Охрана окружающей среды

Животноводческие фермы, так же как и промышленные предприятия, загрязняют окружающую среду.

Опасность для окружающей среды и здоровья человека представляют навоз и навозосодержащие стоки, а также вентиляционные выбросы из животноводческих помещений и сооружений для обработки и хранения навоза.

Молочная ферма на 1000 коров средней продуктивности ежедневно выбрасывает в атмосферу более 6 т углекислого газа, почти 10 т водяных паров, значительное количество аммиака и других газов, производит около 40 т навозосодержащих стоков и 55 т экскрементов.

Из вентиляционных выбросов опасность представляет углекислый газ, повышенное содержание которого в атмосфере Земли приводит к потеплению климата вследствие парникового эффекта. По статистическим данным только в сельскохозяйственных предприятиях Российской Федерации насчитывается 13,5 млн голов крупного рогатого скота или примерно 8,5 млн так называемых условных голов, каждая из которых выделяет 1825 кг CO₂ в год. Нетрудно подсчитать, что эти предприятия ежегодно выбрасывают в атмосферу 15,5 млн т углекислого газа. Учитывая, что мировая цена тонны парникового газа в настоящее время близка к 20 евро, ущерб от совокупного выброса CO₂ предприятиями крупного рогатого скота России может быть оценен в 11,5 млрд руб.

Стоки крупной животноводческой фермы по количеству загрязнений равнозначны стокам большого поселения, причем животноводческие стоки очищать гораздо труднее, чем хозяйственно-бытовые, так как их загрязненность в 300 раз выше, чем стоков городской канализации.

Поскольку проблема использования отходов животноводческих ферм без ущерба для окружающей среды связана с нарушением естественных экологических связей между животными и растениями, ее решение следует искать в рациональном сочетании животноводства с интенсивным растениеводством, что позволит утилизировать отходы этих отраслей с наибольшим эффектом.

Самое интенсивное растениеводство — это растениеводство защищенного грунта: теплицы и оранжереи. Каждый квадратный метр почвы используется здесь весьма эффективно и, что особенно важно, практически круглый год. Это требует бесперебойного снабжения ее водой и удобрениями. И то и другое содержится в навозосодержащих стоках доильных залов молочных ферм. По составу они близки к питательным растворам, применяемым в защищенном грунте.

В среднем на полив 1 м² теплицы расходуется 2−5 л воды в сутки. Это значит, что на 1 га ежедневно требуется 20−50 т подготовленных стоков, в то время как в открытом грунте такое количество может быть использовано лишь в течение всего сезона. Таким образом, защищенный грунт может служить весьма емким потребителем жидких удобрений, полученных в результате обработки навозосодержащих стоков. Большие перспективы в этом направлении открывают системы подпочвенного полива, поскольку это позволяет существенно снизить требования к очистке стоков и более безопасно в санитарно-гигиеническом отношении. Перспективным представляется также использование подготовленных стоков в качестве питательной среды в гидропонных установках.

Объединение технологического цикла молочной фермы и теплицы может дать большие выгоды как в животноводстве, так и в растениеводстве. Его экономический эффект заключается, с одной стороны, в упрощении и удешевлении процессов очистки навозных стоков, с другой — в экономии химических удобрений и повышении урожайности и качества продукции за счет полноценного питания растений.

Выделяемый животными углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу вентиляцией, может быть использован для углекислотной подкормки растений в культивационных сооружениях. Расчеты показывают, что при интенсивном фотосинтезе растения, произрастающие на 1 м² теплицы, потребляют такое количество углекислого газа, которое выделяется животными, размещаемыми на площади 8 м².

В результате производственных опытов, проведенных на молочной ферме на 1200 коров, установлено, что атмосфера коровника способствует росту и развитию цветочных культур. Высота растений, находящихся непосредственно на ферме, увеличилась на 11%, общая масса — на 60%, а количество стеблей — на 198%, т. е. почти в два раза больше, чем на контроле. Энергетический потенциал NH₃ и CO₂, выделяемых одной средней коровой, составляет 95,3 МДж в сутки.

Существенную экономию можно получить также за счет рационального использования выделяемого животными тепла. Загрязненный воздух пропускается через очиститель, где освобождается от пыли, вредных газов и запахов и подается в теплицу. Выделенный в очистителе аммиак (NH₃) и углекислый газ (CO₂) используются для корневой подкормки растений. Для этих же целей, после соответствующей подготовки, используются стоки доильного зала. Оставшийся в воздухе углекислый газ поглощается листьями растений. Очищенный воздух через теплоутилизатор снова подается в коровник.

Навоз после его обработки в биореакторе является ценным органическим удобрением для полей и не представляет угрозы для природы. Но выделяемые при биотермической обработке газы опасны и должны быть утилизированы аналогичным образом.

Руководствуясь предложенной концепцией, ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии разработал пилотные технологические проекты экологически безопасных молочных ферм разной мощности. Разработаны также проектные предложения по созданию безотходной роботизированной фермы с доением коров с помощью доильных роботов, размещенных непосредственно в секции для лактирующих коров.

Значительная часть территории России расположена на севере. Люди, работающие в суровых климатических условиях, крайне нуждаются в полноценной здоровой пище, прежде всего в натуральном молоке и овощах, произведенных в непосредственной близости от поселений без добавок и консервантов.