Автореферат (1151672), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

В результате исследования было установлено, что сточные воды и их осадки по санитарно-бактериологическим и санитарно-паразитологическим показателям соответствуют ГОСТу, ограничений к использованию не имеют.

Животноводческие стоки представляют собой смесь экскрементов животных с посторонними примесями, значительно разбавленными водой. Они характеризуются следующими основными физико-химическими показателями: фракционным гранулометрическим составом, влажностью, плотностью, температурой. В пруд – накопитель, а также на поля орошения поступают в основном фракции размером менее 0,25 мм. В состав стоков входит большое количество органических и питательных элементов, необходимых растениям. Химический состав стоков во многом зависит от способа удаления его из помещений ферм. Используемые для утилизации животноводческие стоки характеризуются средней степенью минерализации. Концентрация растворенных вещество по сухому остатку варьируется по годам от 2409 до 5380 мг/л (в среднем 4002 мг/л), а прокаленный остаток от 1418 до 3045 мг/л (среднее 2460 мг/л), что указывает на высокое содержание в свиностоках органических веществ. Это подтверждается данными по химическому потреблению кислорода (ХПК). По годам исследований ХПК варьируется в пределах 11200 – 15805 мг/л и в среднем составляет 13958 мг/л. Из ионов солей в стоках в анионном составе преобладают бикарбонат–ион и хлор-ион, а из катионов – калий и кальций. Реакция свиностоков слабокислая, близкая к нейтральной (рН – 6,6). Свиноводческие стоки обладают высокой удобрительной ценностью по содержанию элементов питания для растений, так как они содержат: азота 744 мг/л, фосфора 532 и калия 843 мг/л. Соотношение N : Р : К = 1,4 : 1,0 : 1,6 является хорошим. Азотсодержащие соединения находятся в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях и могут переходить из одного состояния в другое. Доминирующей формой азота в жидком навозе является аммиачная (82%). Содержащийся в свиностоках фосфор органических соединений используется растениями лучше, чем фосфор минеральных удобрений. Органический растворимый фосфор в бесподстилочном навозе представлен нуклеиновыми кислотами, нуклерпотеидами, фосфорилированными сахарами и др. Калий в жидком навозе представлен исключительно растворимой формой и поэтому легко усваивается, он содержится в составе растворимых солей во взвесях и коллоидных частицах.

Полученные данные показали, что по соотношению отдельных ионов животноводческие стоки вполне пригодны для удобрительного орошения. Однако общая минерализация стоков и концентрация взвешенных веществ довольно высокие. Коэффициент ионного обмена по Антипову – Каратаеву составляет более 1, что свидетельствует о пригодности животноводческих стоков. Ирригационный коэффициент по Стеблеру в среднем составляет 6,1, что характеризует стоки как удовлетворительные. Данные по ионно-натриевому отношению (SAR), а также по SAR выверенному, указывают, что стоки вполне пригодны для орошения, так как они не вызывают ощелачивания почв.

Животноводческие и птицеводческие фермы могут стать источником загрязнения окружающей среды возбудителями инфекционных заболеваний и биогенными веществами. В жидком навозе содержится огромное количество микроорганизмов, вирусов, яиц и личинок гельминтов.

Основным приемом, значительно освобождающим жидкую фракцию от яиц гельминтов, является выдерживание стоков в отстойниках от 10 дней до 2 месяцев, в зависимости от температуры воздуха. За этот период происходит осаждение яиц на дно водоема в осадок. После отстаивания, осветленные свиностоки необходимо перекачать в накопитель, в котором они должны находиться не менее 6 месяцев, в течение которых происходит обеззараживание (Экологические требования…, 1999).

Санитарно-бактериологическая оценка свиноводческих стоков после их отстаивания при поступлении на пашню, свидетельствует о том, что они не содержат патогенной микрофлоры и яиц гельминтов.

Так, содержание меди в стоках в среднем содержало 0,002 мг/л при ПДК 1,0 мг/л, цинка – 0,001 мг/л, что было меньше ПДК в 1000 раз, кобальта – 0,0002 мг/л при ПДК 0,1, кадмия – 0,0001 мг/л, или в 10 раз меньше ПДК. Из находящихся в стоках тяжелых металлов в наибольшем количестве содержались медь и цинк, а ближе всех к ПДК содержался селен (в 2,5 раза ниже ПДК).

Таким образом, использование органических отходов при их утилизации на земледельческих полях должно учитывать проведение эффективной предварительной очистки и подготовки. Этим обеспечивается снижение угрозы загрязнения объектов окружающей среды вредными микроорганизмами и токсичными веществами и достигается соблюдение санитарно-гигиенических требований.

С целью контроля использования органических отходов в сельском хозяйстве разработана информационная структура использования органических отходов в сельском хозяйстве, состоящая из предприятий - источников отходов, подготовки отходов, центров сертификации, сельскохозяйственных угодий и мониторинга (рис. 10). Контроль использования органических отходов в сельскохозяйственном производстве осуществляется управлением сельского хозяйства администрации Алтайского края, управлением природных ресурсов и охраны окружающей среды, ЗАО "Алтайагрохимия", центром санитарно-эпидемиологического надзора. Сертификацию органических отходов в качестве удобрений проводят центр агрохимической службы, центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Алтайском крае, ООО «АлтайАгроХимСоюз», НИИХИМ, АГАУ. Мониторинг использования органических отходов в качестве удобрений проводит центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора, институт водных и экологических проблем СО РАН, институт экологического мониторинга и центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Контроль правонарушений использования органических отходов в качестве удобрений осуществляет межрайонная природоохранная прокуратура Логическим завершением исследований явилось создание системы поддержки принятия управленческих решений при использовании органических отходов в сельском хозяйстве.

Рисунок 10 - Информационная структура использования органических отходов в сельском хозяйстве

В состав системы входит информационно-справочная система, геоинформационная система региона, система мониторинга обращения органических отходов в регионе, программное обеспечение эффективного распределения органических отходов на сельскохозяйственных землях, математические модели и программное обеспечение.

Функции принятия и реализации решений в СППР при управлении использованием органических отходов в сельском хозяйстве представлены на рисунке 11.

В систему мониторинга ежемесячно поступает информация об органических отходах и сельскохозяйственных угодьях региона. Производится оценка органических отходов в качестве удобрений и сельскохозяйственных угодий для их использования. Выполняются прогнозы водно-солевого режима, микробиологической активности, накопления азота и гумуса, миграции тяжелых металлов в почве и урожайности сельскохозяйственных культур при использовании органических отходов в качестве удобрений. На основании оценки и прогнозов выдаются рекомендации о возможности использования органических отходов в качестве удобрений, определяются нормы и периоды их внесения, рассчитывается экономическая эффективность использования органических отходов в сельском хозяйстве региона.

Рисунок 11 - Функции принятия решений в СППР.

По модели оптимизации выбирается оптимальный вариант использования органических отходов в сельскохозяйственных предприятиях региона.

В шестой главе представлены сценарные расчеты по оптимизации использования органических отходов в Алтайском крае с помощью системы поддержки принятия управленческих решений, даны рекомендации по их утилизации, а также приведена оценка экономической эффективности информационной системы управления органическими отходами.

С использованием разработанной системы поддержки принятия решений по управлению органическими отходами проведены сценарные исследования. Под сценарием понимается описание картины будущего, состоящей из согласованных, логически взаимоувязанных событий и последовательности шагов, с определенной вероятностью ведущих к прогнозируемому эффективному и безопасному использованию органических отходов. Задача сценарного метода — выработать некоторое общее понимание обращения органических отходов в регионе и их использования в сельском хозяйстве, которое позволит предприятиям и сельхозтоваропроизводителям действовать согласованно для достижения эффективного и безопасного использования органических отходов в регионе. Разрабатывалось несколько сценариев взаимоотношений между предприятиями и сельхозтоваропроизводителями, что позволило проследить возможные последствия выбора того или иного направления развития. При создании базовой логики сценарного исследования в работе использовался индуктивный метод, основанный на выделении наиболее важных компонентов из оптимального распределения. Рассматривались другие версии, отличающиеся от оптимального распределения (отказ предприятий-источников отходов утилизировать отходы, отказ сельхозтоваропроизводителей использовать их в качестве удобрений, пересмотр экономических договоренностей между предприятиями и сельхозтоваропроизводителями).

Сценарий 1. В управление природных ресурсов и охраны окружающей среды обратились МУП "Рубцовский водоканал", совхоз "Прутской", ОАО "Алейский маслосыркомбинат", МУП "Алейскводоканал", АКГУП "Антипинское" по вопросам утилизации органических отходов на сельскохозяйственных угодьях. Автором, совместно с АФ НИИССВ «Прогресс» было проведено эколого-мелиоративное обоснование возможности использования органических отходов в качестве удобрения на землях совхозов "Никольский" и "Лучистый" Рубцовского района, совхоза "Прутской", СПК "Колхоз им. Димитрова", ТОО «Колпаковское», подсобного хозяйства "Алтайхимпрома", АКГУП "Антипинское", которое показало, что органические отходы пригодны к использованию после предварительной подготовки. Капиталовложения, связанные с утилизацией органических отходов совхозов "Никольский" и "Лучистый", берет на себя МУП "Рубцовский водоканал"; СПК "Колхоз им. Димитрова" берет на себя ОАО "Алейский маслосыркомбинат"; ТОО «Колпаковское» берет на себя МУП "Алейскводоканал". Капиталовложения на использование органических отходов в качестве удобрений сельхозтоваропроизводителей совхоза "Прутской", СПО "АлтайХимПром" и АКГУП "Антипинское" составят 55000 тыс. руб (таблица 8).

Таблица 8 - Планирование использования органических отходов

На основании решения задачи оптимальным распределением органических отходов будет использование сточных вод МУП "Рубцовский водоканал" для орошения на землях совхоза "Никольский", животноводческих стоков совхоза "Прутской" на собственных землях, сточных вод ОАО "Алейский маслосыркомбинат" на землях СПК "Колхоз им. Димитрова", сточных вод МУП "Алейскводоканал" на землях ТОО «Колпаковское», сточных вод СПО "АлтайХимПром" на землях ПХ "Алтайхимпрома" и свиноводческих стоков АКГУП " Антипинское " на землях хозяйства. Ежегодная прибыль хозяйств составит 10982 тыс. руб.

Сценарий 2. В связи с возможностью загрязнения грунтовых вод на некоторых участках совхоз «Никольский» отказался использовать для орошения сточные воды МУП "Рубцовский водоканал". Тогда оптимальное распределение сточных вод МУП "Рубцовский водоканал" будет на землях совхоза «Лучистый». Ежегодная прибыль хозяйств при этом сценарии составит 10302 тыс. руб.

Сценарий 3. Для повышения плодородия почвы совхоз «Никольский» согласился использовать осадок сточных вод МУП "Рубцовский водоканал". При этом сценарии ежегодная прибыль хозяйств составит 11700 тыс. руб.

Сценарий 4. МУП "Алейскводоканал" отказался взять на себя часть ежегодных расходов в сумме 500 тыс. руб. Колпаковского сельскохозяйственного товарищества на использование сточных вод на орошение. Ежегодная прибыль хозяйств составит 11200 тыс. руб.

Характеристики

Список файлов диссертации