Effectiveness of the influence of different doses of biopreparations on the emission of harmful gases from pig manure
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2024-(76)-2-13Keywords:
pig farming, pollution, waste, harmful gases, biopreparationsAbstract
The anthropogenic influence of agriculture on the atmosphere is carried out due to the accumulation of by-products of animal husbandry, which serves as a source of emission of pollutants, including harmful gases – ammonia (NH3), hydrogen sulfide (H2S), nitric oxide (NO) nitrous oxide (N2O), methane (CH4), carbon dioxide (CO2). The livestock industry, in particular pig farming, occupies one of the leading links in ensuring the food security of the state and at the same time is a producer of a significant amount of waste, the accumulation of which leads to a negative impact on the environment. The basis of the planned research was the establishment of the effectiveness of the use of biopreparations – AgroMar D and Reduklin-Compost in different doses on the level of emission of harmful gases – NH3, H2S, NO, CH4, CO2 from pig waste in vitro. The analysis of the obtained results indicates a reduction in emission of the studied gases from pig manure when using different doses of biopreparations – AgroMar D and Reduklin-Compost, but the best results were observed at a dose of 40 ml/m3. In a comparative assessment of the influence of the above biopreparations on the emission of harmful gases from pig waste, it should be noted that the level of NH3 release decreases with the introduction of biopreparations AgroMar D and Reduklin-Compost, respectively, to 10.2 % and 15.7 %, H2S – to 12.2 % and 20.8 %, NO – to 11.5 % and 13.3 %, CH4 – to 6.9 % and 10.3 %, CO2 – to 13.1 % and 14.4 %. Simultaneously with the reduction of release of gases, the addition of biopreparations ensures a lower level of the manure pH indicator. Thus, the obtained data indicate the expediency of using the studied biopreparations, in particular, Reduklin-Compost to decrease the level of harmful gases release during manure storage. It can be used as well directly in premises for keeping pigs, which will ensure a reduction of the negative effects of pig farming on the environment, thereby preventing violation of the ecological balance in the natural environment.
References
1. Біньковська Г. В., Шаніна Т. П. Оцінка обсягів викидів парникових газів в системах поводження з сільськогосподарськими відходами Одеської області. Вісник ХНУ імені В. Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2016. Вип. 14. С. 91–97.
2. Брощак І. С., Хом’як І. В. Утилізація рідких відходів свинокомплексів. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Прикладна економіка – від теорії до практики» (м. Тернопіль, 27 жовтня 2017 р.). Тернопіль, 2017. С. 193–197.
3. Бузовський Є. А., Витвицька О. Д., Скрипниченко В. А. Нетрадиційні джерела енергії – вимоги часу. Науковий вісник Національного аграрного університету України. 2008. Вип. 119. С. 289–294.
4. Герман В. В. Екологічна безпека при виробництві тваринницької продукції. Агроекологічний журнал. 2009. № 2. С. 5–8.
5. Державний комітет статистики України [Електронний ресурс] / Офіційний сайт. URL: http://ukrstat.gov.ua. (дата звернення: 14.08.2024).
6. До питання розрахунку викидів парникових газів відходів тваринництва / М. О. Захаренко та ін. Біоресурси і природокористування. 2014. Т. 6, № 3–4. С. 63–70.
7. Дубін О. М., Василенко О. В. Екологічна оцінка складу атмосферного повітря у зоні тваринницьких комплексів. Збірник наукових праць Уманського національного університету садівництва. 2014. Вип. 85. С. 20–25.
8. Захарченко О. В. Утилізація відходів природного походження аграрних формувань: проблемний аспект. Вісник ХНАУ ім. В. В. Докучаєва. 2017. № 1. С. 58–67.
9. Корбич Н. М. Екологічні проблеми в тваринництві. Матеріали IV міжнародної науково-практичної конференції «Екологічні проблеми навколишнього середовища та раціонального природокористування в контексті сталого розвитку» (м. Херсон, 21–22 жовтня 2021 р.). Херсон, 2021. С. 143–146.
10. Максішко Л. М., Малик О. Г. Біологічна утилізація шкідливих парникових газів, які входять до складу біогазу, а також сірководню і аміаку у воді асоціацією біологічно корисних мікроорганізмів. Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького. 2012. Т. 14, № 3. С. 353–361.
11. Метан і парниковий ефект атмосфери (екологічні, біохімічні та мікробіологічні аспекти) / Л. І. Сологуб та ін. Львів : ПАІС, 2008. 276 с.
12. Михайлова Є. О. Викиди парникових газів в Україні та світі. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції «Проблеми техногенно-екологічної безпеки : освіта, наука, практика» (м. Харків, 24 листопада 2016 р.). Харків, 2016. С. 183–184.
13. Михалко О. Г. Сучасний стан та шляхи розвитку свинарства в світі та Україні. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Тваринництво». 2021. Вип. 3 (46). С. 61–77.
14. Нейтралізація запахів рідких відходів свинокомплексів з використанням біопрепарату «Біопрогрес» / І. С. Брощак та ін. Тези доповідей Х Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «Сучасний рух науки» (м. Дніпро, 2–3 квітня 2020 р.). Дніпро, 2020. Т. 1. С. 167–171.
15. Никифорук О. В., Жукорський О. М. Емісія парникових газів від свиноферм різної потужності. Науковий вісник “Асканія-Нова”. 2014. Вип. 7. С. 244–252.
16. Омаров А. Е. Сучасний стан екологічної безпеки в Україні. Вісник Національного університету цивільного захисту України. 2017. № 2. С. 156–164.
17. Палапа Н. В., Пронь Н. Б., Устименко О. В. Промислове тваринництво: еколого-економічні наслідки. Збалансоване природокористування. 2016. № 3. С. 64–67.
18. Пінчук В. О., Бородай В. П. Емісія аміаку та парникових газів з побічної продукції тваринного походження. Таврійський науковий вісник. 2019. № 110, Ч. 2. С. 190–198.
19. Скляр О. В., Скляр Р. В., Григоренко С. М. Програма та методика експериментальних досліджень на лабораторній біогазовій установці. Вісник Харківського національного університету с.-г. імені П. Василенка. 2019. Вип. 199. С. 267–275.
20. Стасів О. Ф., Котько Н. М. Агровиробничі ризики та можливості глобальних змін клімату для розвитку сільськогосподарського сектора України. Scientific Collection «InterConf». 2020. № 3 (39). С. 162–164.
21. Сучасний стан та тенденції розвитку вітчизняного свинарства / В. Я. Лихач та ін. Вісник Сумського національного аграрного університету. 2021. № 1 (44). С. 69–79.
22. Тимощук О. А., Тимощук О. Б., Матвійчук Б. В. Викиди парникових газів від сільськогосподарської діяльності та їх динаміка протягом 1990–2020 років. Український журнал природничих наук. 2022. Вип. 1. С. 174–186.
23. Турос О. І., Слаутенко Є. Г., Михіна Л. І. Гігієнічна оцінка впливу викидів від сучасних свинокомплексів на забруднення атмосферного повітря. Довкілля та здоров’я. 2018. Вип. 2 (87). С. 71–75.
24. Ходорчук В. Я., Алієва І. В., Марткоплішвілі М. М. Мінімізація емісії парникових газів у сільському господарстві. Аграрний вісник Півдня. 2014. № 1. С. 168–173.
25. Шуляр А. Л., Андрійчук В. Ф., Ковальчук І. В. Особливості ведення органічного свинарства в Україні. Матеріали V Міжнародної науково-практичної конференції «Органічне виробництво і продовольча безпека». Житомир: ЖНАЕУ, 2017. С. 146–149.
26. Agriculture, forestry and other land use emissions by sources and removals by sinks. 1990‒2011 analysis / F. N. Tubiello et al. FAO Statistics Division, Working Paper Series ESS/14-02. 2014. 89 p.
27. Ammonia volatilization during storage of cattle and pig slurry: effect of surface cover / S. G. Sommer et al. The Journal of Agricultural Science. 1993. Vol. 121 (1). P. 63–71.
28. Animal waste as a source of greenhouse gas emissions and a factor of climate change / M. I. Vorobel et al. Scientific Papers. Series D. Animal Science. 2023. Vol. LXVI, No. 2. P. 428–435.
29. Biochemical aspects of mitigation of methane emission in atmosphere by ruminants / G. Bogdanov et al. Conference paper the 3rd International Conference «Greenhouse gases and animal agriculture GGAA2007» (t. Christchurch, November 2007). Christchurch, New Zealand, 2007. P. XXIX.
30. Biomass use, production, feed efficiencies, and greenhouse gas emissions from global livestock systems / M. Herrero et al. PNAS. 2013. Vol. 110, № 52. P. 20888–20893. https://doi.org/10.1073/PNAS.1308149110.
31. Blunden J., Aneja V. P. Characterizing ammonia and hydrogen sulfide emissions from a swine waste treatment lagoon in North Carolina. Atmospheric environment. 2008. Vol. 42 (14). P. 3277–3290.
32. Caro D. Greenhouse gas and livestock emissions and climate change. Encyclopedia of food security and sustainability. 2019. Vol. 1. P. 228–232. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.22012-X.
33. Effect of covering pig slurry stores on the ammonia emission processes / S. Portejoie et al. Bioresour. Technol. 2003. Vol. 87 (3). P. 199–207. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(02)00260-2.
34. Greenhouse gas emissions from different pig manure management techniques : a critical analysis / C. Dennehy et al. Frontiers of Environmental Science and Engineering. 2017. Vol. 11 (3), Issue 11. P. 11–16.
35. Improved effect of manure acidification technology for gas emission mitigation by substituting sulfuric acid with acetic acid / A. Fuchs et al. Cleaner Engineering and Technology. 2021. Vol. 4, 100263. https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100263.
36. Marszałek M., Kowalski Z., Makara A. Emission of greenhouse gases and odorants from pig slurry – effect on the environment and methods of its reduction. Ecol. Chem. Eng. S. 2018. Vol. 25, № 3. P. 383–394. https://doi.org/10.1515/eces-2018-0026.
37. Moller H. B., Sommer S. G., Ahring B. Biological degradation and greenhouse gas emissions during pre-storage of liquid animal manure. Journal of Environmental Quality. 2004. Vol. 33. P. 27–36.
38. Odor reduction rate in the confinement pig building by spraying various additives / K. Y. Kim et al. Bioresource Technology. 2008. Vol. 99 (17). P. 8464–8469. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.12.082.
39. Reducing greenhouse gas emissions from pig slurry by acidification with organic and inorganic acids / F. R. Dalby et al. PLoS ONE. 2022. Vol. 17 (5), e0267693. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0267693.
40. Shah S. B., Kolar P. Evaluation of additive for reducing gaseous emissions from swine waste. Agricultural Engineering International: CIGR Journal. 2012. Vol. 14 (2). P. 10–20.
41. Tackling climate change through livestock – A global assessment of emissions and mitigation opportunities / P. J. Gerber et al. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome: 2013. Available online: https://www.fao.org/4/i3437e/i3437e.pdf.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Марія ВОРОБЕЛЬ (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
