Промышленное животноводство получило распространение во многих странах, включая нашу республику. На его долю приходится около 40 процентов глобального сельскохозяйственного производства.
По мере роста благосостояния, люди из года в год склонны потреблять все больше мяса и молочных продуктов. Согласно прогнозам ФАО, объем производства мяса в мире в ближайшем будущем более чем удвоится с 229 миллионов тонн в 1999/2001 годах до 465 миллионов тонн в 2050 году, а производство молока, вероятно, увеличится с 580 до 1 043 миллионов тонн.
Темпы роста сектора животноводства в мире выше, чем в любой другой отрасли сельского хозяйства. Но за столь стремительные темпы роста приходится платить очень дорого в экологическом плане. “Экологические издержки на производство одной единицы продукции животноводства должны быть уменьшены наполовину, чтобы, по меньшей мере, избежать дальнейшего ухудшения сложившейся на сегодня ситуации в плане загрязнения окружающей среды”, -- отмечают авторы доклада ФАО «Длинная тень животноводческого сектора».
Большое влияние на окружающую среду оказывают крупные животноводческие комплексы. Предприятия по выращиванию крупного рогатого скота с численностью 10 тыс. голов поставляют количество загрязнений, которое равно отходам города с населением 100—150 тыс. человек. Выращивание только семи цыплят по объему отходов приравнивают к одному человеку. Свиноводческая ферма на 100 тыс. голов выбрасывает в атмосферу каждый час примерно 1,5 млрд микроорганизмов, 160 кг аммиака, около 14 кг сероводорода и 25 кг пыли.
Крупные животноводческие комплексы – это один из главных примеров, когда экономические интересы ставят выше экологических интересов. Здесь часто заметно снижают себестоимость получаемой продукции, механизируют и автоматизируют производственные процессы, переводят животноводство на промышленную основу. Но экологические издержки учитывают далеко не всегда. Это связано не с отходами животноводства, а прежде всего с их количеством. В частности, навоз всегда являлся благом и условием благополучия крестьянских хозяйств. Вывозимый на поля навоз включался в процессы круговорота, не загрязняя среду, обеспечивал увеличение урожайности. При выпасе скота также не было больших проблем с загрязнением среды, это объяснялось тем, что экскременты распределялись по пастбищам равномерно и тем самым включались в естественные циклы. Но на крупных предприятиях при концентрированном содержании животных положительные явления стали превращаться в негативные. В таком случае происходило накопление вредных отходов, оказывающих разрушительное влияние на экосистемы.
К экологическим проблемам промышленного животноводства относятся:
Загрязнение атмосферы
На долю сектора животноводства (включая землепользование и преобразование земель) приходится 9 процентов всего объема выбросов СО2, связанного с антропогенной деятельностью, однако животноводство производит гораздо большие объемы куда более опасных парниковых газов. На долю животноводства приходится 65 процентов произведенных в результате антропогенной деятельности выбросов закиси азота, потенциал в области глобального потепления (GWP) которой в 296 раз превосходит аналогичные показатели CO2. Этот газ выделяется, прежде всего, из навоза. Объем выбросов парниковых газов (при измерении в эквиваленте СО2) в секторе животноводства на 18 процентов превышает соответствующие показатели сектора транспорта.
Кроме этого, на долю животноводства приходится соответственно 37 процентов всего объема выбросов метана, который вырабатывается, главным образом, пищеварительной системой жвачных животных; и 64 процента выбросов аммония, который является причиной выпадения кислотных дождей.
Отчуждение земель под сенокосы и пастбища.
Для ведения животноводства в настоящее время используется 30 процентов всей поверхности суши планеты, главным образом, это постоянные пастбища, но сюда входят также и те 33 процента площади пахотных земель мира, которые используются для производства корма для скота, подчеркивают авторы доклада. Для создания новых пастбищ вырубаются леса, и это является серьезным фактором обезлесения, прежде всего в странах Латинской Америки, где, например, около 70 процентов площади, ранее занятой амазонскими лесами, были преобразованы в целях использования этих земель для выпаса скота.
Деградация и опустынивание земель.
Стада скота способны вызвать крупномасштабную деградацию почвы, и, по оценкам специалистов, в результате чрезмерного выпаса, вытаптывания и эрозии деградации подверглось уже около 20 % всей площади пастбищ. Эта цифра еще выше в засушливых регионах.
Загрязнение и истощение водных ресурсов.
С точки зрения воздействия на состояние водных ресурсов планеты, животноводческое производства является одним из самых вредных секторов экономики, поскольку оно способствует загрязнению водных ресурсов, процессу эвтрофикации и дегенерации коралловых рифов.
Основными загрязняющими веществами являются отходы жизнедеятельности животных, антибиотики и гормоны, химикалии, используемые в кожевенном производстве, удобрения и пестициды, используемые для опрыскивания сельскохозяйственных культур. Широко распространенная практика чрезмерного выпаса скота нарушает водные циклы, ограничивая возможности для возобновления наземных и подземных водных ресурсов. Значительные объемы воды забираются для производства корма для скота.
Потеря биоразнообразия.
Мясные и молочные породы скота сегодня составляют около 20 процентов всей биомассы сухопутных животных. Присутствие сельскохозяйственного скота на огромных площадях земли и его потребность в кормовых сортах сельскохозяйственных культур также способствуют утрате биоразнообразия.
Животноводческие предприятия являются источниками зловонных газов и пылемикробных аэрозолей. Основные загрязнители воздушной среды образуются при разложении кала, мочи и остатков корма. При этом из свиноводческих помещений выбрасывается в атмосферу 136 газов.
В процессе распада белковых веществ в воздухе накапливаются аммиак и такие азотсодержащие газы, как алкил- и ариламины, алкилдиамины. Одновременно в атмосферу попадают слабокислые или нейтральные серосодержащие вещества: сероводород, алкилсульфиды (меркаптаны), дисульфиды, соединения карболовой кислоты (карболовые кислоты, альдегиды, кетоны), алканы (метан, этан) и др. Однако основными составляющими специфического запаха являются сероводород, аммиак, дикетоны, меркаптаны, сульфиды, органические кислоты, индол и скатол. Эти органические соединения, образующиеся при разрушении углеводов и аминокислот, даже после перегонки свежей жидкой фракции стоков свиноводческого комплекса придают дистилляту зловонный запах.
Вблизи свиноводческих предприятий в результате реакции аммиака и диоксида серы в атмосфере образуется сульфат аммония, который выпадает с осадками в почву, где разлагается на серную и азотные кислоты, повышая ее кислотность.
За рубежом еще в 80-е гг. XX в. изучали объем выбросов загрязняющих веществ животноводческими предприятиями. Например, Институтом ветеринарии в Ганновере (Германия) были проведены ориентировочные расчеты выбросов газов из свиноводческих помещений. Полученные данные свидетельствовали о том, что общее поступление загрязнителей атмосферного воздуха составляло 64 031 т в год. Институтом лугопастбищных угодий и животноводства в Беркшире (Англия) определен общий выброс аммиака из животноводческих помещений, который составлял 302 539 м3/'год, в том числе 6,4 % из свиноводческих. В Нидерландах только при транспортировке навоза от животноводческих предприятий выброс аммиака в атмосферу достигал 6000 т/год.
Установлено, что глобальный выброс аммиака антропогенными источниками в начале 80-х гг. XX в, составлял 6,4 млн т в год, в том числе 95 % сельскохозяйственными.
В Беларуси в 90-е гг. XX в. появились сообщения о загрязненности атмосферного воздуха в районах размещения крупных животноводческих предприятий по производству свинины и говядины. От свиноводческого комплекса на 108 тыс. гол. свиней в год с вентиляционным выбросом поступало в атмосферу ежесуточно 1,3 т аммиака, 0,5 т пыли и 7,7-1010 микробных клеток. Высокая концентрация этих загрязнений сохранялась в воздухе на расстоянии до 150 м от свиноводческих помещений. При удалении на 2000 м от них бактериальная обсемененность воздушных масс достигала 4,1 тыс./м3. Характерную для животноводческих помещений микрофлору обнаруживали в воздухе на расстоянии до 3 км от предприятия, а специфический запах — до 5 км, при сильном ветре — до 10 км.
От комплекса на 216 тыс. голов свиней поступало летом за 1 ч в атмосферу 80 кг аммиака, 35 кг сероводорода, 28 кг пыли, 3 млрд микробных клеток. С вентиляционными выбросами комплекса по выращиванию 3 тыс. нетелей в год в атмосферу выбрасывалось более 15 кг пыли и около 135 млрд микроорганизмов в сутки.
Через систему вентиляции комплекса на 10 тыс. голов молодняка крупного рогатого скота поступало в атмосферу ежесуточно 57 кг аммиака, 2,1 т органических веществ и 1,3 трлн клеток микробов.
Приведенные данные характеризуют только организованные выбросы загрязнений.
Наиболее высокая концентрация загрязнителей в воздушной среде установлена при поступлении стоков на очистные сооружения, разделении их на фракции и над накопителями осадков (т. е. на первых этапах подготовки стоков).
Для снижения загрязнения воздушной среды в зоне очистных сооружений свиноводческих предприятий разработаны объемно-планировочные, технологические и технические воздухоохранные мероприятия.
Для дезодорации навозных стоков и продуктов их очистки используют ряд добавок.
Наиболее выраженный дезодорирующий эффект оказывают древесные опилки и суперфосфат совместно с железным купоросом, а также персульфат натрия. При использовании для дезодорации таких добавок интенсивность запаха, характерного для навоза, снижается на 83-100 %.
Интенсивными источниками загрязнения атмосферы являются также птицеводческие предприятия.
В районах размещения крупных птицеводческих фабрик атмосферный воздух на расстоянии до 2000 м имеет повышенную окисляемость, на расстоянии до 2500 м — повышенную концентрацию аммиака, на расстоянии 3000 м от этих предприятий — увеличенное содержание микроорганизмов. В выбросах присутствуют жирные кислоты, диацетил, ацетон, меркаптаны, сульфиды, индол, скатол, аммиак, сероводород, но основным компонентом специфического запаха являются бутиловая кислота и ряд летучих жирных кислот, содержание которых достигает 0,1 % (данные Саратовского научно-исследовательского института сельской гигиены).
Таким образом, животноводческие и птицеводческие предприятия выбрасывают в воздушный бассейн большое количество загрязнений и создают интенсивную экологическую нагрузку на агросферу.
Для устранения специфического запаха помета рекомендуется добавлять к нему 10 % суперфосфата, который задерживает развитие в таких отходах личинок мух и снижает обсемененость бактериями в 100-1000 раз, или вносить в жидкий помет сульфат аммония из расчета 14 кг/м3.
В США, Канаде, Германии и других странах с целью устранения неприятного запаха, поступающего из животноводческих и птицеводческих предприятий, а также возникающего при термической обработке органических удобрений, компостировании и очистке сточных вод применяют биологические фильтры. В Японии в качестве фильтрующей массы используют вулканические породы, в США — землю, золу и песок в соотношении 1:1:1. Кроме того, можно использовать компосты, смешанные с древесной стружкой. Такие фильтры поглощают аммиак, амины, меркаптаны и др. вещ.
В республике работает более 2500 хозяйств, 261 типовой животноводческий комплекс. Несмотря на то, что все животноводческие комплексы являются типовыми, на них существует ряд экологических проблем.
На животноводческих комплексах республики образуется до 35-40 млн. куб. м стоков в год, основной формой утилизации которых является их использование на полив.
Значительный ущерб окружающей среде наносит бессистемное использование бесподстилочного навоза, навозных стоков и других отходов животноводства. Наиболее существенными нарушениями технологии использования органических удобрений являются:
1) недостаточное использование подстилочных материалов и несовершенство систем навозоудаления, что в 1,5-2 раза уменьшает выход высококачественных органических удобрений, приводит к ежегодным потерям миллионов тонн жидких органических фракций;
2) неравномерное внесение навоза и компостов из-за недостаточного количества навозоразбрасывателей и применения бульдозеров и других примитивных средств, значительно снижающих эффективность органических удобрений;
3) нарушение соотношения численности животных и удобряемой площади, что ведет к избыточному удобрению полей, загрязнению окружающей среды;
4) недостаток при животноводческих комплексах ирригационно подготовленных площадей для использования животноводческих стоков (при гидросмыве) и жидкой фракции бесподстилочного навоза на орошение, а также слабое развитие трубопроводного транспорта и полевых навозохранилищ, что значительно повышает эксплуатационные затраты по сравнению с использованием мобильных средств, возрастают и потери навоза;
5) недооценка использования бесподстилочного навоза в сочетании с измельченной и рассеянной по полю во время уборки зерновых соломой и сидерацией полей.
Превышение норм, полива несоблюдение сроков и способов внесения навоза в почву обусловило загрязнение почв нитратами, хлоридами, калием и фосфором.
Стоки животноводческих комплексов загрязняют почвы водорастворимыми и обменными формами этих элементов, а так же большим количеством патогенных микроорганизмов, вирусов, яиц, личинок гельминтов, семян сорных растений, длительное время сохраняющих жизнеспособность в стоках, почве и водоемах. Почвенно-геохимические аномалии простираются на 3-5 км от животноводческих комплексов. Корма, полученные на таких почвах, отличаются высоким содержанием нитратов и часто непригодны для скармливания скоту по санитарным нормам.
Таким образом, промышленное животноводство осложнило экологическую обстановку.
Обобщение отечественного и зарубежного опыта использования органических удобрений позволяет заключить, что для предотвращения потерь биогенных элементов необходимо руководствоваться следующими общими положениями:
1) на 1 га севооборотной (полевой) площади должно вноситься ежегодно не более 200 кг азота;
2) в хозяйствах, имеющих животноводческие комплексы, в севооборотах необходимо вводить промежуточные культуры на корм скоту или в качестве зеленого удобрения (уплотненный посев сельскохозяйственных культур в севообороте практически предотвращает потери нитратов за счет вымывания, вследствие интенсивного их использования растениями);
3) осенью бесподстилочный навоз можно комбинировать с запахиваемой соломой или зеленым удобрением (в этом случае азот биологически иммобилизуется [синтезируется в органические формы] осенью и в весенне-летний период, что значительно сокращает потери).
4) расширение площадей утилизации стоков, особенно под многолетними злаковыми травами,
5) выравнивание поверхности орошаемых земель,
6) сокращение объема жидких органических удобрений путем перехода на водосберегающие технологии навозоудаления,
7) исключение из практики вневегетационных поливов.
8) обеззараживание жив. стоков перед внесением в почву.
Для обеззараживания животноводческих стоков аграрной наукой предложено несколько способов: