Международный форум научно-исследовательских проектов

молодых ученых и студентов «Eurasia Green»

НАУЧНО-ИННОВАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ

Название проекта

«Экологическое проектирование и экспертиза при использовании на орошении животноводческих стоков ОАО «Прутское» Павловского района в Алтайском крае»

Номинация

«Eurasia Green»

Автор: Кунгаа Айдын Робертович

Студент 4 курса

Очной формы обучения

Наименование вуза, организации: ГУЗ

Научный руководитель: профессор, д.т.н. Гостищев Д.П.

Москва, 2013

Введение………………………………………………………………………………….…..……….2

1. Требования при использовании стоков в орошаемом земледелии ...…………………………...5

2. Природно-климатические условия Алтайского края……………………………………………10

3. Технологическая схема подготовки и использования

животноводческих стоков на орошение……......…...……………………………………………..12

4. Использование животноводческих стоков в растениеводстве ……………………………......16

7. Режим орошения природной водой …………………………………………………...………....21

8. Планировка, дороги, лесные насаждения ………………………………...……………………..21

9 .Технологический Контроль ………………………………………………………...…………….22

10. Организация эксплуатации ОССЖ ………………………………………………...……………22

11. Охрана окружающей среды и экспертиза………………………………..………………….…..23

12. Экономическая эффективность ………………………………………………………….....…....24

13. Техника полива стоками ..……………………………………………………………………….26

14. Влияние орошения животноводческими стоками на урожайность сельскохозяйственных культур……………………………………………………………………………………...…………27

Заключение………………………………………………….........................………….……………...29

Список литературы………………………………………………………………………….….……..30

Введение

По данным Государственного доклада МПР за 2009 г. «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации» динамика основных показателей водопользования следующая (табл.1)

Табл.1 Динамика основных показателей водопользования в России (млн. м³)

Годы	Использования свежей воды (включая морскую)	Объем оборотной и повторно последовательно-используемой воды	Сброс загрязненных СВ в водные объекты	% экономии воды на производственные нужды за счет оборотного и последовательного водоснабжения	Использовано на орошение
1990	96152	170563	27798	-	-
1995	75780	137829	24478	-	-
2000	66924	133482	20291	77	-
2007	62506	1444386	17176	-	7735
2008	62921	143504	17119	78	7983
2009	57677	136752	15854	79	7893
2009 в % к 1990	60	80	57	-	-

Из отчета МПР (табл.1) видно, что объем свежей воды за период с 1990 по 2009г сократился на 60% , сброс сточных вод на 57%. Сточные воды, сбрасываемые в поверхностные водные источники наносят громадный ущерб флоре, фауне и здоровью человека. Одним из путей снижение сбросов сточных вод и животноводческих стоков является их использование на орошение сельскохозяйственных культур.

В Советском Союзе к 1990г. орошалось около 100 тыс. га только животноводческими стоками. Накопленный опыт доказал их высокую эффективность при возделывании сельскохозяйственных культур.(1)

Отечественный и зарубежный опыт орошения животноводческими стоками показал, что в этом случае достигается высокая степень очистки их почвой, повышается урожайность с-х культур, защищены водные источники от загрязнения и истощения. В метровом слое на 99-98% происходит очистка ЖС по азоту и калию, на 100% по фосфору и яйцам гельминтов.(2)

Одна из первых оросительных систем с подачей в нее жидкой фракции стоков фермы КРС была построена в совхозе «Вороново» Московской области. Жидкий навоз из помещений удаляется гидравлическим способом, далее в цех разделения, откуда жидкая фракция поступает в четыре прифермских накопителя общим объемом 48000 м³ для выдерживания карантинного срока. Орошение производилось ДДН-70 на площади 600 га, числом поливов 3-4 и поливной нормой 250-300 м³/га, что обеспечивало урожайность в 350-400 ц/га зеленой массы многолетних трав.

В колхозе «Ленинский луч» Московской области на молочном комплексе (600 голов) выход жидкого навоза составлял 20-25 тыс. м³/год. Жидкий навоз разделялся на твердую и жидкую фракции в горизонтальных отстойниках-навозонакопителях. Поливали с помощью ДДН-70 три четыре раза за вегетационный период по 80-100 м³/га под каждое стравливание. Твердую фракцию ЖС запахивали. Почвы орошаемого участка дерново-подзолистые с содержанием в слое 0-20 см 1,9% гумуса. В жидком навозе содержалось: 1% сухого вещества,рН-7,6 общего азота – 0,04, Р₂О₅-0,02 и К₂О-0,04% . Результаты поливов жидкой фракцией бес подстилочного навоза в дозе 300-450 м³/га обеспечивало получение 55,8-60,7 ц/га сухого вещества(3).

Учет нестравленных остатков показал, что больших различий в поедаемости животными пастбищного корма, выращенного при удобрении жидки навозом и без удобрений, не обнаружено. В целом корм хорошо поедался скотом (82,4-87,1%). Полив жидким навозом дозой 300-450 м³/га оказал существенное влияние на химический состав пастбищного корма. Содержание сухого вещества и клетчатки снизилось, концентрация сырого протеина возрастало, несколько повышался уровень сырого жира и сырой золы. Количество содержащегося в траве фосфора не изменилось, калия увеличилось.(3)

В совхозе им. «50-летия СССР» Наро-фоминского района Московской области построена двухступенчатая система искусственной биологической очистки стоков стоимостью 10 млн. руб., но и после этих сооружений их нельзя сбрасывать в водные источники. Сравнение двух вариантов подготовки (очистки) стоков показало, что в совхозе им «50-летия СССР» затраты составляют (в расчете на 1000 м³) 1200 руб., а в совхозе «Лузинский» Омской области без биологической очистки (в ценах 1984г.)-320 руб. Причем удобрительная ценность в первом случае значительно ниже, следовательно ниже и сельскохозяйственный эффект от их использования(4,5,6).

В Мартыновском районе Ростовской области был построен откормочный комплекс на 20 тыс. скотомест по американской технологии. Молодняк КРС выращивали под навесом на площадках. Навозные стоки стекали вниз по уклону местности и накапливались в накопителях, где после отстаивания их направляли на орошение. Поливы проводились двумя ДДА-100М на площади 250 га. При необходимости ЖС могли перекачиваться в отстойники-испарители с противофильтрационным экраном из полиэтиленовой пленки, уложенной по дну и периметру. В конце 80-х годов прошлого столетия на площади в 34 га в совхозе «Братский» была произведена реконструкция оросительной системы с заменой ДДА-100М на кротово-внутрипочвенное орошение. Закрепленные раствором полимера в ЖС кротовые увлажнители нарезались по уклону местности длинной до 220-240 м и расстоянием между ними 1,1-1,2 м, диаметром 8 см(2).

Проведение только влагозарядкового полива ЖС комплекса по откорму КРС в совхозе «Братский» позволило получить 40,5 ц/га ячменя на участке кротово-внутрирочвенного орошения по сравнению с 23,1 ц/га без орошения. Кротово-внутрипочвенное орошение ЖС комплекса по откорму молодняка повысило в ячмене содержание протеина, жира, калия, фосфора и снизило содержание клетчатки и N-NO₃.

В совхозе «Прутской» Павловского района Алтайского края количество атмосферных осадков в вегетационный период не превышает 200мм. Внесение ЖС от комплекса по откорму 10 тыс. голов КРС проводить с учетом баланса по внесению и выносу NPK.

В животноводческих стоках содержание азота составляет 1,2%, а доза их внесения 300м³/га. Расчет на оросительную норму по водопотреблению сельскохозяйственных культур вносят с использованием на орошение природной воды. Урожайность люцерны за 3 года наблюдений составило 50ц/га сена, при 35ц/га на участках поливаемых чистой водой. В почве увеличилось содержание подвижных форм азота, фосфора и калия.(7,8)

В курсовой работе: « Экологическое проектирование и экспертиза с использованием на орошение ЖС от комплекса по откорму 10 тыс. голов КРС в ОАО «Прутское» Павловского района Алтайского края учтены требования при использовании стоков в орошаемой земледелии; технологическая линия, оборудование и сооружения; использование ЖС при выращивании сельскохозяйственных культур с учетом охраны окружающей среды.

1. Требования при использовании стоков в орошаемом земледелии

Инженерно-мелиоративные требования

Предельное содержание сухого вещества и допустимый размер частиц твердых включений в стоках при применении технологии поверхностных поливов, полива при вспашке регламентируются техническими характеристиками насосного оборудования. При применении дождевальной и поливной техники размер твердых включений и содержание сухого вещества в них регламентируются техническими характеристиками данной техники. Тип дождевальных машин, поливных установок, требования к проведению поверхностных поливов зависят от уклона поверхности сельскохозяйственных угодий.

В почвенно-климатических зонах, где имеется опасность засоления и осолонцевания почв, необходимо давать оценку солевого состава поливных вод (смеси воды и животноводческих стоков).

Для обеспечения надежной работы ирригационного оборудования ОС (насосов, трубопроводов, дождевальных машин и аппаратов, поливных установок) требуется при разделывании жидкого навоза обеспечить размер включений и концентрацию взвешенных веществ в жидкой фракции, указанные в табл. 2.

Таблица 2. Предельные величины включений и концентраций взвешенных веществ в животноводческих стоках.

Поливная техника	Допустимый размер включений, мм	Концентрация взвешенных веществ, г/л
ДКН-80	10	20
ДДН-100с	20	40
ДДН-70	10	20
ДД-80-1	10	20
ДД-50-1	10	20
ДД-30-1	10	20
ДФС-120	3	10
ДМУ-Асс	2,5	10
Кубань-ЛК-1С	10	20
ТКУ-100д	10	20
ТКУ-100пс	8	20
ДП-30С	15	20

Агрономические требования

Внесение животноводческих стоков на ОССЖ является составной частью системы удобрений.

Количество азота, фосфора и калия при использовании стоков в орошаемом земледелии не должно превышать их выноса с урожаем с учетом коэффициентов возмещения и потерь.

Нормы внесения животноводческих стоков следует устанавливать с учетом количества содержащихся в них питательных веществ, проектной урожайности сельскохозяйственных культур и уровня плодородия почвы.

В зонах достаточного и неустойчивого увлажнения при проведении удобрительных и удобрительно-увлажнительных поливов безопасная концентрация общего азота в стоках не должна превышать (мг/л):

- 1500 для многолетних злаковых трав;

- 1400 для люцерны первого и второго года жизни, подсолнечника, суданской травы и кукурузы;

- 1300 для кормовой свеклы.

Концентрация калия и фосфора в стоках не лимитируется.

Ветеринарно-санитарные требования

Размеры санитарно-защитной зоны от полей орошения до жилой застройки, дорог, производственных зданий и животноводческих помещений устанавливаются согласно табл. 3.

Таблица 3- Ширина санитарно-защитной зоны, м.

Способы и техника полива	Расстояние
	до жилой застройки	до железных, автомобильных дорог обшей сети, внутрихозяйственных дорог (кроме категории 111-С)	до производственных зданий и животноводческих помещений
Дождевание: среднеструйными и дальнеструйными дождевальными машинами	200	200	200
короткоструйными дождевальными машинами и аппаратами	100	100	100
Полив по полосам и чекам	100	50	60
Полив по бороздам и при вспашке	60	25	60

Карантинирование и дегельминтизацию стоки проходят в специальном 3-секционном резервуаре.

Сельскохозяйственные угодья на ОССЖ следует отводить для выращивания кормовых (кроме корнеплодов на кормовые цели), технических и зернофуражных культур.

Содержание нитратов и нитритов в кормах не должно превышать максимально допустимый уровень (МДУ), приведенный в табл. 4.

Таблица 4. Максимально допустимый уровень содержание нитратов и нитритов в кормах для сельскохозяйственных животных.

Вид корма или сырья	мг/кг сырого продукта
	Нитраты по NO3	Нитриты по NO2
Комбикорма	500	10
Зернофураж и продукты переработки зерна	300	10
Травяная мука	2000	10
Жом свекловичный, сухой	800	10
Грубые корма	1000	10
Зеленые корма	500	10
Силос	500	10
Свекла кормовая	2000	10
Картофель	300	10

В районах, неблагополучных среди населения и финнозу среди крупного рогатого скота, выращиваемые травы должны перерабатываться на травяную (витаминную) муку или закладываться на сенаж и силос с использованием последних не ранее чем через три месяца.

Перерыв между последним внесением стоков и началом, стравливания трав на пастбищах или началом укоса должен быть не менее 20 дней при среднесуточной температуре воздуха 16-20 ос и 30 дней при более низких температурах.

Устройство оссж недопустимо:

- в пределах первого и второго поясов зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения;

- на территориях действующих и проектируемых водозаборов с незащищенными водоносными горизонтами, залегающими близко от поверхности;

- на территории с выходом на поверхность трещиноватых и карстовых пород и песчаных гравийно-галечных отложений, не перекрытых водоупорным слоем;

- в пределах первой и второй зон округов санитарной (горносанитарной) охраны лечебно-оздоровительных местностей и курортов;

- в границах водоохранных и санитарных зон поверхностных водных объектов.

Для эксплуатационного персонала на ОССЖ должны быть предусмотрены бытовые помещения с индивидуальными шкафами для личной и специальной одежды, приема пищи, умывальник, туалет. Допускается использовать соответствующие помещения на животноводческом комплексе.

Санитарно-гигиеническая и ветеринарно-санитарная оценка качества животноводческих стоков, используемых для орошения, проводится по микробиологическим и паразитологическим показателям, приведенным ниже.

Допустимое содержание в 1дм3:

Число ЛПК (лактозоположительные кишечные палочки)……………………………...<10000

Патогенные микроорганизмы (по эпидпоказателям)……………………………….отстутствие

Жизнеспособные цисты кишечных простейших(дизентирийная амеба,лямблии)………<1

Жизнеспособные яйца гельминтов (аскориды, власоглава, острицы,

токсакар, фасциолы, теннид, карликового цепня)………………………………………….<1

В случае несоответствия качества животноводческих стоков этим показателям или при потенциальной контаминации животноводческих стоков возбудителями инвазионных болезней в целях профилактики заражения животных возбудителями паразитарных болезней следует растительную массу переработать в виде сенажа, силоса, травяной муки и концентратов, а затем использовать в корм животным.

Водоохранные требования.

Использование сточных вод и животноводческих стоков допускается при соответствии их качества агрохимическим, санитарным требованиям.

Сброс животноводческих стоков из накопителей и с территории ОССЖ в водотоки и водоемы не допускается.

Таблица 5. Ширина санитарно-защитной зоны в зависимости от способа и техники полива,м.

Способ и техника полива	От жилой застройки		От железных и автомобильных дорог общей сети и внутрихозяйственных дорог		От производственных зданий
	СВ.	ЖС	СВ.	ЖС	СВ.	ЖС
Средне и дальнеструйные дождевальные машины и аппараты	500	200	100	200	300	200
Короткоструйные дождевальные машины и аппараты	300	100	100	100	200	100
Поверхностный	200	60…100	100	25…50	200	60
Внутрипочвенный	100	60	25	25	100	60