Гигиена воздушной среды. Оптимизация микроклимата животноводческих предприятий.

Введение Главными факторами, которые влияют на состояние воздушной среды являются: вид животноводческого предприятия и его мощность, системы и способы содержания животных (с подстилочным материалом или без, привязная, беспривязная), погодные и климатические условия, технологическая схема производственного процесса, системы вентиляции, навозоудаления и канализации; методы обеззараживания навоза и сточных вод ( навозной жижи, мочи и атмосферных стоков), строительные и конструктивные особенности животноводческих помещении, теплотехнические качества ограждающих конструктивных элементов.

Схема переработки органических веществ корма, баланс воды в организме молочной коровы и выведение вредных веществ

Состав атмосферы Тропосфера- верхняя граница км 1 а -озоновый слой км Стратосфера – верхняя граница км Ионосфера – верхняя граница 3-4 тыс. км Создают атмосферное давление: 1 кг /см 2 = 760 мм. рт. ст. на уровне моря при 0 0 С.

Состав воздушной среды Газы воздушной среды Атмосферный воздух Выдыхаемый воздух ПДК в воздухе жив. помещении Кислород (О 2 )21 %16 %20-21 % Углекислый (СО 2 ) 0,03-0,04 %3-4 %0,15-0,30 % Азот (N 2 )78 % NH мг/м 3 Инертные Около 1 % H 2 S – 5-10 мг/м 3

Основным вредным фактором животноводческих предприятий является аммиак, выделяемый в газообразном и жидком состоянии. Длительная эмиссия аммиака может привести к изменениям растительности вокруг хозяйства. Чтобы избежать этого, владельцам больших стад свиней и домашней птицы в Европейском Союзе (Директива Совета 96/61/EC от 24 сентября 1996 г.) предписано использовать такие системы содержания и технику, которые связаны с наименьшей возможной эмиссией аммиака (Лучшие имеющиеся технические средства - Best Available Technique - BAT). Её цель – достижение интегрированного ограничения и контроля загрязнений (Integrated Prevention and Control of Pollution – IPCP), которые появляются в связи с инвестициями в этот сектор, в том числе это касается свиноферм и домашней птицы, содержащих более: мест для домашней птицы, мест для свиней (более 30 кг) или, 750 мест для свиноматок.

Биологическое действие газов Газы воздуха Кожа и слизистые Кровь Другое действие Кислород- O 2 Окислительное фосфорилирование в митохондриях Углекислый газ – CO 2 Физиологический раздражитель дыхательного центра. При повышенных концентрациях – гипоксия тканей. Аммиак – NH 3 Раздражение, гиперемия, входные ворота инфекции Блокировка гемоглобина эритроцитов, щелочной гематин, гипоксия Паралич дыхательного центра, снижение резистентности организма Сероводород- H 2 S То же самое Блокировка гемоглобина эритроцитов, перевод Fe +2 в Fe +3, гипоксия. То же самое Угарный газ- CO То же самое Блокировка Hb эритроцитов, обр-ие карбоксигемоглобина, гипоксия То же самое

Механизм развития гипоксии Блокировка гемоглобина эритроцитов, нарушение транспортировки в ткани и клетки Гипоксия – кислородное голодание тканей и клеток, нарушение окислительного фосфорилирования Кетоновые тела – кислая реакция, снижение щелочного резерва Нарушение гомеостаза – ацидоз (сдвиг в кислую сторону) Дистрофические изменения эпителиальных тканей Снижение продуктивности, резистентности, воспроизводительных функции, нарушение роста и развития молодняка

Показатели естественной освещенности животноводческих помещений Вид помещенияСК (световой коэффициент) КЕО- (коэффициент естественной освещенности) Для содержания основных групп животных (кроме откормочныйх) 1:10 – 1:150,8 – 1,0 Для содержания откормочныйх животных 1:20 – 1:300,3 – 0,5 Для содержания свиноматок с поросятами 1:8 – 1:101,0 – 1,2

Нормативы искусственной освещенности животноводческих помещений, не менее Вид помещения Рабочая поверхность Освещенность, лк Удельная освещенность, Вт/м 2 Лампы накаливания Лампы люминесц- ные Для основных групп животных Пол, кормушки Для откормочный х животных Пол, кормушки 20502,0 - 2,5 Родильное отделение, доильный блок Пол, кормушки Телятник Пол, кормушки

Мероприятия по оптимизации микроклимата 1. Оптимизация объемно-планировочных решений помещений для содержания животных (рис. 1 – а.б,в ) 2. Беспривязное содержание животных на глубокой сменяемой и несменяемой подстилке (рис.2 и 3 ) 3. Содержание животных на решетчатых полах (рис.4 и 5) 4. Эффективная работа системы вентиляции. 5. Эффективная работа системы навозоудаления. 6. Мероприятия по охране почв от загрязнения навозом и сточными водами животноводческих предприятий (рис.6-10). 7. Мероприятия по охране атмосферы от газообразных выбросов.

Рис.1 а. - Предлагаемые примерные технологические решения в современных коровниках 12 Схема коровника с отделенным навозно-прогулочным коридором (не утеплённая внешняя стена): 1 – общее лежбище, 2 – навозно-прогулочный коридор со щелевым полом, 3 – кормовой коридор Схема фрагмента коровника с отделенным навозно-прогулочным коридором (не утеплённая внешняя стена): 1 – общее лежбище, 2 – навозно-прогулочный коридор, 3 – кормовой коридор

13 Разрез углубленного коровника (не утеплённая внешняя стена): 1 – общее лежбище, 2 – кормовой коридор Схема коровника с самоочищающимся полом (утеплённая внешняя стена): 1 – общее лежбище, 2 – навозно-прогулочный коридор, 3 – кормовой коридор Рис.1 в -Предлагаемые примерные технологические решения в современных коровниках

14 Схема коровника с подстилочной системой содержания (не утеплённая внешняя стена): 1 – бокс, 2 – навозно-прогулочный коридор, 3 – кормовой коридор Схема коровника с безподстилочной системой содержания (утеплённая внешняя стена): 1 – бокс, 2 – навозно-прогулочный коридор со щелевым полом, 3 – кормовой коридор Рис.1 г - Примерные технологические решения в современных коровниках

Вид в поперечном сечении коровника с беспривязной системой содержания на глубоком подстилочном материале и выделенным кормовым пространством с навозным каналом прикрытым щелевым полом 1 – кормовой коридор, 2 – навозный канал 3 – лежбище, 4 – кормовое пространство Рис. 2 - Примерные объемно- планировочные решения коровников 15

Вид коровника подстилочного с боксами 1- кормовой коридор, 2- кормовая площадь ( навозно-прогулочный коридор), 3-доильный зал 2 х 4, 4-скребок для навоза типа Дельта, 5 – навозохранилище, 6-перегородки, 7- бокс для молодняка, 8- поперечный скребок, 9- кормовые перегородки, 10- ёмкость для стока из навозохранилища 16 Рис. 3 -Примерные решения коровников боксового содержания

Рис.4 - Коровник беспривязного содержания на несменяемом подстилочном материале

Рис. 5- Вид коровника беспривязного содержания на несменяемой подстилке

Рис.6 -План коровника беспривязного содержания на мелком подстилочном материале, щелевой пол Обозначения: 417, 418, 419, 420 – беспроводные датчики обнаружения газов типа LB706 b, фирмы LAB-EL M – много газовый датчик iTX, фирмы Deltaserwis 1, 4, 5, 6, 7 – проводные датчики Z01, Z04, Z05, Z06, Z07 соединённые с концентратором LB731, фирмы LAB-EL

Таблица 1 Параметры микроклимата коровника беспривязного содержания в холодный период (осень-зима) п/п Пора года Поголовье, гол. Кубатур а, мг /м 3 /гол. Темпера- тура, [°C] Относит. влажность [%] Концентра- ция газов Охлождение [ МДж / см 2 × с ] Скорость циркуляции воздуха[м/с] Освещенность [lx] Атмосферное давление внутри [ г Па ] внутри снаружии внутри снаружии CO 2 % NH 3 мг /м 3 внутри снаружии КЕО [%] 1 осень 6853,2 10,5 12,7 4,9 6,2 93,6 99,9 89,9 100,0 0,11 0, ,42 45,75 0,141 0,423 13,2 19, ,4 9, осень 5836,7 15,7 13,1 12,2 7,5 93,1 94,5 96,8 99,9 0,15 0, ,49 38,42 0,276 0,226 69,4 28, ,6 7, осень 8055,7 7,9 - -0,4 - 98,4 - 99,9 - 0, ,06 - 0, , ,3 - 9, ,0 902,0 993,0 4 осень 10840,4 10,7 12,2 5,6 4,4 90,1 91,0 98,3 99,9 0,19 0, ,81 40,22 0,16 0, ,8 245,0 245,3 0,8 6, осень 6540,3 9,6 12,3 2,4 9,4 99,6 80,6 100,0 81, , ,84 43,70 0,076 0,36 3,7 5,3 167,0 490,0 2,2 1,1 990,8 - Допустимая максимальная норма 25,0 -80, *) 25 **) *) термический комфорт: 29 – 40 Мдж/см 2 ×с **) минимальное внутреннее освещение (ориентировочное) –оптимальное в коровнике 75 lx – в зоне отдыха и кормовой части, в доильном зале 200 lx

В таблице 2 представлено выделение газов в свиноводстве в расчете на 1 свиноместо за 1 год. Следует отметить, что системы с щелевым полом способствуют бóльшей эмиссии аммиака и достаточно невысокой – окисей азота, которые в свою очередь выходят на первое место в системах со сплошным полом. Таблица 2 -Количество газа выделяемое с одного свиной места в течении года, кг Категория Пол NH 3 CH 4 N2ON2O Свиноматки холостые и супоросные Сплошной 0,4 - 4,221,1 подсосные Сплошной 0,8 - 0,9 Поросята массой менее 30 кг Сплошной 0,06 - 0,83,9 Поросята массой более 30 кг Только щелевой 1,35 - 3,02,8 – 4,5 0,02 – 0,15 Частично щелевой 0,9 – 2,44,2 – 11,1 0,59 – 3,44 Литый с подстилочным материалом 2,1 - 40,9 - 1,10,05 – 2,4

ХРАНЕНИЕ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ НАВОЗА Во время хранения навоза, в нём происходят химическо- биологические процессы, в результате которых из соломы и отходов животных возникает однородная масса, а находящиеся в ней кормовые элементы превращаются в более доступные для растений формы. Во время складирования наблюдаются также потери некоторых элементов, а конкретно азота и калия, которые вымываются водой, а кроме этого азот испаряется в атмосферу в виде аммиака и элементарной форме. Размер этих потерь зависит от способа складирования навоза. Наименьшие потери наблюдаются в углубленных коровниках.

Основным негативным воздействием животноводчества на окружающую среду может быть неблагоприятное изменение состава воздуха из-за эмиссии из помещений CO 2, NH 3, а также эмиссии этих газов и неприятных запахов в результате неправильного складирования натурального навоза, навозной жижи и мочи, силосов. Неправильные действия с натуральным навозом, в том числе складирование и применение, могут также быть источником загрязнения грунтовых вод и почвы.

Основные направления снижения эмиссии газов в свиноводчестве: сбалансированные корма, поэтапное кормление, уменьшение глубины навозных каналов в хозяйственных постройках, изменение конструкции каналов, изменение способа опорожнения каналов и резервуаров, а также – в области очистки воздуха от аммиака и неприятного запаха – использование биофильтров и химических очистительных систем.

Кормление Состав кормов следует приспособить к реальным потребностям различных возрастных и производственных категорий свиней на энергию и питательные составляющие, содержащиеся в кормах. Это значит, что в хозяйстве должны готовиться специальные смеси, отдельные для кормящих свиноматок, беременных свиноматок, маленьких, средних и растущих поросят, кабанчиков. Возможно также улучшение ситуации в самом хозяйстве: рекомендуется использование синтетичесих аминокислот в необходимом для свиней количестве и одновременное снижение общего содержания белка в кормах. Снижая содержание азота в кормах на 10% можно получить тринадцатипроцентное сокращение эмиссии аммиака.

Полы в боксах Наиболее эффективным способом снижения эмиссии аммиака и неприятного запаха является использование частично щелевых полов. Загрязнённый литый пол провоцирует большую эмиссию аммиака и неприятного запаха, особенно в высоких температурах, также как и глубокие резервуары на навозную жижу и полностью щелевые полы. Следует регулярно орошать места складирования навоза в летний период с целью охлаждения поверхности навоза и очистки отходов, а материалы используемые для строительства каналов и колосниковых решёток должны иметь гладкую поверхность обеспечивающую быстрое стекание отходов в коллекторы и резервуары. В системах с литым полом необходимо эффективное удаление мочи с целью предотвращения испарения аммиака. Систему содержания на глубоком подстилочном материале на всей поверхности не можно отнести к BAT, зато системы с выделенным пространством, с которого навоз регулярно убирается, соответствует этим требованиям.

Навозные каналы Объём навозной жижи в канале можно уменьшить используя каналы с пологими стенами. Опорожнение каналов наиболее эффективно можно провести при помощи трубопроводов (вакуумные системы). Эмиссию вредных газов могут уменьшить охлаждающие системы, например трубы с водой переносящие тепло с навозной жижи в другие части здания. Схожий результат может дать уменьшение pH навозной жижи. Каналы в виде буквы V обеспечивают наименьшую площадь испарения навозной жижи и можно их автоматически опорожнять каждый день. Использование закрытых трубопроводов вместо открытых также способствует редукции эмиссии.

29 Рис. 6 -Складирование навозной жижи в глубоком канале

Рис.7 - Хранилище навоза. Загрузка трактором 30

31 Рис.8 - Хранилище навоза Гидравлическая загрузка снизу

32 Рис. 9 -Наполнение цистерны из хранилища

Рис.10 - Устройство резервуара для хранения навоза

34 Рис Ограничение выделения аммиака в атмосферу -Палатка - шатер

Рис Схема обработки жидких отходов и навоза (помета)

Мероприятия по охране почвы от загрязнений отходами животноводческих предприятий: - внедрение современных технологий содержания животных; внесение натурального навоза в масштабе года не может - содержать больше чем 170 кг азота (в чистой форме на 1 га), - складирование навозной жижи и мочи в непроницаемых закрытых резервуарах, - использование хозяйством на своих полях навозной жижи и мочи в системах орошения технических и зерновых культур; - использование навозной жижи и мочи, органических отходов для производства биологического топлива (биогаза). -введение мониторинга качества воды и почвы в хозяйствах на предмет содержания азота, растворимого фосфора и калия.

Запрет на: – использование навоза и сточных вод на почвах, залитых водой, покрытых снегом или замёрзших на глубину до 30 см; – внесение навоза в жидкой форме на почвах без растительности, расположенных на склонах с наклоном более 10%; – внесение сточных вод во время вегетации растений, предназначенных для непосредственного употребления (зеленые овощные культуры и др.); – натуральные навозы в жидкой форме могут быть использованы, когда уровень подземной воды находится на уровне ниже 1,2 м.

Спасибо за внимание!