Gyvulininkystėje susidaro daug įvairių neorganinių ir organinių kvapiųjų medžiagų, įskaitant alkoholius, aldehidus, amoniaką, aminus, vandenilio sulfidą ir kitus organinius sulfidus, karboksirūgštis, esterius, ketonus, terpenus ir aromatinius junginius. Tačiau vandenilio sulfidas ir amoniakas dažnai nustatomi kaip pagrindiniai visų kvapo junginių komponentai. Daugelis iš šių medžiagų skleidžia nemalonius kvapus, dėl kurių susiduriama su socialine problema, pasireiškiančia įtampa tarp gyvulių augintojų ir gyventojų, gyvenančių netoli gyvulininkystės fermų (Barbusinski et al., 2017; Borowski et al., 2017; Chai et al., 2018; Jo et al., 2015; Nie et al., 2020; Zilio et al., 2020).
Visuomenės susirūpinimas kvapais keliamas ne tik dėl jų nemalonių potyrių ar nepatogumų, bet ir dėl to, kad šie kvapieji junginiai teršia aplinką ir gali sukelti sveikatos sutrikimų. Ilgalaikis kvapų poveikis žmonėms gali sukelti neigiamą poveikį sveikatai, pradedant nuo emocinio streso, pavyzdžiui, nerimo ar depresijos, ir baigiant fiziniais simptomais, tokiais kaip akių dirginimas, galvos skausmas, kvėpavimo takų problemos, mieguistumas, pykinimas ar vėmimas (Barbusinski et al., 2017; Chai et al., 2018; Gutarowska et al., 2014; Huang & Guo, 2018; Nie et al., 2020). Tačiau, neretai sunku nustatyti tiesioginį ryšį tarp kvapiųjų junginių ir sveikatos simptomų, nes toksiški kvapieji junginiai dažnai pasiekia gyventojus, kai jų koncentracija yra daug mažesnė už toksiškumo ribą (Brancher et al., 2019).
Pagrindiniai kvapų šaltiniai yra gyvulininkystės pastatų vėdinimas, mėšlo laikymas ir jo skleidimas laukuose. Tačiau, mėšlo kaupimas laikomas didžiausia problema dėl kurios sulaukiama daugiausia skundų. Susidarę kvapai yra tiesioginė gyvulių mėšlo ir pašarų likučių skaidymo rezultatas, kai yrant organiniai medžiagai susidaro nestabilūs tarpiniai šalutiniai produktai. Kvapų rūšis ir emisijos stiprumas iš gyvūninės kilmės atliekų priklauso nuo daugelio kintamųjų, įskaitant pašarų tipą, gyvūnų skaičių, mėšlo chemines-fizinės savybes, mėšlo apdorojimo technologijos. Taip pat būtina atsižvelgti į dujų mainų mechanizmus (Jo et al., 2015; Zilio et al., 2020).
Problemos, kurias sukelia kvapai iš gyvulininkystės ūkių, paskatino alternatyvų mėšlo tvarkymo ir kvapo kontrolės strategijų poreikį. Kvapų mažinimas yra labai sudėtingas klausimas, apimantis teisinius kvapų išmetimo reikalavimus, kvapų šaltinių valdymą, kvapų apdorojimo metodus, taip pat kvapiųjų dujų išmetimo matavimo ir įvertinimo metodus. Visuomenės informuotumo raida, tarptautinė ir nacionalinė politika, vadybos ir inžinerijos metodai yra kvapų apdorojimo technologijų plėtros varomosios jėgos (Barbusinski et al., 2017).
Poveikio įvertinimo gairės nėra skirtos patenkinti nulinį kvapą, o siekiama kuo labiau sumažinti kenksmingą poveikį įvairiems jautriems receptoriams aplinkiniame kvapo šaltinių regione iki priimtino lygio (Brancher et al., 2017). Yra nemažai būdų, kaip sumažinti gyvulininkystės metu atsirandančius kvapus (Borowski et al., 2017; Gutarowska et al., 2014):
- dietos modifikavimas, siekiant pagerinti gyvūnų maistinių medžiagų sulaikymą ir sumažinti jų išsiskyrimą su ekskrementais;
- įvairios dangos, kurios sulaiko iš mėšlo išsiskiriančias dujas;
- cheminės oksidacijos technologijos, įskaitant ozoninimą, fotokatalizę, Fentono reakciją;
- biofiltrai ir membraniniai reaktoriai, kurie sulaiko, skaido ar transformuoja kvapiuosius junginius;
- cheminiai ir biologiniai priedai, kurie adsorbuoja, oksiduoja kvapiklius arba paverčia juos bekvapėmis formomis.
Biologiniai priedai atrodo ypač patrauklūs ūkininkams praktiniu, ekologiniu ir ekonominiu požiūriu, todėl šiame straipsnyje daugiau dėmesio skiriama būtent šiam metodui (Barbusinski et al., 2017; Borowski et al., 2017; Kim et al., 2008; Zilio et al., 2020). Ilgus metus trukę tyrimai ir realus pritaikymas parodė, kad biotechnologijos gali būti laikomos tvirta ir patikima alternatyva įprastiems fizikinio ar cheminio apdorojimo metodams. Biologinių priedų metodas yra būdas kontroliuoti kvapą slopinant kvapiųjų medžiagų gamybą, kuri yra pagrindinė kvapo problemos ar kvapiųjų medžiagų išsiskyrimo priežastis. Ši kontrolė paremta mikroorganizmų sudėties ir jų aktyvumo valdymu, kai nemalonius kvapus gaminantys mikroorganizmai yra slopinami o mikroorganizmai, skaidantys organines medžiagas į stabilius neorganinius produktus (anglies dioksidas, vanduo, sulfatas ir nitratai), yra skatinami (Barbusinski et al., 2017; Zhang et al., 2013; Zilio et al., 2020).
Naudojami biopreparatai turi daug funkcinių ir ekologinių pranašumų:
- inokuliuoti mikroorganizmai pasižymi dideliu konkurencingumu ir slopina patogeninę mikroflorą;
- mikroorganizmai, esantys biopreparatų sudėtyje geba pasisavinti azotą iš karbamido, kas sumažina amoniako susidarymą ir jo garavimą, dėl to ženkliai sumažėja nemalonūs kvapai;
- biopreparatų panaudojimas leidžia žymiai pagerinti aplinką gyvulininkystės ir paukštininkystės įmonėse;
- sumažinamos atliekų saugojimo ir šalinimo sąnaudos;
- apdorotas substratas (mėšlas, srutos) yra praturtinamas biologiškai aktyviomis medžiagomis bei sumažinama maistingųjų medžiagų netektis, dėl ko išauga tręšiamasis substrato efektyvumas;
- žemės ūkio įmonės tampa pajėgios vykdyti uždarą gamtos ciklą (laukas – ūkis – atliekų apdorojimas – laukas), sumažinamas mineralinių trąšų poreikis bei neigiamas poveikis aplinkai.
Taigi, gyvulininkystėje susidarančių kvapiųjų junginių kontrolė ir mažinimas šiuo metu yra globali problema, kuriai spręsti nuolatos ieškoma naujų efektyvių būdų. Šių problemų ignoravimas kelią pavojų aplinkai ir žmonių sveikatai. Todėl, siekiant užtikrinti aplinkos kokybės normų laikymąsi ir siekiant išvengti socialinio negatyvo, būtina imtis atitinkamų priemonių, kurių ne vieną gali pasiūlyti „Biovala“ specialistai. Daugiau informacijos mūsų tinklapyje – https://biovala.lt/produkto-kategorija/biologiniai-produktai-zemes-ukiui/.
Mantas Rubežius, 2020 10 01
Detalus informacijos šaltinių sąrašas:
Barbusinski, K., Kalemba, K., Kasperczyk, D., Urbaniec, K., & Kozik, V. (2017). Biological methods for odor treatment – A review. In Journal of Cleaner Production. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.03.093
Borowski, S., Matusiak, K., Powałowski, S., Pielech-Przybylska, K., Makowski, K., Nowak, A., Rosowski, M., Komorowski, P., & Gutarowska, B. (2017). A novel microbial-mineral preparation for the removal of offensive odors from poultry manure. International Biodeterioration and Biodegradation. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.10.042
Brancher, M., Griffiths, K. D., Franco, D., & de Melo Lisboa, H. (2017). A review of odour impact criteria in selected countries around the world. In Chemosphere. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.11.160
Brancher, M., Piringer, M., Grauer, A. F., & Schauberger, G. (2019). Do odour impact criteria of different jurisdictions ensure analogous separation distances for an equivalent level of protection? Journal of Environmental Management. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.03.102
Chai, L., Zhao, Y., Xin, H., Wang, T., & Soupir, M. L. (2018). Mitigating airborne bacteria generations from cage-free layer litter by spraying acidic electrolysed water. Biosystems Engineering. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2018.03.013
Gutarowska, B., Matusiak, K., Borowski, S., Rajkowska, A., & Brycki, B. (2014). Removal of odorous compounds from poultry manure by microorganisms on perlite – bentonite carrier. Journal of Environmental Management. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.03.017
Huang, D., & Guo, H. (2018). Relationships between odor properties and determination of odor concentration limits in odor impact criteria for poultry and dairy barns. Science of the Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.318
Jo, S. H., Kim, K. H., Jeon, B. H., Lee, M. H., Kim, Y. H., Kim, B. W., Cho, S. B., Hwang, O. H., & Bhattacharya, S. S. (2015). Odor characterization from barns and slurry treatment facilities at a commercial swine facility in South Korea. Atmospheric Environment. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.08.064
Kim, K. Y., Ko, H. J., Kim, H. T., Kim, Y. S., Roh, Y. M., Lee, C. M., & Kim, C. N. (2008). Odor reduction rate in the confinement pig building by spraying various additives. Bioresource Technology. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.12.082
Nie, E., Zheng, G., & Ma, C. (2020). Characterization of odorous pollution and health risk assessment of volatile organic compound emissions in swine facilities. Atmospheric Environment. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117233
Zhang, X. L., Yan, S., Tyagi, R. D., & Surampalli, R. Y. (2013). Odor control in lagoons. In Journal of Environmental Management. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.03.022
Zilio, M., Orzi, V., Chiodini, M. E., Riva, C., Acutis, M., Boccasile, G., & Adani, F. (2020). Evaluation of ammonia and odour emissions from animal slurry and digestate storage in the Po Valley (Italy). Waste Management. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.12.038