесло больше вреда, чем принесло пользы, не уничтожив вредителей сельскохозяйственных растений, а их естественных врагов.

Остаточное количество ядохимикатов в продуктах растениеводства и животноводства начала наносить заметного вреда здоровью населения планеты. Использование пестицидов в растениеводстве приводит к тому, что каждый год в мире фиксируется от 400 тыс. до 2 млн случаев отравления ими. Выявлено также их канцерогенное и мутагенное действия.

Почвенный покров планеты испытывает также существенного загрязнения тяжелыми металлами, большинство из которых являются токсичными. Они поступают в почву через открытый добыча полезных ископаемых, выбросы металлургических заводов, ТЭС, химических предприятий, свалок отходов, пожары и прочее. Наибольшая концентрация тяжелых металлов наблюдается в 10-20-километровом радиусе вокруг источника загрязнения. Металлы сравнительно легко накапливаются в почвах, однако медленно и трудно удаляются с них. Тяжелые металлы влияют на почвенную биоту, нарушая имеющееся равновесие между видами в результате их различной чувствительности к загрязнителям.

Рис. 44. Обработка полей пестицидами

Аргументы и факты

Рис. 45. Производство минеральных удобрений и ядохимикатов по годам в Украине

В различных областях выявлено значительное загрязнение почв пестицидами. Даже после прекращения их применения проблема не исчезает. ДДТ, ГХЦГ и другие ядохимикаты могут сохраняться в окружающей среде десятки лет, продолжая свое губительное действие на все звенья экосистемы.

По данным Министерства аграрной политики Украины, несмотря на то, что использование стойких высокотоксичных хлорорганических пестицидов было запрещено почти полвека назад, их остатки еще обнаруживаются от 8,5 (сумма изомеров ГХЦГ) до 12,9 % (продукты распада ДДТ) пробах грунта, в частности в 4,5 % проб 2007 года отмечено превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по ДДТ

Для сравнения стоит отметить, что в период 1986-1989 гг. остатки ДДТ оказывались в 71,2 % проб почвы, в том числе с превышением норматива — 21,1 %, а ГХЦГ — соответственно 49,8 и 17,8 %.

В 2007 году превышение предельно допустимых нормативов наблюдалось в четырех районах АР Крым, четырех районах Закарпатской, двух районах Луганской и Черкасской областей.

В отдельных хозяйствах Закарпатской области (с. Заречье, с. Леанка) обнаружены остатки гептахлору, причем из 332 отобранных проб загрязненными оказалась 291 (87,6 %), в том числе 154 (46,8 %) с превышением ПДК.

Аналогичная ситуация наблюдается относительно загрязнения остатками пестицидов в растительной продукции. С 11 434 проанализированных проб остатки пестицидов обнаружено в 663 (5,8 %) случаях, в том числе с превышением норм — 17, или 0,17 %. Причем из 28 препаратов, которые контролировались, загрязнение продукции на 98,5 % обусловлено остатками високоперсистентних хлорорганических соединений (продуктами распада ДДТ и ГХЦГ), в том числе 47 % с превышением норм.

В отдельных случаях превышение допустимых нормативов в продукции растениеводства отмечено в 2,4 раза (Черновицкая обл., Заставновский р-н). Для сравнения: в период 1986-1989 гг. в кормах для молочного скота остатки хлорорганических пестицидов обнаруживали у 37,7 % проб, в том числе с превышением нормативов — 13,4%, и 8,0 % — в продуктах питания. Всего же по 32 препаратах, которые контролировались в то время, частота обнаружения остатков пестицидов составляла 38,3 %, в том числе с превышением норм — 7,4 % (по материалам Национального доклада о состоянии окружающей среды в 2007 году).

1. Основной и наиболее серьезной проблемой сельского хозяйства является его чрезмерная химизация. Чрезмерное применение удобрений и ядохимикатов приводит к накоплению их в почвах, питьевой воде, продуктах питания, что негативно отражается на здоровье населения.

2. Отходы сельского хозяйства в основном являются органическими и подлежат переработке. Их можно использовать как сырье для промышленности, производства кормов, биогаза и биотоплива, что уменьшит использование традиционных невосполнимых ресурсов и будет способствовать улучшению экологического состояния сельских местностей.

Источник