Wykład 1
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
7.10.2008r.
Temat: Charakterystyka zanieczyszczeń emitowanych z produkcji zwierzęcej oraz możliwości ograniczenia tej emisji.
Problem ochrony środowiska w świetle produkcji zwierzęcej, zarówno w świecie, jak i w naszym kraju jest coraz poważniej traktowany, zarówno przez opinię społeczną, jak i przez polityków. Zgodnie z dyrektywami UE warunki hodowli zwierząt muszą spełniać obecnie szereg wymogów, dotyczących zarówno ograniczenia emisji substancji niekorzystnie oddziałujących na środowisko, jak i dobrostanu zwierząt.
Degradacja środowiska rozpoczyna się w momencie powstania rolnictwa.
Początek lat 50-tych XX w. nastąpił znaczny przyrost naturalny
- EKSPLOZJA DEMOGRAFICZNA a także REWOLUCJA PRZEMYSŁOWA (w tym przemysł rolniczy – produkcja żywności), która miała zabezpieczyć potrzeby socjalno – bytowe. Przede wszystkim pokryć potrzeby żywieniowe. To przyczyniło się do katastrofy ekologicznej. Zmiany środowiska przyczyniły się do ocieplenia klimatu.
Zrównoważony rozwój
– 1992r. w Rio De Janeiro – konwencja Agenda 21 (zawarto zalecenia i wskazówki dotyczące EKOROZWOJU).
CELE
GOSPODARCZE SPOŁECZNE EKOLOGCZNE
Zrównoważony rozwój
IDEAŁ
Rys. Koncepcja zrównoważonego rozwoju (Szaniowska, 2001.r)
EKOROZWÓJ, rozwój nie zagrażający środowisku naturalnemu, polityka i działania społeczne o charakterze proekologicznym, dążenie do równowagi sfery społecznej, gospodarczej i środowiska naturalnego. W 1973 ONZ powołała wyspecjalizowaną organizację pod nazwą Program Środowiskowy Narodów Zjednoczonych (UNEP), która zajęła się upowszechnianiem nowoczesnych technologii ochrony środowiska, inicjowaniem regionalnych konferencji i organizowaniem międzynarodowego systemu informacji.
Polityka ekologiczna Wspólnoty Europejskiej realizowana jest poprzez wdrażanie kolejnych programów, np. Piąty Program Działania z 1993 “O trwały i nieszkodliwy dla środowiska rozwój”. Skala tych przedsięwzięć jest jednak zbyt mała aby przeciwdziałać np. powstawaniu dziury ozonowej czy efektowi cieplarnianemu. Światowy system ochrony środowiska i wspierania polityki ekorozwoju opiera się na postanowieniach zawartych w dokumentach międzynarodowych – Deklaracji Szczytu w Rio de Janeiro, Agendzie 21, Deklaracji johannesburskiej w sprawie zrównoważonego rozwoju.
Intensywna produkcja zwierzęca zawsze stanowiła i stanowi poważne obciążenie dla środowiska przez emisję z budynków inwentarskich zanieczyszczeń powietrza (pyły, gazy, drobnoustroje) oraz poprzez odchody zwierzęce, a głównie gnojowicę, która przedostaje się do środowiska glebowowodnego, stanowiąc istotne zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt.
Produkcja zwierzęca wpływa na wszystkie ekosystemy (powietrze, woda, gleba). Produkcja rolnicza obejmuje produkcje roślinną i zwierzęcą. Ponad 60% powierzchni terenów Polski obejmują użytki rolne.
Od ok. 40-stu lat nie używa się pestycydów chlorowcoorganicznych, tj. DDT. Jednakże świat jest skażony DDT.
Produkcja zwierzęca niesie problem z utylizacją oraz wykorzystaniem odchodów zwierzęcych.
Nawozy naturalne w odpowiednich ilościach nie są niebezpieczne. Przeważnie powodują EUTROFIZACJĘ środowiska, ponieważ końcowym odbieralnikiem wszystkich zanieczyszczeń jest woda. Głównym źródłem zanieczyszczeń jest AZOT oraz FOSFOR.
Nieprawidłowa gospodarka ściekowa przyczyniła się również do degradacji środowiska (małe wsie i miasta).
W małych wsiach występuje zapylenie (fermy drobiu, siano) oraz gazy (rozkład odchodów),
Niebezpieczne jest także niewłaściwe postępowanie z odpadami.
Upowszechnia się zrównoważone rolnictwo.
Wcześniej stosowano chemizację rolnictwa, podawano hormony sterydowe zwierzętom (do 1985r.). Od 2 – 3 lat nie stosuje się antybiotyków paszowych (mizerne efekty lecznicze antybiotykami).
CELE ZRÓWNOWAŻONEGO ROLNICTWA:
• Ochrona środowiska;
• Dobrostan zwierząt;
• Produkcja zdrowej żywności.
Zrównoważone rolnictwo to, np. gospodarka ekologiczna (rolnictwo ekologiczne). Popularyzuje się agroturystyka.
W JAKI SPOSÓB WALCZYĆ Z ZANIECZYSZCZENIAMI POCHODZĄCYMI Z ROLNICTWA?
Istotne jest odpowiednie usytuowanie i zabezpieczenie studni, szamb i zbiorników ze ściekami gospodarczymi.
1. Studnia powinna stać w miejscu, gdzie nie ma obawy o skażenie wody, najlepiej wyżej niż pozostała część podwórza - zapobiegnie to zanieczyszczeniu wody w studni ściekami. Studnia powinna być umieszczona co najmniej 7,5 m od granicy działki, 7,5 m od rowu przydrożnego, 15 m od budynku inwentarskiego i szczelnych silosów i zbiorników, 30 m od najbliższego przewodu rozłączającego kanalizacji lokalnej oraz 70 m od nieutwardzonych wybiegów dla zwierząt inwentarskich i lokalnej kanalizacji bez urządzeń biologicznego oczyszczania ścieków.
Budując studnię trzeba znać kierunek przepływu wód podziemnych - powinien on przebiegać od studni do miejsc zanieczyszczeń, tak by uniknąć picia z własnego gospodarstwa.
Stare, nieużywane studnie nie mogą służyć jako śmietniki lub szamba - zatruwają wówczas wodę w całej wsi. Starą studnię należy zasypać glebom gliniastą.
2. Zbiorniki służące do przechowywania nieczystości (szamba, osadniki ścieków, doły gnilne) można stosować tylko na działkach nie przyłączonej do zewnętrznej sieci kanalizacyjnej. Dodatkowe powinny one być odpowiednio przygotowane - ściany i dno powinny być szczelne i nieprzepuszczalne, a zbiornik powinien mieć szczelnie zamykany otwór do usuwania nieczystości i odpowietrznik.
3. Gnojówkę należy przechowywać w szczelnych zbiornikach.
4. Obornik natomiast należy przechowywać na specjalnych, również szczelnych płytach, z których nie wyciekają szkodliwe substancje - przechowywanie obornika na polu, w pryzmach, prowadzi do skażenia wody pitnej.
5. Budowle, z których wydziela się odór, powinny być budowane po stronie zawietrznej, najlepiej oddzielone pasem drzew i krzewów.
6. Przechowywanie nawozów- powinny one być przechowywane w oryginalnych opakowaniach, w magazynach lub przynajmniej pod zadaszeniem, na stosach nie przekraczających 4 worków. Nawozy luzem powinny leżeć na utwardzonym i nieprzepuszczalnym podłożu.
7. Maszyny rolnicze nie powinny być myte na podwórzach- szczególnie te do stosowania nawozów. Należy myć je w specjalnych myjniach zabezpieczających wodę przed skażeniem, a jeśli to niemożliwe, na polu, dbając o równomierne opróżnienie zbiornika na całym polu. Zużyte smary i oleje powinny być przekazywane w osobnym zbiorniku stacją benzynowym. Pod żadnym warunkiem nie należy ich wylewać do wody lub kanalizacji.
8. Drzewa i krzewy poprawiają stan czystości wód gruntowych i powierzchniowych na terenach rolniczych. System korzeniowy potrafi wyłapać 100% związków fosforu i azotu. Oznacza to zmniejszenie szkodliwego wpływu powstałych w wyniku stosowania nawozów szkodliwych związków chemicznych (azotanów i fosforanów) spływających do rzek i zbiorników wodnych. Zadrzewienia poprawiają też wielkość plonów. W wyniku zmiany mikroklimatu wywołanego przez drzewa i krzewy wzrost plonów na terenach przylegających do zadrzewień wynosi od 5% do 10%
Wykład 2
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
14.10.2008r.
Temat: Zanieczyszczenia pochodzenia rolniczego i przemysłowego.
ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
ATMOSFERA
Rys. Źródła gazów cieplarnianych z rolnictwa.
Skażenie powietrza przez:
• PYŁ – (z produkcji zwierzęcej w okolicach ferm drobiowych, z sypkich mieszanek dla zwierząt w okolicach chlewni);
• GAZOWE ZANIECZYSZCZENIA:
-produkcja zwierzęca emituje skażone gazowe – ODORY o nieprzyjemnym zapachu;
- z produkcji zwierzęcej pochodzą również GAZY CIEPLARNIANE.
- CO2 – pochodzi z oddychania i procesów produkcji zwierzęcej podczas spalania energii;
- METAN – pochodzi ze spalania
.
U bydła, owiec – podczas trawienia wydzielają do środowiska bardzo dużo metanu.
METAN - jest groźnym gazem cieplarnianym, którego potencjał cieplarniany jest 21 razy większy niż dwutlenku węgla.
Ogólnie wydzielanych do środowiska gazów cieplarnianych 25% MTANU i 60 % TLENKÓW AZOTU pochodzi z produkcji zwierzęcej.
Gazem cieplarnianym występującym w dużych ilościach jest CO2:
• Oddychanie zwierząt;
• Produkcja pasz;
• Ogrzewanie budynków;
• Ogólnie cała produkcja związana ze zwierzętami.
Metan jest rozkładany przez bakterie do NH3 (metan z odchodów).
Hodowla zwierząt na grubej ściółce :
• Rozkład odchodów w wyniku czego powstaje wiele gazów cieplarnianych, jest to proces egzotermiczny (temp. do 50° C);
• Odór;
• Wpływ metanu i amoniaku na zwierzęta (wątroba, nerki);
• Podczas reakcji rozkładu wydziela się wiele gazów zanieczyszczających środowisko, m.in. amoniak, CO2, NH3, H2S (jeden z najbardziej toksycznych gazów).
ODORY – lotne związki chemiczne, organiczne i nieorganiczne, wyczuwane przez receptory węchowe przy bardzo niskich stężeniach i rejestrowane przez mózg jako nieprzyjemne.
Główne źródła emisji odorów w fermach przemysłowych:
♣ budynki inwentarskie,
♣ odprowadzanie i transport nawozów naturalnych,
♣ przechowywanie nawozów naturalnych,
♣ sposób zagospodarowania nawozów odzwierzęcych (pola nawozowe, nawożenie stawów),
♣ sposób przechowywania i utylizacja zwierząt padłych,
♣ dotrzymanie warunków dobrostanu i zoohigieny zwierząt.
ODORY dzielimy na 3 grupy związków, w zależności
jakie mają grupy:
• SIARCZKOWE – np. H2S, MERKAPTANY
- MERKAPTANY - to grupa związków organicznych, odpowiedników alkoholi, w których atom tlenu grupy hydroksylowej został zastąpiony atomem siarki. Wiele tioli to bezbarwne ciecze, mające zapach przypominający czosnek. Zapach jest silny i odpychający. Tiole wiążą się silnie z białkami skóry i są odpowiedzialne za silny, nieznośny zapach wydzieliny skunksa. Tiole celowo dodaje się do gazu ziemnego, który jest bezwonny, aby ułatwić jego wykrycie.
• AZOTOWE – aminy, amoniak.
• ZWIĄZKI ZAWIERAJĄCE WEGIEL – aldehydy, ketony, związki aromatyczne, związki aromatyczne.
CHARAKTERYSTYKA POSZCZEGÓLNYCH ODORANTÓW:
Wśród odorów gnojowicy, powstającej na wielkotowaro-wych fermach trzody chlewnej zidentyfikowano 100 do 200 substancji zapachowych, z których co najmniej 30 to zwią-zki szczególnie cuchnące i szkodliwe dla zdrowia, m.in.:
ϖ AMONIAK:
♣ w chowie zwierząt pochodzi głównie z odchodów,
♣ główny czynnik zakwaszający gleby (wypłukiwanie jonów magnezu, glinu, wapnia),
♣ czynnik eutrofizacyjny (poprzez formę amonową),
♣ wykazany negatywny wpływ na zdrowie ludzi i zwierząt,
♣ szacowana emisja amoniaku z ferm wiekoprzemysłowych w woj. zachodniopomorskim wynosi ok. 3 040 t/rok (Wiel-land 2002).
ϖ METAN:
♣ źródłem są odchody zwierząt i procesy fermentacyjne nawozów zwierzęcych,
♣ gaz cieparniany,
♣ szacunkowa emisja metanu z ferm wielkotowarowych w woj. zachodniopomorskim wynosi ok. 446 t/rok (Wielland 2002).
ϖ PODTLENEK AZOTU:
♣ gaz cieplarniany,
♣ szacunkowa emisja podtlenku azotu dla tuczników w woj. zachodniopomorskim wynosi ok. 137 t/rok (Wielland 2002).
ϖ SIARKOWODÓR:
♣ obok amoniaku najniebezpieczniejszy odorant dla zdrowia.
ϖ AZOTYNY,
ϖ ZWIĄZKI SIARKOORGANICZNE,
ϖ ALDEHYDY,
ϖ KETONY,
ϖ WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE,
ϖ WĘGOWODORY AROMATYCZNE,
ϖ ZWIĄZKI KARBONYLOWE,
ϖ AMINY,
ϖ MERKAPTANY,
ϖ BENZEN,
ϖ FORMALDEHYD,
ϖ HYDRAZYNA.
NEGATYWNE SKUTKI EMISJI ODORÓW FERMOWYCH:
1. Zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt:
♣ Negatywny wpływ odorów na zdrowie uzależniony jest od częstotliwości ekspozycji na działanie odorów, czas ekspozycji, stopień uciążliwości odorantów, warunki przestrzenne ekspozycji, uwarunkowań osobniczych;
♣ Wśród schorzeń wywoływanych przez odory wymienia się: obrzęki, nadmierne łzawienie, podenerwowanie, chroniczny stres, obniżenie odporności na zakażenia bakteryjne i wirusowe niedotlenienie, bóle głowy, nudności, biegunka
2. Obniżenie jakości życia okolicznych mieszkańców;
3. Źródło konfliktów społecznych;
4. Utrata miejsc rekreacji;
5. Obniżenie wartości gruntów w pobliżu ferm;
6. Straty ekonomiczne w produkcji zwierzęcej, zwierzęta narażone na permanentne ponadnormatywne stężenie odorantów wykazują mniejsze spożycie paszy, słaby wzrost, stres;
7. Niedotrzymanie dobrostanu zwierząt;
8. Działanie korozyjne odorantów;
9. Wpływ na formowanie kwaśnych deszczy ;
10. Zanieczyszczenie wód i eutrofizacja, EFEKT POŚREDNI, POPRZEZ AEROZOL AMONIAKU
11. Uszkodzenia fizjologiczne i strukturalne roślin;
12. Efekt cieplarniany, ODORANTY JAKO GAZY CIEPLARNIANE.
Sposoby przeciwdziałania emisji odorów z instalacji tuczu przemysłowego:
1. Regularne usuwanie obornika w chowie ściółkowym – 70%-owa redukcja emisji amoniaku;
2. Biotechnologiczna obróbka nawozów zwierzęcych (biologiczna dezynfekcja i sanitaryzacja, mineralizacja materii organicznej, produkcja biogazu, oczyszczanie w oczyszczalniach przygospodarskich, kontrolowana fermentacja, wykorzystanie kwasu mlekowego, enzymów i efektywnych mikroorganizmów, kompleksowe systemy fermentacyjne) – ograniczenie emisji metanu i tlenków azotu o 80 – 90%;
3. Wykorzystanie biofiltrów i systemów wychwytywania i usuwania pyłów (np. spryskiwanie po-wierzchni emulsją wodno-olejową) – ograniczenie emisji amoniaku i ogólnie odorów o 50%;
4. Szczelne i przykryte zbiorniki na gnojowicę – redukcja emisji amoniaku i siarkowodoru od 50 do 99%;
5. Przeciwdziałanie przegrzaniu budynków inwentarskich;
6. Utrzymanie czystości budynków inwentarskich i inwentarza żywego;
7. Odpowiednie przechowywanie i utylizacja zwierząt padłych;
8. Unikanie przemoczenia ściółki i pasz;
9. Ściany zieleni;
10. Doglebowa aplikacja gnojowicy – spadek emisji nh3o 35%, a odorów ogólnych o 75% ;
11. Odpowiednie żywienie zwierząt – stosunek wody do dawki żywieniowej jak 3:1, zbilansowana i nisko prze-tworzona dieta (ok. 80% związków azotowych przyjmowanych z paszą nie jest wykorzystana), niska zawartość aminokwasów siarkowych w diecie;
12. Dotrzymanie standardów prawnych;
13. Zwiększenie udziału władz samorządowych w kontroli i egzekucji przepisów ustawy prawo ochrony środowiska;
14. Upublicznienie informacji o instalacjach wymagających uzyskania pozwolenia zintegrowanego (aktualizacja i rozszerzenie internetowej bazy danych ministerstwa środowiska i europejskiego rejestru emisji zanieczyszczeń;
15. Aktywna promocja tworzenia gospodarstw ekologicznych.
16. Ustawa odorowa;
17. Pełna implementacja ratyfikowanej komisji helsińskiej;
18. Wzrost znaczenia kodeksu dobrej praktyki rolniczej, najlepszych dostępnych technik intensywnej hodowli drobiu i trzody chlewnej (bat), bałtyckiego planu działania helcom oraz opracowań agendy 21 w sektorze wielkotowarowej produkcji zwierzęcej;
19. Realizacja rekomendacji i zaleceń pokontrolnych kontroli sprawowania nadzoru nad wielkoprzemysłowymi fermami trzody chlewnej, przeprowadzonej przez najwyższą izbę kontroli .
EMISJA AMONIAKU:
Jest to główny czynnik decydujący o zakwaszeniu atmosfery.
Kiedyś produkowano 54 mln. ton / rok AMONIAKU na świecie.
Najwięksi producenci to: Chiny, Indie, Kraje Europy zachodniej, USA.
Od 1950 do 1990r kraje te podwoiły produkcję amoniaku. W Polsce do 2010r UE zaleciła emisje amoniaku do 468 tys. ton. Polska wydala jedynie 70% zalecanych norm.
W całkowitej produkcji amoniaku produkcja zwierzęca stanowi 97% (głównie produkcja bydlęca 113tys. ton, trzoda chlewna 95 tys. ton, drób 18 tys. ton.
Amoniak łącznie ze związkami SIARKI tworzy kwaśne deszcze, które wpływają negatywnie na lasy, uprawy i materiały.
Amoniak, który dostaje się wraz z opadami, sprzyja w zaburzeniu gospodarki AZOTU w glebie. Nadmiar azotu w glebie wypiera rośliny i rozwijają się rośliny azotolubne.
Wzrasta również zakwaszenie gleby i wzrost substancji toksycznych (azotany i azotyn). Proces nitryfikacji i eutrofizacji wód.
Azotany i azotyny skażają wody podziemne. Norma do 30 ppn. Dlatego prowadzi się proces denitryfikacji wód pod wpływem mikroorganizmów w warunkach beztlenowych – związki przeprowadza się do N2 i ulatnia do powietrza.
Amoniak ma negatywny wpływ na zwierzęta:
• Zapalenie spojówek oczu, błon śluzowych;
• Zapalenie dróg oddechowych;
• Obrzęk płuc;
• Wylewy krwawe do tchawicy i oskrzeli;
• Działa negatywnie na organy wewnętrzne.
Stężenie amoniaku <100 ppn. powoduje negatywne nieodwracalne skutki, np. zanik pęcherzyków płucnych.
Amoniak który dostaje się do KRWI zamienia HEMOGLOBINĘ w ◊ HEMATYNĘ.
Przyczynia się to do obniżenia odporności zwierząt na choroby zakaźne.
Amoniak przyczynia się do porażenia CUN.
Norma dopuszczalna dla zwierząt inwentarskich to ◊ 20 ppn. Dla zwierząt młodych normy są o połowę niższe.
Norma dopuszczalna dla człowieka to ◊ 19,7 ppn.
Wpływ amoniaku na zwierzęta jest taki sam jak na ludzi.
Głównym źródłem zanieczyszczenia środowiska są składniki zawarte w ODCHODACH.
Składniki które zawarte są w paszy i są nie strawione i wydalane są z odchodami.
W tych składnikach znajdują się substancje naturalne, które wydzielane są wraz z odchodami oraz te składniki które my dodajemy zawierające metale ciężkie oraz biostymulatory wzrostu, antybiotyki, sterydy.
Od ok. 50 – 80% ogólnej ilości azotu trafiającego do środowiska pochodzi z produkcji zwierzęcej.
80% roślin jest przeznaczona dla zwierząt na pasze, a reszta to inne składniki.
20% oślin przeznaczona jest do konsumpcji dla człowieka.
Wkład 3
„Produkcja zwierzęca a obciążenie środowiska”
21.10.2008r.
Temat: Film „Globalne ocieplenie”.
GLOBALNE OCIEPLENIE
Globalne ocieplenie – obserwowane od połowy XX wieku podwyższenie średniej temperatury atmosfery przy powierzchni ziemi i oceanów oraz przewidywane ocieplenie w przyszłości.
Średni wzrost temperatury powietrza w latach 1906–2005 w pobliżu powierzchni Ziemi wyniósł 0,74 ± 0,18°C. Istotą problemu związanego z wyjaśnieniem globalnego ocieplenia jest ustalenie w jakim stopniu na to zjawisko wpływa działalność człowieka, a w jakim czynniki naturalne. Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC) uważa, że "większość obserwowanego wzrostu średniej temperatury globalnej od połowy XX wieku spowodowana jest najprawdopodobniej antropogenicznym wzrostem koncentracji gazów cieplarnianych" poprzez efekt cieplarniany. W XX wieku czynniki naturalne, takie jak aktywność słoneczna i wulkany miały raczej niewielki łączny wpływ ocieplający w stosunku do okresu sprzed rewolucji przemysłowej. Wnioski te poparło co najmniej trzydzieści stowarzyszeń i akademii naukowych, wliczając wszystkie narodowe akademie nauk najbardziej uprzemysłowionych państw. Mimo że indywidualni naukowcy wyrazili sprzeciw wobec niektórych ustaleń IPCC, znakomita większość uczonych badających zmiany klimatyczne zgadza się z podstawowymi wnioskami Zespołu.
Podsumowane przez IPCC prognozy modeli klimatycznych wykazują, że średnia temperatura globalna powierzchni Ziemi podniesie się o 1,1–6,4°C w przeciągu dwudziestego pierwszego wieku. Rozrzut w szacunkach wzrostu temperatury jest spowodowany przyjęciem różnych scenariuszy z odmiennymi założeniami emisji gazów cieplarnianych i używaniem modeli prognostycznych, które nieco inaczej przewidują zmiany klimatyczne. Pomimo że większość badań skupia się na zmianach do roku 2100, to ocieplenie i wzrost poziomu morza oczekiwane są na ponad tysiąc lat, nawet w przypadku ustabilizowania się gazów cieplarnianych. Opóźnienie w przywróceniu równowagi to skutek dużej pojemności cieplnej oceanów.
Rosnąca temperatura globalna spowoduje wzrost poziomu morza, przypuszczalnie zintensyfikuje też ekstremalne zjawiska pogodowe oraz zmieni ilość i rozkład opadów atmosferycznych. Inne spodziewane efekty globalnego ocieplenia to zmiany w wydajności i jakości upraw, szlakach handlowych, regresja lodowców, wymieranie gatunków organizmów żywych i zwiększony zasięg
rezerwuaru chorób zakaźnych.
Wątpliwości naukowe pozostają w kwestiach przewidywanego wzrostu temperatury oraz tego jak ocieplenie i jego konsekwencje będą różnić się w poszczególnych rejonach na Ziemi. Rządy większości państw podpisały i ratyfikowały Protokół z Kioto, mający na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych. Trwa jednak światowa polityczno-publiczna debata, dotycząca potencjalnych działań w celu redukcji tempa ocieplania się, bądź przystosowania się do przewidywanych następstw.
TERMINOLOGIA:
Termin "globalne ocieplenie", zarówno w pracach naukowych jak i w języku powszechnym, odnosi się najczęściej do ocieplenia odnotowanego w ostatnich dekadach oraz prognoz dalszego wzrostu temperatury; zakłada on wpływ człowieka wskutek emisji gazów cieplarnianych. Czasami termin ten jest stosowany w odniesieniu do innych ociepleń w historii Ziemi. Niekiedy używa się też terminu "antropogeniczne globalne ocieplenie" (AGW), co podkreśla rolę zmian wywołanych przez człowieka.
Termin "zmiana klimatu" oznacza zauważalną zmianę klimatu (np. temperatura, opady, wiatr) utrzymującą się przez dłuższy okres czasu (dekady), z jakichkolwiek przyczyn. Może więc odnosić się do efektów takich jak globalne ochłodzenie lub zmian w ogólnej cyrkulacji atmosfery na Ziemi. Ramowa konwencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (UNFCCC) używa terminu "zmiana klimatu" do zmian spowodowanych przez człowieka i "zmienność klimatyczna" do zmian z przyczyn naturalnych.
ZMIANY TEMPERATURY:
Zmiany obecne:
Na podstawie pomiarów instrumentalnych (bezpośrednich) ustalono, że średnia globalna temperatura lądów i oceanów wzrosła o 0,75°C względem okresu 1860 – 1900. Wartość ta nie jest znacząco obciążona niepewnością pomiarową, wynikającą z efektu miejskiej wyspy ciepła (co było zarzucane pod koniec XX w). Od 1979, temperatury nad lądem wzrastały dwukrotnie szybciej niż temperatury oceanu (0,25°C na dekadę w porównaniu z 0,13°C na dekadę). Od 1979 roku prowadzone są satelitarne pomiary temperatury w dolnej troposferze, z których wynika, że temperatura wzrastała o około 0,12-0,22°C na dekadę. Rekonstrukcje klimatu pokazują, że przed XX-wiecznym ociepleniem temperatura była relatywnie stabilna przez ostatnie 1-2 tys. lat; wyjątkiem były możliwie regionalne oscylacje, takie jak średniowieczne optimum klimatyczne czy mała epoka lodowa.
Temperatura oceanu wzrasta wolniej niż lądu ze względu na większą pojemność cieplną wody oraz szybszą utratę ciepła przez parowanie. Na półkuli północnej jest więcej lądu niż półkuli południowej, w związku z czym ogrzewa się ona szybciej. Na półkuli północnej znajdują się też rozległe obszary sezonowej pokrywy śnieżnej i śniegolodu, co wpływa na zmianę odbicia promieniowania słonecznego (sprzężenie zwrotne z udziałem śniegu i lodu). Mimo że na półkuli północnej emitowana jest większość gazów cieplarnianych, nie wpływa to na różnicę pomiędzy ocieplaniem się półkul, ponieważ gazy cieplarniane pozostają w atmosferze ziemskiej wystarczająco długo, aby dobrze wymieszać się w niej.
Na podstawie ocen należącego do NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS), 2005 był najcieplejszym rokiem od wprowadzenia precyzyjnych i rozpowszechnionych pomiarów instrumentalnych, czyli pod koniec XIX wieku. Poprzednio, rekordowym rokiem był 1998, wyprzedzony o parę setnych stopnia Celsjusza. Światowa Organizacja Meteorologiczna i Climatic Research Unit uznały 2005 za drugi najcieplejszy rok, za 1998. Klimat w 1998 był wyjątkowo ciepły ze względu na pojawienie się najintensywniejszej anomalii pogodowej El Niño w całym stuleciu. Z kolei zima 2007/2008 była w skali globalnej prawdopodobnie najchłodniejsza od siedmiu lat, co przypisuje się szczególnie silnej La Niña.
Antropogeniczna emisja innych substancji zanieczyszczających, głównie cząsteczek aerozoli siarczanów, wpływa ochładzająco na klimat, poprzez odbijanie dochodzącego promieniowania słonecznego. Częściowo wyjaśnia to zaobserwowane w połowie dwudziestego wieku ochłodzenie, choć mogło to też zależeć od czynników naturalnych. W 2000 James Hansen wraz ze współpracownikami zasugerował, że powstałe w wyniku spalania paliw kopalnych gazy i aerozole atmosferyczne w dużym stopniu wzajemnie się redukują, dlatego ocieplenie w ostatnich dekadach spowodowały gazy cieplarniane inne niż CO2.
Zmiany w przeszłości :
Cykle ocieplenia i ochłodzenia zdarzały się na Ziemi wielokrotnie. Badania Europejskiego projektu rdzeni lodowych na Antarktydzie (EPICA) dostarczyły danych z ostatnich 800 tysięcy lat. W okresie tym wystąpiło osiem cykli glacjalnych, zsynchronizowanych z cyklami Milankovicia i ciepłe okresy interglacjalne, porównywalne z obecną temperaturą.
Z gwałtownym wzrostem gazów cieplarnianych w okresie wczesnej Jury (około 180 milionów lat temu) związany był wzrost średnich temperatur o ok. 5°C. Badania Open University wykazują, że ocieplenie przyspieszyło tempo wietrzenia skał o ok. 400%. Ponieważ wietrzenie powoduje wiązanie węgla w kalcytach i dolomitach, poziom CO2 zmniejszył się do normalnego poziomu w ciągu kolejnych 150000 lat.
Zaproponowano też hipotezę, w której gwałtowna emisja metanu ze związków klatratu (ang. clathrate gun hypothesis) była przyczyną i zarazem efektem innych wydarzeń w dalekiej przeszłości, m.in. wymierania permskiego (ok. 251 milionów lat temu) i paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego (ok. 55 milionów lat temu).
NAUKOWE PODSTAWY PRZYCZYN ZMIAN KLIMATU:
Klimat Ziemi zmienia się w wyniku modyfikacji czynników zewnętrznych, w tym zmian konfiguracji cykli orbitalnych, zmian efektu cieplarnianego, wywołanych głównie zmianami koncentracji gazów cieplarnianych, oraz erupcji wulkanicznych wpływających także na koncentrację gazów cieplarnianych jak i ograniczenie dopływu światła słonecznego do powierzchni Ziemi. Dokładne przyczyny współczesnego ocieplenia pozostają obiektem badań, ale przeważający pogląd naukowy[6][33] głosi, że wywołany działalnością człowieka wzrost atmosferycznych gazów cieplarnianych spowodował większość ocieplenia obserwowanego od początków ery przemysłowej. Pogląd ten dotyczy szczególnie ostatniego pięćdziesięciolecia, dla którego dostępne są najbardziej szczegółowe bezpośrednie
pomiary temperatury atmosfery oraz stężenia gazów cieplarnianych. Powstały też hipotezy wyjaśniające wzrost temperatury, które odbiegają od przeważającej opinii naukowej. Jedna z nich sugeruje, że ocieplenie to efekt zmian w aktywności słonecznej, która wpływa na formowanie się chmur.
Żaden ze skutków wymuszania klimatu przez zmiany w ilości gazów cieplarnianych nie następuje natychmiastowo. Duża pojemność cieplna oceanu powoduje, że powierzchniowe zmiany temperatury oceanu są transportowane przez oceaniczny pas transmisyjny z opóźnieniem. Wpływ oceanu na klimat atmosfery i inne pośrednie czynniki sprawiają, że klimat na powierzchni Ziemi dostosowuje się powoli do nowych warunków równowagi. Badania wykazują, że nawet gdyby ilość gazów cieplarnianych ustabilizowała się na poziomie z 2000 roku, klimat wciąż ocieplałby się o około 0,5°C do końca XXI wieku.
SKUTKI I OCZEKIWANE EFEKTY:
Mimo że trudno jest powiązać specyficzne zjawiska pogodowe z globalnym ociepleniem, wzrost temperatury globalnej może powodować zmiany na obszarach rozległych, m.in. topnienie lodowców, zmniejszenie się pokrywy lodów morskich Arktyki i światowy wzrost poziomu morza. Zmiany w ilości i strukturze opadów atmosferycznych mogą spowodować zarówno susze jak i powodzie. Mogą również nastąpić zmiany w intensywności i częstotliwości występowania skrajnych wydarzeń pogodowych. Inne możliwe skutki to zmiana wydajności produkcji rolnej i otwarcie nowych szlaków handlowych, zmniejszony dopływ słodkiej wody, wymieranie gatunków, oraz zwiększony zasięg występowania wektorów przenoszących zakaźne drobnoustroje.
Globalnemu ociepleniu przypisuje się już, przynajmniej częściowo, niektóre efekty na środowisko naturalne i cywilizację. Raport IPCC z 2001 sugeruje, że globalne ocieplenie ma częściowy wpływ na regresję lodowców od roku 1850, zaburzenie lodowców szelfowych (np. lodowca szelfowego Larsena), wzrost poziomu morza, zmiany w regionalnych strukturach opadu, oraz intensyfikację i zwiększoną częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. Oczekiwane są zmiany w ogólnej i regionalnej cyrkulacji powietrza i intensywności oraz częstotliwości zjawisk atmosferycznych. Natomiast trudno jest ocenić wpływ globalnego ocieplenia na konkretne zjawiska pogodowe. Inne oczekiwane efekty to deficyt wody w pewnych rejonach, a większe opady w innych, zmiany w akumulacji śniegu w górach, oraz negatywny wpływ na zdrowie przy cieplejszej temperaturze.
Wzrost śmiertelności, wymuszona migracja oraz straty ekonomiczne przewidywane wskutek skrajnych zjawisk pogodowych mogą być zaognione wzrastającą gęstością zaludnienia w dotkniętych rejonach. W średnich szerokościach geograficznych mogą jednak wystąpić pewne pozytywne zmiany związane z ociepleniem, np. spadek liczby zgonów z powodu wyziębienia. W Trzecim Raporcie IPCC II grupa robocza podsumowała zarówno domniemane efekty jak i obecne zrozumienie tej problematyki. W Czwartym Raporcie IPCC z 2007 stwierdzono, że istnieją obserwacyjne dowody naukowe na intensyfikację cyklonów tropikalnych na północnym Oceanie Atlantyckim od 1970, co koreluje ze wzrostem temperatury powierzchni oceanu, jednakże wykrycie długoterminowego trendu jest utrudnione ze względu na niską jakość pomiarów sprzed epoki satelitarnej. Sprawozdanie odnotowuje też brak oczywistej zależności pomiędzy doroczną liczbą cyklonów tropikalnych na świecie i wzrostem temperatury.
Poza tym, przewiduje się wzrost poziomu morza od 110 do 770 mm pomiędzy 1990 a 2100, następstwa w rolnictwie, możliwe osłabienie cyrkulacji termohalinowej, redukcję stężenia ozonu w atmosferze, intensyfikację huraganów i innych skrajnych zjawisk pogodowych, zakwaszenie oceanów i rozprzestrzenianie się chorób takich jak malaria i denga. Badanie ze statystyczną próbką 1013 gatunków zwierząt i roślin wykazało, że 18 do 35% z nich może do 2050 zaniknąć, uwzględniając prognozowane ocieplenie. Jednak dobrze udokumentowanych badań nad wymieraniem gatunków jest niewiele z powodu ostatnich zmian klimatu; jedna z prac sugeruje z kolei, że przewidywane tempo zaniku gatunków jest niepewne.
Wykład 4
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
28.10.2008r.
Celem produkcji zwierzęcej jest PRODUKCJA BIAŁKA (mleko, jaja, mięso), innymi celami produkcji zwierzęcej to wełna (owce), a także rekreacja (konie).
CH4 – metan jest deponowany na dnie oceanów. Ma on właściwości palne.
AZOT:
Bardzo dużo azotu jest wydalane z kałem a także również z moczem.
Rozłożone składniki pokarmowe, w tym białko, z krwią wędrują do wątroby i części tkanek.
W wątrobie z tych składników budulcowych są składnikami organizmu: białko, tłuszcz. Potem krew rozprowadza białko do tkanek.
Białka budulcowe w wątrobie potrzebują odpowiednich aminokwasów (zgodnie z zapotrzebowaniem),
U większości zwierząt monogastrycznych duża ilość białka w odchodach pochodzi z reszt białka paszowego. Jest dużo białka bo jest ono złej jakości, białko o niskiej wartości biologicznej – o małej zawartości aminokwasów egzogennych. To powoduje wydalanie pozostałych aminokwasów na zewnątrz.
Białka pochodzenia zwierzęcego to białka wysoko wartościowe – mączki rybne i mięso kostne. Można też stosowa przetwory mleczne oraz śrutę, np. rzepakową i sojową.
Jak podnieść wartość pokarmową zwierząt monogastrycznych?
Stosowanie mieszanek paszowych (żyto, jęczmień, premiksy, np. kukurydza + soja).
Premiksy zawierają:
• Witaminy;
• Składniki mineralne;
• Aminokwasy syntetyczne.
W paszach dla zwierząt monogastrycznych aminokwasy ograniczone są o Met, Thr, Trp, Lys.
Im więcej tych aminokwasów, tym lepsze wykorzystanie białka.
Strawione białka w jelicie cienkim, to 80 – 90%. Gorsze jest jego wykorzystanie.
Mączka z krwi (mało) jest strawno w 95%. Jakość tego białka jest niska.
Zwierzęta poligastryczne wydalają więcej białka niż monogastryczne.
W tuczu świń w roku średnio wydalane jest 10,5kg ze środowiska. A od loch 28kg czystego azotu.
Azot wydalany przez przeżuwacze to azot bakteryjny. U przeżuwaczy w żwaczu jest bardzo dużo bakterii metanowych. Białko ◊ aminokwas ◊ NH3.
NH3 jest używane do tworzenia własnych aminokwasów. Dla przeżuwaczy mocznikuje się pasze, dla świń amonuje się pasze.
Bakterie namnażane w żwaczu ◊ jelito cienkie (rozkład białka paszowego oraz rozkład bakterii) ◊ wątroba.
Bakterie w jelicie cienkim są trawione, cześć trafia do kału. To jest spowodowane obecnością niezbilansowanego białka w paszach. Należy zbilansować nie tylko białko ale i energię. W wątrobie niezbędne jest ATP do tworzenia własnych białek. W przeciwnym razie białko zostanie wykorzystane na potrzeby energetyczne.
Z tryptofanu powstaje witamina PP.
Białko jest wykorzystywane przez zwierzęta tylko w 40%.
FOSFOR:
W paszach ziarnach zbóż to 80% mieszanek. Występuje tam fosfor w postaci FITYNOWEJ, który trawiony jest przez enzym FITAZĘ. Ten enzym występuje w mikroorganizmach. Enzym ten to enzym rośliny.
U zwierząt monogastrycznych 80% fosforu przedostaje się do środowiska z kałem.
U przeżuwaczy fosfor jest wykorzystywany przez mikroorganizmy.
FITAZA występuje e otrębach. Otręby zawierają też dużo włókna, które nie jest polecane w żywieniu świń.
Fosfor:
• Fitynowy;
• Nadmiar dodawany do pasz.
Syntetyczna Fitasa dodawana do pasz podlega blokowaniu jej grupy prostetycznej przez metale czy węglowodory.
Obniżenie emisji:
• Dokładne zbadanie zapotrzebowania na fosfor i podawanie go w odpowiednich ilościach;
• Podawana na mokro pasza, zalana przez 2 dni jest już sfermentowana.
38% wydalonego fosforu w środowisku pochodzi z produkcji zwierzęcej.
0,3mgN/dm3 wody /
0,001mgP/dm3 wody / - powodują zakwity.
Nagromadzona w wodzie materia potrzebuje do rozkładu O2. To powoduje zmniejszenie ilości O2, a to ujemne skutki dla zwierząt i roślinności wodnej. Powstają warunki beztlenowe W tych warunkach następuje rozkład białek, wydziela się H2S (z aminokwasów siarkowych).
Wstępna produkcja zwierzęca ale nie spowodowana chemizacją jest przyjazna dla środowiska naturalnego.
Lepszą produkcję warunkuje:
- genotyp. Wstępna produkcja (duża zdolność odkładania białka w organizmie).
- dostarcza paszę odpowiednią dla zwierzęcia pokrywając zapotrzebowanie na składniki pokarmowe.
Rasy wysokowydajne lepiej wykorzystują paszę na jednostkę produkcyjną. Zwierzęta odkładają białko tylko do pozyskania uwarunkowanego w genach.
Wykład 5
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
04.11.2008r.
Dużą oszczędność w emisji zanieczyszczeń odgrywa wykorzystanie paszy przez zwierzęta. Jest to zużycie składników pokarmowych na jednostkę produktu.
RASY:
Im bardziej wydajna rasa, tym lepiej wykorzystane składniki pokarmowe.
Mniejszą ilość tych zwierząt otrzymuje ilość białka, jaką otrzymują, utrzymanie większej ilości zwierząt o niskiej produkcji. Zwierzęta mniej wydajne zużywają więcej białka!
PRZYROST ILOŚĆ PASZY
700g 3,57g
800g 3,25g – świnia wydajna
----------------
0,32 x 80kg = 25,6kg *
* oszczędność paszy
U zwierząt monogastrycznych jest wykorzystanie przeciętnie 30% białka ogólnego podawanego w paszy. Wydalane 70% w kale. Wydala się 1/3 ogólnego wydalonego azotu, zaś w moczu 2/3.
Wysoka produkcja musi być skorelowana z paszami. Na wsiach niska kultura rolna, nieprawidłowe żywienie.
Podstawa: tucz 30 – 110kg
80kg
W 133 dniu.
Przyrost poprawiony przez genotyp i prawidłowe żywienie. Skracają tucz nawet o 1 miesiąc.
Wykład 6
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
18.11.2008r.
C.D. wykładu 5
Co wpływa na ochronę środowiska?
• Genotyp i żywienie;
• Wiek zwierząt;
• Pokryć zapotrzebowanie na składniki pokarmowe
TE CZYNNIKI WPŁYWAJĄ NA PRODUKCJĘ!!!
Zwierzęta wymagają:
• Aminokwasów egzogennych;
• Energii;
• Witamin.
BILANS AZOTU:
1 20% N – w kale
2 40% N – w moczu
1 + 2 60% N – straty w gnojowicy
3 40% N – zatrzymane w organizmie zwierzęcym.
Bilansu azotu dokonuje się dzięki klatkom metabolicznym. Ilość azotu wydalanego w moczu świadczy o jakości białka (dużo złego białka).
Żywienie świń śrutą jęczmienno – sojową wpływa na przyswajanie 30% azotu i wydalane jest 70%.
FAZOWE ŻYWIENIE:
Żywienie dostosowane do wieku:
- do 70kg (I okres tuczu);
- to 110kg (II okres tuczu).
Powinna być odpowiednia ilość białka ogólnego i strawionego.
Odpowiednie żywienie (2, 4 fazowe). Zmniejsza się ilość wydalanego N, P. Mniej odkłada się tosyn w organizmie (np. Pb w paszy).
WARUNKI UTRZYMANIA:
Temperatura:
Strefa komfortu cieplnego.
Strefa obojętności cieplnej.
Straty energii są wynikiem termoregulacji.
Inna energia mechaniczna i bytowa.
Straty energii są bardzo małe. Strefa komfortu cieplnego to wysoki zakres temperatury, w którym straty energii ma cele termoregulacyjne (bytowe) są małe. Produkcja jest wysoka.
Prosięta 40 °C
Locha 20°C
Strefa obojętności cieplnej – szerszy zakres temperatury ograniczony jest minimalną temperaturą (dolną temperaturą krytyczną) i maksymalną (górną temperaturą krytyczną).
Dodatkowe składniki paszy ◊ energia ◊ termoregulacja.
Straty energii mieszczą się w granicach norm fizjologicznych.
W wysokiej temperaturze spada produkcja – nieśność, mleczność, przyrosty masy ciała. Zwierzęta nie mają apetytu.
Tuczniki:
10° - 20°C strefa obojętności cieplnej.
16° - 18° C strefa komfortu cieplnego.
TEMPERATURA PRZYROST ZUŻYCIE PASZY %względny
10 – 20 800 3,2 100
0 – 5 530 4,6 144
Dla krów temperatura optymalna ok. 15°C. Powyżej 35°C nie dają mleka.
Helaty są lepiej przyswajalne, a niżeli same składniki mineralne.
Helat ◊ składniki mineralne i białka. Dzięki helatomie występuje lepsze wydzielanie selenu do środowiska.
W żywieniu zwierząt monogastrycznych nie stosowanie zbyt dużych ilości włókna. Stosowanie celulazy i fitazy, nie stosuje się proteaz
WYKŁAD 7[color=red]
[/color]
TOKSYCZNE I NIEPOŻĄDNE PRODUKTY W ŻYWNOŚCI:
W roślinnej produkcji spożywczej:
• Kwas pruski (pestkowe);
• Alkaloidy – ziarna zbóż, nasiona bobu, grochu;
• Inhibitor trypsyny – soja, groch;
• Saponiny, hemagluteniny – buraki, soja, fasola.
ŹRÓDŁA TOKSYCZNYCH SUBSTANCJI W ŻYWNOŚCI:
• Zanieczyszczenia przemysłowe;
• Zabiegi w tworzeniu uprawy roślinnej (nawozy mineralne, środki ochronne roślin);
• Zaburzenia w chowie zwierząt (pozostałości leków);
• Przetwarzanie, pakowanie, transport i przechowywanie żywności;
• Dodatki do żywności wpływają na wygląd, przydatność technologiczną i przedłużają trwałość.
SUBSTANCJE O SILNYM DZIAŁANIU RAKOTWÓRCZYM:
• Dioksyny i dioksynopodobne pochodne bifenyli PCB;
• Wielopierścieniowe węglowodany (WWA);
• Nitrozoaminy;
• Niektóre metale ciężkie;
• Mykotoksyny.
PCB nie występuje naturalnie w środowisku. Nie produkowane od 70-tych lat. Dąży się do zabezpieczenia zgromadzonego oraz utylizacji. Od 1977r. istnieją spalarnie PCB .
PCB ◊ spalanie ◊ DIOKSYNY.
PCB:
• Rozpoczęcie produkcji w latach 30tych;
• Wykorzystanie – transformatory, kondensatory, pestycydy, herbicydy, rozpuszczone tworzą sztuczne kleje, tapety samoprzylepne.
DIOKSYNY:
• Tetra chlorobenzen – TCDD;
• Rozpuszcza się e tłuszczu i kumuluje się w tłuszczu;
• Największe występowanie w mleku i tłuszczu rybim;
• WHO., uważa że dzienne pobieranie dioksan przez ludzi przekracza bezpośrednią dawkę.
Dioksyna ma ok. 200 kongenerów – najgroźniejszy.
Najbardziej narażone na dioksyny:
• Mieszkańcy rejonów uprzemysłowionych oraz lokalnych spalarni przemysłowych i komunalnych;
• Karmienie dużych ilości ryb i mleka;
• Niemowlę karmione piersią (1g tłuszczu mleka kobiety zawiera, więcej dioksan niż 1g mleka krowiego).
U dzieci stwierdzono:
• Opóźnienie w rozwoju fizycznym;
• Choroby umysłowe;
• Choroby serca;
• Nowotwory.
WWA:
• Powstaje w procesie obróbki cieplnej substancji organicznych lub ich spalania, np. spalanie opon, pożary lasów;
• Grupa substancji rakotwórczych występująca w żywności;
• Benzo-a-piren – związki bardzo rozprzestrzenione o silnym działaniu rakotwórczym i mutagennym
• BaP – sałata, marchew, szpinak, rzodkiew, pietruszka.
AZOTANY:
• Mniej groźne niż azotyny dla zwierząt monogastrycznych;
• Zredukowane przez bakterie do azotynów;
• Źródłem jest przenawożenie azotem gleby, na której rosną warzywa i rośliny paszowe.
• Duże ilości w:
- warzywa – szpinak, marchew, sałata, kapusta, ogórek, fasola;
- mleko krów żywionych przenawożoną zielonką;
- mięso peklowane – azotyny i azotany używane do peklowania.
Azotany i azotyny jako prekursory rakotwórczych nitrozo amin:
• Niepokojąca ilość nirozoamin występujących w mięsie;
• W mięsie peklowanym – używa się azotynów i azotanów do peklowania;
• W mięsie wędzonym - azot występuje w dymie wędzonym.
METALE CIĘŻKIE W PRODUKCJI SPOŻYWCZEJ:
Źródło skażenia środowiska, skażenie pasz, opakowań, aparatura przemysłowa, katalizatory stosowane w procesie technologicznym.
Najbardziej toksyczne: Pb, Cd, As, Hg. W największej ilości występuje OŁÓW.
Metale ciężkie kumulują się w organizmach i są niezbędne nawet w śladowych ilościach w żywności. Dotyczy to szczególnie mleka pożywanego przez dzieci i niemowlęta. Większe ilości w żywności roślinnej i tkankach zwierząt z produkcji uprzemysłowionych regionów.
ZANIECZYSZCZENIA BIOLOGICZNE:
MYKOTOKSYNY (metabolizm grzybów, najbardziej niebezpieczne Aspergilus Penicyllinum, Furalium.
ALFATOKSYNY – wydzielają się po 24h, gdy zostaną połączone ze spleśniałą paszą.
Ochrotoksyna A – występuje w ziarnach zbóż i mięsie wieprzowym. Powoduje: zapalenie nerek, uremię, obumieranie płodów.
Patulina – neurotoksyna, rakotwórcza. Występuje w pleśni jabłek, ciasta, chlebie, soku jabłkowym.
Do innych zanieczyszczeń powodujących zatrucia są drobnoustroje (E. Coli, Salmonelli) i ich toksyny (jadu kiełbasianego).
Wykład 8
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
16.12.2008r.
Temat: Gromadzenie i przechowywanie odchodów.
CHLEWNIE SZCZĘŚLIWOŚCI!!!
Zwierzęta utrzymywane na ściółce (bydło, świnie) zapewniają dobrostan.
OBORNIK – odchody zwierzęce wymieszane ze ściółką (słoma, trociny).
GNOJÓWKA – oprócz kału jest też mocz, ścieka do kanałów.
GNOJOWICA – mocz, kał zmieszane z wodą. Gnojowica musi jakiś czas przebywać w odbieralnikach. Jest wtedy gdy zwierzęta są utrzymywane bez ściółki.
POMIOT KURZY – od drobiu, konsystencja stała odchodów.
Wymagania stawiane odbiornikom magazynującym odchody:
• Muszą mieć wystarczającą pojemność do magazynowania (do czasu wywiezienia);
Nie wolno surowych odchodów wprowadzać do gleby. Ponieważ w odchodach może być dużo patogenów, co powoduje zagrożenie dla ludzi. Przechowywanie aby unieczynnić patogeny.
• Magazyny muszą być tak skonstruowane, aby te zanieczyszczenia nie przesiąkały do gleby (ścian bocznych, pokrycie, itp.);
• Odchody stałe obornik przechowuje się na pryzmach. Mogą one być zmagazynowane w obiekcie, które są usuwane w obiekcie, które są usuwane ładowaczami czołowymi. Mogą być magazynowane na zewnątrz albo na polu. Na podłożu na którym on leży nie może przesiąkać do gleby – wybetonowane.
POMIOT – jest stosunkowo łatwy do przechowywania.
Zbiorniki projektowane są w ten sposób aby były wypróżniane raz w roku.
Gnojowicy w zbiornikach nie wolno mieszać.
Zbiorniki muszą być przykryte, aby odory nie były szkodliwe dla ludzi.
Zbiorniki na gnojowice mogą być to:
• LAGUNY (stawy beztlenowe) – laguny umieszczone są na glinie z podłożem plastikowym;
• ZBIORNIKI PODZIEMNE – wybetonowane, stalowe, nie mogą one przesiąkać;
• ZBIORNIKI NASZIEMNE.
Zbiorniki te muszą być przykryte:
• Pokrycie pływające, np. folia;
• Sieczka – usypana słoma;
• Torfy;
• Klapy;
• Namioty.
Do zbiorników ze studzienek możemy przepompowywać odchody, możemy także przewozić wozami.
Metodą zagospodarowania nawozów jest wywożenie ich raz do roku.
Zagospodarowanie i utylizacja nawozów zwierzęcych.
Utylizacja:
Stosowanie metody obróbki odchodów zwierzęcych:
• Separacja mechaniczna (filtracja, wirowanie) – oddzielenie części stałych od ciekłych;
• Napowietrzanie gnojowicy – przebiegają reakcje rozkładu mikrobiologicznego w warunkach tlenowych;
• Obróbka biologiczna gnojowicy za pomocą osadu czynnego (warunki tlenowe) lub fermentacja metanowa (warunki beztlenowe – PRODUKCJA BIOGAZU);
• Beztlenowe laguny z gnojowicą;
• Kompostowanie nawozów stałych (mikrobiologiczny rozkład tlenowy);
• Fermentacja metanowa nawozów stałych – produkcja biogazu (warunki beztlenowe);
• Stosowanie dodatków do odchodów zwierzęcych.
UWAGA! Jeżeli odchodów płynnych (gnojowicy) nie zagospodaruje się jako nawozu, prowadzi się oczyszczanie biologiczne ścieków fermowych w warunkach tlenowych (za pomocą osadu uczynnego).
Zagospodarowanie odchodów:
• Rolnicze (po odpowiednim długim czasie magazynowania);
• Oczyszczanie ścieków fermowych;
• Wstępna obróbka ◊ warunki beztlenowe i rolnicze wykorzystanie.
Wykład 10
„Produkcja zwierzęca
a obciążenie środowiska”
20.01.2009r.
Rośliny paszowe - rośliny uprawne, uprawiane na łąkach i pastwiskach na paszę dla zwierząt hodowlanych. Rośliny te wytwarzają dużą ilość masy zielonej, mają także korzystny dla zwierząt skład chemiczny, działają np. mlekopędnie.
Przygotowanie surowców roślinnych:
• Produkcja polowa;
• Suszenie;
• Transport;
• Składowanie.
80% produkcji roślinnej przeznaczone na pasze!!!
Obróbka termiczna surowców – wpływa negatywnie na środowisko, ponieważ wydziela się podczas tego procesu bardzo dużo dwutlenku węgla i siarkowodoru.
Produkcja i przetwarzanie surowców mineralnych:
• PREMIKSY - czyli dodatki witaminowo-mineralne uzupełnione innymi czynnymi biologicznie związkami takimi jak aminokwasy, enzymy, antybiotyki paszowe, kokcidiostatyki, probiotyki, czy barwniki żółtka stanowią niezwykle istotną, choć z reguły niewielką (0,5-2,5%) część mieszanki.
Chemiczna i biochemiczna produkcja substancji bardzo często o dużym stopniu toksyczności.
Przetwarzanie produktów ubocznych z przetwórstwa spożywczego z nakładem energii.
Tworzenie rodzaju kompozycji mieszanek:
• Wszystko miesza się w elewatorze;
• Dodaje się trochę lepiszcza , aby dobrze się wymieszały;
• Dodaje się także różnego rodzaju oleje.
Oddziaływanie mieszanek przy produkcji ma wpływ:
- bezpośredni ;
- pośredni.
Działanie bezpośrednie:
• Produkcja i emisja pyłów do środowiska;
• Hałas;
• Zanieczyszczenia z transportu kołowego;
• Skażenie wody (mysie urządzeń, mycie taboru);
• Wytwarzane są ścieki.
Zabiegi
stosowane w produkcji pasz roślinnych:
• Chemizacja;
• Pestycydy;
• Nazwożenie.
Nawożenie i pestycydy są potrzebne, ale w odpowiednich proporcjach.
Nie możemy nadmiernie eksploatować tych związków do środowiska.
Naturalnymi nawozami także skażamy środowisko.
Chemizacja służy po to aby zwiększyć produkcję i związku z tym potrzebna jest ochrona środowiska, szukanie
innych metod, metod biologicznej uprawy.
W produkcji zwierzęcej i roślinnej uprawia się metodami konwencjonalnymi – ekologiczne rolnictwo.
NATURALNA METODA PRODUKCJI ROŚLINNEJ:
Biotechnologia to mikroorganizmy, które wykorzystuje się i zaszczepia się nimi rizosferę roślin.
Mikroorganizmy mają korzystny wpływ:
- bezpośredni
– pośredni.
W rizosferze są 3 rodzaje mikroorganizmów:
I – bakterie saprofityczne (cudzożywne) – nie szkodliwe dla roślin;
II – patogeny – powodują choroby, szkodzą rośliną;
III – Bakterie wpływające korzystnie na rośliny – odznaczają się tym że dostarczają roślinom składników odżywczych, czynników wzrostowych, produkują antybiotyki i siderofory, które działają na patogeny. Bardzo często te bakterie wykorzystywane są do produkcji preparatów przeciwko szkodnikom.
Bakterie które dostarczają roślinom składników odżywczych i wzrostowych mają bezpośredni wpływ na rośliny:
• Grupa bakterii, która posiada zespół enzymów redukujących, NITROGENAZA, dzięki czemu bakterie te katalizują redukcję azotu atmosferycznego do jonu amonowego (NH4+) w procesie → wiązania azotu (→ obieg azotu) przez bakterie nazywane diazotrofami, np. Rhizobium;
- Azotobacter;
- Bacillus.
- w roślinach uprawnych Azospirillum
• Te bakterie mogą w ciągu roku dostarczyć 10-20kgN/ha;
• Rośliny motylkowe w ciągu roku mogą dostarczyć 150kgN/ha – ponieważ zawierają dużo białka.
• Składniki wzrostowe dla roślin, które stymulują rozwój korzeni, poza tym usprawniają pobieranie wody przez korzenie, stymulują pobór soli mineralnych z gleby.
Pośredni korzystny wpływ:
• Antybiotyki i siderofory:
• Antybiotyki ograniczają rozwój patogenów;
• Siderofory są to związki organiczne o bardzo małej masie cząsteczkowej. Są produktami metabolizmu wielu bakterii i grzybów, niektórych sinic (cyjanobakterii) i glonów oraz roślin wyższych. Wypłukuje żelazo III Fe3+ z okolic rizosfery, przyczyniając się do ograniczenia namnażania fitopatogenów, ponieważ rozwój ich zależy od stężenia Fe3+.
Wykład 8
„Produkcja zwierzęca a
obciążenie środowiska”
16.12.2008r.
Temat: Gromadzenie i przechowywanie odchodów.
CHLEWNIE SZCZĘŚLIWOŚCI!!!
Zwierzęta utrzymywane na ściółce (bydło, świnie) zapewniają dobrostan.
OBORNIK – odchody zwierzęce wymieszane ze ściółką (słoma, trociny).
GNOJÓWKA – oprócz kału jest też mocz, ścieka do kanałów.
GNOJOWICA – mocz, kał zmieszane z wodą. Gnojowica musi jakiś czas przebywać w odbieralnikach. Jest wtedy gdy zwierzęta są utrzymywane bez ściółki.
POMIOT KURZY – od drobiu, konsystencja stała odchodów.
Wymagania stawiane odbiornikom magazynującym odchody:
• Muszą mieć wystarczającą pojemność do magazynowania (do czasu wywiezienia);
Nie wolno surowych odchodów wprowadzać do gleby. Ponieważ w odchodach może być dużo patogenów, co powoduje zagrożenie dla ludzi. Przechowywanie aby unieczynnić patogeny.
• Magazyny muszą być tak skonstruowane, aby te zanieczyszczenia nie przesiąkały do gleby (ścian bocznych, pokrycie, itp.);
• Odchody stałe obornik przechowuje się na pryzmach. Mogą one być zmagazynowane w obiekcie, które są usuwane w obiekcie, które są usuwane ładowaczami czołowymi. Mogą być magazynowane na zewnątrz albo na polu. Na podłożu na którym on leży nie może przesiąkać do gleby – wybetonowane.
POMIOT – jest stosunkowo łatwy do przechowywania.
Zbiorniki projektowane są w ten sposób aby były wypróżniane raz w roku.
Gnojowicy w zbiornikach nie wolno mieszać.
Zbiorniki muszą być przykryte, aby odory nie były szkodliwe dla ludzi.
Zbiorniki na gnojowice mogą być to:
• LAGUNY (stawy beztlenowe) – laguny umieszczone są na glinie z podłożem plastikowym;
• ZBIORNIKI PODZIEMNE – wybetonowane, stalowe, nie mogą one przesiąkać;
• ZBIORNIKI NASZIEMNE.
Zbiorniki te muszą być przykryte:
• Pokrycie pływające, np. folia;
• Sieczka – usypana słoma;
• Torfy;
• Klapy;
• Namioty.
Do zbiorników ze studzienek możemy przepompowywać odchody, możemy także przewozić wozami.
Metodą zagospodarowania nawozów jest wywożenie ich raz do roku.
Zagospodarowanie i utylizacja nawozów zwierzęcych.
Utylizacja:
Stosowanie metody obróbki odchodów zwierzęcych:
• Separacja mechaniczna (filtracja, wirowanie) – oddzielenie części stałych od ciekłych;
• Napowietrzanie gnojowicy – przebiegają reakcje rozkładu mikrobiologicznego w warunkach tlenowych;
• Obróbka biologiczna gnojowicy za pomocą osadu czynnego (warunki tlenowe) lub fermentacja metanowa (warunki beztlenowe – PRODUKCJA BIOGAZU);
• Beztlenowe laguny z gnojowicą;
• Kompostowanie nawozów stałych (mikrobiologiczny rozkład tlenowy);
• Fermentacja metanowa nawozów stałych – produkcja biogazu (warunki beztlenowe);
• Stosowanie dodatków do odchodów zwierzęcych.
UWAGA! Jeżeli odchodów płynnych (gnojowicy) nie zagospodaruje się jako nawozu, prowadzi się oczyszczanie biologiczne ścieków fermowych w warunkach tlenowych (za pomocą osadu uczynnego).
Zagospodarowanie odchodów:
• Rolnicze (po odpowiednim długim czasie magazynowania);
• Oczyszczanie ścieków fermowych;
• Wstępna obróbka ◊ warunki beztlenowe i rolnicze wykorzystanie.
Wykład 9
„Produkcja zwierzęca
a obciążenie środowiska”
13.01.2009r.
Równanie bezpośredniego utlenienia:
gdzie CxHyOz jest zastępczą formułą zanieczyszczeń organicznych, a E1 to efekt energetyczny reakcji
Równanie biosyntezy komórek
(asymilacji):
gdzie (C5H7O2N)n jest zastępczą formułą substancji komórkowej
mikroorganizmów oczyszczających ścieki, a E2 to efekt energetyczny reakcji.
Równanie oddychania podstawowego
E3 to efekt energetyczny reakcji.
W warunkach beztlenowych mikroorganizmy przy rozkładzie produkują BIOGAZ.
Biogaz, gaz wysypiskowy - gaz palny, produkt fermentacji anaerobowej związków pochodzenia organicznego (np. ścieki, m.in. ścieki cukrownicze, odpady komunalne, odchody zwierzęce, gnojowica, odpady przemysłu rolno-spożywczego, biomasa) a częściowo także ich gnicia powstający w biogazowni. W wyniku spalania biogazu powstaje mniej szkodliwych tlenków azotu niż w przypadku spalania paliw kopalnych.
Skład biogazu Składnik [ %]
metan, CH4 ok. 75%
dwutlenek węgla, CO2 ok. 25%
azot, N2 0-0,3
wodór, H2 1-5
siarkowodór, H2S 0-3
tlen, O2 0,1-0,5
Wytwarzanie biogazu:
• Na składowiskach odpadów biogaz wytwarza się samoczynnie, stąd nazwa gaz wysypiskowy.
• Biogaz powstaje również w sposób naturalny np. na torfowiskach (głównie z celulozy), nazywamy go wtedy gazem błotnym lub gazem gnilnym.
• Czasami biogaz określa się jako agrogaz, zwłaszcza jeżeli uzyskujemy go z gnojowicy lub obornika. Z 1m³ gnojowicy można uzyskać w przybliżeniu 20m³ biogazu, natomiast z 1m³ obornika nawet 30m³. Pozostałość po fermentacji stanowi cenny nawóz.
Zastosowanie biogazu:
Biogaz ma szerokie zastosowanie: wykorzystuje się go głównie w Indiach, Chinach, Szwajcarii, Francji, Niemczech i USA jako paliwo dla generatorów prądu elektrycznego (ze 100m³ biogazu można wyprodukować około 540-600 kWh energii elektrycznej), jako źródło energii do ogrzewania wody, a po oczyszczeniu i sprężeniu jako paliwo do napędu silników (instalacje CNG).
Rozkład substancji organicznych w warunkach beztlenowych – ilość wydzielonej energii – jest bardzo mało.
Dodatki do odchodów zwierzęcych:
Są to produkty stosowane w studzienkach z odchodami, które powodują:
• Redukcję emisji gazów do środowiska, zwłaszcza metanu CH4 i siarkowodoru H2S;
• Redukcje nieprzyjemnych zapachów;
• Zmianę właściwości fizycznych odchodów tak, czy ich użycie do dalszej obróbki było proste, np. eliminowanie kożucha, redukcja frakcji stałych, usuwanie rozwarstwiania odchodów.
• Zwiększenie wartości
nawozowej odchodów zwierzęcych, poprzez zmniejszenie strat NH3 i zatrzymanie azotu e odchodach a także zwiększenie syntezy komórek mikroorganizmów , co powoduje wzrost zawartości organizmów, dobrze przyswajalnego przez rośliny azotu.
• Stabilizacja (zmniejszanie mikroorganizmów chorobotwórczych), co powodowane jest zmianą temperatury i pH, w której giną patogeny.
Odpady powstałe w trakcie produkcji zwierzęcej.
W trakcie produkcji zwierzęcej powstaje wiele różnych odpadów, a najważniejsze to:
• Pestycydy;
• Produkty weterynaryjne;
• Oleje i smary;
• Złom i opony;
• Opakowania (twardy plastik, cienkie folie, tektura, papier, szkło, palety);
• Pozostałości pasz;
• Odpady budowlane ( cement, metal);
• Padlina.
Większość odpadów to opakowania papierowe i plastikowe. Najbardziej niebezpieczne odpady to lekarstwa z przekroczoną datą ważności. Sposoby postępowania z odpadami w UE są bardzo różne. Istnieją europejskie i krajowe uwarunkowania prawne dotyczące ochrony środowiska i zarządzania odpadami magazynowanymi i wywozu odpadów oraz wtórnego użycia.
Kompostowanie (organiczny recykling) – naturalna metoda unieszkodliwiania i zagospodarowania odpadów, polegająca na rozkładzie substancji organicznej przez mikroorganizmy – bakterie tlenowe, mrówki, nicienie, etc. Jest to proces przetwarzania substancji w kontrolowanych warunkach w obecności tlenu (powietrza), w odpowiedniej temperaturze i wilgotności.
Kompostowanie jest kontrolowanym rozkładem materii organicznej. Zamiast pozwalać naturze na powolny rozkład biomasy, kompostowanie zapewnia optymalne środowisko, w którym organizmy
kompostujące mogą się najlepiej rozwijać. Aby wyżywić najbardziej aktywne mikroby, w skład materii poddanej kompostowaniu muszą wchodzić następujące składniki:
- węgiel,
- azot i tlen z powietrza,
- woda.
Rozkład może mieć miejsce również w przypadku nieobecności któregoś z wymienionych składników, choć będzie znacznie wolniejszy. Przykładowo, możliwy jest rozkład biomasy umieszczonej w szczelnie zamkniętej foliowej torbie, choć nieobecność powietrza spowoduje rozwijanie się bakterii beztlenowych i rozkład beztlenowy.
Kompostowanie znajduje zastosowanie w rolnictwie i ogrodnictwie, pozwalając na wykorzystanie odpadków z gospodarstw rolniczych. Wykonuje się je w pryzmach kompostowych. Kompost uzyskany w wyniku tego zabiegu jest nawozem organicznym (naturalnym). Podczas kompostowania zachodzą dwa równoległe procesy biochemiczne:
- mineralizacja,
- humifikacja.