АГРОХИМИЯ, 2007, № 10, с. 89-90
СИДОРЕНКО О.Д., КАЗАКОВА Е.В. ТЕХНОЛОГИЯ БИОКОНВЕРСИИ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА. УЧ. ПОСОБИЕ. ИЗД. 3-е, ПЕРЕРАБ. И ДОП. М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА
ИМ. ТИМИРЯЗЕВА, 2006. 83 с.
В природе вещество и энергия биосферы за счет взаимосвязанных замкнутых циклов используются исключительно эффективно и практически безотходно. Напротив, в процессе техногенеза и, в частности в агропромышленном производстве, образуется громадное количество отходов. В странах ЕС, например, только в аграрном секторе ежегодно образующиеся объемы твердых отходов составляют от 1190 (Великобритания) до 7052 кг/чел. (Франция). Многие из них, не будучи использованы, переводятся из пассивной формы в активную, т.е. вредную для человека и/или животных.
Проблема массовой утилизации сельскохозяйственных отходов возникла всего несколько десятилетий назад. До этого отходы сельского хозяйства, в частности животноводства, не доставляли человеку особых хлопот. Экстенсивное животноводство, малые размеры сельскохозяйственных предприятий и их рассредоточенность не требовали создания специальных технологий по утилизации или переработке, например, навоза и птичьего помета. Эти отходы без всякой подготовки использовались на полях в качестве местного органического удобрения, поскольку негативные последствия их применения в этом качестве не были известны землепользователю. Подобная ситуация явилась одной из причин отставания в развитии рациональных (экономически эффективных и безопасных) технологий по утилизации отходов, их переработке, обеззараживанию и широкому использованию получаемых из них полезных продуктов.
Перевод животноводства на промышленную основу с большой концентрацией животных и интенсификацией производства превратил животноводческие хозяйства и птицефабрики в опасные источники загрязнения агросферы. Количество отходов резко возросло, а технологии их переработки практически не разрабатывались. В отечественной научной, научно-производственной и учебной литературе до последнего времени ограниченно публиковались рекомендации по технологиям обезвреживания отходов животноводства, их переработке и получению из них полезных для человека продуктов. Исключением являются добротные
учебники для агроуниверситетов ("Агроэкология" под ред. проф. Черникова В.А., в двух томах, 2000 и 2004 гг; "Микробиология: учебник для аг-ротехнологов", авторы Сидоренко О.Д. и др., 2005 г.) и рецензируемая работа.
В руководстве-практикуме изложены технологии переработки органических отходов растениеводства, животноводства и лесного хозяйства с использованием макро- и микроорганизмов. Кратко представлены регламенты современных биотехнологий и характеристики получаемых продуктов биоконверсии. Значительное место уделено санитарно-гигиеническим и природоохранным аспектам этих производств. Это чрезвычайно актуально, поскольку в России в настоящее время существует множество фирм, производящих из отходов (для реализации внутри страны и на экспорт) сотни марок органических и органо-минеральных удобрений, разнообразных почвогрунтов и регуляторов роста растений. Составными ингредиентами большинства этих агрохимикатов являются продукты биоконверсии отходов животноводства и/или растениеводства. Компост - ценное органическое удобрение, предназначенное для местного использования, также является продуктом биоконверсии отходов. Наиболее широкое распространение получили компосты на торфяной основе с использованием навоза, помета, а также твердых бытовых и промышленных отходов. Для мобилизации азота торфа при приготовлении биологических компостов рекомендуется добавлять не менее 10% навоза, птичьего помета или фекальных масс.
Учебный курс биоконверсии животноводческих отходов включает 11 практических работ. В каждой из них имеются следующие разделы: 1. Теория вопроса; 2. Ход работы (2.1. Цель работы, 2.2. Постановка опыта, 2.3. Результаты опыта); 3. Контрольные вопросы. Практикум содержит также краткий словарь терминов (29 наименований) и библиографический список цитируемой литературы. В числе практических работ, представляющих наибольший интерес для технологов производств товарных агрохимикатов, местных органических удобрений, белковых кормовых добавок, биогаза и других читателей журнала, свя-
90
СОКОЛОВ, ЖАРИКОВ
занных с производством, назовем следующие: 1. Микроорганизмы навоза, 2. Биоферментация навоза и птичьего помета, 3. Вермикультивирова-ние, 4. Выращивание личинок синантропных мух (опарышей), 5. Анаэробное культивирование микроорганизмов (с целью получения биогаза), 6. Аэробно-анаэробное культивирование микроорганизмов (для получения биогаза, органических удобрений, биопрепаратов).
Агрохимикаты, получаемые путем биоконверсии, согласно требованиям Минздрава РФ (МУ 2.1.7.730-99), должны соответствовать санитарно-гигиеническим регламентам по содержанию примесей токсичных химических веществ -тяжелых металлов и мышьяка, нитратов, бенз(а)пирена, стойких хлорорганических соединений, природных и техногенных радионуклидов. Согласно (СанПиН 2.1.7.1287-03) в агрохимика-тах очень жестко лимитируется содержание бактериальных условно патогенных агентов - энте-рокков и бактерий группы кишечной палочки; в них не допускается: содержание патогенных энте-робактерий (в т.ч. сальмонеллы), агентов-паразитов - яиц и жизнеспособных личинок гельминтов, цист кишечных патогенных простейших; вредных насекомых - личинок и куколок синантропных мух. Поэтому в процессе созревания и обеззараживания различных видов навоза, помета и компоста важное значение придается температурному режиму, сукцессии нативных микроорганизмов и структуре микробоценоза конверсируемых отходов.
Авторы подчеркивают, что режим биоконверсии навоза и помета обязательно должен сопровождаться их термическим обеззараживанием. Только в этом случае конечные продукты созревания отходов - биогумус и вермикомпост - будут безвредными при использовании в быту и обеспечат выращивание безопасной пищевой продукции. Именно такой режим гумификации навоза обеспечивается повышением интенсивности экзотермических реакций в процессе четырехфаз-ной активизации микробов-термофилов:
- в начале процесса (при 25-28°С) отмечается разогрев субстрата, сопровождающийся развитием неоднородной популяции аэробов-мезофилов с преобладанием мезофильных бактерий и грибов, при этом численность актиномицетов невелика;
- с повышением температуры (при 50°С) происходит сокращение бактерий-мезофилов, увели-
чивается численность термофильных и термотолерантных грибов и актиномицетов;
- при последующем разогреве (до 55-60°С) растет численность термофильных целлюлозо-разрушающих споровых бактерий, актиномице-ты сохраняют активность, а численность грибов уменьшается;
- наконец, при 75°С и более высокой температуре грибы и актиномицеты исчезают из субстрата, но термофильные целлюлозолитические бактерии сохраняют свою активность.
В целом поддержание температуры в бурте на уровне 50-60°С обеспечивает наиболее быстрое созревание навоза; титр термофилов служит (наряду с содержанием АТФ) показателем готовности и созревания разогретой массы навоза, компоста или иного конверсируемого органического субстрата.
Микробную технологию конверсии навоза и помета в агрохимикаты авторы по праву относят к энергосберегающим. Напротив, технологии утилизации отходов, основанные на их искусственном обезвоживании и последующей термической стерилизации, высокоэнергоемки и энергозатраты. К тому же высокотемпературная (500-800°С) обработка навоза и помета приводит не только к потерям биофильных элементов и утрате ферментативной активности конечного продукта, но и к образованию канцерогенов.
В практикуме описан процесс утилизации отходов свинокомплексов, предложенный проф. И.А. Архипченко (ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии РАСХН, С.-Петербург). По ее оригинальной технологии из различных по качеству отходов свиноводства (сточные воды, подстилочный, бесподстилочный и жидкий навоз) получают биоудобрение бамил, ингредиенты для торфокомпоста, биогаз или жидкое биоудобрение.
Рецензируемая работа четка и лаконична, убедительно аргументирована, хорошо иллюстрирована. Хотя практикум адресован студентам и аспирантам агроуниверситетов, книга будет интересна, полезна и положительно оценена агроэкологами, агрохимиками и технологами, интересующимися проблемой охраны агросферы и, в частности, такой важной ее составляющей, как утилизация и конверсия органических отходов животноводства и растениеводства в биогумус, гумат, вермиком-пост и другие ценные продукты.
М.С. Соколов, Г.А. Жариков
АГРОХИМИЯ < 10 2007
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.