План

1. Екологічні проблеми з відходами тваринництва.

2. Техніко-економічні показники розвитку сільськогосподарського виробництва та емісія парникових газів в Україні та галузі тваринництва.

​​​​​​​Література:

1.     Марцинкевич В., Коломієць Н. Поводження з відходами тваринництва: переваги технології анаеробного зброджування . – К.:, 2015. – 20 с.

2.     Симборський А.І. Техніко-економічні показники розвитку сільськогосподарського виробництва та емісія парникових газів в Україні // Проблеми загольїюі енергетики. - Вип 3 (34). – 2013. – С. 60-65 с.

3.     Пінчук В.О. Емісія парникових газів у галузі тваринництва України //Біоресурси і природокористування. – Том 7 № 1-2. – 2015. – С. 115-118 .

4. Державна служба статистики України. Статистичний щорічник України за 2010 - 2014 рік. — К.: тов. «Август Трейд», 2011 – 2014 р.р

5. МГЭИК 2006, Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК, 2006 г., Подготовлено Программой МГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов, Игглестон Х.С., Буэндиа Л., Мива К., Нгара Т. и Танабе К. (редакторы). Опубликовано: ИГЕС, Япония. -Т.4, Гл.10. - 98 с.

6. Моклячук Л. І. Агроекологічна оцінка викидів сполук активного азоту у секторі сільського господарства України //Агроекологічний журнал. - 2012. - № 2. - С. 36-42.

7. Закон України про ратифікацію Рамкової конвенції Організації Об'єднаних Націй про зміну клімату/ Відомості Верховної Ради № 410/96-ВР від 29.10.96 р. - 1996. - №50. - С 277.

8. Национальный кадастр антропогенных выбросов из истопников и абсорбции поглотителями парниковых газов в Украине за 1990 - 2012 гг. / Государственное агентство экологических инвестиций Украины.-К., 2014.-377с.

9. Пінчук В.О. Управління потоками азоту у тваринництві України в рамках концепції «Зеленого зростання» //Збалансоване природокористування. - 2014. - .№ l. - С. 93-96.

10. Моклячук Л.І. Агроекологічна оцінки викидів сполук активного азоту у секторі сільського господарства України // Агроекологічний журнал. - 2012. - №2. - С 36-42.

1. ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ З ВІДХОДАМИ ТВАРИННИЦТВА

Однією з найбільших екологічних проблем промислових ферм є утворення великої кількості гною або посліду. В Україні наразі немає жорстких вимог до того, як ферми будуть утилізувати відходи. Гній або послід може накопичуватися та зберігатися у спеціальних сховищах (з можливим подальшим компостуванням, або вельмикультуванням частини фракції при розділенні на фракції), піддаватися анаеробній біологічній обробці для одержання біогазу, фізико-хімічній або механіко - біологічній обробці.

На практиці, на більшості ферм використовується саме варіант накопичення та зберігання відходів - гній та послід накопичуються та зберігаються деякий час у лагунах (переважно відкритого типу - див. рис. 3.1-3.3 ).

Рис. 3.1 – Лагуна відкритого типу для зберігання відходів тваринництва

Рис. 3.2. – Накопичення та зберігання гною великої рогатої худоби на фермі на відкритих майданчиках.

Рис. 3.3 -  Зберігання посліду на відкритому майданчику на території ферми та в полі.

Після цього гній або послід вносяться на поля як органічне добриво. Таке поводження з відходами не є екологічною проблемою, якщо ферма мала або середня і обсяги утворення відходів невеликі, дотримані правила безпеки поводження з відходами та режим внесення відходів у ґрунти. За таких умов гній та послід є цінним органічним добривом. Проблеми виникають, коли порушуються правила поводження з відходами і коли такий метод застосовується на великих промислових фермах. Промислові ферми мають поголів'я у сотні тисяч голів тварин або мільйони голів птахів на рік і, відпо­відно, тисячі кубічних метрів відходів, які збирають у лагуни та зберігають від декількох місяців до року перед винесенням на поля. В Україні близько 50 % тваринницьких ферм - промислові.

При зберіганні тисяч метрів кубічних відходів у лагунах можливе незаплановане витікання гноївки у навколишнє середовище через розгерметизацію лагун, змив, перевищення лімітів наповнення лагун. Крім того, гній або послід можуть вноситися у ґрунт із частотою та в обсягах, що перевищують норму. При понаднормовому внесенні у ґрунт, потраплянні до підземних та поверхневих вод, гній та послід є забрудником .

Гній або послід багатий на азот, фосфор та інші поживні речовини, які при потраплянні у воду роблять її непридатною для питного водопостачання, завдають шкоди водно-болотним угіддям та водним екосистемам. Зокрема, перенасичення поживних речовин у воді спричиняє евтрофікацію - надлишок азоту, фосфору та інших поживних речовин, починають активно рости та розмножуватися водорості, відбувається «цвітіння» водоростей, які використовують кисень у воді. За відсутності кисню гине риба та інші мешканці водойм.

Промислове тваринництво було визнано основним джерелом нітрогену, яке призвело до масштабних цвітінь водоростей у Південно-Китайському морі, включно з цвітінням 1998 року, коли загинуло близько 80 % риби на 100 квадратних кілометрів прибережної зони Гонконгу та Південного Китаю".

Через просочування азоту, фосфору та інших речовин із гною або посліду до підземних вод відбувається забруднення горизонтів питного водопостачання. У США 1998 року було проведено дослідження 1600 свердловин, розташованих поблизу промислової ферми, та виявлено, що 34% із них забруднено нітратами, а у 10% свердловин рівень нітратів перевищує стандарт для питної води".

При понад нормованому внесенні гною та посліду в ґрунт відбувається перенасичення ґрунту поживними речовинами. Накопичення надлишку поживних речовин та важких металів призводить до зменшення родючості ґрунтів та скорочення кількості земель, придатних для сільського господарства. У деяких азійських країнах близько чверті загальної площі сільгоспугідь потерпає від надлишкового внесення поживних речовин. Близько половини надлишкового внесення фосфору відбувається через промислове тваринництво

Гній та послід також містять патогени, бактерії, стійкі до антибіотиків, і тому можуть стати причиною поширенням хвороб. Близько половини всіх антибіотиків у світі використовуються саме в тваринництві для запобігання хворобам. Надмірне використання антибіотиків на фермах призводить до виникнення та поширення вірусів та бактерій, стійких до антибіотиків. Через гній або послід вони потрапляють до навколишнього середовища і спричиняють захворювання тварин та людей. Наприклад, у відходах промислових ферм може міститися метицелін-резистентний стафілокок - смертельно небезпечна бактерія, стійка до антибіотиків". Метицелін-резистентний стафілокок є збудником таких захворювань, як сепсис, пневмонія.

Гній та послід є також джерелом викидів аміаку, метану та інших газів у повітря. При зберіганні у лагунах відкритого типу або внесенні на поля у великій кількості місцеве населення, що проживає поряд з промисловими фермами, потерпав від неприємного специфічного запаху. В Україні такі складові запаху, як метилмеркаптан, диметиламін, диметилсульфід не нормуються. Нормуються лише основні сполуки, такі, як метан, аміак, діоксид азоту, але і сучасні межі санітарно-захисних зон зазвичай недостатні, щоб запобігти експозиції місцевого населення до запаху, який спричинює зниження самопочуття, імунітету, алергічні реакції, респіраторні захворювання.

Окрім неприємного запаху, що розповсюджується на кілометри, викиди від промислових ферм є шкідливими для довкілля та спричиняють  зміну клімату. Відповідно до оцінок Всесвітньої організації з продовольства та сільського господарства, тваринництво відповідає за 18 % від усіх викидів парникових газів людства" - це більше, ніж викиди від транспорту. Гній та послід спричинюють викиди 7 % загального обсягу від викидів закису азоту, який є одним із найнебезпечніших парникових газів. Промислове тваринництво через утворення великої кількості гною та посліду с одним із основних джерел викидів аміаку. Наприклад, у країнах ЕС (ЕС-27) тваринництво відповідає за 51 % всіх викидів аміаку". Аміак виділяється в атмосферу переважно під час утворення гною та посліду на полях при вільно вигульному утриманні, зберіганні гною та посліду в лагунах та внесенні гною та посліду на поля. Викиди аміаку небезпечні, оскільки аміак може викликати закиснення ґрунтів та евтрофіацію. На додаток до цього, аміак є передвісником вторинних РМ2.5 та РМ10 в атмос­фері, які мають негативний вплив на здоров'я населення. Аміак також е непрямим джерелом оксиду азо­ту, потенційного парникового газу.

Рис. 3.4 – Вплив тваринництва на викиди парникових газів

Великий рівень розорюваності сільськогосподарських земель в Україні в поєднанні із насиченням сівозміни просапними культурами привели до небувалого розвитку вітрової ерозії. В результаті щорічні втрати ґрунту досягають 600 млн. т, в тому числі 20 млн. т гумусу.

Вихід із цього важкого економічного стану, перш за все, в поліпшенні структури посівних площ та розвитку принципово нових напрямків, зорієнтованих на енерго - і ресурсозберігаючі технології, та сучасні технічні засоби для їх реалізації, на використання нетрадиційних і поновлювальних джерел енергії при одночасному підвищенні врожайності сільськогосподарських культур.

У цей період значні збитки понесло і тваринництво України. Так, поголів'я великої рогатої худоби по всіх категоріях господарств в 2010 р. дорівнювало 4494 тис. голів, тобто зменшилося порівняно з 2000 р. на 4930 тис. голів або на 52,3%, в тому числі молочних корів — на 2327 тис. голів, чи на 46,9% (табл.3.3).

Таблиця 3.3 - Динаміка чисельності поголів'я продуктивної худоби в Україні за 2000-2010 pp., тис. голів*

* по господарствах усіх категорій (сільськогосподарські підприємства, фермерські господарства та господарства населення).

При цьому необхідно відзначити, що скорочення поголів'я продуктивної худоби за вказаний період спостерігалося в основному на суспільних підприємствах і в господарствах з колективною формою власності та в особистих підсобних господарствах населення, а в фермерських господарствах відбувалось зростання поголів'я худоби. Так, якщо поголів'я великої рогатої худоби на підприємствах з суспільною формою власності за 2001-2010 p. p. зменшилося на 3511 тис. голів, або на 69,7%, в тому числі корів — на 1262тис. голів, чи на 68,2%, в особи­стих господарствах поголів'я великої рогатої худоби зменшилося на 1419 тис. голів, або на 32,3%, в тому числі корів — на 1065 тис. голів, або на 34,3%. Поголів'я свиней збільшилось в суспільному секторі на 1211 тис. голів, або на 50,2%, а овець і кіз — зменшилося на 114 тис. голів, або на 27,6%. В особистих господарствах поголів'я свиней зменшилося на 903 тис. голів, або на 17,2%. Овець  і кіз — відповідно на 29 тис. голів, або на 2%. Поголів'я птиці в суспільному секторі збільшилося в 4,4 рази, а в особистих підсобних господарствах — зменшилось на 5,1 тис. голів, або на 5,2%.

Значно змінилась і продуктивність суспільної худоби і птиці. Середньорічний надій молока від однієї корови в 2000 p., наприклад, становив 1588 кг, а в 2010 р. — 3975 кг, тобто збільшився в 2,5 рази. Середня річна несучість курей-несучок збільшилась відповідно з 213 до 281 штук, тобто на 68 штук, або на 31,9%.

Низька продуктивність тваринництва при відносно великих витратах зерна в регіонах в певній мірі пов'язана з недостатньою кількісно та низькою якістю сіна і пасовищних кормів. Тому нагальною потребою є перетворення ріллі в луки та пасовища і організація на цій основі виробництва дешевих продуктів тваринництва.

Самою актуальною проблемою в тваринництві України, що вимагає негайного вирішення, є створення і використання нових порід худоби та птиці, які адаптувалися б до суворих умов утримання і відзначалися високою продуктивністю. Необхідним являється також впровадження нових енергозберігаючих технологічних процесів виробництва тваринницької продукції, яка б характеризувалася низьким забрудненням повітря та водоймищ.

У зв'язку із зменшенням виробництва сільськогосподарської продукції зменшилося і споживання палива та енергії. Так, використання палива зменшилось з 81792 ТДж у 2000 р. до 54900 ТДж у 2010 p., тобто на 26892 ТДж, або на 32,9% (табл.3. 4).

Як видно з приведених даних, основним у сільському господарстві залишається рідке паливо. Хоча його абсолютне споживання і зменшилось за вказані роки на 28015 ТДж, або на 35,3%, питома вага його в загальному споживанні палива залишається високою (93,5%). Споживання газоподібного палива в галузі за цей період збільшилось на 71%, а його питома вага в загальному споживанні зросла відповідно з 2,49 до 6,3%. Це і зумовило значне зменшення використання твердого палива (в 4,2 рази ) та частки його в загальному споживанні палива (з 0,51 до 0,2%). Споживання електричної енергії в сільському господарстві також зменшилось — якщо у 2000 р. воно становило 22,9 ПДж. то в 2010 р. - всього 11,8 ПДж, тобто скоротилося майже на половину. Споживання теплової енергії при цьому збільшилось — відповідно з 10,5 до 13,8 ПДж, або на 31.5%. Сумарне ж споживання паливно-енергетичних ресурсів у сільськогосподарському виробництві України за вказаний період зменшилось з 115,2 до 80,5 ПДж, тобто на 34,7 ПДж, або 30,1 %.

Таблиця 3.4 - Динаміка споживання паливно-енергетичних ресурсів в сільському господарстві України за 2000—2010 pp.

Необхідно зазначити, що Україна в розрахунку на 1 га ріллі витрачає 240-250 кг дизельного пального, приблизно стільки ж палива споживають у таких промислово розвинутих країнах Західної Європи, як Німеччина, Франція і Англія. Але маючи у 2-3 рази меншу врожайність сільськогосподарська культур та продуктивність тварин, Україна в розрахунку на одиницю продукції витрачає у 2-3 рази більше енергоносіїв на продукцію рослинництва і в 4—5 разів — тваринництва, ніж в аграрному секторі згаданих країн.

Рамкова конвенція ООН про зміну клімат)' (РКЗК ООН) 1992 p. - один з основних міжнародних договорів з контролю забруднення повітряного середовища парниковими газами. Кінцевою метою цієї Конвенції і усіх пов'язаних з нею правових документів є стабілізація концентрацій парникових газів в атмосфері на такому рівні, який унеможливлює небезпечний антропо­генний вплив на кліматичну систему. Цей рівень має бути досягнутий у строки, необхідні для природної адаптації екосистем до зміни клімату, що дасть можливість не ставити під загрозу виробництво продовольства і сприятиме забезпеченню подальшого економічного розвитку на стійкій основі.

Одним з джерел парникових газів згідно Конвенції визнано сільське господарство, яке за викидами СН4 у 2012 р. становило 16,0% від загальної емісії метану в Україні.

На рисунку 3.5 показано динаміку емісії парникових газів (ПГ) у сільському господарстві країн ЕС та України впродовж 2001-2012 pp. У цілому по 27 країнах EC спостерігається зниження викидів ПГ за досліджуваний період - з 495,38 до 461,57 млн. т С02-екв./рік, що, вочевидь, пов'язане з модернізацією технології виробництва сільськогосподарської продукції та утилізації відходів виробництва. Серед країн ЄС за викидами ПГ лідерами є Франція (93,87 млн. т СО2-екв./рік), Німеччина (67,48) і Великобританія з Ірландією (63,82). Україна в 2010 р. умовно займала б місце порівняно з блоками країн ЄС (34,51 млн. т СО2 - екв./рік).

Рис. 3.5 – Емісія парникових газів у сільському господарстві України та країнах ЕС (2001 – 2012 р.р.) млн. т СО2 – екв./рік

В Україні впродовж 1990-2012 pp. (рис. 3.6) викиди ПГ у сільському господарстві скоротилися на 65,2% (з 103,55 до 36,03 млн. т СО2 екв./рік) через зменшення поголів'я худоби та кількості внесених у ґрунт добрив.

Рис. 3.6. Викиди метану і закису азоту в с.-г. господарстві України (1990-2012 р.р) тис. т СО2 – екв./рік.

Основним джерелом викидів ПГ (мета­ну і закису азоту) в тваринництві є шлунково-кишкова ферментація тварин, відходи тваринного походження і сільськогосподарські землі дня забезпечення кормової бази тваринництва.

Впродовж 1990-2012 pp. викиди метану від шлунково-кишкової ферментації в рази переважали викиди з відходів тваринного походження (рис. 3.5). Наприклад, в 1990 р. співвідношення викидів метану від шлунково-кишкової ферментації тварин до викидів з відходів тваринного походження було 1,97:1, а в 2012 р.-5,67:1, незважаючи на скорочення поголів'я жуйних тварин (табл. 3.5). Загалом, викиди метану в тваринництві за 1990-2012 pp. скоротилися на 80.1% - до 496,3 тис. т/рік.

Рис. 3.7 – Джерело та об’єм викидів метану в тваринництві України за роками (1990-1912 рр.) тис. т/рік

Таблиця 3.5 - Викиди парникових газів за видами сільськогосподарських тварин в Україні (2012 р.)

За приблизною оцінкою, враховуючи відсутність обліку емісії N20 від сільсько­господарських земель під кормові культу­ри, співвідношення викидів закису азоту від сільськогосподарських земель до вики­дів з відходів тваринного походження в 1990 р. становило 4,68:1, в 2012 р. - 6,94:1 (рис. 3.8). Загалом, викиди закису азоту в тваринництві за 1990-2012 pp. скороти­лися на 49,1 % - до 80,2 тис. т/рік.

Рис. 3.8 - Джерело та об’єм викидів закису азоту в тваринництві України за роками (1990-1912 рр.) тис. т/рік

У таблиці  3.5 показано рівень емісії ПГ за видами сільськогосподарських тварин в 2012 р Вказані коефіцієнти е середніми по Україні і залежать від багатьох техно­логічних факторів того чи іншого госпо­дарства - поголів'я, породи, утримання, годівлі, поводження з відходами тварин тощо. Загалом, найбільше ІІГ утворюєть­ся від великої рогатої худоби (ВРХ).

Наведена у таблиці 3.6 інформація з бази даних РКЗК ООН  щодо емісії метану ВР'Х в Україні узгоджується з даними Національного кадастру, Зокрема, серед країн Європи Україна має середні коефіцієнти емісії (110.19 і 45,S9 кг/гол/рік).

Таблиця 3.6. - Коефіцієнти емісії метану від кишкової ферментації RPX у різних країнах, кг/rол. /рік

Отже, викиди парникових газів у аграрному секторі України останніми роками не досягають небезпечного рівня антропогенного впливу на глобальну кліматичну систему, але показують загрозу виробництву сільськогосподарської продукції тваринництва, у т. ч. пов'язану із втратами азоту та забрудненням навколишнього природного середовища.

Необхідною умовою для розвитку галузі тваринництва згідно з вимогами ЄС є дотримання балансу між нарощуванням виробництва екологічно безпечної продукції та утилізацією відходів.

Для обслуговування основного виробництва необхідно розвивати альтернативну енергетику на основі біогазу, основою якого є метан від зброджування відходів життєдіяльності сільськогосподарських тварин

Єдиний можливий вихід із скрутного економічного становища, а якому опинилося сільське господарство України — це впровадження принципово нових напрямків розвитку, зорієнтованих на енерго- та ресурсозберігаючі технології, та сучасні технічні засоби для їх реалізації, на використання нетрадиційних та поновлювальних джерел енергії з одночасним підвищенням врожайності культур га продуктивності худоби та птиці. Обсяги викидів парникових газів у сільському господарстві України наведені в таблиці 3.7.

Таблиця 3.7 - Обсяги викидів парникових газів у сільському господарстві України за 2000-2010 pp., Гг

Основними парниковими газами, що становлять інтерес, є вуглекислий газ (СО,), метан (СН4) та оксид азоту (N20). Потоки С02 між атмосферою га екосистемами регулюються за допомогою поглинання через фотосинтез рос­лин і вивільнення при диханні, розкладанні й горінні органічної речовини. Оксид азоту в основному виділяється з екосистем як побічний продукт при нітрифікації та денітрифікації, тоді як метан виділяється в процесі метаногенезу в анаеробних умовах у ґрунтах і гноєсховищах, у процесі ентеральної ферментації та при неповному горінні органічної речовини. Як видно з приведених даних, викиди вуглекислого газу є найбільшими серед парникових газів. Але й вони зменшуються внаслідок зменшення виробництва продукції в рослинництві. Так, якщо в 2000 р. викиди С02 дорівнювали 5970,8  Гг, то в 2010 р. - 41J 7,5 Гг, тобто зменшились на 1853,3 Гг, або на 31%.

Викиди метану за цей період зменшились відповідно з 847 до 443 Гг, тобто на 404 Гг, чи на 47,7%. Найбільшим джерелом викидів метану є кишкова ферментація великої рогатої худоби з причини значної кількості її та наявності багатокамерного шлунку, у першому відділі якого — рубці — відбуваються бродильні процеси, які й приводять до утворення метану. В зв'язку зі зменшенням поголів'я великої рогатої худоби викиди метану внаслідок кишкової ферментації також зменшились: якщо у 2000 р. вони становили 636,1 Гг, або 75% від усіх викидів метану, то у 2010 р. - лише 308,3 Гг, тобто зменшились більш ніжу 2 рази, а питома вага їх також зменшилась до 69,6%. Інші види жуйних тварин (вівці, кози) викидають менше метану, в основному з причини їх невеликої кількості та менших розмірів порівняно з великою рогатою худобою. Тварини з однокамерним шлунком — коні, віслюки, свині та домашня птиця викидають набагато менше метану.

Викиди метану з гною за період 2000—2010 рр. теж зменшились: з 198 до 120,4 Гг, тобто на 77,6 Гг, чи на 39,2%, а частка їх у загальних викидах метану зросла відповідно з 23,4 до 27,2% в зв'язку зі зменшенням поголів'я худоби та гною. А от викиди метану при виро­щуванні рису весь час зростають, бо збільшуються площі  його посівів. Так., за вказаний період викиди метану зросли з 13,32 до 14,35 Гг, тобто на 7,7%,

​​​​​​​На сьогодні частка України в європейському просторі за викидами парникових газів від сільського господарства, зокрема галузі тваринництва є низькою – 7,8 %.

Заполните таблицу по материалу лекции (пишите тезисно) 

Найдите ответы на возникшие вопросы и разберитесь с причинами непонятных мест в лекции