Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема охраны почв при утилизации биологических отходов 9
1.1. Концепция охраны почв при утилизации биологических отходов 9
1.2. Стоки комплексов по откорму свиней 17
1.3. Осадки сточных вод 43 Заключение 63
Глава 2. Объекты, методы и условия проведения исследований 64
2.1. Региональные почвенно-климатические особенности 64
2.2. Методы исследования 66
2.3. Условия проведения исследований 72
Глава 3. Технологии подготовки, применения и экологические показатели стоков свинокомплексов и осадков сточных вод 75
3.1. Технологии подготовки и утилизации стоков свинокомплексов 75
3.2. Формирование, требования качества и технологии утилизации осадков сточных вод 80
3.3. Агрохимическая оценка стоков свинокомплексов 90
3.4. Физико-химическая характеристика ОСВ 94
3.5. Санитарно-бактериологическая оценка биологических отходов 100
3.6. Канцерогенная и мутагенная активность ОСВ 106
Заключение 109
Глава 4. Изменение свойств почв при внесении биологических отходов 110
4.1. Микроагрегатный и структурно-агрегатный состав 110
4.2. Физико-химические свойства 119
4.3. Водно-физические свойства 126
4.4. Агрохимические свойства 135
4.5. Содержание тяжелых металлов и нитратов 150
4.6. Биологическая активность 163
4.7. Санитарно-бактериологическое состояние почв при внесении биологических отходов 179
Заключение 182
Глава 5. Продуктивность севооборотов и качество сельскохозяйственных культур при почвенной утилизации биологических отходов 183
5.1. Влияние разных норм стоков свинокомплексов на урожайность и качество зерновых, кормовых культур 183
5.2. Продуктивность и качество культур при внесении разных норм ОСВ 199
5.3. Экономическая эффективность использования стоков свинокомплекса и осадков сточных вод 220 Заключение 223
Выводы 224
Рекомендации производству 227
Литература 229
Приложения 259
- Стоки комплексов по откорму свиней
- Формирование, требования качества и технологии утилизации осадков сточных вод
- Санитарно-бактериологическая оценка биологических отходов
- Санитарно-бактериологическое состояние почв при внесении биологических отходов
Введение к работе
Актуальность проблемы. В результате жизнедеятельности человека образуются огромные количества отходов в виде сточных вод, осадков сточных вод, бесподстилочного навоза. Значительная их часть концентрируется на иловых площадках очистных сооружений, в необорудованных гидроизоляцией навозохранилищах и др., что приводит к загрязнению прилегающих территорий, поверхностных и подземных водоисточников. В связи с этим возникает проблема утилизации отходов.
Одними из наиболее приемлемых способов утилизации является их использование в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур и мелиорантов земель. Учитывая возможное негативное воздействие на почву тяжелых металлов, содержащихся в отходах, следует иметь в виду, что разумное использование отходов в земледелии оздоровит в конечном итоге не только систему биосферы в целом, но и почву как ее компонент. Это выражается в том, что будут исключены сверхвысокие концентрации загрязняющих веществ в местах их хранения, и будут приведены в действие само-регуляторные механизмы биогеоценозов. Целесообразность применения отходов для удобрения не вызывает сомнений, так как естественное плодородие почв сформировалось исторически и поддерживается в настоящее время за счет биохимического разложения почвообразующих минералов и органических остатков (отходов) растительного и животного происхождения.
Проблема почвенной утилизации отходов на удобрение имеет разноплановые аспекты и неотделима от проблемы плодородия почв и экологии. В 90-е гг. в силу экономических причин началось снижение объемов агрохимических работ. Применение минеральных удобрений с 1990 г. к 1999 г. по Западно-Сибирскому региону сократилось почти в 10 раз, органических - в 7 раз.
Для реализации программы "Плодородие" в регионе, исходя из сложившихся обстоятельств с выполнением агрохимических, мелиоративных и других работ по поддержанию и повышению плодородия почв, реальным источником органического вещества могут стать осадки сточных вод (ОСВ) и стоки комплексов по откорму свиней.
При систематическом внесении биологических отходов почва обогащается органическими веществами и минеральными солями, улучшаются ее водно-физические свойства. В то же время часть элементов отчуждается с урожаем. В процессе эрозии
почв происходят потери гумуса и элементов питания, часто нарушаются почвенные процессы и режимы, изменяется уровень плодородия.
Сущность решения проблемы безопасного использования стоков свинокомплексов и ОСВ в сельскохозяйственном производстве заключается в дифференцированном подходе к оценке их химического состава, влиянию на почву, растения, грунтовые воды. Полученные результаты по их использованию позволят решить в целом проблему утилизации этих видов отходов с точки зрения дополнительного источника удобрений и охраны земель.
Цель исследований - научное обоснование и разработка приемов подготовки и применения биологических отходов в качестве удобрений и мелиорантов, обеспечивающих повышение урожайности сельскохозяйственных культур, сохранение плодородия и экологической чистоты почв.
Задачи исследований:
Изучить химический состав, дать санитарную оценку и обосновать возможность почвенной утилизации стоков свинокомплексов и осадков сточных вод в качестве местных органических удобрений;
Обосновать технологии подготовки и почвенной утилизации биологических отходов в агроценозах юга Западной Сибири;
Установить оптимальные и предельно-допустимые нормы стоков свинокомплексов и ОСВ под различные культуры при периодическом и ежегодном систематическом внесении;
Определить влияние биологических отходов на основные показатели плодородия почв: агрегатный состав, физико-химические, водно-физические и агрохимические свойства;
Изучить влияние стоков свинокомплексов и осадков сточных вод на биологическую активность и санитарно-бактериологическое состояние почв;
Установить влияние биологических отходов на урожайность и качество сельскохозяйственных культур;
Дать эколого-экономическую оценку применения биологических отходов в агроценозах на юге Западной Сибири.
На защиту выносятся положения:
1. Обоснование целесообразности и практических подходов к использованию биологических отходов в качестве местных органических удобрений;
Экологически безопасные технологии подготовки и почвенной утилизации отходов в качестве удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур;
Особенности изменения агрохимических свойств и экологического состояния почв при использовании биологических отходов в агроценозах;
Эколого-экономическая эффективность использования стоков свинокомплексов и осадков сточных вод в сельскохозяйственном производстве.
Научная новизна. Впервые по результатам многолетних комплексных исследований, проведенных в различных почвенно-климатических зонах юга Западной Сибири, дана оценка стоков свинокомплексов и осадков сточных вод по их составу и свойствам. Обоснована возможность использования стоков свинокомплексов и ОСВ в качестве органического удобрения для сельскохозяйственных культур и мелиорантов земель, установлено их влияние на плодородие, биологическую активность и санитарное состояние почв, величину и качество урожая, продуктивность севооборотов. Теоретически определены и практически подтверждены оптимальные нормы внесения биологических отходов в зависимости от их состава и свойств, региональных почвенно-климатических условий. Предложен способ подготовки стоков свинокомплекса, основанный на использовании новой технологии разделения на фракции с применением процеживателя сточной жидкости.
Практическая значимость. Разработаны технологии подготовки и определены наиболее эффективные и экологически безопасные нормы и способы почвенной утилизации стоков свинокомплексов и осадков сточных вод в качестве мелиоранта земель и удобрений для растений. Внесение биологических отходов обеспечивает при соблюдении зональных технологий возделывания культур получение значительных прибавок урожайности. При орошении стоками свинокомплексов урожайность пшеницы, овса и гороха возрастала на 60-66%, кукурузы - на 72, свеклы кормовой - на 47%. При внесении ОСВ урожайность пшеницы возрастала на 20-43%, овса - на 32, кукурузы - на 35-48 и рапса - на 30% при высоком их качестве и сохранении плодородия почв.
Реализация результатов исследований. Материалы исследований использованы при разработке "Технологического регламента использования осадков сточных вод в качестве удобрения в Алтайском крае" (2002); прошли производственные испытания в совхозе «Юбилейный» Кемеровской области, на свинокомплексе «Антипинский» То-
тульского района Алтайского края; реализованы в ОАО «Рубцовскводоканал» и ЗАО «Водоканал Барнаула».
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседаниях Ученого Совета ФГУП НИИССВ «Прогресс» (1989-2002 гг.), на заседаниях НТС ГУСХ администрации Алтайского края (1992-2001 гг.), на региональных научно-практических конференциях (Барнаул, 1998, 2000), на III и IV съездах Докучаев-ского общества почвоведов (Суздаль, 2000; Новосибирск, 2004), на 4-ом международном конгрессе «Вода: экология и технология» Экватек-2000 (Москва, 2000), на ВВЦ (2000, 2002), на 2-ом международном конгрессе по управлению отходами ВэйстТэк-2001 (Москва, 2001), на международных конференциях (Волгоград, 2001; Москва, 2002).
Личный вклад соискателя. Автор диссертации является ответственным исполнителем тематики исследований. Принимал непосредственное участие в разработке программы исследований, закладке и проведении полевых опытов, ведении сопутствующих наблюдений, обработке полученных результатов, написании и защите отчетов. В работе также использованы экспериментальные материалы, полученные автором совместно со Стучковым В.В., Куяной А.-А.П. Автор искренне благодарен за помощь при разработке программ исследования, закладке и проведении исследований научному консультанту доктору сельскохозяйственных наук, профессору Воробьевой Раисе Петровне.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 27 печатных работах, в том числе в 2-х монографиях, 7-й - в рецензируемых журналах, 10-и - в трудах международных конференций и конгрессов. Общее количество научных и научно-методических работ - 47.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы из 348 наименований. Работа изложена на 262 страницах, содержит 107 таблиц, 7 рисунков, 6 приложений.
Стоки комплексов по откорму свиней
Все виды сельскохозяйственного производства, так или иначе, взаимосвязаны с окружающей средой. Экологические проблемы локального, регионального характера, существовавшие ранее в Российской Федерации, стали еще более актуальными в той общей неблагоприятной социально-экономической обстановке, которая сложилась сейчас в стране. Эрозия почв, истощение и загрязнение водных источников, снижение содержания гумуса и основных элементов минерального питания растений в почвах сельскохозяйственных угодий - серьезнейшие проблемы, связанные с невосполнимым ущербом, причиненным земельным ресурсам и окружающей среде (Данилов-Данильян, 1995; Гос. доклад..., 1997; Экологические проблемы..., 1997; Экология, охрана природы..., 1997). Из них наиболее сложной и актуальной в сельскохозяйственном производстве остается проблема эффективной утилизации навозных стоков животноводческих комплексов и ферм. С переводом откорма животных на промышленную основу с бесподстилочным содержанием возникает проблема охраны окружающей среды от загрязнения возрастающими объемами навозных стоков. По концентрации органических веществ, минеральных солей животноводческие стоки во много раз превышают хозяйственно-бытовые и промышленные, поэтому животноводческие комплексы являются сильнодействующими загрязнителями окружающей среды биогенными элементами (Новиков, 1975).
Использование стоков животноводческих комплексов для орошения является рациональным способом их утилизации, обеспечивающим круговорот элементов питания и гарантирующим их обеззараживание. Технология образования бесподстилочного навоза, подготовка и его применение в качестве удобрения значительно отличаются от традиционных способов накопления, хранения и внесения подстилочного навоза (доля бесподстилочного навоза в общем количестве составляет 85%). Бесподстилочный навоз в аспекте загрязнения окружающей среды (поверхностных водоемов, грунтовых вод, почвы и воздуха) более опасен, чем подстилочный, так как жидкий навоз накапливается и хранится в больших количествах, возникает необходимость применения его повышенными нормами, на ограниченных площадях, в неблагоприятные сроки (весна, осень) (Письменов, 1988). В силу различных причин в практике нашей страны животноводческие стоки используют неэффективно, с нарушением технологических требований (норм, сроков и т.д.), а чаще всего утилизируют на рельеф местности. И это происходит в условиях, когда, согласно оценке ряда отечественных ученых, в настоящее время около 75% сельскохозяйственных угодий находится в состоянии резкого ухудшения плодородия почв (Гамзиков, 1998).
\Бесподстилочный навоз является ценным органическим удобрением, который кроме основных элементов питания содержит микроэлементы и является источником углекислоты. Поэтому целесообразность использования бесподстилочного навоза в качестве органического удобрения не вызывает сомнения (Андреев, Белкин, 1973; Сухинина, 1972; Дмитриева и др., 1977; Воробьева, 1995; Мишин и др., 1995; Давыдов, Воробьева, 1997). За прошедшие десятилетия накоплен большой опыт утилизации жидкого навоза, однако, до сих пор этот вопрос является народнохозяйственной проблемой. Это связано с большим разнообразием химического состава жидкого навоза, зависящего от вида животных, типа кормления, хранения и обработки навоза, а также размеров хозяйств (Сурнин, 1978; Никитин, 1992; Шевелев, Кошевой, 1992; Меркурьев, Воробьева, 1996; Разяпов, 1996; Давыдов, Воробьева, 1997; Мерзлая, 1998). Утилизация навозных стоков свиноводческих комплексов в качестве удобрения требует определения оптимальных и предельно допустимых доз при систематическом внесении их под сельскохозяйственные культуры в разных севооборотах. Большую актуальность в этих условиях приобретает изучение баланса азота удобрений, а также процессов трансформации его в почве. В навозных стоках азот представлен преимущественно аммонийной и органической формами, нитраты в них присутствуют в незначительных количествах. По данным И. Мамченкова и И. Можайцева (1968), содержание азота аммиака в жидком навозе составляет 50% от общего азота, а по мнению П.А. Радугина (1965), эта величина может быть более 80%. В почве при внесении стоков происходит минерализация органических веществ, в том числе и азота, и трансформация его органических форм в минеральные (аммонийную, нитратную). Нитратная форма азота в почве является подвижной и при определенных условиях может мигрировать в поверхностные и грунтовые воды. Более 90% потерь азота приходится на вымывание нитратов в зимний период. Летом азот теряется лишь из парующей почвы. Эффективность использования навозных стоков в значительной степени определяется технологией их внесения на поля. В практике нашей страны для этой цели в основном используют мобильный транспорт или специализированные оросительные системы.
Широко применяемая технология внесения стоков мобильным транспортом обоснована рядом причин: отсутствием потребности сельскохозяйственных культур в орошении; отсутствием возможности устройства оросительной системы; возможностью и целесообразностью вывоза навоза без разделения на твердую и жидкую фракции; наличием густой дорожной сети. Исследование данной технологии, как показывает практика, не обеспечивает решения проблемы утилизации стоков на крупных животноводческих комплексах. Поэтому на них применяют технологию внесения стоков специализированными мелиоративными системами для удобрительных поливов сельскохозяйственных культур. Для предотвращения загрязнения окружающей среды при использовании навозных стоков необходимо проводить тщательную подготовку стоков, строго соблюдать эксплуатационный режим орошения, проводить мероприятия по закреплению биогенных веществ в активном слое почвы и более полному использованию их растениями. При орошении сточными водами животноводческих комплексов решаются несколько задач: утилизируются животноводческие стоки; расширяются орошаемые площади; повышается плодородие почв; возрастает урожайность и повышается качество кормовых культур.
При орошении животноводческими стоками достигается высокий эффект почвенной очистки. При просачивании стоков через метровый слой суглинистой почвы даже при высокой норме полива (75 мм) бихроматная окисляемость снижалась на 99,2%, азот общий - на 99,1, азот аммиачный - на 99,5, калий - на 99,8 и фосфор - на 99%. Это свидетельствует о том, что на полях, орошаемых животноводческими стоками, происходит естественная биологическая очистка, превосходящая по эффективности искусственную очистку (Новиков, Элик, Музыченко, 1986).
Технология орошения навозными стоками комплексов включает в себя процессы механической и санитарно-гигиенической подготовки, накопления их в межполивной период, подачу и распределение на полях в соответствии с поливным режимом. Поливы навозными стоками могут осуществляться дождеванием, поверхностно-самотечным способами, подпочвенным орошением. Одним из перспективных методов утилизации навозных стоков является разработанная НИИССВ "Прогресс" технология совмещения процессов их транспортирования, внесения и запахивания (поливов при вспашке). Утилизация навозных стоков способом полива при вспашке является высокоэффективным водо-охранным мероприятием и способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур на основе улучшения питательного режима почвы. При оптимальной норме внесения навозных стоков 200-400 м3/ га (Проблема утилизации..., 1995) за вегетационный период стоки полностью поглощаются активным слоем почвы, биогенные элементы усваиваются микроорганизмами почвы и корневой системой растений.
Формирование, требования качества и технологии утилизации осадков сточных вод
Процесс очистки сточных вод связан с образованием осадков, количество которых составляет около 1% их объема, Свежий осадок сточных вод представляет собой жидкость со специфическим запахом влажностыо 95-98%. Часть этой воды находится в коллоидно-связанном (20-30%) и гигроскопическом (4-10%) состояниях. Поэтому осадок плохо обезвоживается. В настоящее время для обезвоживания ОСВ наиболее широко используется естественная подсушка (в бороздах, канавах, иловых прудах и т.д.). Для этих методов необходимы большие площади земли, они создают антисанитарные условия и способствуют длительному (до 5 лет) сохранению жизнеспособных яиц гельминтов (Романенко и др., 1997). Искусственное обезвоживание (на фильтр-прессах, центрифугах, вакуум-фильтрах) получает все большее распространение, как в нашей стране, так и за рубе жом. Повышенный интерес к этому методу объясняется тем, что он способствует увеличению производительности труда, устранению иловых площадок, занимающих большие площади, ликвидации неприятных запахов, возможности механизации и автоматизации работ. Однако, как показали исследования В.Я. Кебиной и Р.Я. Аграноника (1970) и других, эти методы полностью не обеззараживают осадки от яиц гельминтов. Так, при центрифугировании от 5 до 50% аскарид, содержащихся в необработанном осадке, переходят в жидкую фракцию, остальные концентрируются в плотной части, что требует дополнительной обработки.
По результатам обследования очистных сооружений городов Западно-Сибирского региона установлено, что сточные воды подвергаются различным способам очистки, ОСВ в большинстве городов практического применения не находят. В городах Алтайского края применяются следующие виды очистки сточных вод: Алейск - механическая очистка сточных вод и подача осветленной воды на поля фильтрации. Сырой осадок после механической очистки подается на иловые площадки, откуда после просушки вывозится на свалку. Количество образующегося осадка - 420 т/год. К настоящему времени накоплено 7240 т подсушенного осадка. Б и иск — полная биологическая очистка сточных вод с обеззараживанием и выпуском очищенных стоков в Бию. Осадок поступает на иловые площадки. Иловые площадки переполнены, на них хранится более 400 тыс. м3 подсушенного осадка. Бслокуриха - полная биологическая очистка с выпуском очищенных стоков в биопруды (6 карт). После отстаивания в биопрудах сточные воды сбрасываются в Песчанку. Осадок поступает на иловые площадки в объеме 380 т/год. Накоплено 1920 т. В настоящее время ОСВ вывозится на свалку. Горняк - полная биологическая очистка с обеззараживанием гипохлоритом натрия. Выпуск очищенных сточных вод осуществляется в Алей. Ежегодно на иловые площадки поступает 185 т осадков и в настоящее время хранится 860 т. Подсушенные осадки вывозятся на свалку. Камень-на-Оби - полная биологическая очистка с выпуском очищенных стоков в Обь. Количество осадков, поступающих на иловые площадки, превышает 600 т/год. На сегодняшний день на иловых площадках накоплено 8200 т осадков. Новоалтайск - полная биологическая очистка сточных вод с выпуском очищенных стоков в Обь. Осадок поступает на иловые площадки в объеме 840 т/год. Накоплено 7400 т. Подсушенный осадок вывозится на свалку. Рубцовск - полная биологическая очистка сточных вод с выпуском очищенных стоков в Алей через биопруд (оз. Горькое). Количество осадков, поступающих на иловые площадки, достигает 14 тыс. т/год. На иловых площадках накоплено 428000 т. Частично ОСВ используются для удобрения близлежащих полей, но основная их масса вывозится на свалку. Славгород - механическая очистка с выпуском стоков после обеззараживания гипохлоритом натрия в оз. Сивучи. Ежегодно образуется до 780 т осадков, накоплено -6840 т. Горно-Алтайск (столица Республики Алтай) - полная биологическая очистка сточных вод с доочисткой в 4-х щебеночных фильтрах и последующим обеззараживанием гипохлоритом натрия. Очищенные сточные воды сбрасываются в Катунь, а осадки в объеме 410 т/год подаются на иловые площадки. Накоплено 6800 т. Осадки вывозятся на свалку. Не лучше складывается ситуация с хранением и использованием осадков в других городах Западно-Сибирского региона. Кемерово - полная биологическая очистка. Очищенные сточные воды сбрасываются в буферный пруд и далее, через рассеивающий выпуск, в Томь. Годовой объем осадка влажностью 98,5% достигает 357600 т, сухого-14134 т. На иловых площадках накоплено более 400 тыс. т подсушенного осадка. ОСВ предполагается использовать в виде компостов для рекультивации угольных разрезов и в сельском хозяйстве. Новокузнецк (Кемеровская область) - полная биологическая очистка. Годовой объем сухого осадка- 10950 т. В 1999 г. проведена вывозка осадка из 3-х иловых карт для рекультивации гидроотвала Западно-Сибирского металлургического комбината. Новосибирск - на очистных сооружениях канализации применяется полная биологическая очистка. ОСВ обезвоживается центрифугированием и вывозится на иловые поля. Ежедневно на очистных сооружениях образуется около 4200 м3 осадка сред-ней влажностью 97%, т.е. в год — 1533000 MJ. Всего с 1983 г. накоплено 1628000 м ОСВ средней влажностью 75%. Сточные воды и осадки нигде не используются: стоки выпускаются в Обь; осадки вывозятся на захоронение. В Барнауле функционируют два комплекса очистных сооружений. Здесь применяется полная биологическая очистка с выпуском очищенных сточных вод в Обь (рис. 3.3). Сырой осадок поступает на иловые площадки, с КОС-1 - в среднем более 290 тыс. т/год; с КОС-2 - около 250 тыс. т/год. Общее количество сухого осадка, поступающего на иловые площадки, составляет 20670 т/год. В настоящее время накоплено более 600 тыс. т. осадков. Чтобы ОСВ можно было использовать в сельском хозяйстве, необходимо разработать условия его применения. Необходимыми условиями для использования осадков сточных вод в качестве удобрения являются обеззараживание, ограниченное содержание потенциально опасных элементов и веществ, технологическая пригодность к использованию. Целесообразность применения осадков сточных вод в качестве удобрения в условиях Алтайского края обусловливается их высокой удобрительной ценностью.
С каждой тонной сухого осадка в почву поступает свыше 300 кг органического вещества, до 10 кг азота, до 15 -фосфора, столько же калия, а также необходимые для растений микроэлементы: цинк, медь, марганец, молибден, кобальт и др. По своим агрохимическим и санитарно-токсикологическим показателям многие осадки сточных вод, поступающие от сибирских городов, соответствуют требованиям ГОСТ Р 17.4.3.07-2001 и могут использоваться в качестве удобрения. Экологически безопасное использование ОСВ для удобрения и рекультивации земель основывается на агрохимической и санитарно-токсикологической оценке свойств осадков, агроэколо-гического состояния почвогрунтов и особенностей возделываемых культур. Осадки применяются как органические или комплексные органоминеральные удобрения, если они соответствуют установленным требованиям (приложения 3.1.-3.3). Осадки группы I можно использовать под все виды сельскохозяйственных культур, кроме овощных, грибов, зеленных, земляники. Осадки группы II - под зерновые, зернобобовые, зернофуражные, технические и кормовые культуры. Применение осадков группы II под кормовые корнеклубнеплоды (морковь, свекла, картофель и т.д.) допускается по согласованию с местными органами санитарно-эпидемиологической службы после проведения исследований. Осадки обеих групп используют в промышленном цветоводстве, зеленом строительстве, в лесных и декоративных питомниках, для биологической рекультивации нарушенных земель. В зависимости от технологий обработки, хранения и внесения в почву, осадки могут использоваться в жидком, полужидком и сыпучем виде. При внесении осадков расчетными нормами качество выращиваемой сельскохозяйственной продукции, используемой на корм животным, по содержанию тяжелых металлов должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.560-96 (приложение 3.4).
Санитарно-бактериологическая оценка биологических отходов
Животноводческие комплексы могут стать источником загрязнения окружающей среды возбудителями инфекционных заболеваний и биогенными веществами. В жидком навозе содержится огромное количество микроорганизмов, вирусов, яиц и личинок гельминтов. Одно животное в сутки выделяет более 18 биллионов кишечных палочек. В бактериологическом отношении свиноводческие стоки являются крайне загрязненными: коли-титр на уровне Ю-17—Ю-16; титр энтерококков - 10-14-10-12; общее число бактерий равняется в среднем 9,1 ± 1,0 млрд. в 1 мл. В исследованиях некоторых авторов (Влодавец и др., 1979) отмечено наличие в сви-ностоках сальмонелл. Их содержание превышает 300 тыс. особей віл. Важным в эпидемиологическом отношении является знание сроков выживаемости микроорганизмов в жидком навозе. Одни авторы (Yungding, 1975 и др.; цит. по Романенко и др., 1995) считают, что сальмонеллы в пробах жидкого навоза сохраняются в течение 5-8 недель, другие (Sueeney, 1969; Strauch, 1973; Miner, Smith, 1975 (цит. по Романенко и др., 1995) - что сальмонеллы в навозе способны жить более одного года. Туберкулезная палочка весьма устойчива и может сохраняться в течение многих недель в жидком навозе, а также выдерживать воздействие солнечных лучей до 9 дней (Усачев, 1976; цит. по Воробьевой, 1995). Кроме патогенной микрофлоры, в жидком навозе животноводческих комплексов и ферм могут встречаться жизнеспособные яйца и личинки гельминтов.
К группе заболеваний, передающихся от животных к человеку и наоборот, относятся гельминты 68 видов, из них трематод - 20, цестод - 25, нематод - 23. На возможность заражения человека инвазионными яйцами аскариды свиней указывают А.И. Абдуллазизов (1965), Лахманова (1972), М.Л. Станку (1982), (цит. по Воробьевой, 1995). Для контроля над наличием в свиностоках комплекса яиц гельминтов регулярно отбирали образцы стоков. Установлено, что в некоторых образцах жидкого навоза имеются оплодотворенные и неоплодотворенные яйца свободножи-вущих нематод. В связи с этим требуется строго выдерживать технологию подготовки стоков к орошению. 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). При использовании стоков после 6-месячного хранения на полив следует строго следить за тем, чтобы их забор осуществлялся из накопителей не менее чем на 0,5 м выше их дна. Это же требование необходимо соблюдать при перекачивании жидкой фракции свиностоков из водоема-отстойника в водоем-накопитель и пруд суточного регулирования. В результате мероприятий, указанных выше, будет предотвращено загрязнение почвы и растений яйцами и личинками гельминтов.
Санитарно-бактериологическая оценка стоков свинокомплекса "Антипинский" после их отстаивания при поступлении на пашню, проведенная нами в 1997— 1999 гг., свидетельствует о том, что они содержат допустимые количества непато генных микроорганизмов (БГКП, ФКП, энтерококков, клостридий) и не содержат патогенной микрофлоры и яиц гельминтов (табл. 3.14). Это обусловлено очисткой животноводческих стоков, поступающих для их утилизации. Однако в отобранных образцах обнаружено высокое содержание лактозы и положительных кишечных палочек. При исследовании животноводческих стоков из прудов-накопителей (до начала полива) в пробах было обнаружены яйца аскарид и власоглава, что указывает на сброс в навозные стоки хозфекальных сточных вод. В контрольных пробах (перед поливом) обнаружены яйца гельминтов, что указывает на не завершение процесса дегельминтизации на отдельных участках полей в зимний период. Однако к моменту взятия контрольных образцов почв (после всех поливов) яйца гельминтов в исследуемых пробах не обнаруживаются. Благоприятная санитарно-бактериологическая оценка животноводческих стоков дополняется анализом содержания тяжелых металлов, количество которых лимитирует применение стоков для орошения сельскохозяйственных культур по существующим предельно допустимым концентрациям. Полученные данные позволяют сделать заключение, что животноводческие стоки, используемые в наших исследованиях для удобрителыю-увлажнительных поливов, содержат определенные количества тяжелых металлов. Так, содержание меди в токах 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 содер
Санитарно-бактериологическое состояние почв при внесении биологических отходов
Одним из важнейших показателей влияния удобрительного орошения животноводческими стоками на почвы являются бактериологическая и гельминтологическая оценки, которые показывают степень их загрязнения микроорганизмами и яйцами гельминтов. Как известно, стоки свинокомплексов содержат в большом количестве микроорганизмы, поэтому они при орошении культур в определенные периоды могут представлять эпидемиологическую опасность. Это может оказать отрицательное влияние на санитарное состояние выращиваемых культур, а также на окружающую природную среду за счет возможного выноса микроорганизмов в грунтовые воды при избыточном увлажнении.
Исследования по санитарно-бактериологической оценке животноводческих стоков, вносимых на земледельческие поля при орошении, проводились по общепринятой методике в соответствии с ГОСТом 18963-73. Исследования включали определение общего количества бактерий (ОМЧ — общее микробное число), бактерий группы кишечной палочки (коли-титр, коли-индекс), титра энтерококков, сальмонелл, патогенных стрептококков, кишечной палочки.Наши данные показали, что после внесения животноводческих стоков в почве не было обнаружено патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Общее микробное число при этом находилось в допустимых пределах. Однако при внесении стоков нормой 300 м /га оно увеличилось по сравнению с контролем почти в 2 раза, а при внесении стоков нормой 100-200 м3/га - в 1,3-1,8 раза. Если в контроле ОМЧ составляло 6,4 х 106, то в вариантах с внесением животноводческих стоков — 8,3 х 106- 12,7 х 106. Количество термо-фильных бактерий по вариантам опыта изменялось в меньших пределах -3x10 -4x10, но отмечалось их повышение при внесении животноводческих стоков. Следует отметить, что внесение стоков в вегетационный период в объеме 100-300 м3/га ежегодно не оказывало заметного влияния на содержание термофильных бактерий в пахотном слое почвы (табл. 4.58).
Бактерии группы кишечной палочки (коли-титр) находились в почве практически на постоянном уровне независимо от нормы и технологии внесения животноводческих стоков (100-101) и не отличались от контроля (98). В целом внесение животноводческих стоков в вегетационный период нормами 100-300 м /га не изменяло санитарно-бактериологического состояния почв, что было обусловлено, по-видимому, естественным биологическим обеззараживанием пахотного слоя почвы в результате ее высокой биологической активности. Почвы на всех вариантах орошения характеризовались как слабо загрязненные. Титр БГКП (коли-формы) и энтерококков соответствовали санитарной норме (1,0-0,1 ед/дм3).
При внесении свиностоков, санитарно-бактериологическое состояние полей отвечает общепринятьм нормам. Однако на этих полях нецелесообразно проводить свободный выпас скота. При ежегодном внесении свиностоков необходимо повысить качество их дегельминтизации, особенно при дождевании, так как при скорости ветра более 2,0 м/с возможно рассеивание яиц гельминтов.
Исследования по влиянию ОСВ Рубцовска на санитарно-бактериологические показатели лугово-черноземной почвы были проведены в период с 1993 по 1995 г. Было установлено, что во все годы в почве не были обнаружены яйца гельминтов и патогенные В целом почва довольно богата микроорганизмами, особенно микрофлорой, разлагающей органические соединения. Следует отметить, что внесение в почву ОСВ увеличивало их общее содержание, однако определенную закономерность выявить очень сложно. Отмечено, что с увеличением глубины количество микроорганизмов уменьшается, и в некоторой степени меняется их состав.
Коли-титр в почве во всех слоях превышал 1,11. Общее микробное число (ОМЧ) довольно большое, при внесении от 20 до 80 т/га ОСВ оно составило 1,7-5,0 106 в слое 0-5 см и 6 105-106 в слое 10-20 см. Количество термофилов в слое 0-5 см при внесении ОСВ варьировало в пределах 1,9х103-6,6х103, примерно на один порядок меньше их было в слое 10-20 см. В контроле в верхних слоях их было заметно меньше, чем в опытных вариантах. В 1994 и 1995 гг. отмечалась некоторая тенденция снижения количества отдельных микроорганизмов в почве.
