Научный блог

Борьба с загрязнением среды: новые технологии в скотоводстве

В современном мире вопросы экологической устойчивости и уменьшения негативного воздействия человеческой деятельности на окружающую среду становятся все более актуальными. На сегодняшний день в мировом сообществе сильно распространены идеи о защите окружающей среды и борьбы с глобальным потеплением вызванным избыточным количеством парниковых газов. В связи с этим существует соглашение об изменении климата 2015 года. Также на базе данного соглашения Евросоюзом были разработаны Решения Европейского парламента и совета в количестве 7 штук до 2020 года.

В решение Европейского парламента и совета от 6 апреля 2022 года указывается, что необходимо быстрое и предсказуемое сокращение выбросов парниковых газов для достижения цели по сокращению выбросов парниковых газов к 2030 году.

Сельское хозяйство является отраслью, которая нуждается в модернизации производства способствующему улучшению экологических показателей.

Сокращение выбросов аммиака в процессе молочного производства не только улучшит качество воздуха и воды в окружающей среде, но также снизит негативное воздействие на здоровье человека и биоразнообразие. Именно поэтому разработка и внедрение новых методов и технологий, направленных на повышение экологичности молочного производства, имеет важное глобальное значение.

Существует тесная связь между эффективными фермами и экологической устойчивостью, указывая на то, что эффективные фермы имеют наилучшие экологические показатели и доход. Фермы с небольшим количеством коров, невысокой площадью земель и низким уровнем производства привели к негативным вариантам с точки зрения экологии и экономики.

Экология окружающей среды, в которой находится фермерское хозяйство, сильно влияет на показатели крупного рогатого скота, как продуктивные, так и физиологические.

На основе аналитического исследования было выявлено, что наибольшее количество аммиака выбрасывается из открытых хранилищ и большая часть попадает в атмосферу, достигая 6,8-81,8 т/год. При закрытых хранилищах выбросы составляют от 6,1 т/год при поголовье 100 голов до 73,5 т/год при 1200 голов. Суммарное количество выбросов аммиака составляет от 9,2 до 110,4 т/год при поголовье в 100 и 1200 голов соответственно из открытых хранилищ и от 8,8 до 105,1 т/год при поголовье в 100 и 1200 голов соответственно из закрытых хранилищ. Основываясь на этом, можно утверждать, что скотоводство наносит ощутимый удар по экологической ситуации местности, в которой располагается фермерское хозяйство.

Для повышения экологичности производства в скотоводстве сельского хозяйства нами предлагается система, позволяющая уменьшить количество выбрасываемого аммиака в окружающую среду. Система отбирает из отработанного воздуха, поступающего в нее аммиак и преобразует его в растворы солей аммония, остальные газы вместе с воздухом отправляются в атмосферу.

Принцип работы:

Воздух из помещения содержания скота или помещения для временного хранения навозных масс поступает по трубе или патрубку в устройство улавливания азота. Параллельно с поступающим воздухом, в устройство подается кислота из специализированного бака для содержания химических веществ по специализированным патрубкам. В устройстве улавливания азота (Азотозахватчике) происходит химическая реакция, при которой поступающий воздух подвергается обработке кислотой. Реакция, протекающая в устройстве улавливания азота, позволяет преобразовывать аммиак в соль аммония. Полученные соли аммония, точнее их растворы, хранятся в специализированных емкостях для хранения, которые соединены специализированными патрубками с устройством улавливания азота.

В результате произошедшей реакции мы имеем два важных аспекта:

– получение азотных удобрений, которые благоприятно используются в отрасли растениеводства;

– улучшение экологических условий производства и экологических условий окружающей среды.

Наибольшая эффективность данного варианта системы достигается в зимний период, так как фермерские хозяйства стремятся сохранить тепло внутри помещений и для это закрывают шторки, двери и прочие подвижные части.

Использование предлагаемой системы позволит улучшить экологическую ситуацию как внутри фермерских хозяйств, так и окружающей среды. В связи с темы, что большая часть аммиака поступает в устройство, способное перерабатывать аммиак в соль аммония, газы, выбрасываемые в окружающую среду, содержат на порядок меньшее количество аммиака. Это позволяет уменьшить количество парниковых газов и тем самым в начале стабилизируя, а в будущем улучшая экологические показатели окружающей среды и производства. Предположительно выброс аммиака во внешнюю среду будет сокращен на 70 %, что благоприятно скажется на уровне загрязненности воздуха, выбрасываемого фермерскими хозяйствами.

Разработаны 2 варианта комплектации системы:

  • Первая комплектация состоит из щелевого пола, области под щелевым полом, устройства азотоулавливания и преобразования аммиака, баков для хранения кислоты, емкости хранения раствора соли аммония и патрубков.

  • Вторая комплектация состоит из труб, идущих от вытяжных шахт, которые ведут в устройство улавливания азота, устройства азотоулавливания и преобразования аммиака, баков для кислоты, емкости для хранения раствора соли аммония и патрубков.

Количество удобрений, получаемых из 1 и 2 варианта комплектации системы за год, позволит удобрять площадь равную 320 и 97 м2. Удобрений от комплектации с щелевым полом и ямой больше на 230 % по сравнению с комплектацией с трубами от вытяжных шахт и помещения для временного хранения навоза.

В современном мире вопросы экологической устойчивости и снижения негативного влияния человеческой деятельности на окружающую среду становятся все более важными. Разработанная система улавливания и преобразования аммиака в соль аммония в фермерских хозяйствах способствует значительному снижению выбросов аммиака, что благоприятно повлияет на экологическую обстановку и производство.

Применение предложенной системы также приведет к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур, а также улучшению качества продукции, и в целом окажет положительное влияние на здоровье людей, биоразнообразие и экономику.