Влияние орошения свиностоками на некоторые гроэкологические показатели почв Челябинской области

8. Состав водной вытяжки чернозема выщелоченного на опытном участке (исходное состояние, апрель 1995г.)

Глубина, см	рН	Сумма солей, %	HCO3-	Cl-	SO42-	Ca2+	Mg2+	Na+	K+
			мг-экв/100 г почвы
0-20	6,9	0,03	0,25	0,18	0,10	0,30	0,05	0,04	0,02
20-40	7,1	0,05	0,40	0,18	0,28	0,35	0,25	0,04	0,02
40-60	7,2	0,04	0,43	0,18	0,11	0,30	0,15	0,04	0,01
60-80	7,7	0,09	0,75	0,28	0,37	0,60	0,35	0,05	0,01
80-100	7,7	0,09	0,62	0,23	0,53	0,55	0,45	0,05	0,01

Почвенный раствор в естественных условиях формируется за счет атмосферных осадков, капиллярного поднятия грунтовых вод и конденсации паров воды в капиллярных почвах. Поэтому его состав зависит от состава подступающей воды и физико - химических реакций, характерных для определенных условий почвообразования.

В исходном состоянии на контроле выщелоченные черноземы характеризуются низким содержанием токсичных солей в пахотном горизонте и плавным их нарастанием вниз по профилю. Пороговая величина токсичности по хлору составляет 0,3 мг-экв/100 г почвы и таким образом содержание токсичных солей значительно ниже пороговой величины и приближается к ней лишь в нижних горизонтах.

Состав солей гидрокарбонатно-кальциевый. Почти три четверти количества солей составляет абсолютно безвредная нетоксичная соль гидрокарбонат кальция.

Содержание гидрокарбонат - иона (НСО₃ ^-) и иона кальция (Са²⁺) колеблется синхронно по профилю, что связано с содержанием карбонатов кальция и магния в почве. Содержание в профиле иона Мg 0,09 мг-экв/100г почвы вверху и увеличивается до 0,3 мг-экв/100г почвы внизу. Водорастворимых Na и К содержится незначительное количество (0,05 - 0,01 мг-экв/100г почвы).

Хлориды и сульфаты также в незначительных количествах равномерно распределены по профилю почвы (0,03 - 0,1 мг-экв/100г почвы)

Орошение свиностоками заметно меняет картину химического состава почвенного раствора. Происходит некоторое увеличение содержания в профиле почвы ионов Na⁺ до 0,18 мг-экв/100г почвы и Cl^- до 0,13 мг-экв/100г почвы в верхних и до 0,22 мг-экв/100г почвы в нижних горизонтах. При этом об увеличении содержания солей выше порогового можно говорить только на варианте 4 - орошение стоками + «чистая» вода в верхних горизонтах 0 - 40 см. Содержание и состав солей в природных условиях не статичны, а имеют свою динамику колебаний, как по временам года, так и по годам, что связано с атмосферными условиями. Для черноземов характерным является некоторое накопление солей в верхних горизонтах к осени, которые при весеннем промачивании выносятся в нижележащие горизонты. Поэтому с уверенностью, можно сказать, что накопление водорастворимых солей не является следствием отрицательного воздействия орошения свиностоками, и их количество не представляет угрозы для развития негативных процессов.

Таким образом, проведенные наблюдения показали возможность применения на орошение стоков комплекса «Родниковский». Орошение в течение двух лет не вызвало значительного накопления в почве водорастворимых солей. Некоторое же их увеличение на четвертом варианте связано с низким качеством «чистой» воды, которая дает почти такое же увеличение водорастворимых солей, как и орошение свиностоками, и неблагоприятными погодными условиями 1996 года, когда из-за атмосферной засухи в почве господствовало восходящее движение почвенных растворов.

Реакция почвенного раствора остается в течение проведения опыта нейтральной или близкой к ней. Отмечается лишь некоторое увеличение значение рН в сторону щелочной реакции на четвертом варианте.

Выщелоченные черноземы хозяйства имеют благоприятные агрохимические свойства для их использования в сельскохозяйственном производстве. Они характеризуются близкой к нейтральной реакции среды, имеют высокую обеспеченность гидролизуемым азотом, подвижным калием и среднеподвижным фосфором (табл. 10).

10. Агрохимические свойства чернозема выщелоченного в полевом опыте (1995 - 1996 гг.)

Вариант	Глубина, см	рН	Азот гидрализ.	Азот нитратн.	Р2О5	К2О
			мг/100г почвы
Контроль	0-20	6,5	5,32	0,18	4,30	14,4
	20-40	6,6	7,0	0,16	4,90	11,7
	40-60	6,7	6,40	0,14	4,60	10,8
	60-80	7,8	0,84	0,11	1,25	8,70
	80-100	8,3	0,28	0,03	1,25	8,7
Чистая вода	0-20	6,9	5,30	0,13	4,6	15,9
	20-40	7,3	6,16	0,16	3,9	4,7
	40-60	7,7	6,16	0,14	3,1	9,6
	60-80	7,8	3,92	0,03	5,2	14,4
	80-100	8,15	3,92	0,13	2,5	9,2
Свиностоки	0-20	7,1	7,0	0,13	5,2	14,4
	20-40	6,9	9,5	0,18	4,9	11,7
	40-60	7,25	6,7	0,11	2,7	10,8
	60-80	8,0	3,64	0,08	3,5	10,8
	80-100	8,25	4,48	0,1	1,25	9,3
Свиностоки + вода	0-20	7,2	8,4	0,18	5,6	15,0
	20-40	7,45	8,7	0,16	4,9	12,6
	40-60	7,65	6,2	0,01	4,0	10,8
	60-80	8,0	3,08	0,13	2,6	7,8
	80-100	8,2	1,96	0,13	5,5	15,0

Анализ агрохимических свойств чернозема выщелоченного при орошении свидетельствует о том, что на всех вариантах рН с глубиной изменялось от 6,9 до 8,30. Внесение со свиностоками питательных веществ способствовало в определенной мере накоплению подвижных форм NPK. При орошении водой содержание гидролизуемого азота, нитратов в пахотном слое изменилось незначительно. Содержание фосфора увеличилось на 0,3 мг/100г почвы.

При орошении стоками и «чистой» водой рН изменилось в пределах 7,2-8,2. Содержание гидролизуемого азота в слое 20-40 см составляло 8,17 мг/100г почвы, то есть повысилось на 1,17 мг/100г почвы по сравнению с контролем.

При орошении стоками, 1000 м³/га, реакция среды в пахотном слое нейтральная 6,9-7,3. Содержание гидролизуемого азота повысилось на 2,5 мг/100г почвы. Содержание калия увеличилось по всему профилю, наибольшее его количество в слое 20-40 см составило 14,4-11,7 мг/100г почвы. Увеличилось и содержание фосфора в пахотном слое и составило 5,2 мг/100г почвы.

Различия в содержании нитратов по вариантам незначительны. Концентрация их находится на уровне почв средней обеспеченности.

Таким образом, использование свиностоков для орошения сельскохозяйственных угодий является эффективным, так как содержащиеся в них питательные вещества находятся в растворенной форме и быстрее усваиваются растениями и почвой.

3.4.3 Изменения состояния и уровня грунтовых вод при орошении сельскохозяйственных угодий свиностоками

Почвенный покров комплекса «Родниковский» представлен выщелоченными черноземами. По механическому составу выщелоченные черноземы относятся к среднесуглинистым.

Грунтовые воды вскрываются на глубине от 0,5 до 7,0 м. Мощность водоносного горизонта от 5 до 10 м. На участках, где с поверхности залегают глины и суглинки значительной мощности, грунтовые воды приобретают локальный напор.

Мощность покровных глинистых отложений варьирует от 1,5 до 5,0 м. Химический состав грунтовых вод - пестрый, минерализация изменяется в пределах от 0,5 до 1,5 г/л. Грунтовые воды используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения отдельными скважинами и колодцами.

На орошаемом массиве была проведена оценка изменения качественного состава подземных вод. Оценка изменения проведена по методикам Укргипроводхоз. Изменения химического состава грунтовых вод под влиянием орошения приведены в таблице 11.

11. Изменения химического состава подземных вод под влиянием орошения

Годы	Кальций, г/л	Ион-натрия, г/л	Хлор-ион, г/л	Сульфат-ион, г/л	Нитрат-ион, мг/л
До орошения	0,08	0,082	0,217	0,024	0,7
ПДК	0,18	0,12	11,9	3,5	40
1995	0,029	0,089	0,215	0,068	2
1996	0,061	0,089	0,182	0,134	4,3

Проанализировав качественные изменения грунтовых вод в годы орошения можно сделать следующий вывод: вредные вещества при орошении не закрепляются почвой, большая их часть выносится с урожаем. Содержание этих веществ увеличивается ко второму году по сравнению с содержанием до орошения, Ca на 0,053 г/л, Na на 0,007 г/л, SO₄ на 0,11 г/л и нитрат-ионов на 3,6 мг/л, а содержание хлор-ионов наоборот понизилось на 0,035 г/л.

Содержание кальция в грунтовых водах находится в прямой зависимости от мощности зоны аэрации. Так на участках с глубоким залеганием подземных вод (5-7 м) содержание его увеличивается в 8-10 раз, а на участках с уровнем подземных вод 1,5-3 м только в 4-5 раз.

Ионы-натрия в основном накапливаются в слое 0-20 см. Содержащиеся в поливных водах ионы-натрия не вымываются в грунтовые воды, поэтому и содержание его в них остается на невысоком уровне.

В зависимости от мощности зоны аэрации концентрация ионов-хлора снижается с 0,217 г/л до 0,182 г/л.

В отличие от ионов-хлора сульфат-ионы, содержащиеся в поливной воде и в почвогрунтах, постоянно вымываются в грунтовые воды. Концентрация их увеличивается в большей степени на участках с большой зоной аэрации.

Под влиянием орошения свиностоками происходит дополнительное накопление нитратного азота. Содержание его в грунтовых водах растет.

Но как видно из таблицы концентрация всех веществ находится в допустимых пределах.

3.4.4 Прогнозные расчеты по влиянию орошения на грунтовые воды

Для расчета прогноза уровней грунтовых вод ВНИИССВ были применены аналитические решения дифференциальных уравнений, так как расчет прогноза другими методами требует проведения большого объема исследований составляющих вводно-солевого баланса, а метод аналогии не применим из-за отсутствия объектов - аналогов.

Решение задачи по прогнозу уровня грунтовых вод при орошении сводится к применению формулы С.Ф.Аверьянова (1)

^H = Wt /м *R_n (x, t); (1)

где: R_n(x, t) = R_w(л) + R_w(л¹) /2; л = x /2vat; л¹ = 2L-x /2vat;

^Н - изменение напора или уровня грунтовых вод;

W - величина интенсивности инфильтрации;

м - коэффициент водоотдачи пород;

а - коэффициент пьезопроводности;

2L - ширина массива орошения;

t - время;

х - расстояние от центра орошаемого участка до его границ.

При отсутствии подпитывания напорными водами расчетные формулы принимают следующий вид:

а) для внешней области (/x/) ? L

^Н(х, t) = Wt /м {1-R(л₁) - 1-R(л₃) /2}; (2)

б) для внутренней области (/х/) ? L

^H(x, t) = Wt /м {1-R(л₁) + 1-R(л₂) /2}; (3)

здесь л₁ = л₀(1+х);

л₂ = л₀(1-х);

л₃ = л₀(х-1);

где л₀ = L /2vat = 1 /2vв₀

в₀ = t /ф - относительное время для границы массива, то есть для х = L;

ф = мL² /kh - время стабилизации для границ потока;

k - коэффициент фильтрации водоносных пород;

h_ср - средняя мощность водоносного потока.

Для расчета изменения уровня грунтовых вод под центром орошаемого массива (при х=0) рассчитывается время стабилизации (ф), относительные времена (t₁ /ф; t₂ /ф и т. д.) и затем по формуле:

^Н (0,t) = Wt /м [1-R(л₀)]; (4)

вычисляется изменение уровня грунтовых вод.

На границе орошаемого массива (при х = L, L = 1000м) формула (3) для расчета изменения уровня грунтовых вод приобретает следующий вид:

^Н(L, t) = Wt /м * [1-R(2л₀)]; (5)

при л1 = л₀(1+х) = 2л₀; х=1

в₁ = 1/4в₀

Средняя ожидаемая интенсивность инфильтрационного питания грунтовых вод от орошения:

W_ср = М_ср(1- ?) /10000 = 1000(1-0,85) /10000 = 0,015 м/год, (6)

где М - оросительная норма, м³/га;

? - кпд поля при орошении, 0,85.

Ежегодный подъем уровня грунтовых вод составит:

для супесей

^Н = W_cр /м = 0,015/0,1=0,15 м;

для суглинков

^Н = 0,015 /0, 6= 0,25 м.

Исходя из условия нормы осушения 0,8 м и глубины залегания грунтовых вод 1,5-7,0 м, предельная высота ее стояния будет достигнута для суглинистых почвогрунтов с уровнем грунтовых вод 1,5 и 3,0 через 2,8 и 8,8 года, для участков уровнем грунтовых вод 5,0 - 7,0 м через 19,4 и 30 лет.

Время стабилизации уровня после возмущения:

? = 0, 1*1000 / 1,5*7,5=24,4 года (7)

Прогноз подъема уровня грунтовых вод под влиянием орошения выполнен ВНИИССВ для 1, 3, 5, 7 лет. Пользуясь данными, я смогла сделать примерный расчет изменения уровня грунтовых вод под влиянием орошения для 10, 15 и 20 лет (приложение 3). Результаты вычислений приведены в таблице 12.

12. Результаты расчета изменения уровня грунтовых вод

Время от начала орошения	Wt / м, м	Подъем уровня грунтовых вод
		В центре участка	На краю участка
t годы	в0		в0	1-R(л)	^H, м	в1=в/4	1-R(л1)	^H, м
1	0,04	0,15	0,04	0,99	0,15	0,01	1,0	0,07
3	0,11	0,45	0,11	0,98	0,44	0,03	0,995	0,22
5	0,18	0,75	0,18	0,96	0,72	0,04	0,990	0,37
7	0,25	1,05	0,25	0,95	0,99	0,06	0,985	0,51
10	0,36	1,5	0,36	0,89	1,33	0,09	0,98	0,73
15	0,54	2,25	0,54	0,84	1,89	0,13	0,975	1,09
20	0,71	3,0	0,71	0,78	2,34	0,18	0,96	1,44

Итак, прогноз изменения уровня грунтовых вод показал, что в центре орошаемого массива через 20 лет грунтовые воды поднимутся на 2,34 м и на границе - на 1,44 м.

Судя по результатам прогноза можно сказать, что для использования свиностоков на орошение (1000 м³/га) на участках с глубиной залегания грунтовых вод 1,5 - 3 м необходимо строительство дренажа. Участки с глубиной залегания грунтовых вод более 3 м (на таких участках происходило орошение на комплексе «Родниковский»), в дренаже не нуждаются.

В целом орошение свиностоками не окажет отрицательного влияния на почвогрунты и грунтовые воды. Почвогрунты зоны аэрации останутся незасоленными, минерализация грунтовых вод повысится на 0,2 - 0,3 г/л.

4 Расчет предотвращенного экономического ущерба от использования на орошение стоков свиноводческого комплекса

Свинооткормочный комплекс мощностью 54 тыс. голов свиней расположен в восточной части Челябинской области в 38 водохозяйственном участке (устье р. Тобол). Годовой объем жидкой фракции стоков составлял 427 тыс. м³/год и твердой 11 тыс. м³/год. Накопление и отстаивание жидкой фракции осуществлялся в прифермских накопителях. Из них после отстаивания стоки подаются на орошение. При замене искусственно-биологической очистки на поля орошения происходит почвенная доочистка стоков, при этом наряду с сельскохозяйственным эффектом учитывается величина предотвращенного экономического ущерба от сброса стоков в водоем после очистных сооружений. Исходными данными для расчета предотвращенного ущерба при использовании стоков на орошение являются данные по химическому составу стоков взятых из накопителей, количеству снятых почвой загрязнений, предельно-допустимые концентрации веществ, удельная величина предотвращенного ущерба на единицу загрязнений и местоположения водохозяйственного объекта.

Величина предотвращенного экономического ущерба от использования на орошение свиностоков определяется по формуле (8)

Э_у = г*у_к*?_i=1(A_i*m_i)*Vi, (8)

где: Э_у - величина предотвращенного экономического ущерба, руб./год;

г, у_к - константы, численное значение которых для 38 водохозяйственного участка согласно положений «Временной типовой методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий оценки экономического ущерба, причиняемому народному хозяйству загрязнением окружающей среды» М.,1986, равны соответственно 400 и 0,97;

?_i=1 А_i*m_i - приведенная масса годового сброса примесей, усл. т/год;

i - номер сбрасываемой примеси;

m_i - количество снятых почвой загрязнений, г/м³;

V_i - объем использованных стоков на орошение, м³/га

А_i - показатель относительной опасности сброса i-го вещества в водоемы, его значение определяется по формуле (9)

А_i = I / ПДК_i; (9)

где: I - вещество, г/м³;

ПДК - предельно-допустимая концентрация i-го вещества в воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей. «Перечень предельно-допустимых веществ в окружающей среде», Л., 1985.

Расчеты приведены в таблице 13.

13. Расчет величины предотвращенного экономического ущерба при использовании навозных стоков свинокомплекса «Родниковский» на орошение, руб./га

Показатели загрязнений	Концентрация загрязнений в стоках, г/м3	ПДК, г/м3	Количество снятых почвой загрязнений, г/м3	Показатель относит. опасности сброса i-го вещества Аi =I/ПДК	Приведенная масса годового сброса примесей ?(Аi*mi), усл.г/м3
Взвешен. вещества	0,85	3	-	0,33	-
HCO3	952,5	не норм.	-	-	-
Cl	95,5	300	-	0,003	-
SO4	57,5	100	-	0,01	-
Ca	11,5	180	-	0,005	-
Mg	72,5	40	32,5	0,025	0,812
Na	130,5	120	10,5	0,008	0,084
K	160,5	50	110,5	0,02	2,21
Азот общ.	291	не нор.	-	-	-
Азот амм.	116,5	0,5	135,5	2,0	271
PO4	136	0,065	135,9	20	2718
ХПК	1258,5	6	1252	0,16	200,32

?_i=1A_i*m_i = 32,5*0,025 + 10,5*0,008 + 110,5*0,02 + 135,5*2 + 135,9*20 + 1252*0,16 = 3192,42 усл. г/м³

Э_у = 400руб. * 0,97 * 3192,42г/м3 *1000м3/га = 1238,66 руб./год

В результате почвенной очистки навозных стоков при орошении в среднем за 1995-1996 гг. величина предотвращенного экономического ущерба, то есть водоохранного эффекта составляла 1238,66 руб./год.

Определение экономической эффективности капитальных вложений оросительных систем при использовании навозных стоков на орошение производится на основе положений «Методики определения эффективности капитальных вложений», -М.: 1988, «Временной типовой методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды», -М.: 1986, «Методики по определению экономической эффективности капитальных вложений в орошение и осушение земель и обводненных пастбищ», -М.: 1972. Строительство оросительной системы орошения стоками целесообразно, если достигается экономический эффект по сравнению с другими, заменяющими вариантами, а общая эффективность капитальных вложений не ниже нормативных показателей.

Общая эффективность капитальных вложений ОСС рассчитывается как отношение среднегодового прироста прибыли или хозрасчетного дохода, полученного в производстве на ОСС и величины предотвращенного экономического ущерба к капитальным вложениям, вызвавшим этот прирост прибыли и водоохранный эффект.

Э_к = ^П + Э_у / К; (10)

где: Э_к - показатель общей эффективности капитальных вложений;

К - капитальные вложения на строительство ОСС;

^П - среднегодовой прирост прибыли или хозрасчетного дохода. Определяется в соответствии с положениями Инструкции по мелиорации;

Э_у - величина предотвращенного экономического ущерба в результате почвенной доочистки стоков при орошении.

5 Безопасность жизнедеятельности

5.1 Охрана труда

5.1.1 Общие принципы охраны труда

Охрана труда - система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Общие принципы охраны труда предусматривают нормирование условий труда в сельскохозяйственном производстве и нацелены на ликвидацию травматизма. К ним относятся следующие принципы: безопасность производства; соответствие материально-технической базы и условий труда; непрерывное совершенствование условий труда, который предполагает снижение вредных воздействий производства; управление уровнем охраны труда.

Здоровье и безопасные условия труда работников сельского хозяйства обеспечиваются: правильным выбором технологий, приемов и режимов работы, производственных оборудования, помещений и площадок, способов хранения и транспортирования исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, организацией рабочих мест; распределением функций между человеком и оборудованием в цехах ограничения тяжести труда; реализацией требований безопасности в нормативно-технологической документации; применением средств защиты работающих; профессиональным отбором и обучением работающих.

Средства защиты должны обеспечивать удаление опасных и вредных факторов и материалов из рабочей зоны, снижение уровня вредных факторов до установленных норм, защиту работающих от их действия (А.А.Новиков, В.Л.Сидоров, А.П. Соловьев, О.П. Фролов, 1996).

5.1.2 Требования техники безопасности при внесении органических удобрений

Свиной навоз биологически активен. В результате ферментативного и микробного разложения органического вещества образуются сероводород, углекислый газ, аммиак, метан и окись углерода, которые представляют опасность для людей, работающих в закрытых цехах и навозохранилищах.

Чаще всего приходится иметь дело со смесью воздуха и этих газов. Попадание такой смеси в организм человека вызывает паралич обоняния, удушье, падение пульса, потерю сознания. Поэтому при любой работе с навозом необходимо неукоснительно соблюдать требования техники безопасности и производственной санитарии.

К работе с удобрениями допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, знакомые с устройством технологического оборудования и процессами обработки, прошедшие инструктаж.

Равномерное поверхностное внесение жидких органических удобрений на поля выполняет разбрасыватель РЖУ-3,6, навешиваемый на шасси автомобиля ГАЗ-53А и представляющий собой цистерну с системой гидроприводов.

Забор удобрений из жижесборников и разлив их по полю осуществляется за счет создания в цистерне вакуума или избыточного давления.

При наличие в цистерне давления нельзя пользоваться молотком и другими металлическим предметами. Запрещено перевозить людей и грузы на площадках и облицовках цистерны. Находиться в зоне поворота и заправочной штанги запрещается. Для внесения жидких удобрений используют также машину МЖТ-10, которая работает в агрегате с трактором Т-150К.

При отсоединении машины от трактора запрещено оставлять ее в горизонтальном положении или с наклоном назад. При стоянках на уклонах и подъемах заправщик должен быть заторможен. Запрещается делать крупные повороты на косогорах и на скорости более 5км/ч.

При торможении агрегата сначала притормаживают заправщик, затем сам трактор. Особую осторожность требуется соблюдать при заправке машины (В.А. Штыков, Я.З. Шевелев, О.Ю. Кошевой,1987).

Безопасность при работе с твердыми органическими удобрениями зависит от соблюдения техники безопасности при эксплуатации машин. Органические удобрения вносят в почву, разбрасывая по полю с помощью различных разбрасывателей, агрегатируемых с колесными тракторами.

Распространенным в хозяйстве является кузовной прицеп-навозоразбрасыватель 1-ПТУ-4 применяемый для сплошного внесения удобрений.

До начала работы проверяют болтовые соединения, измеряют давление в шинах, убеждаются в отсутствии заеданий механизмов. После этого, включив вал отбора мощности трактора, обкатывают разбрасыватель.

Тормозная система должна обеспечивать надежность действия, полную остановку и неподвижность прицепа-разбрасывателя при стоянке. Тормозной путь при скорости движения 20км/ч на горизонтальном участке сухой асфальтированной дороге не должен быть выше 7,5м.

При загрузке удобрений следят, чтобы вместе с ними не попали твердые посторонние предметы, так как они могут повредить механизмы прицепа-разбрасывателя, а также травмировать людей.

Для внесения органических удобрений используют также машину РОУ-6, агрегатируемую с трактором МТЗ-80, МТЗ-82 и полуприцепы-разбрасыватели ПРТ-10 в агрегате с трактором Т-150, ПРТ-16 с трактором «Кировец». Машины получают привод от вала отбора мощности трактора. Основные меры безопасности такие же, как и для разбрасывателя 1-ПТУ-4.

При работе в зимних условиях убеждаются, что скребки транспорта не примерзли к днищу кузова, чтобы избежать поломки привода и травмы.

Во время работы машин по производству и применению свиного навоза нельзя находиться вблизи рабочих органов, в кузове или на цепке, выполнять техническое обслуживание или другие операции. Не допускается работа машин со снятыми кожухами карданного вала, зубчатых, ременных и цепных передач. Осмотр, регулировку и ремонт машин можно проводить только после полной их остановки, обесточивания электросети и установления на прочную опору рабочих органов (В.А. Андреев, М.Н. Новиков, С.М. Лукин, 1990).

При отравлении, получении травмы пострадавшего немедленно удаляют из опасной зоны, вызывают врача и оказывают первую помощь.

Соблюдение всех требований к технике и выполнение правил безопасности сводят к минимуму возможность травмирования в период осуществления производственного процесса (Л.С. Филатов, 1988).

5.2 Охрана природы

Развитие сельского хозяйства должно идти по пути интенсификации, то есть расширенного воспроизводства плодородия почв - в земледелии и индустриализации - в животноводстве. При этом антропогенные нагрузки на водосборы возрастает, это приводит к существенным, а иногда и необратимым изменениям природной среды и, прежде всего, качество природных вод. Установлена тенденция их возрастающего ухудшения. Поэтому для каждого этапа интенсификации сельского хозяйства, должна быть разработана система водоохранных мероприятий. Будущее развитие земледелия и животноводства должно иметь надежную экологическую защиту (БелНииМиЛ,2000).

В настоящее время все большее значение приобретают эффективные методы обработки и утилизации отходов свиноводства в целях охраны природной среды.

Опасность загрязнения почвы, воды и воздуха этими отходами довольно значительна. При неправильном подходе к утилизации отходов животноводства в первую очередь загрязняются почвы (В.А Черников, А.И Чекерес, 2000).

Избыточное накопление элементов питания зависит от их способности закрепляться коллоидным комплексом почвы или перемещаться по профилю в составе почвенного раствора, фосфаты накапливаются в верхних слоях почвы. Избыток их приводит к переводу содержащегося в почве железа в нерастворимое состояние, в результате возникают хлориды в растениях, это тормозит фотосинтез. В случае избытка калия в растениях ограничивается поступление магния, это резко сказывается на качестве продукции (В.А Андреев, М.Н Новиков, С.М Лукин, 1990).

При использовании необеззараженных свиного навоза и стоков почва может сильно загрязняться паточными микроорганизмами, которые сохраняются в ней длительное время.

Обследования водоемов в зоне деятельности ряда животноводческих комплексов, проведенные ВНИПТИОУ (1990), показали избыточное содержание в воде азота, фосфора, калия и органического вещества. Особенно оно значительно при сбросе в водоемы неочищенных стоков или при орошении полей с невыровненным рельефом. Спуск сточных вод в открытые водоемы требует более чем 1200-кратного разбавления чистой водой, но при этом возможна эвтрофикация водоемов.

Отрицательное влияние на окружающую среду сказывает и неравномерное распределение удобрений по площади поля.

Неравномерность внесения удобрений разбрасывателями, как правило, в 2-3 раза превышает допустимые нормы. Это снижает коэффициент использования элементов питания из удобрений растениями, увеличивает потери, приводит к загрязнению почвы.

Необходимо также обращать внимание на дозы внесения удобрений. С увеличением их, выщелачивание азота возрастает. Так, при внесении 100т жидкого навоза на 1га вымывалось 5кг азота, при 200т на 1га - 40кг, при дозе 600т/га - 94кг азота.

Таким образом, нерациональное применение удобрений, превышающее потребности культур в питательных элементах, представляет главную причину накопления избыточного количества некоторых элементов в природных водах и растениях.

Несмотря на все положительные стороны применения удобрений, нельзя упускать из виду возможность отрицательного влияния их повышенных доз, в связи с этим следует вести постоянный контроль за качеством производимой сельскохозяйственной продукции и состоянием почвы.

Одним из основных загрязнителей окружающей среды являются нитраты. Предельно допустимое их содержание в питьевой воде составляет 10мл/л по азоту, или около 50мл/л в форме иона. Критический уровень нитратов в кормах не должен превышать 0,3 - 0,45% в сухом веществе.

В организме человека и животных нитраты превращаются в токсичные нитраты, которые, взаимодействуя с гемоглобином крови, снижают способность ее переносить по организму кислород.

Свиной навоз является источником образования целого ряда токсических газов.

Наиболее распространенные из них - сероводород, аммиак и метан. Острые отравления ими вызывают заболевание и в ряде случаев гибель человека и животных. Признаками отравления являются гемофилические кровотечения и плохая свертываемость крови.

Загрязнения почв, снежного покрова и вод местного стока биогенными элементами влечет за собой соответствующие изменения показателей качества фитомассы культур на сельскохозяйственных угодьях, примыкающих к животноводческим фермам и комплексам.

Профилактическими мероприятиями, сдерживающими загрязнение окружающей среды, являются правильное выбор места и размещение животноводческих комплексов.

В плане охраны окружающей среды важное значение имеет создание санитарно-защитных зон, которые отделяли бы жилую застройку от свинокомплексов. Ширина их на комплексах по выращиванию и откорму свиней на 12-14тыс. голов составляет 1500м., 54тыс. голов и более 2000м. Со стороны жилой застройки необходима полоса древесно-кустарниковых насаждений шириной не менее 50м.

Рекомендуются посадки тополя, вяза, клена, белой акации, туи и др.

Животноводческие объекты должны находиться с подветренной стороны от жилой застройки (по преобладающей в теплый период года розе ветров) и ниже по рельефу местности.

Лучше здания ставить торцом к господствующим ветрам, тогда воздух, выходящий из вентиляторов будет быстрее удаляться с территории свинокомплексов (В.А.Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин, 1990).

Поскольку основным загрязнителем окружающей среды является жидкий навоз, в нашей стране введён Государственный стандарт, регламентирующий нормы и ветеринарно-санитарные требования к способам его обработки, хранения, транспортирования и использования с учётом охраны окружающей среды (ГОСТ 26074-84).

Основные требования ГОСТа состоят в следующем. Сооружения и строительные элементы системы удаления, обеззараживания, хранения и подготовки к использованию навоза выполняют с гидроизоляцией, исключающей проникновение в грунт инфицированных стоков, попадание их в подземные и поверхностные воды и рассеивание возбудителей инфекции в окружающей среде (В.А.Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин, 1990).

На очистных сооружениях животноводческих комплексов предусматривают карантинные емкости, рассчитанные на шестисуточное выдерживание навоза. В течение этого периода уточняют эпизоотическую обстановку на комплексе. При появлении инфекции всю массу навоза, начиная с карантинных хранилищ, обеззараживают и только после этого используют по принятой технологии.

Если в течение времени выдерживания навоза в карантинных хранилищах не зарегистрированы опасные заболевания у животных, то навоз не обеззараживают и транспортируют для дальнейшей обработки и использования (В.А.Андреев, М.Н.Новиков, С.М.Лукин, 1990).

В целях снижения загрязнения стоков от животноводческих комплексов рекомендуется строительство очистных сооружений по принципу биологической очистки.

Образующиеся в результате очистки иловый осадок, после согласования с органами Госсанэпиднадзора, может использоваться на сельскохозяйственных полях в качестве удобрения (В.А.Черников, А.И.Чекерес, 2000).

В целях уменьшения трансграничного загрязнения атмосферного воздуха аммиаком и серосодержащими соединениями предприятие животноводческого направления обязано обеспечить проведение воздухоохранных мероприятий, основными из которых являются монтаж установок по улавливанию дурнопахнущих веществ, организация централизованной вентиляции от производственных помещений с установкой очистки воздуха, герметизация мест пересыпки кормов.

Мероприятием по охране окружающей среды является также создание прифермских кормовых севооборотов или полей орошения. Приоритет - за интенсивным луговым кормопроизводством. Только максимально возможный урожай трав способен усвоить наибольшее количество биогенов, очистить стоки и обеспечить охрану окружающей среды (Бел НИИМиЛ, 2000).

Жидкий навоз необходимо быстро заделывать в почву с целью исключения попадания в водные источники. Следует предусматривать комплекс водоохранных мероприятий: оградительные валы, лесозащитные полосы по периметру полей, контроль за грунтовыми водами после полива.

БелНИИМиЛ (2000) разработана концепция экологически безопасного использования стоков, суть, которого состоит в следующем:

1. Почва должна быть объектом удобрительного полива, а не субстратом утилизации стоков.

2.Для повышения эффективности утилизации стоков на комплексах и фермах необходимо наладить лабораторный контроль за качеством стоков, их вещественным составом в технологической цепи и производстве, хранении и применении; оценивать качество вод поверхностных и подземных.

Исходя из этого, следует совершенствовать экологически безопасные технологии использования стоков.

Итак, при рациональном применении бесподстилочного в качестве органического удобрения и для орошения сельскохозяйственных угодий, повышается плодородие почвы, улучшаются, и агрохимические свойства и увеличивается урожайность культур (БелНИИМиЛ, 2000).

Выводы

1. Для рациональной утилизации животноводческих стоков их необходимо использовать на орошение сельскохозяйственных угодий, при этом будет происходить повышение плодородия почвы и рост урожайности культур.

2. Орошение свиностоками в целом не окажет отрицательного влияния на почвогрунты и грунтовые воды. Почвогрунты зоны аэрации останутся незасоленными, так как рН среды свиностоков нейтральная, минерализация повысится на 0,2-0,3 г/л.

3. В центре орошаемого участка, по данным прогноза уровень грунтовых вод через 20 лет поднимется на 2,34 м и на границе - на 1,44 м, то есть на участках с глубиной залегания грунтовых вод 1,5-3,0 м необходим дренаж.

4. Накопление ионов хлора, натрия и нитратного азота стабилизируется через три года после начала орошения.

5. При орошении стоками происходит их почвенная доочистка, и величина предотвращенного экономического ущерба от сброса стоков в водоем после очистительных сооружений составляет в среднем за 1995-1996гг. 1238,66руб./год на 1га.

Предложения производству

На основании проведенных исследований на черноземе выщелоченном, на животноводческом комплексе «Родниковский» в Челябинской области можно рекомендовать следующее:

1. Неразбавленные и разбавленные стоки следует использовать на орошение сельскохозяйственных культур с оросительной нормой 1000м³/га.

2. Использовать животноводческие стоки не только для увеличения роста урожайности культур, но и для улучшения агроэкологических свойств почвы.

Список литературы

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. -М.: МГУ, 1970.-487с.

2. Андреев В.А., Новиков М.С., Лукин С.М. Использование навоза свиней на удобрение. -М.: Росагропромиздат, 1990-91с.

3. Барон В.А. Прогноз режима уровня грунтовых вод в орошаемых районах. -М.: Недра, 1982.-78с.

4. Брезгунов В.С. Концепция экологически безопасного использования стоков. Сб. научн.тр.БелНИИМиЛ. 2000.-63с.

5. Величко Е.Б., Льгов Г.К. Современные проблемы орошения на местном стоке. -М.: Колос, 1984.-91с.

6. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по органическим удобрениям. -М.: Росагропромиздат, 1988.-255с.

7. Волков В.А., Егоров А.А., Красавин А.А. Каталог технологий производства и применения органических удобрений. -Владимир ВНИПТИОУ, 1990.-87с.

8. Гостищев П.Д., Кастрикина Н.Н. использование сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур. -М.: Россельхозиздат,1982.-47с.

9. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Байбеков Р.Ф. Практикум по почвоведению. -М.: Агоконсалт 2002.-279с.

10. Иванов А.Ф., Чурзин В.И., Филин В.И. Кормопроизводство. -М.: Колос, 1996.-397с.

11. Козаченко А.П. Состояние почв и почвенного покрова Челябинской области по результатам мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. -Челябинск, 1997.-107с.

12. Кононова М.Н. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. -М.: Наука, 1963.-315с.

13. Крупский А.Н. Органическое удобрение. -Киев.: Урожай, 1981.-160с.

14. Коваленко В.П. Механизация обработки бесподстилочного навоза. -М.: Колос, 1984.-159с.

15. Ковалев Н.Г., Глазков И.К. Проектирование систем утилизации навоза на комплексах. -М.: Агропромиздат, 1989.-159с.

16. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Попов П.Д. Теория и практика использования органических удобрений. -М.: Агропромиздат, 1988.-96с.

17. Лукьяненков И.И. Приготовление и использование органических удобрений. -М.: Россельхозиздат, 1982.-202с.

18. Лукьяненков И.И. Перспективные системы утилизации навоза. -М.: Россельхозиздат, 1985.-166с.

19. Минеев В.Г. Органические удобрения в интенсивном земледелии. -М.: Колос,1984ю-303с.

20. Михайлов В.В. Прогноз водно-солевого режимов почвогрунтов и грунтовых вод при орошении свиностоками. 4кн., Купава, 1991.-28с.

21. Мякотин Г.Н., Овцов Л.П. и др. Рекомендации по использованию стоков свиноводческого комплекса «Родниковский» для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий в условиях Челябинской области. -М.: «Прогресс», 1991.-50с.

22. Мусаилова И.П. Влияние орошения сточными водами и навоз стоками на плодородие почвы. Сб. научн. тр. ВНИИССВ-ВНИИГиМ, 1987.-163с.

23. Новиков А.А., Сидоров В.Л., Соловьев А.Н., Фролов О.Н. Справочник по охране труда. -М.: «Охрана труда и социальное страхование, 1996.-304с.

24. Орлов Д.С., Лозановская И.Н., Попов П.Д. Органическое вещество почв и органические удобрения. -М.: МГУ, 1985.-98с.

25. Попов И.А. Экономика сельского хозяйства. -М.: Ассоциация авторов и издатнлей «ТАМДЕМ». «ЭКМОС», 1999.-352с.

26. Петухов М.Н., Панова Е.А., Дудин И,Х. Агрохимия и система удобрения. -М.: Агропромиздат, 1985.-351с.

27. Розанов В.Г. Орошаемые черноземы. -М.:МГУ, 1989.-143с.

28. Семенова П.Я. Бесподстилочный навоз и его использование для удобрения. -М.: Колос, 1987.-239с.

29. Филатов Л.С. Безопасность труда в сельскохозяйственном производстве. -М.: Росагропромиздат, 1988.-364с.

30. Хлыстовский А.Д. Плодородие почвы при длительном применении удобрений и извести. -М.: Наука, 1992.-192с.

31. Черников В.А., Чекерес А.И. Агроэкология. -М.: Колос, 2000.-576с.

32. Штыков В.И., Шевелев Я.В., Кошевой О.Ю. Использование стоков животноводческих комплексов на специальных системах. -М.: Россельхозиздат, 1987.-86с.

33. Юрков В.М. Микроклимат животноводческих ферм и комплексов. -М.: Россельхозиздат, 1985.-223с.

34. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. -М.: Колос, 2002.-576с.

Приложение 1

Определение гидролизуемого азота по И.В. Тюрину и М.М. Кононовой

Ход анализа. 1. На технохимических весах берут навеску 20 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито в 1 мм, и переносят ее в колбу на 200-250 мл. 2. Приливают в колбу с навеской почвы 100 мл 0,5 н.H₂SO₄ и после тщательного трехминутного взбалтывания оставляют на ночь (на 16-18 ч). 3. Фильтруют вытяжку через сухой фильтр в сухую колбу.

4. Берут пипеткой 25-50 мл прозрачного фильтрата в коническую колбу на 100 мл и затем для восстановления нитратов до аммиака прибавляют 0,5 г смеси цинковой пыли с восстановленным железом (9:1). Нагревают раствор на этернитовой плитке до кипения и полного растворения прибавленной смеси. При нагревании колбу закрывают воронкой.

5. Дают колбе остыть и добавляют 5 мл концентрированной серной кислоты, выпаривают раствор до появления паров SO₂ и побурения осадка. 6. Для перевода азота гидролизованных органических соединений в аммиачную форму к остатку прибавляют 2,5 мл 25%-ного раствора Cr₂O₃, тщательно перемешивают, закрывают колбу маленькой воронкой и нагревают раствор на плитке до появления белых паров SO₂. С этого момента кипятят 10 мин, после чего колбу охлаждают, затем содержимое переносят в прибор Кьельдаля и отгоняют аммиак.

Расчет содержания азота ведут по формуле:

N = (a-b)*V*0,28*100 / СV₁,

где N - содержание азота, мг на 100 г почвы; a - количество 0,02 н. раствора Н₂SO₄, взятое для поглощения аммиака, мл; b - количество о,02 н. раствора H₂SO₄, оставшееся после поглощения аммиака, мл; V - общий объем вытяжки, мл; 0,28 - коэффициент пересчета на миллиграммы азота; V₁ - объем вытяжки, взятой на определение, мл; С - навеска почвы, г; 100 - коэффициент пересчета на 100 г почвы.

Приложение 2

Реактивы: 0,5 н. H₂SO₄; смесь цинковой пыли и восстановленного железа; концентрированная серная кислота; 25%-ный раствор Cr₂O₃.

Определение кислотности почв потенциометрическим методом

Ход анализа. 1. 1,5 г почвы взвешивают на весах с точностью до 0,1 г и переносят в колбу. 2. К навеске прибавляют воду, чтобы соотношение почва: раствор составляло 1 : 2,5 и 1 н. KCl.

3. Колбу со смесью встряхивают 5 мин. на ротаторе.

4. В суспензию помещают стеклянный измерительный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения.

5. Измеряют рН на потенциометре.

Реактивы: вода дистиллированная, 1 н. KCl, буферные растворы на рН.

Определение подвижных форм Р и К по Чирикову

Метод основан на извлечении подвижного фосфора из почвы 0,5 н. раствором уксусной кислоты при соотношении почва : раствор 1:25

Определение фосфора: 10 мл. фильтрата помещают в мерную колбу на 100 мл, приливают 90 мл реактива Б. Через 10 мин. проводят фотоколориметрование раствора в кювете толщиной 2 см, используя красный светофильтр.

Определение калия: проводят на пламенном фотометре.

Реактивы: 0,5 н. раствор уксусной кислоты; шкала образцовых растворов.

Содержание элементов в анализируемой пробе находят по графику или по формулам.

Приложение 3

Прогнозные расчеты по влиянию орошения на грунтовые воды на 10, 15, 20 года орошения по методике С.Ф. Аверьянова.

Для расчета изменения уровня грунтовых вод под центром орошаемого массива применялась формула:

^Н = Wt /м (1-R(л₀))

10 лет ^Н = 0,015*10/0,1*(1-0,15*0,8)=1,33 м.

15 лет ^Н = 0,015*15/0,1*(1-0,22*0,7)=1,89 м.

20 лет ^Н = 0,015*20/0,1*(1-0,36*0,59)=3,34 м.

Для расчета изменения уровня подземных вод по границам орошаемого участка применялась формула:

^Н = Wt /м*(1-R(л₁)) /2

10 лет ^ Н = 0,015*10/0,1*(1-0,02*0,83)/2=0,73 м.

15 лет ^ Н = 0,015*15/0,1*(1-0,035*0,71)/2=1,098 м.

20 лет ^ Н = 0,015*20/0,1*(1-0,64*0,625)/2=1,44 м.