Zależność między nowoczesnymi systemami...

prof. dr hab. Zbigniew Dobrzański
Akademia Rolnicza we Wrocławiu

Konieczność ochrony środowiska naturalnego, wymusza podjęcie działań ograniczających negatywny wpływ ferm drobiarskich (a także zakładów wylęgowych, ubojni i przetwórni drobiu) na otoczenie. Istnieje coraz więcej różnych regulacji prawnych w postaci ustaw, rozporządzeń i przepisów związanych z ochroną środowiska, uwzględniających także aspekty produkcji zwierzęcej (drobiarskiej). Głównym dokumentem jest ustawa o ochronie środowiska z 31.04.1980 r. (Dz. U. Nr 3/80), z późniejszymi zmianami, z których jedna z ważniejszych to decyzja o dopuszczalnej emisji zanieczyszczeń do powietrza (DZ. U. Nr 49/94). Z ustawą tą związane jest też Prawo Wodne (ustawa z 24.10.1974 r.) ustalająca m.in. warunki jakim powinny odpowiadać ścieki wprowadzane do wód i gleb (Dz. U. Nr 116/91). Ponadto istnieje Rozp. MOŚZNiL z dnia 13.05.1995 r. (Dz.U. Nr 52/95), wg którego inwestycje związane z hodowlą zwierząt o obsadzie ponad 50 DJP, a w przypadku chowu ściółkowego 100 DJP zostały zaliczone do kategorii inwestycji mogących pogorszyć stan środowiska. Niezbędne jest sporządzenie ocen oddziaływania na środowisko, które powinno uwzględniać zarówno fazę budowy, eksploatacji i likwidacji w odniesieniu do inwestycji wraz z towarzyszącymi jej urządzeniami budowlanymi. Oceny te muszą uwzględniać wpływ inwestycji lub obiektów na takie elementy środowiska, jak: powietrze, powierzchnia ziemi łącznie z glebą, wody powierzchniowe i podziemne, klimat, ludzie, świat roślinny i zwierzęcy, a także krajobraz we wzajemnym ich powiązaniu.

Warto też odnotować, że od 1.01.1998 r. obowiązuje ustawa o odpadach (Dz. U. Nr 96/97) oraz Rozp. RM z dnia 22.12.1989 r. (Dz. U. Nr 162/98) w sprawie opłat za składowanie odpadów. Z tych aktów prawnych wynika, że do odpadów należą też odchody zwierzęce, w tym ciekłe (kod 020106) oraz odpadowa tkanka zwierzęca i padlina (kod 020102). W przypadku tych pierwszych opłata za składowanie wynosi 32 zł/t, a tych drugich 84 zł/t.

Fermy drobiarskie wywierają na otoczenie działanie bezpośrednie (emisja zanieczyszczeń powietrznych) oraz pośrednie poprzez wprowadzenie do środowiska odchodów drobiowych i ewentualnie padłych ptaków oraz ścieków czy odpadów z zakładów przemysłu drobiarskiego.

Fermy drobiu

1. Zanieczyszczenia powietrzne

Fermy drobiu, obok trzody chlewnej należą do największych emitorów zanieczyszczeń typu chemicznego (gazy), biologicznego (mikroorganizmy) i mechanicznego (pyły). Ich wielkości próbuje określić wielu autorów. Np. Peshel (1997) podaje, że emisja samego amoniaku od 1000 niosek utrzymywanych w bateriach wynosi od 4,9 do 6,7 g/h, a siarkowodoru od 24 do 138 mg/h, w zależności od pory roku i zawartości wody w pomiocie (tab.1). Daje to w przeliczeniu od 42,9 do 54 kg NH₃ /rok, zaś H₂S od 0,21 do 1,2 kg/rok. Z własnych obliczeń autora wynika, że w typowym kurniku ściołowym o obsadzie 6.000 niosek roczna potencjalna produkcja NH₃ może wynosić aż 3,43 t, gdyż 1 DJP kur produkuje rocznie 9,8 t odchodów o zawartości 118 kg N (z 1 g azotu może powstać w sprzyjających warunkach 1,21 g amoniaku). Jeszcze inne dane dotyczące koncentracji i emisji amoniaku z budynku dla drobiu w Europie podaje Wathes (1988), przy czym interesujące jest porównanie stężenia NH₃ w kurnikach bateryjnych z tradycyjnymi (ściołowe z grzędami).

Fermy drobiu są też emiterem dwumetyloaminy, dwutlenku węgla, tlenku węgla (czadu), a także merkaptanów, ketonów, aldehydów, kwasów organicznych i wielu innych związków organicznych o charakterze odorów. Ich pełna identyfikacja i ocena toksyczności napotyka na trudności metodyczne (Tymczyna i wsp., 1999).

Tabela 1. Wielkość emisji zanieczyszczeń w przeliczeniu na 1000 niosek w mg/h (Peschel,1997)

Także produkcja pyłów i kurzu jest ogromna. Od 1.000 niosek emisja tego zanieczyszczenia wynosi od 3,0 do 41,67 g/h, co daje w przeliczeniu 26,28 do 365 kg/rok. W przypadku chowu na ściółce wartości te mogą być znacznie wyższe (Dobrzański, Kołacz, 1998).

Trudno oszacować emisję drobnoustrojów z budynku dla drobiu. Z badań Rudego (1983) wynika, że maksymalna zawartość bakterii i grzybów w powietrzu typowej brojlerni może osiągnąć nawet 26,7 mln/m³. Daje to emisję drobnoustrojów z obiektu np. typu BIOS przy letniej wymianie powietrza (na poziomie 40 tys. m³ /h) rzędu 10¹² w ciągu godziny.

Te ogromne ilości bakterii i grzybów należą głównie do saprofitów, lecz w przypadku występowania różnych chorób drobiu, mogą być łatwo transportowane do środowiska także chorobotwórcze drobnoustroje. Ograniczenie emisji zanieczyszczeń powietrznych można uzyskać poprzez instalację:

• urządzeń recyrkulacyjnych i filtrujących (oczyszczających) powietrze wentylacyjne,
• urządzeń odpylających lub nawilżających powietrze wewnętrzne,
• urządzeń jonizujących (ujemnie) powietrze w kurnikach.

Urządzenia te są jednak kosztowne i rzadko stosowane w praktyce nawet, w krajach UE i USA.
Efektywnym i tanim sposobem jest natomiast zastosowanie lamp kwarcowo-rtęciowych (w Polsce dopuszczone są mobilne UNZ i stacjonarne ZNUV zestawy do naświetlania zwierząt promieniami UV), które dają nawet 30-50 % redukcję pyłów i drobnoustrojów w powietrzu oraz do 25% redukcję amoniaku. Zmniejszają też zawartość drobnoustrojów w zewnętrznej warstwie ściółki oraz w wodzie w otwartych poidłach. Urządzenia te jednak nie przyjęły się na szerszą skalę.

Ograniczenie stopnia zanieczyszczenia powietrza w kurnikach, a więc i powietrza wentylacyjnego (zużytego), można też uzyskać poprzez dodatki do ściółki:

• preparatów mikrobiologicznych, np. typu BIOSAN czy DE ODORASE, które ograniczają rozwój bakterii, grzybów i promieniowców, biorących udział w przetwarzaniu kwasu moczowego na amoniak i dwutlenek węgla,
• preparatów mineralno-organicznych, np. typu HUMOKARBOWIT lub niektórych naturalnych glinokrzemianów (bentonit, zeolity, wermikulit, kaolin), które posiadają właściwości sorpcyjne pochłaniając gazy i wodę, a ponadto poprawiają one wartość nawozową ściółki,
• preparatów chemicznych (kwasy organiczne i nieorganiczne, formaldehyd, superfosfat itd.), których działanie polega na zmianie odczynu ściółki przez co ogranicza się rozwój drobnoustrojów.

W kurnikach bateryjnych proekologicznym rozwiązaniem jest podsuszanie pomiotu, dzięki temu zmniejszona jest emisja amoniaku i innych gazów, a mniejsza masa ułatwia utylizację tych odchodów. Rozwiązanie te proponuje wiele firm zajmujących się wyposażeniem kurników, m. in. Big Duchman szeroko reklamując zalety nowego systemu baterii klatkowych ,,UniVent'' czy ,,EuroVent'', w których można uzyskać zawartość suchej masy w posuszonym pomiocie do 60%.

Tabela 2. Średnia koncentracja i emisja amoniaku z budynków dla drobiu w krajach Europy (Wathes, 1998)

2. Odchody drobiowe

Z uwagi na postępującą koncentrację ptaków w fermach drobiu problem usuwania i zagospodarowania nawozu drobiowego nabiera coraz większego znaczenia. Kury dorosłe produkują dziennie 150-160 g pomiotu, a brojlery średnio 65 g/dobę. Najwięcej odchodów produkują gęsi (392 g/dobę), co obrazuje tab.3. Z innych danych (Kołodziej, 1992) wynika, że od 1 DJP niosek otrzymuje się dziennie 31,9 kg, brojlerów 41,8 kg, a indyków 23 kg odchodów o zawartości suchej masy odpowiednio: 7,9, 10,9 i 6 kg. Natomiast Wężyk (2000) podaje, że udział suchej masy w pomiocie kurzym: w świeżym i wilgotnym 12-20 %, składowanym przez miesiąc 20-27%, a w podsuszonym 27-40%. Sztucznie suszony zawiera 85-95% s.m, a ze ściółką 40-90% s.m. Oprócz wody w odchodach drobiowych są znaczne ilości azotu i fosforu oraz szereg mikroelementów (m.in. Cu, Zn, Fe, Co, Se).

Jamroz (1997) podaje, że nioska pobiera na dobę ok. 2,3-4/g N wydalając 0,8-1,8 g azotu. Roczna emisja azotu do środowiska może wynosić od 1 nioski 290-657 g czystego składnika, głównie w postaci łatwo degradowanego kwasu moczowego i azotu amonowego. Dobowe pobieranie fosforu przez kurę wynosi 530-840 mg, a jego wydalenia stanowi ok. 50%. W przeliczeniu rocznym daje to 78-156 g fosforu od nioski, który trafia do gleby i wód. Już tylko te dwie wartości wskazują na potrzebę optymalizacji składu pasz pod kątem zawartości białka i fosforanów oraz pełną kontrolę chemiczną nawozu drobiowego i gleb w celu niedopuszczenia do przenawożenia użytków rolnych, gdyż grozi to zanieczyszczeniem wód powierzchniowych a nawet gruntowych związkami azotu i fosforu.

Badania nad ograniczeniem zawartości azotu i fosforu w pomiocie drobiowym prowadzone są w wielu ośrodkach naukowych w Europie i USA. Jednym ze sposobów jest obniżenie poziomu białka w paszy i zastąpienie go metioniną Wówczas istnieje możliwość obniżenia zawartości N w odchodach kurzych o ok. 15% (Gawęcka, 1996). Natomiast obniżenie zawartości P w paszy dla drobiu nie może być znaczące, gdyż pogarsza się wówczas jakość skorup u niosek. Można jednak podawać enzym fitazę, który zastępuje do 6 g fosforanu w 1 kg paszy, co pozwala zmniejszyć wydalanie fosforu w odchodach o 100 mg/doba/kura, czyli o 16%. Wg Rachwał (2000) obniżenie zawartości fosforu w dawce pokarmowej nioski z 0,65 do 0,45% obniża zawartość fosforu z 2,78 do 1,89, czyli o 32%, lecz nie wiadomo jak to wpłynęło na jakość skorup jajowych.

Rolnicze wykorzystanie nawozu drobiowego jest powszechnie stosowanym sposobem jego utylizacji. W niektórych krajach Beneluksu i w Niemczech istnieją specjalne przepisy dotyczące sposobu jego stosowania na użytki rolne. Uważa się, że bezpieczna dawka pomiotu wynosi max 15 t s.m. ha/rok, a w przypadku podejrzenia o zanieczyszczenie wód amoniakiem czy substancją organiczną należy ograniczyć jego dawkę do 10 t s.m.ha/rok. Np. Wężyk (2000) cytuje dane holenderskie, z których wynika, że pomiot z fermy o obsadzie 100 tys. niosek wystarcza do nawożenia 55-60 ha ziemi ornej.
Pomiot drobiowy może być stosowany bezpośrednio na uprawy rolne lub po jego przekompostowaniu, który to sposób jest zalecany przez agroekologów.

Tabela 3. Masa odchodów uzyskanych od różnych gatunków drobiu i ich skład fizyko-chemiczny

Kompostowanie

Ostatnio coraz więcej uwagi poświęca się badaniom z zakresu mikrobiologicznego przetwarzania odchodów drobiowych. Powstałe w wyniku tych procesów produkty wykazują większą trwałość i wyższą zawartość azotu organicznego oraz charakteryzują się mniej nieprzyjemnym zapachem i szerszym zakresem wykorzystania. Produkty te wytwarza się przez kompostowanie pomiotu z innymi składnikami będącymi źródłem węgla, które dostarczają mikroorganizmom energii i umożliwiają lepsze przenikanie tlenu do wnętrza masy. Skład i przydatność kompostów zależy od sposobu fermentacji, jakości nawozu oraz rodzaju i ilości zastosowanego źródła węgla (mogą być nim resztki pożniwne, odpady z zakładów przetwórczych przemysłu spożywczego i inne). Komposty sporządzane z odchodów drobiowych mogą być wykorzystane jako nawóz oraz czynnik poprawiający fizyczne własności gleby i biologiczne roślin. Na przykład w ZZD IZ w Chorzelowie prowadzone są badania nad zastosowaniem dżdżownicy amerykańskiej do przetwarzania (przerabiania) pomiotu drobiowego na humus. W Polsce podjęto też produkcję granulowanego nawozu z pomiotu kurzego ,,Pollina'' wg japońskiej technologii firmy ,,Okada'', a także wiele odmian (eko) nawozów z użyciem zużytej ściółki lub samego pomiotu kurzego z dodatkiem różnych minerałów i kopalin (dolomit, węgieł brunatny, torf itp.).

W USA kompostowaniem i przerobem ściółki na naturalny nawóz (kompostowany nawóz organiczny) zajmuje się wiele wyspecjalizowanych firm. Nawóz ten jest powszechnie stosowany do nawożenia trawników, ogrodów a nawet roślin doniczkowych. Poprzez odpowiedni dobór składników, w tym także preparatów mikrobiologicznych, można prawie całkowicie ograniczyć jego nieprzyjemny zapach. Kompostowanie pomiotu kurzego jest najtańszym sposobem zmniejszenia jego agresywności chemicznej i uciążliwości dla środowiska podnosząc jednocześnie jego wartość nawozową. W Holandii natomiast upowszechnia się suszenie i przetwarzanie odchodów drobiowych, które w formie granulatu są nawet eksportowane. Tylko w dwóch regionach Holandii, tj. w Brabancji i Limburgii powstało ostatnio ponad 30 suszarni odchodów. 

W zakończeniu tej części należy też wspomnieć o kompostowaniu zużytej ściółki w brojlerniach. Zabieg ten tj. wielokrotne użycie tej samej ściółki w odchowie brojlerów ma na celu głównie zmniejszenie kosztów odchowu. W Niemczech stosuje się specjalny preparat mikrobiologiczno-enzymatyczny, który zastosowany do dużej ściółki obniża emisje amoniaku, kurzu, pyłów i substancji zapachowych w czasie odchowu, bez potrzeby czyszczenia i dezynfekcji między kolejnymi cyklami odchowu. W Polsce, pomimo pozytywnych wyników eksperymentów prowadzonych przez Majewskiego i Tymczynę (1983), nie przyjęła się technologia utrzymywania brojlerów bez zmiany ściółki.

Wykorzystanie żywieniowe

Żywieniowe wykorzystanie zużytej ściółki drobiowej (dla przeżuwaczy) jest możliwe pod warunkiem odpowiedniego jej przygotowania, który ma na celu likwidację patogennych mikroorganizmów. Można to osiągnąć poprzez:

• kompostowanie ściółki brojlerowej w warunkach beztlenowych (pod przykryciem przez co najmniej 3 tygodnie i następuje wówczas biotermiczne odkażanie),
• suszenie pomiotu drobiowego (odparowanie wody, termiczna obróbka w warunkach przemysłowych),
• kiszenie ściółki brojlerowej (głównie z udziałem kukurydzy). 

Wieloletnie obserwacje amerykańskie wykazują na wysoką efektywność stosownia przetworzonego technologicznie czy biotechnologicznie pomiotu drobiowego w żywieniu bydła rzeźnego (oraz owiec) bez zagrożenia ich zdrowia oraz ludzi. W Polsce obowiązują przepisy sanitarno-weterynaryjne nie dopuszczające tej praktyki.

Warto dodać, że prowadzono z powodzeniem próby wykorzystania świeżego pomiotu do hodowli larw muchy domowej (z 1 t nawozu można uzyskać około 20 kg suszonych larw o zawartości białka 61,4%) oraz płynnego nawozu do hodowli glonów (alg). Można wówczas uzyskać 80-100 t alg /ha powierzchni zbiornika z płynnymi odchodami. Zawartość białka w algach jest wysoka, wynosi około 73%. Metody te w Polsce nie są stosowane.

Wykorzystanie energetyczne

Z nawozu drobiowego (płynnego) poddanego fermentacji beztlenowej (w temp. około 30⁰C) można uzyskać znaczne ilości metanu i dwutlenku węgla (wartość energetyczna tej mieszaniny gazów wynosi około 20-26 MJ/m³). Z 1 kg pomiotu można uzyskać 0,6-0,8 m³ gazu czyli około 7 l gazu od 1 kury w ciągu dnia. 1 m³ biogazu jest ekwiwalentem 0,62 l oleju napędowego lub 1,1 kg węgla kamiennego. Największą trudnością w produkcji biogazu jest utrzymanie właściwych temperatur w czasie reakcji oraz równowagi pomiędzy fazą gazową i cekła. Instalavcje te są kosztowne i w Polsce poza prototypami, nie udało się wdrożyć tej metody do praktyki.

Podsuszony pomiot ze ściółką może służyć jako paliwo w lokalnych kotłowniach i elektrociepłowniach. Należy jednak pamiętać, że organiczne paliwo może być źródłem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) i innych związków toksycznych.

W Polsce są już firmy oferujące piece na paliwo stałe organiczne (słoma, trociny, torf, zużyta ściółka drobiowa), jednak niska wartość cieplna tego opału nie wytrzymuje konkurencji z węglem kamiennym.

3. Padłe ptaki

Zagospodarowanie padłych ptaków z małych ferm niosek czy brojlerów nie stanowi większego problemu, natomiast w dużych kompleksach produkcyjnych padłe ptaki stanowią pokaźną masę, która powinna być w możliwie krótkim czasie wywieziona poza obręb fermy, z uwagi na szybkie procesy rozkładu, co może sprzyjać skażeniu powietrza bakteriami chorobotwórczymi oraz odorami.

Tabela 4. Orientacyjne ilości (masa) padłych ptaków w fermie brojlerów i niosek o różnej obsadzie

Z padłymi ptakami można różnie postępować. Niedopuszczalne jest jednak ich składowanie na terenie fermy (np. w workach foliowych czy metalowych pojemnikach), a następnie zakopywanie na terenie upraw rolnych czy nawet nieużytków. Nawet przysypanie ich wapnem palonym nie jest bezpieczne z epizootycznego punktu widzenia, gdyż z czasem dochodzi do skażenia mikrobiologicznego wód gruntowych a nawet powierzchniowych.

Możliwe są następujące sposoby racjonalnego zagospodarowania padłych ptaków:

wykorzystanie bezpośrednie dla celów paszowych dla zwierząt futerkowych mięsożernych (lisy, jenioty, tchórze hodowlane, fretki) lecz w ograniczonym zakresie i w zasadzie dotyczy to drobiu dorosłego o większej biomasie (indyki, gęsi),

wykorzystanie do produkcji mączek zwierzęcych przez wyspecjalizowane zakłady utylizacyjne, co gwarantuje odpowiednią ich jakość i bezpieczeństwo w stosowaniu jako składnika paszowego, głównie dla zwierząt monogastrycznych. Surowiec ten do czasu transportu powinien być jednak zamrożony lub poddany specjalnej konserwacji za pomocą fermentacji

wykorzystanie do produkcji biokompostów i celów nawozowych, co wymaga jednak zastosowania odpowiedniej technologii, a przede wszystkim specjalnych pojemników kompostowych oraz dodatków do słomy i zużytej ściółki (vide Pol. Drob. nr 3/97 oraz Biul. Inf. Drob. nr 5/93),

spalanie ptaków. Jest to metoda biologicznie bezpieczna, nie stwarzająca zagrożeń dla środowiska, ale proces spalania jest długotrwały i powoduje wydzielanie nieprzyjemnych zapachów. Popiół z padłych ptaków posiada małą wartość nawozową, ale nadaje się jako komponent do produkcji różnych biokompostów.

W zakończeniu należy podkreślić, że przedstawione metody ograniczania oddziaływania ferm drobiarskich na środowisko nie wyczerpują problematyki, a jedynie zwracają uwagę na złożoność tych zagadnień, a także na możliwość różnorodnych rozwiązań organizacyjnych i technicznych zmniejszających uciążliwość tych obiektów dla bliższego i dalszego otoczenia.