Молодой учёный
Молодой учёный Молодой учёный
168 Экология «Молодой учёный» . № 3 (50) . Март, 2013 г. Литература: 1. Управление по охране окружающей среды США (U. S. EPA), 2011 г. ПРОЕКТ: Глобальные антропогенные выбросы парниковых газов (кроме CO2): 1990–2030 (отчет EPA 430-D-11–003) // www.epa.gov/climatechange/ economics/international.html. 2. Пурим В.Р. Бытовые отходы. Теория горения. Обезвреживание. Топливо для энергетики. / В.Р. Пурим. – М.: Энергоатомиздат, – 2002. – 112 с. 3. Концепция управления твердыми бытовыми отходами / Л.Я. Шубов, А.К. Голубин, В.В. Девяткин, С.В. Погадаев. – М.: Государственное учреждение «Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами», 2000. – 72 с. 4. Сапожникова Г.П. Конец мусорной цивилизации: пути решения проблемы отходов. / Г.П. Сапожникова. – М: «Оксфам» в РФ, 2010. – 108 с. 5. В отличие от ЕС, на московских свалках газ не добывают // АН-онлайн, 12 февраля 2013. Применение метода вермикультивирования для биодеградации твердых отходов Ручин Александр Борисович, доктор биологических наук, доцент Мордовский государственный природный заповедник имени П.Г. Смидовича Обсуждаются вопросы, связанные с утилизацией твердых органических отходов с применением объектов вермикультуры – червей Eisenia foetida. Описываются субстраты, технологии вермикультивирования. Указаны направления использования биогумуса (продукта вермикультивирования) в сельском хозяйстве, биомассы червей – в животноводстве, ветеринарии и других областях. Ключевые слова: вермикультура, черви, Eisenia foetida, твердые отходы, экологические проблемы, загрязнение. Определение «отходы» постепенно становится все более условным, поскольку то, что было вчера «отходами», сегодня, может служить сырьем, строительным материалом, топливом, т.е. повторно использоваться человеком. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» определяет отходы как остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства. Помимо смешения понятий это определение не охватывает некоторые виды отходов, например отходы жизнедеятельности организма. Поэтому правильнее определить отходы как нежелательную часть результата некоторого процесса деятельности человека в глобальной экосистеме [1]. Численные характеристики отходов могут характеризовать коэффициент полезного действия системы. На 1 кг готового продукта в обществе приходится 25 кг отходов, и если учесть, что на земном шаре добывается около 300 млрд. т сырья, то отходов образуется 288 млрд. т. Твердые промышленные и бытовые отходы (в широком понимании твердые отходы – ТО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения. Известно более 20 основных методов обезвреживания ТО, по каждому из которых имеется от 5 до 10 технологических схем, способов переработки и типов сооружений. Классификация методов обезвреживания ТО по технологическому принципу позволяет выделить биологические, термические, химические, механические и смешанные, комбинированные способы переработки ТО. В России 97% всего объема ТО складируется на полигонах, 2 % сжигается и 1 % компостируется. В США 85 % ТО складируется, 15 % сжигается, В Японии 45 % ТО складируется, 45 % сжигается, 10 % компостируется. Выбор метода обезвреживания ТО в конкретном городе зависит от местных условий и осуществляется на базе технико-экономического сравнения вариантов с обязательным учетом требований санитарно-гигиенических норм. Среди технологий переработки отходов практическое значение имеют: – захоронение на специально оборудованных полигонах; – сортировка отходов с выделением вторичного сырья и компостированием органической фракции; – сжигание; – химическая нейтрализация. Приоритетным методом обезвреживания ТО в России в ближайшие 10 лет останется захоронение на полигонах. Вместе с тем интенсивно будут внедряться методы сепа-
“Young Scientist” . #3 (50) . March 2013 Ecology рации и компостирования ТО. О вермикомпостировании отходов как одном из способов утилизации твердых бытовых и промышленных отходов пойдет речь. Вермикомпостирование – это биологический способ утилизации органических отходов (в том числе и промышленного происхождения) дождевыми червями. Для этих целей обычно используют червя Eisenia foetida или промышленные линии этого вида. Он характеризуется высокой скоростью роста, плодовитостью (в определенных условиях потомство составляет 1500 особей в год), высокой продолжительностью жизни (до 16 лет). Биомасса одной половозрелой особи колеблется от 650 мг до 1 г. В условиях вермикультуры 1 червь откладывает до 70 коконов в год, из каждого выводятся от 2 до 20 потомков. Через 3 месяца молодь этого вида становится половозрелой [2]. Кроме него, для вермикомпостирования возможно использование и других европейских видов – дождевого червя Lumbricus terrestris, малого красного червя Lumbricus rubellus, Dendrobaena veneta. Однако они имеют существенно меньшую скорость роста и размножения и используются в вермикультуре довольно редко [3]. Технология вермикомпостирования основана на пищевой активности дождевых червей. Заглатывая и смешивая в процессе питания органические остатки с минеральными частицами почвы, переваривая их и обогащая собственной микрофлорой, ферментами, биологически активными веществами, препятствуя развитию патогенной микрофлоры, дождевые черви производят копролиты с высоким содержанием гумуса, макро- и микроэлементов. Компостную смесь получают из двух компонентов: конвертируемой части и наполнителяструктурообразователя. В качестве конвертируемой части используют органические отходы различного происхождения (к примеру, нами использовались отходы животноводства и птицеводства, сахарного производства), в качестве наполнителя-структурообразователя – песок, почву, солому, известь, мелкий гравий или синтетические гранулы. По нашему опыту можно сказать, что для достижения лучшей структуры и водопрочности структурных агрегатов вермикомпостов наиболее целесообразно использовать почву (серую лесную), нежели песок или гравий. Сырьем для производства вермикомпостов могут служить практически любые органические отходы, поддающиеся разложению (при условии создания благоприятных условий для жизнедеятельности червей). Им могут быть навозы, бытовой мусор, осадок сточных вод, отходы перерабатывающей и целлюлозобумажной промышленности, растительные остатки, кухонные отбросы и т.д. Черви хорошо развиваются на отходах пивоварения, свекловичном жоме, отработанном грибном компосте, промышленных отходах хлопчатника и др. Для производства вермикомпостов также можно использовать отходы, создающие опасность загрязнения окружающей среды, устранение которых сопряжено с определенными технологическими трудностями. Такими отходами являются шлам-лигнин и другие отходы 169 целлюлозно-бумажной промышленности, птичий помет птицефабрик, опилки, полученные от деревьев лиственных пород и т.д. [4–12]. Рациональным способом их использования может стать переработка, способствующая, в частности, снижению содержания в субстратах тяжелых металлов за счет аккумуляции последних в биомассе дождевых червей, а также переводу в малоподвижную форму [13]. Важным условием успешного вермикомпостирования является необходимость предварительного тестирования органических отходов на токсичность для дождевых червей. Тест на токсичность включает смешивание и увлажнение небольшого количества органических отходов с наполнителем, и введение в подготовленный субстрат дождевых червей. Показателями токсичности субстрата и необходимости его дальнейшей переработки являются: низкая двигательная активность дождевых червей и их выползание на поверхность субстрата [14]. Первый этап вермикомпостирования заключается в получении органоминеральной компостной смеси. Органические отходы и наполнители смешиваются и увлажняются до 70–80 %. Для уменьшения времени биоконверсии органических отходов обязательным условием является их предварительное измельчение. Обычно эта стадия предварительного компостирования (ферментации) субстрата приводит к активному размножению микроорганизмов и его температура поднимается до 40–60°С. Продолжительность такой стадии, при условии правильного увлажнения и перемешивания субстрата, составляет 20–30 суток. На втором этапе полученные компостные смеси заселяют культурой дождевых червей. Субстрат при этом должен иметь влажность 80–85 %, которую контролируют. Для предупреждения покидания дождевыми червями конвертируемых субстратов в период массового размножения, а также на последних этапах вермикомпостирования необходимым условием является добавка небольших порций органических отходов. Дополнительные порции органических отходов можно вносить двумя способами – локально или послойно. Для защиты от личинок яйцекладущих насекомых (плодовые мушки дрозофилы) рекомендуется использование механической защиты в виде тканевых укрытий. Технология вермикомпостирования является практически безотходной. Она основана на способности червей поглощать в процессе своей жизнедеятельности органические остатки и почву, которые в организме червей измельчаются, химически трансформируются, обогащаются питательными элементами, ферментами и микроорганизмами. В результате всех этих процессов получается высокоэффективное органическое удобрение – биогумус. Биогумус (=вермикомпост) – экологически чистое, биологически активное органическое удобрение. Содержание гумуса в зрелом вермикомпосте достигает 10–20%. Гуминовые кислоты, образующиеся в кишечнике дождевых червей, входят затем в комплексные соединения с мине-
- Page 124 and 125: 118 Технические наук
- Page 126 and 127: 120 Технические наук
- Page 128 and 129: 122 Технические наук
- Page 130 and 131: 124 Технические наук
- Page 132 and 133: 126 Технические наук
- Page 134 and 135: 128 Технические наук
- Page 136 and 137: 130 Информатика «Мол
- Page 138 and 139: 132 Информатика «Мол
- Page 140 and 141: 134 Информатика «Мол
- Page 142 and 143: 136 Информатика «Мол
- Page 144 and 145: 138 Информатика «Мол
- Page 146 and 147: 140 Информатика «Мол
- Page 148 and 149: 142 Информатика «Мол
- Page 150 and 151: 144 Информатика «Мол
- Page 152 and 153: 146 Информатика «Мол
- Page 154 and 155: 148 Информатика «Мол
- Page 156 and 157: 150 Химия «Молодой у
- Page 158 and 159: 152 Биология «Молодо
- Page 160 and 161: 154 Биология «Молодо
- Page 162 and 163: 156 Биология «Молодо
- Page 164 and 165: 158 Биология «Молодо
- Page 166 and 167: 160 Биология «Молодо
- Page 168 and 169: 162 Экология «Молодо
- Page 170 and 171: 164 Экология «Молодо
- Page 172 and 173: 166 Экология «Молодо
- Page 176 and 177: 170 Экология «Молодо
- Page 178 and 179: 172 Гeография «Молод
- Page 180 and 181: 174 Гeография «Молод
- Page 182 and 183: 176 Гeография «Молод
- Page 184 and 185: 178 Гeография «Молод
- Page 186 and 187: 180 Гeография «Молод
- Page 188 and 189: 182 Гeография «Молод
- Page 190 and 191: 184 Гeография «Молод
- Page 192: Молодой ученый Еже
“Young Scientist” . #3 (50) . March 2013 Ecology<br />
рации и компостирования ТО. О вермикомпостировании<br />
отходов как одном из способов утилизации твердых бытовых<br />
и промышленных отходов пойдет речь. Вермикомпостирование<br />
– это биологический способ утилизации<br />
органических отходов (в том числе и промышленного происхождения)<br />
дождевыми червями. Для этих целей обычно<br />
используют червя Eisenia foetida или промышленные<br />
линии этого вида. Он характеризуется высокой<br />
скоростью роста, плодовитостью (в определенных условиях<br />
потомство составляет 1500 особей в год), высокой<br />
продолжительностью жизни (до 16 лет). Биомасса одной<br />
половозрелой особи колеблется от 650 мг до 1 г. В условиях<br />
вермикультуры 1 червь откладывает до 70 коконов<br />
в год, из каждого выводятся от 2 до 20 потомков. Через<br />
3 месяца молодь этого вида становится половозрелой [2].<br />
Кроме него, для вермикомпостирования возможно использование<br />
и других европейских видов – дождевого<br />
червя Lumbricus terrestris, малого красного червя Lumbricus<br />
rubellus, Dendrobaena veneta. Однако они имеют<br />
существенно меньшую скорость роста и размножения и<br />
используются в вермикультуре довольно редко [3].<br />
Технология вермикомпостирования основана на пищевой<br />
активности дождевых червей. Заглатывая и смешивая<br />
в процессе питания органические остатки с минеральными<br />
частицами почвы, переваривая их и обогащая<br />
собственной микрофлорой, ферментами, биологически<br />
активными веществами, препятствуя развитию патогенной<br />
микрофлоры, дождевые черви производят копролиты<br />
с высоким содержанием гумуса, макро- и микроэлементов.<br />
Компостную смесь получают из двух<br />
компонентов: конвертируемой части и наполнителяструктурообразователя.<br />
В качестве конвертируемой<br />
части используют органические отходы различного происхождения<br />
(к примеру, нами использовались отходы<br />
животноводства и птицеводства, сахарного производства),<br />
в качестве наполнителя-структурообразователя –<br />
песок, почву, солому, известь, мелкий гравий или синтетические<br />
гранулы. По нашему опыту можно сказать,<br />
что для достижения лучшей структуры и водопрочности<br />
структурных агрегатов вермикомпостов наиболее целесообразно<br />
использовать почву (серую лесную), нежели<br />
песок или гравий. Сырьем для производства вермикомпостов<br />
могут служить практически любые органические<br />
отходы, поддающиеся разложению (при условии создания<br />
благоприятных условий для жизнедеятельности<br />
червей). Им могут быть навозы, бытовой мусор, осадок<br />
сточных вод, отходы перерабатывающей и целлюлозобумажной<br />
промышленности, растительные остатки, кухонные<br />
отбросы и т.д. Черви хорошо развиваются на отходах<br />
пивоварения, свекловичном жоме, отработанном<br />
грибном компосте, промышленных отходах хлопчатника<br />
и др. Для производства вермикомпостов также можно<br />
использовать отходы, создающие опасность загрязнения<br />
окружающей среды, устранение которых сопряжено с<br />
определенными технологическими трудностями. Такими<br />
отходами являются шлам-лигнин и другие отходы<br />
169<br />
целлюлозно-бумажной промышленности, птичий помет<br />
птицефабрик, опилки, полученные от деревьев лиственных<br />
пород и т.д. [4–12]. Рациональным способом их<br />
использования может стать переработка, способствующая,<br />
в частности, снижению содержания в субстратах<br />
тяжелых металлов за счет аккумуляции последних в биомассе<br />
дождевых червей, а также переводу в малоподвижную<br />
форму [13].<br />
Важным условием успешного вермикомпостирования<br />
является необходимость предварительного тестирования<br />
органических отходов на токсичность для дождевых<br />
червей. Тест на токсичность включает смешивание и увлажнение<br />
небольшого количества органических отходов<br />
с наполнителем, и введение в подготовленный субстрат<br />
дождевых червей. Показателями токсичности субстрата<br />
и необходимости его дальнейшей переработки являются:<br />
низкая двигательная активность дождевых червей и их<br />
выползание на поверхность субстрата [14].<br />
Первый этап вермикомпостирования заключается в<br />
получении органоминеральной компостной смеси. Органические<br />
отходы и наполнители смешиваются и увлажняются<br />
до 70–80 %. Для уменьшения времени биоконверсии<br />
органических отходов обязательным условием<br />
является их предварительное измельчение. Обычно<br />
эта стадия предварительного компостирования (ферментации)<br />
субстрата приводит к активному размножению<br />
микроорганизмов и его температура поднимается<br />
до 40–60°С. Продолжительность такой стадии, при<br />
условии правильного увлажнения и перемешивания субстрата,<br />
составляет 20–30 суток. На втором этапе полученные<br />
компостные смеси заселяют культурой дождевых<br />
червей. Субстрат при этом должен иметь влажность<br />
80–85 %, которую контролируют. Для предупреждения<br />
покидания дождевыми червями конвертируемых субстратов<br />
в период массового размножения, а также на<br />
последних этапах вермикомпостирования необходимым<br />
условием является добавка небольших порций органических<br />
отходов. Дополнительные порции органических<br />
отходов можно вносить двумя способами – локально или<br />
послойно. Для защиты от личинок яйцекладущих насекомых<br />
(плодовые мушки дрозофилы) рекомендуется использование<br />
механической защиты в виде тканевых<br />
укрытий.<br />
Технология вермикомпостирования является практически<br />
безотходной. Она основана на способности червей<br />
поглощать в процессе своей жизнедеятельности органические<br />
остатки и почву, которые в организме червей измельчаются,<br />
химически трансформируются, обогащаются<br />
питательными элементами, ферментами и микроорганизмами.<br />
В результате всех этих процессов получается высокоэффективное<br />
органическое удобрение – биогумус.<br />
Биогумус (=вермикомпост) – экологически чистое, биологически<br />
активное органическое удобрение. Содержание<br />
гумуса в зрелом вермикомпосте достигает 10–20%. Гуминовые<br />
кислоты, образующиеся в кишечнике дождевых<br />
червей, входят затем в комплексные соединения с мине-
Change language