Результаты исследования «Гумистара»

В период с 7 по 14 ноября 2005 года проведено наблюдение за состоянием проростков семян пшеницы под действием жидкой подкормки для растений «Гумистар», в однократной повторности, в лабораторных условиях.

Были взяты две навески семян пшеницы, по 10 г каждая. Перед посевом одни семена были замочены в течение суток в растворе «Гумистара» (2 колпачка на 1 л воды), другие – в водопроводной воде.

Посев проведен в чашки Петри на увлажненную фильтровальную бумагу, проращивание – в термостате при постоянной температуре 25 °C. Доращивание происходило в условиях искусственного освещения в теплом помещении.

Наблюдения показали, что семена, обработанные «Гумистаром», имели более крепкие проростки и отличались большим количеством корешков. Проростки были более высокими и в условиях искусственно созданного стресса – недостатка влаги и высокой температуры окружающего воздуха – продолжили развитие, в то время как проростки из необработанных «Гумистаром» семян погибли.

Промышленное вермикомпостирование

При проектировании вермихозяйства надо исходить из его профиля, т. е. будет ли это хозяйство выращивать только маточное поголовье червей или также будет заниматься промышленным производством копролита и биомассы червей.

Идея промышленного культивирования дождевых червей принадлежит американскому врачу Баррету. На собственной ферме он занимался разведением червей с целью повышения доходности своего хозяйства. Он исходил из понимания необходимости полнейшей утилизации всех органических отбросов, образующихся в хозяйстве (отходов кухни, сада, огорода, а также опавшей листвы и тому подобных органикосодержащих отходов) и использования их в качестве корма дождевым червям.

Червей он выращивал в деревянных ящиках, заполненных землей, навозом и отходами. Урожайность их была высокой – до 3000 особей в одном кубическом футе, что, по его расчетам, соответствует плотности популяции 345 млн. особей на 1 га (в перерасчете на массу биомасса, при условии, что 4–5 особей весят 1 г, равна 69–86 т/га).

Полупромышленная технология разрабатывалась с 1975 года итальянскими исследователями. Для культивирования червей они использовали пленочную теплицу туннельного типа. Такие теплицы, по их мнению, весьма удобны, дешевы, позволяют без особых помех создавать необходимые условия для круглогодичного воспроизводства червей.

Условия для культивирования:

• длина туннеля – 40 м, ширина – 5 м;

• пол покрыт галькой (щебнем);

• на полу размещаются три лотка длиной 33 м и шириной 1 м;

• пол и стенки лотков выложены из кирпича;

• высота кирпичных бортов каждого лотка равна 27 см;

• общая площадь трех лотков равна 100 м2;

• между лотками имеются два прохода для проезда тачки.

Кроме того, в вестибюле туннеля размещались также сепаратор для отделения червей от субстрата, ящик для инвентаря, тачка для перевозки субстрата внутри туннеля. В самих теплицах лотки с субстратом и червями (культиваторы) можно разместить в два-три яруса на стеллажах – и площадь поверхности культивирования утроится.

По мнению итальянских исследователей, можно получать с 1 м2 до 100 кг биомассы червей в год. Для этого изымать их из субстрата следует не дважды в год, а через каждые два месяца культивирования.

В настоящее время в мире используется большое количество различных подходов для переработки органических отходов с помощью дождевых червей. При этом используются как простые, требующие больших затрат человеческого труда, так и полностью автоматизированные системы с одним оператором. Можно выделить несколько типов таких систем: навалы, ложи, корзины, реакторы.

Первые коммерческие системы вермикомпостирования появились в США в начале 90-х годов прошлого века. Первой среднего масштаба системой был так называемый «Worm Wigwam». Ее придумал Джон Горман-Саваж.

Примерно в то же время в Канаде была изобретена еще одна система большего масштаба. Ее изобретателем был Ал Эген – владелец «Оригинальных вермитехнологий» в Торонто.

Перед тем как заняться переработкой большого количества органики с помощью червей, необходимо учесть следующие факторы: количество сырья, которое необходимо переработать; объем финансирования; место расположения вермихозяйства; климат и метеоусловия; оборудование, необходимое для процесса переработки органики.

Управление средними и крупными системами вермикомпостирования включает в себя, кроме всего прочего, соблюдение температурных режимов, так как большие системы в ходе работы выделяют гораздо больше тепла, получаемого при разложении органических отходов, а также дольше его удерживают.

В качестве методов понижения температуры применяют следующие: добавление воды, включение фенов в системе или возле нее, уменьшение добавляемого для переработки сырья. При этом оператор должен следить за количеством солнечного света, попадающего в систему.

Навалы

Навалы представляют собой обычные длинные кучи органических отходов. Их можно использовать как в помещениях, так и вне их. Среди недостатков данной системы можно выделить следующие:

1) система требует большой площади земли или больших помещений;

2) в северных широтах в зимний период такой метод достаточно сложно применять;

3) затруднен процесс добычи биогумуса (вермикомпоста) из смеси биогумуса с червями (особенно при большом количестве перерабатываемого материала).

В данном случае рекомендуется использовать вермикомбайн – машину для отделения червей и их коконов от биогумуса.

Клиновая система

Это модифицированная система навалов, которая гораздо менее требовательна к площади и более проста при получении биогумуса, поскольку в данном случае нет необходимости отделять червей от вермикомпоста.

Органические материалы сваливаются слоями до тех пор, пока не образуется навал с углом наклона в 45 градусов. Такие кучи можно размещать как в закрытых помещениях, так и на воздухе. Однако в последнем случае, чтобы избежать потери питательных веществ, необходимо накрывать кучи брезентом или слоем компоста.

Для того чтобы получился навал шириной 1–3 м, используется фронтальный транспортер, длина кучи при этом может быть различной, ограниченной лишь размерами участка земли. Навал необходимо начинать со слоя органического материала толщиной 40–60 см по всей длине на одной из сторон.

На каждые 30 см2 площади навала добавляют до 1,5 кг червей. Один раз в неделю добавляют новый слой органики толщиной 6–10 см (в холодное время года добавляют слой толщиной 10–20 см). Когда толщина навала составит примерно 1 м, рядом начинают делать следующий. При этом в течение некоторого времени (обычно несколько дней) черви обязательно мигрируют в новый навал в поисках пищи, после чего можно собрать биогумус из переработанного навала.

Второй навал также доводится до толщины и высоты первого, а затем начинают новый и так далее. Движение червей будет происходить перпендикулярно навалам до тех пор, пока вы не дойдете до противоположной границы территории, а затем не продолжите те же действия в противоположном направлении. При соблюдении вышеприведенных рекомендаций первый навал будет переработан через 2–6 месяцев в зависимости от начального количества червей и вносимого органического материала.

Ложа, корзины и ящики

Эта система используется, пожалуй, наиболее широко как крупными производителями, так и частными домовладельцами. Вермикомпостирование в больших масштабах на открытом воздухе требует некоторого покрытия для того, чтобы уберечь червей от дождя и попадания прямых солнечных лучей. Кроме того, этот способ требует достаточно больших трудозатрат, поскольку приходится добывать биогумус вручную.

Технология в данном случае следующая: рассчитывают количество лож, определяют площадь участка для их размещения (проводя разметку территории, нужно проверить, нет ли на ней следов крота) и необходимый объем субстрата для питания червей, обеспечивают постоянное наличие субстрата и воды.

Участки для буртования и ферментации субстрата должны находиться на территории хозяйства или вблизи него. Желательно также предусмотреть пути транспортировки субстрата к ложам. Ложа лучше располагать на участках с определенным уклоном для обеспечения хорошего стока воды во время дождей и исключения образования луж. Кроме того, желательно, чтобы подстилающая почва была песчаная или каменистая.

Дождевые черви очень боятся ветра, поэтому следует выбирать места, защищенные от него, или огораживать вермихозяйство насаждениями деревьев и кустарников.

Площадь земельного участка можно разделить на три зоны.

Зона накопления, подготовки и хранения субстрата располагается в нижней части участка с целью предотвращения попадания дождевых вод из данной зоны в зону производства копролита.

Зона производства копролита занимает основную часть участка. В ней располагаются ложа для выращивания вермикультуры и производства копролита, а также источник воды. По схеме, предложенной американскими исследователями, черви содержатся на бетонированных площадках в траншеях шириной 2 м и глубиной 0,3–0,4 м, в ложах площадью 2 м2 (2ґ1) и высотой 15–30 см. Длина площадок или траншей зависит от размеров участка.

Ложа изготавливаются из металлической оцинкованной сетки с ячейками размером 15ґ15 мм. В ложе могут находиться 50–100 тыс. особей различного возраста и коконы. Ложа размещают секциями длиной до 50 м с расстоянием между ними 0,5–0,8 м. Две секции образуют сектор. Расстояние между секторами – 2,5–3 м.

Можно применять оригинальные конструкции, разработанные для конкретных условий региона или хозяйства.

При промышленном разведении червей целесообразно максимально механизировать трудоемкие процессы.

Зона обслуживания имеет навесы для подготовки и складирования копролита, подготовки биомассы, хранения техники и инвентаря, лабораторно-бытовой блок (передвижной вагончик). Хозяйство должно иметь трактор для транспортировки субстрата и готовой продукции, экскаватор с ковшом, вибросита различной конструкции с ячейками размером до 5 мм, ящики, лотки и другую тару для транспортировки червей, полиэтиленовые мешки, грабли, тачку, вилы на длинной ручке с закругленными на концах зубьями, лопаты, шланг из синтетического материала длиной 20 м и диаметром 20–25 мм, сепаратор для отделения копролита от червей, деревянные колышки и т. п. Для определения кислотности субстрата необходимы рН-метр (иономер) или лакмусовая бумага, а для измерения температуры – почвенные термометры длиной около 60 см.

Ведением хозяйства средней величины, состоящего из 350–400 лож размерами 2ґ1 м, может заниматься один человек, работая 8 часов в день (40 часов в неделю). Такое хозяйство при условии ведения в соответствии с предлагаемыми рекомендациями через 18 месяцев после его закладки будет в состоянии производить около 200 т копролита и 0,4 т биомассы червей в год.

Реактор

Этот метод представляет собой ряд лож с сетчатым дном. Органический материал ежедневно укладывается слоями поверх сетки, а затем тонкий слой готового биогумуса соскабливается со дна ряда лож и падает в ящики, размещенные под ними. Эти системы могут быть очень простыми с применением ручного труда, а также могут быть полностью автоматизированы с мониторингом влажности и температуры. Максимальной эффективности они достигают при применении в закрытых помещениях.

Самым маленьким образцом такой системы на рынке США является «Worm Wigwam». Эта система доказала свою рекордную эффективность и используется по всей территории США в школах, университетах, колледжах, офисах и военных базах. Вигвам сделан из переработанного пластика, размер его – около 1 м в диаметре и 1 м в высоту. Внутри на высоте 48 см от земли находится гальванизированная стальная сетка. Для помещения, в котором происходит процесс вермикомпостирования, соответственно, остается 52 см, а внизу находится ящик для хранения готового биогумуса. Снаружи имеется ручка, которая приводит в движение брусок, извлекающий тонкий слой готового биогумуса из-под сетки и над ней. Все это сооружение подогревается и изолируется для того, чтобы достичь оптимального годового выхода продукта.

В реактор добавляют около 16 кг червей, которые за год перерабатывают около 4 т органических отходов, в зависимости от материала. Оптимальная эффективность этого метода достигается при применении нескольких реакторов, чтобы увеличить пропускную способность вермихозяйства.

Дождевые черви и экология

Дождевые черви – биотесты

Огромное количество химических веществ, используемых в сельском хозяйстве в виде пестицидов, гербицидов и удобрений, а также промышленные выбросы предприятий привели к значительному загрязнению окружающей среды. Учитывая, что ежегодно в мире разрабатываются и затем производятся десятки новых веществ, не свойственных живой природе, совершенно невозможно предугадать их токсическое воздействие на окружающий мир и человека. Поэтому особо остро встают вопросы комплексного изучения экологии окружающей среды.

Традиционно для эколого-токсикологической оценки территорий применяют химико-аналитические методы. Они дают как бы «моментальный снимок» картины загрязненности определенных объектов (вода, почва, донные отложения и т. д.) конкретными токсикантами. Однако они не могут отразить состояние экосистемы в целом, оценить весь спектр загрязнителей и их взаимодействие друг с другом (эффект «коктейля»). Кроме того, большими недостатками этих методов является их высокая трудоемкость, необходимость приобретения высокоточного, дорогостоящего аналитического оборудования. При этом выявление спектра загрязнителей компонентов окружающей среды зачастую не позволяет судить об их токсичности для теплокровных животных и человека. Для многих химических веществ не разработаны гигиенические нормативы (предельно-допустимые концентрации, пороговые дозы и т. п.), по которым можно оценить степень воздействия на человека. Для интегральной оценки воздействия поллютантов на агроценозы более применимы биологические методы с использованием специально выбранных животных-биотестов.

Биотестирование позволяет определить интегральную токсичность проб с анализируемых территорий, оценить эколого-токсикологическое состояние агроценозов и возможное влияние на человека.

Суть этого метода заключается в определении действия токсикантов на специально выбранные организмы в стандартных условиях с регистрацией различных поведенческих, физиологических или биохимических показателей. Биотестирование широко применяется для контроля качества природных и токсичности сточных вод, при проведении экологической экспертизы новых технологий очистки стоков, при обосновании нормативов предельно-допустимых концентраций загрязняющих компонентов.

Тест-животных обычно выбирают среди наиболее чувствительных к загрязняющим компонентам видов. Другое важное требование заключается в том, что воздействие токсиканта на животное должно вызывать ответную реакцию. Знание механизмов специфического токсического действия позволяет ослаблять или усиливать действие токсиканта с помощью специально подобранных фармакологических средств. Если последние обладают селективностью, то в ряде случаев становится возможным с помощью тест-объектов не только обнаружить токсический эффект, но и произвести групповую идентификацию токсиканта. Усиление действия с помощью фармакологических средств позволяет снизить порог обнаружения токсиканта, не прибегая к его концентрированию (прием, обычный при инструментальном физико-химическом анализе примесей).

По чувствительности и степени изученности среди других тест-объектов выделяют дафний (D. magna, D. рulex), несколько видов микроскопических одноклеточных зеленых водорослей из класса протококковых (сценедесмус Scenedesmus quadricauda, хлорелла Chlorella sp.) и пять-шесть видов рыб, как аквариумных (гуппи, данио-рерио), так и мелких аборигенных (голец, гольян). Каждый из этих объектов имеет свои преимущества и ограничения, и ни один из организмов не может служить универсальным «тестером», одинаково чувствительным ко всем загрязняющим веществам. С другой стороны, нецелесообразно бесконечно расширять круг биологических тест-объектов. Опыт токсикологического нормирования показывает, что при использовании этих видов биотестированием может быть охвачено более 80 % подлежащих контролю загрязняющих воду химикатов.

Для биотестирования почвенных образцов чаще всего применяют дождевых червей, олигохет (кольчатых червей) и различных насекомых. В Германии за период 1996–2001 гг. было апробировано более 20 биотестов с целью определения наиболее чувствительных и адекватных. В зависимости от того, какая функция почвы оценивается, используют тот или иной биотест. В этом списке биотестов дождевые черви выступают в качестве индикаторов функции почвы как естественной среды обитания. Такими тестами являются тест на острую токсичность (acute toxicity), репродуктивный тест (reproduction), тест на биомассу (biomass). Эти тесты прописаны в стандартах ИСО 11268–1, ИСО 11268–2, ИСО 11268–3 и EPA OPPTS 850.6200. Показано, что репродуктивный тест является более чувствительным, нежели тест на острую токсичность. По мнению экотоксикологов, репродуктивный тест является ведущим в списке рекомендуемых для оценки почвы.

Биотестирование проводят для определения интегральной токсичности почвы с целью проверки соответствия качества почвы нормативным требованиям. Исследуемая почва не должна оказывать острого и хронического токсического действия на тест-объекты.

Промышленные линии навозного червя используются для круглогодичной переработки органических отходов. Культуру дождевых червей выращивают в деревянных или пластмассовых ящиках, находящихся в теплом помещении, не содержащем токсических паров или газов. Оптимальная температура для культивирования дождевых червей и биотестирования – 18–24 °C, освещенность – 200–400 лк. Для выращивания дождевых червей используют смесь навоза крупного рогатого скота с растительными отходами.

Биотестирование проводят в деревянных или пластмассовых ящиках размером 30ґ30 см и высотой 15–20 см. Ящики должны иметь снизу дренажные отверстия для слива излишков воды. Тестируемую и контрольную почву помещают в ящики и увлажняют отстоянной водопроводной водой до влажности 75–85 %. В качестве контроля используют почву с территории заповедника или лесного массива, заведомо не содержащую токсичные вещества. Методика основана на определении выживаемости и поведенческих реакций дождевых червей при воздействии токсических веществ, содержащихся в тестируемой почве по сравнению с контролем.

Кратковременное биотестирование (screening test) – до двух суток – позволяет определить острое токсическое действие почвы на дождевых червей по их выживаемости и поведенческим реакциям. Показателем выживаемости служит среднее количество тест-объектов, выживших в тестируемой почве или в контроле за определенное время. Критерием токсичности является гибель 50 % (и более) дождевых червей за двое суток в тестируемой почве по сравнению с контролем. Показателем поведенческих реакций тест-объектов является скорость зарывания в субстрат. Критерием токсичности является отсутствие зарывания дождевых червей в тестируемую почву, активное ползание по поверхности земли и попытки к выползанию из ящика (avoidance test). Этот прием (тест на избегание) хорошо известен всем червоводам при выборе субстрата для культивирования червей. Достоинством скринингового теста являются высокая чувствительность, надежность, простота постановки, экономия времени и средств. Он достаточно сильно коррелирует с репродуктивным тестом.

Длительное биотестирование – до 30 суток – позволяет определить хроническое токсическое действие почвы на дождевых червей по снижению их выживаемости и плодовитости. Показателем выживаемости служит среднее количество тест-объектов, выживших в тестируемой почве в течение биотестирования. Показателем плодовитости – среднее количество молоди (включая и количество коконов, умноженное на два, т. е. число зародышей) в пересчете на одну особь выживших дождевых червей.

Однако не всегда реакция дождевых червей на загрязненную почву или субстрат может быть оценена по указанным выше критериям. Порой и опытные червоводы приходят в ужас при виде червей-уродцев (а может быть, мутантов?). Что явилось причиной появления таких червей, без специальных исследований сказать невозможно.

Большое значение метод биотестирования на дождевых червях приобретает при оценке результатов рекультивации (биоремедиации) территорий, загрязненных токсичными химическими веществами. Биотестирование позволяет достаточно быстро и эффективно оценить интегральную токсичность почвы до, во время и после биоремедиации, оценить эффективность технологии биоремедиации, а также показать, что продукты разложения поллютантов являются малотоксичными для окружающей среды. Это обеспечивает оперативный контроль за экологической безопасностью технологий, применяемых для биоремедиации.

Не менее важным аспектом использования дождевых червей в качестве биотестов мог бы стать выбор наименее токсичных пестицидов, от которых, к сожалению, современное сельское хозяйство пока не может отказаться. Однако на сегодня данный тест не внесен в список тестов, используемых при токсикологической оценке пестицидов. Согласитесь, это вопиющий факт, если вспомнить, что дождевые черви являются жертвами применения пестицидов. А чем это чревато для почвы и, в конечном итоге, для человека – не является секретом.

Биодеградируемая пленка – альтернатива пластику

Загрязнение окружающей среды упаковочным материалом – одна из главных экологических проблем современности. Появление биодеградируемых пленок станет спасительным для всего человечества, так как решит проблему загрязнения окружающей среды упаковочными материалами, которые, как известно, занимают лидерство в бытовых и промышленных отходах. Биодеградация и рециклинг упаковочных материалов в недалеком будущем может стать спасительной альтернативой и для большинства компаний пищевой промышленности, вынужденных тратить немалые суммы на пластик.

Компания Innovia сообщила, что для упаковки пищевых продуктов она будет использовать пленку NatureFlex, произведенную из восстановленной целлюлозосодержащей пульпы. Эта пленка соответствует европейским стандартам и стандартам США, сертифицирована и может применяться в промышленности и быту. Она легко поддается компостированию.

Пленка NatureFlex зарекомендовала себя с хорошей стороны и по чисто технологическим критериям: она удобна на стадии упаковки, термоустойчива в диапазоне температур 70–200 °C. Это означает, что такая пленка может быть использована на упаковочном конвейере без потери своих свойств.

Пленка NatureFlex прочнее других биополимеров, не электризуется, что делает ее достойным заменителем пластика.

Innovia заявила, что она разработала формулу на биодеградируемое покрытие пленки, которое придаст ей специальные свойства, необходимые при упаковке тех или иных продуктов питания.

Компания занимается также разработкой металлизированной пленки NatureFlex, которая в настоящее время проходит испытания на компостируемость и биодеградируемость. Быть может, со временем эта пленка станет «деликатесом» для технологических линий дождевых червей.

Утилизация пивной дробины дождевыми червями

Солодовая дробина образуется как остаток после отделения жидкой фазы – пивного сусла – в процессе фильтрации затора. Дробина состоит из жидкой (45 %) и твердой фаз (55 %). Твердая фаза дробины содержит оболочку и нерастворимую часть зерна. Состав дробины зависит от качества солода, количества несоложенного сырья, а также сорта изготовляемого пива.

На предприятиях пивоваренной промышленности России (более 400 предприятий) ежегодно скапливается большое количество дробины влажностью 70–80 %, которая содержит в среднем более 20 % сухих веществ с высоким уровнем протеина (12–15 %), превышающем почти в 3 раза его содержание в ячмене. Традиционно пивоваренные заводы России отличаются от таковых в развитых странах, где в технологической цепочке заложена операция по сушке пивной дробины. Пивная дробина там является полноценным продуктом производства и находит широкое применение.

В то же время на полигонах пивоваренных предприятий России в настоящее время скопились сотни тысяч тонн пивной дробины. Эта смесь растительных и микробных белков, сложных углеводов, органических кислот и других веществ, складированная на открытых площадках и в котлованах полигонов, уже на третий день выделяет в биосферу ядовитые продукты гидролиза и гниения (в том числе газы с дурными запахами – скатол, индол, аммиак). В таком состоянии отходы способны лежать в «могильниках» до 50 лет, активно загрязняя биосферу своими выделениями. Химические продукты распада, постепенно проникая в почву, отравляют грунтовые воды, земли становятся непригодными к хозяйственному использованию на десятки лет (причем с непредсказуемыми экологическими последствиями).

Трудно признать удачной идею простой утилизации пивной дробины на полигонах. Во-первых, это негативно влияет на экологию; во-вторых, согласно закону «Об охране окружающей среды», негативное воздействие на окружающую природную среду является платным.

Степень вредного воздействия пивной дробины на природную среду котируется как очень низкая, при которой экологическая система практически не нарушена.

Проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение (ПНООЛР) включает характеристику мест временного хранения (накопления) отходов у индивидуального предпринимателя или юридического лица, обоснование количества временного хранения (накопления) отходов у индивидуального предпринимателя или юридического лица и периодичности вывоза отходов. До момента транспортировки отходов пивной дробины на полигон она хранится на промплощадке предприятия. Нарушение предельного количества временного накопления на территории предприятия, сроков вывоза отходов сопряжено с наложением штрафных санкций. Внесение платы за загрязнение окружающей природной среды не освобождает природопользователей от выполнения мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, а также от возмещения в полном объеме вреда, причиненного окружающей природной среде, здоровью и имуществу граждан, народному хозяйству загрязнением окружающей природной среды.

Плата за услуги по сбору, переработке, обезвреживанию отходов также должна стимулировать производителей, владельцев (распорядителей) отходов на деятельность по использованию отходов как самостоятельно в виде вторичного сырья, так и по передаче отходов другим субъектам для их использования. Вторичное сырье – отходы, которые могут повторно использоваться в хозяйственной деятельности в настоящее время или в ближайшей перспективе с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. Плата (тарифы) за услуги по сбору, переработке, обезвреживанию и размещению отходов определяется в зависимости от видов отходов, технической возможности и экономической целесообразности соответствующих мероприятий, экологической обстановки и хозяйственных интересов территории. Следует указать, что далеко не все полигоны принимают на захоронение отходы, которые могут повторно использоваться в хозяйственной деятельности, и затраты на перевозку оказываются поэтому весьма велики.

Пивоваренные заводы заинтересованы в продаже пивной дробины, особенно в теплый период года, когда она подвержена интенсивному разложению с массой неблагоприятных эффектов. Сбыт пивной дробины осуществляется по договорной цене.

Следовательно, пивоваренным заводам экономически невыгодно отправлять пивную дробину на свалку. Остается одно: такие отходы следует перерабатывать самостоятельно или продавать другим организациям. Однако желающих приобрести пивную дробину у пивоваров мало. Причина – незнание всего потенциального спектра ее применения, слабая технологическая оснащенность. Ежегодно на пивоваренном заводе средней мощности уходит в отходы 35000 тонн пивной дробины. При таких масштабах умелое и бережное использование отходов и побочных продуктов не только может дать ощутимый доход переработчику этих отходов, но и устранить угрозу загрязнения окружающей среды.

Создавшаяся экологическая ситуация в стране остро требует решения вопроса утилизации отходов пивоваренного производства. Утилизации многотонных отходов пивной дробины посредством ее превращения в органическое удобрение и мелиорант почв – важная сфера в решении проблемы. В этом аспекте вызывает интерес технология производства высокоэффективного удобрения (КМН – компост многоцелевого назначения) путем аэробной твердофазной ферментации пивной дробины, разработанная Всероссийским НИИ сельскохозяйственного использования мелиорированных земель.

В Институте водных и экологических проблем ДВО РАН (Хабаровск) разработан способ утилизации пивной дробины посредством микробной закваски-биоактиватора и компостных червей Eisenia fetida. В результате получен вермикомпост с высокой степенью гумификации и большим содержанием бациллярного и актиномицетного сообщества.

Применение биоактиватора и компостных червей для переработки промышленных отходов пивной дробины с целью получения компостов открывает широкую перспективу для одновременного решения двух проблем: охраны окружающей среды и создания «экологически чистых» пищевых продуктов. Сырая свежая пивная дробина обладает фитотоксичностью и токсичностью для дождевых червей. Однако, переведенная в компост, она является прекрасным субстратом для дождевых червей, а биогумус на ее основе служит отличным удобрением для растений.

Важно отметить, что компостирование пивной дробины происходит не только искусственным, но и естественным путем, то есть без применения специальных микробных заквасок. В течение нескольких месяцев хранения пивная дробина превращается в полноценный корм для дождевых червей. Технология применения пивной дробины в вермикультивировании разработана в НИЦ ТБП (Серпухов, Московской обл.) профессором Г. А. Жариковым.

Имея животноводческие фермы и овощехранилища, вермихозяйства могут складировать пивную дробину на нужное время с целью превращения в компост. Это важный момент, поскольку хранение пивной дробины должно проводиться на специально оборудованных площадках с соблюдением всех эколого-гигиенических правил и норм, и оформляется оно по специальному разрешению.

Обезвреживание осадков сточных вод с помощью вермикультуры

Одной из многочисленных экологических проблем современной цивилизации является утилизация отходов производства и потребления, в том числе осадков сточных вод (ОСВ) городских очистных сооружений.

В России, например, за год образуется порядка 2 млн. тонн осадков по сухому весу (при исходной влажности 98 % их масса составляет порядка 100 млн. тонн). Только по официальным данным, например, в Московской области накоплено более 120 млн. тонн неутилизированных ОСВ, ежегодно эта цифра увеличивается на 14–20 млн. тонн, суммарная площадь иловых полей превысила 700 га. По оценкам специалистов ГУПР МПР России по Московской области, суммарное годовое количество образования этих отходов – около 5 млн. тонн; по оценкам ПК «Реконт», одной из организаций, специализирующихся на переработке отходов Московского региона, – не менее 14 млн. тонн, а может быть, и все 20. Количество осадков, лежащих на иловых картах оценивают от 107 до 130 млн. тонн соответственно.

Осадки городских очистных сооружений представляют собой органические (до 80 %) и минеральные (около 20 %) примеси, выделенные из воды в результате механической, биологической и физико-химической очистки. В состав ОСВ входят вещества, обладающие общетоксическим, токсикогенетическим, эмбриотоксическим, канцерогенным и другими негативными свойствами. Осадки часто содержат высокие концентрации тяжелых металлов (ТМ), а также патогенную микрофлору, яйца гельминтов. Хранящиеся на иловых картах и отвалах осадки очистных сооружений, как правило, относятся ко второму классу (высокоопасные) или третьему классу (опасные) отходов. Выделяемые ОСВ вредные газы могут превышать предельно допустимые концентрации в несколько раз, дурно пахнут. Их запах равен 4–5 баллам по шкале органолептических показателей.

Основная масса осадков складируется на иловых площадках и отвалах, создавая технологические проблемы в процессе очистки стоков. Условия их хранения, как правило, приводят к загрязнению поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Поступая в подземные и грунтовые воды, водная вытяжка из ОСВ придает им цветность, привкусы, что негативно отражается на качестве таких вод. Эта проблема с каждым годом обостряется и требует безотлагательного решения. В России ОСВ практически полностью хранятся на территориях очистных сооружений, что превращает эти территории в очаг бактериологической и токсикологической опасности.

В настоящее время развернута работа по инвентаризации всех объектов очистки сточных вод, начиная с эффективности работы самих очистных сооружений и заканчивая положением на иловых картах. Такое серьезное значение придается проблеме не случайно. В 99 % случаев иловые карты расположены рядом с очистными сооружениями, имеющими сброс в реку, то есть расположены на берегах рек. В последние 15–20 лет на большинстве очистных сооружений очистка карт не осуществлялась, и в настоящее время они переполнены. В результате этого, во-первых, некуда сбрасывать вновь образующиеся осадки; во-вторых, при паводке очень вероятно разрушение обваловки и поступление содержимого карт в реки.

Особенно перспективным является метод, основанный на использовании вермикультуры. В качестве вермикультуры используются навозные черви. Из всех отходов коммунального хозяйства наибольшее значение имеют осадки сточных вод очистных сооружений. Активный ил, наряду с навозом крупного рогатого скота, – один из наиболее ценных субстратов для вермикомпостирования. Использование ОСВ в качестве сырья для вермикомпостирования имеет большие перспективы. В смеси с бытовым мусором его широко используют для переработки в вермикомпост за рубежом. Однако в нашей стране этот метод пока не нашел широкого применения, хотя такие работы и ведутся в ряде регионов России. Так, в Красноармейске (Московская обл.), начиная с 1995 г. в илы, перемешанные с навозом, помещается культура компостных дождевых червей («Оболенский гибрид»), которые перерабатывают данную субстанцию в биогумус. Процесс идет в специальных контейнерах в строгом соответствии с регламентом ОПР 23433262–02–95, разработанным отделом экологической биотехнологии НИЦ ТБП (Серпухов), и дает городскому зеленому хозяйству 7–10 тыс. тонн удобрения ежегодно. В других городах – Вышний Волочок (1991 г., завод ферментных препаратов), Балабаново (АО «Плитспичпром», 1993 г.), Железногорск (Красноярск-26, городские очистные сооружения, 2003 г.) – эта технология получила положительную оценку и также нашла применение.

При производстве микробиологических препаратов образуется большое количество органических отходов (осадок сточных вод, последрожжевой остаток или бражка, биошрот, гидролизный лигнин, некондиционные биопрепараты и др.), использование которых в сельском хозяйстве затруднено из-за неблагоприятных свойств этих отходов: они сильно обсеменены микробами, имеют специфический неприятный запах и пр. Предложено перерабатывать эти отходы с помощью дождевых червей.