Гигиена воздушной среды Оптимизация микроклимата животноводческих предприятий

Гигиена воздушной среды. Оптимизация микроклимата животноводческих предприятий.

Введение Главными факторами, которые влияют на состояние воздушной среды являются: • вид животноводческого предприятия и его мощность, • cистемы и способы содержания животных (с подстилочным материалом или без, привязная, беcпривязная), • 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 10 -16 км 1 а -озоновый слой- 8 -10 км • Стратосфера – верхняя граница 40 -80 км • Ионосфера – верхняя граница 3 -4 тыс. км Создают атмосферное давление: 1 кг /см 2 = 760 мм. рт. ст. на уровне моря при 00 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 3 - 10 -25 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: • 40 000 мест для домашней птицы, • 2 000 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 фосфолирование 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 фосфолирования ↓ 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 помещения Для содержания основных СК (световой коэффициент) 1: 10 – 1: 15 КЕО(коэффициент естественной освещенности) 0, 8 – 1, 0 групп животных (кроме откормочных) Для содержания откормочных 1: 20 – 1: 30 0, 3 – 0, 5 1: 8 – 1: 10 1, 0 – 1, 2 животных Для содержания свиноматок с поросятами

Нормативы искусственной освещенности животноводческих помещений, не менее Вид помещения Рабочая поверхность Для основных групп животных Освещенность, лк Удельная освещенность, Вт/м 2 Лампы накаливания Лампы люминесцные Пол, кормушки 30 75 4 -5 Для откормочны х животных Пол, кормушки 20 50 2, 0 - 2, 5 Родильное отделение, доильный блок Пол, кормушки 100 150 6 -8 Пол, 50 100 4 -5 Телятник

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 Схема коровника с отделенным навозно Схема фрагмента коровника с -прогулочным коридором (не утеплённая отделенным навозно-прогулочным внешняя стена): коридором (не утеплённая внешняя 1 – общее лежбище, стена): 2 – навозно-прогулочный коридор со 1 – общее лежбище, щелевым полом, 2 – навозно-прогулочный коридор, 3 – кормовой коридор 12

Рис. 1 в -Предлагаемые примерные технологические решения в современных коровниках 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 13

Рис. 1 г - Примерные технологические решения в современных коровниках 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 14

Рис. 2 - Примерные объемнопланировочные решения коровников 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 15

Рис. 3 -Примерные решения коровников боксового содержания Вид коровника подстилочного с боксами 1 - кормовой коридор, 2 - кормовая площадь ( навозно-прогулочный коридор), 3 -доильный зал 2 х4, 4 -скребок для навоза типа Дельта, 5 – навозохранилище, 6 -перегородки, 7 - бокс для молодняка, 8 - поперечный скребок, 9 - кормовые перегородки, 16 10 - ёмкость для стока из навозохранилища

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 LB 706 b, фирмы LAB-EL M – многогазовый датчик i. TX, фирмы Deltaserwis 1, 4, 5, 6, 7 – проводные датчики Z 01, Z 04, Z 05, Z 06, Z 07 соединённые с концентратором LB 731, фирмы LAB-EL

Таблица 1 Параметры микроклимата коровника беспривязного содержания в холодный период (осень-зима) КЕО [%] Атмосферное давление внутри [г. Па] 0, 276 0, 226 69, 4 28, 6 474 394 14, 6 7, 2 - 99, 9 - 0, 21 - 16 - 48, 06 - 0, 25 - 20, 1 - 213, 3 - 9, 4 - 993, 0 902, 0 993, 0 98, 3 99, 9 0, 18 6 - 40, 81 40, 22 0, 16 0, 23 2 16, 8 245, 0 245, 3 0, 8 6, 8 - 99, 6 100, 0 0. 11 80, 6 81, 6 0, 106 11 6 32, 84 43, 70 0, 076 0, 36 3, 7 5, 3 167, 0 490, 0 2, 2 1, 1 990, 8 - 80, 0 20 40*) 55, 7 7, 9 - -0, 4 - 98, 4 - 40, 4 10, 7 12, 2 5, 6 4, 4 90, 1 91, 0 40, 3 9, 6 12, 3 2, 4 9, 4 3 80 4 108 5 65 Допустимая максимальная норма 25, 0 *) **) - снаруж и 96, 8 99, 9 осень 15, 7 12, 2 93, 1 13, 1 7, 5 94, 5 3000 внутри 35, 49 38, 42 36, 7 Скорость циркуляции воздуха[м/с] 17 16 58 93, 6 89, 9 0, 11 99, 9 100, 0 0, 15 Охлождение [МДж/см 2×с] 0, 15 0, 13 4, 9 6, 2 осень 2 10, 5 12, 7 NH 3 мг /м 3 - 53, 2 CO 2 % 4, 4 9, 2 снаруж и внутри 300 214 внутри 13, 2 19, 7 Поголовье , гол. 0, 141 0, 423 Пора года 38, 42 45, 75 осень 10 12 68 осень 1 Освещенность [lx] снаруж и Относит. Концентра. Темпера. Кубатур тура, [°C] влажность ция газов [%] а, мг /м 3 /гол. осень № п/п 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 свиноместа в течении года, кг Категория Свиноматки Поросята холостые и супоросные подсосные массой менее 30 кг массой более 30 кг Пол NH 3 Сплошной 0, 4 - 4, 2 Сплошной 0, 8 - 0, 9 Сплошной 0, 06 - 0, 8 3, 9 1, 35 - 3, 0 2, 8 – 4, 5 0, 9 – 2, 4 4, 2 – 11, 1 2, 1 - 4 0, 9 - 1, 1 Только щелевой Частично щелевой Литый с подстилочным материалом CH 4 N 2 O 21, 1 0, 02 – 0, 15 0, 59 – 3, 44 0, 05 – 2, 4

ХРАНЕНИЕ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ НАВОЗА Во время хранения навоза, в нём происходят химическобиологические 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 складирование натуральным и навозом, применение, могут в том числе также быть источником загрязнения грунтовых вод и почвы.

v Основные направления снижения эмиссии газов в свиноводчестве: q сбалансированные корма, q поэтапное кормление, q уменьшение глубины навозных каналов в хозяйственных постройках, q изменение конструкции каналов, q 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 p. H 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.

Рис. 6 -Складирование навозной жижи в глубоком канале 29

Рис. 7 - Хранилище навоза. Загрузка трактором 30

Рис. 8 - Хранилище навоза Гидравлическая загрузка снизу 31

Рис. 9 -Наполнение цистерны из хранилища 32

Рис. 10 - Устройство резервуара для хранения навоза

Рис. 11 - Ограничение выделения аммиака в атмосферу - „Палатка - шатер” 34

Рис. 12 - 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!