WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |

«RUDECO Переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии Модуль № 9 Сокращение уровня загряз- нения сельских ...»

-- [ Страница 4 ] --

имеются ли различия на обрабатываемых площадях;

насколько эти различия велики;

как они имеют пространственные размеры и как они изменчивы.

Картирование урожая способно объективно показать часто визуально незаметные и даже заранее непредполагаемые большие различия в урожайности. Как правило, обнаружен ные при этом закономерности могут быть полезными через несколько лет для создания мно гогранной структуры урожая. Первые объяснения данных различий можно получить на ос нове почвенных карт, аэрофотоснимков или проведенного картирования урожайности. (Dr.

Florian Klopter, 2009).

Одновременно с этим, сельскохозяйственное предприятие должно решить: какой вид использования данной техники будет наиболее приемлем для него, поскольку агрегаты дос таточно дорогостоящи и их окупаемость возможно только при эксплуатации на больших площадях. Для небольших предприятий рекомендуется совместное использование комплекса машин или привлечение агросервисных предприятий.

Способы точного ведения сельскохозяйственного производства Дифференцированное земледелие в настоящее время осуществляется тремя способа ми: Offline-способ, Online-способ и комбинированный.

При Offline-способе вначале снимаются основополагающие характеристики места возделывания, такие рельеф, почвенный состав и т.д. (рис.3.3.), которые впоследствии обра батываются на компьютере в соответствующих программных продуктах с целью изготовле ния аппликационных карт. Причем, указанные карты мультиплицируются между собой для объективного разграничения поля на участки с аналогичными характеристиками и выявле ния так называемых «проблемных» зон, где затруднено прогнозирование технологических установок.

Online-способ предполагает непосредственное получение данных о обрабатываемом объекте с использованием сенсорных устройств, например N-сенсор при внесении удобре ний. Преимущество состоит в быстром получении и обработке информации о объекте обра ботки (растительных массив, почва), на основе чего сразу же осуществляется дифференци рованная работа полевого агрегата. Т.е. при этом не требуется предварительная обработка данных на компьютере в стационарных условиях. Комбинированный способ базируется на предварительно созданных аппликационных картах с корректировкой рабочих параметров агрегата с помощью сенсорных устройств в реальном времени.

Предоставление целевых данных участков поля Посева, обработки Рис. 3.3 Общая схема работы агрегата на поле DGPS-приемники Станция поддержки (корректировки) пози

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ

ционирования

МЕХАНИЗМ

Рис. 3.4 Общая схема работы агрегата в поле В основу работы агрегата на поле заложено управление им в двух областях. Первая – постоянное отслеживание местоположения агрегата на поле и, в случае необходимости, управление движением (например, параллельное вождение) с помощью спутников или диф ференциальной станции поддержки. Второй канал управления – это отработка заложенных команд по выполнению технологии. Бортовой компьютер считывает данные с PCMCIA карты, например, нормы внесения удобрений по участкам поля и управляет исполнитель ным механизмом разбрасывателя в соответствии с местонахождением. Как правило, при Он лайн-способе, бортовой компьютер исполняет обратную связь, т.е. записывает на карту па мяти все данные, касающиеся проводимой полевой операции. Например, пишет геокордина ты, траекторию движения, скорость движения, норму внесения ядохимиката и т.д. Впослед ствии, считав эту информацию на стационарный компьютер, анализируют распределение материалов по участкам поля и формируют прогноз по развитию растительного массива.

Устройством, прошедшим практическую проверку для определения густоты растений и расчета нормы внесения средств защиты растений или удобрений, является маятниковый датчик (нем. – Pendelsensor, анг. – Сrop-meter), разработанный институтом аграрной техники Bornim (Потздам, Германия). Устройство навешивается на фронтальную навеску трактора, контактирует поперечной планкой с верхней частью растений и по углу отклонения опреде ляет густоту растительного массива (рис.3.5).

Рис. 3.5 Маятниковый датчик измерения густоты растительного массива 1 - рама;

2 – вертикальный стержень;

3,6 – места крепления к фронтальной навеске трактора;

4 – из меритель угла отклонения;

5 – компенсатор продольного крена;

7 – горизонтальная планка;

8 – мо дуль сбора данных Угол отклонения планки датчика является базовой информацией для бортового ком пьютера при расчете нормы внесения материалов. Т.е. угол между вертикальной планкой маятника и горизонтальным кронштейном на ровной поверхности поля должен составлять 900. В этом случае бортовой компьютер показывает «Отклонение – 00»

Тело маятника должно погружаться в растительный массив от 1/2 до 2/3 высоты рас тений и скользить по растениям без отрыва.

Дальнейшая обработка данных от маятникового датчика возможна с помощью про грамм AGRO-MAP, AGRO-NET. Передача данных от CEBIS MOBILE на компьютер проис ходит с помощью чиповой карты.

Датчик снабжен компенсаторами продольного и поперечного крена трактора для ис ключения ошибок при работе на неровной поверхности поля. Бортовой компьютер имеет на бор базовых установок на различные культуры и корректировки по индивидуальные особен ности агрофона.

Работа датчика при внесении удобрений возможна в двух режимах: первый, когда удобрения распределяются адекватно потребностям растений по участкам поля (черная кри вая 1, рис.3.6). Второй, когда удобрения распределяются в количестве, обратно пропорцио нальном потребностям растений (красная кривая 2, рис.3.6). Второй вариант применяется в случае, если требуется выровнять развитие растений по участкам поля.

Картирование урожайности Переход на систему точного ведения хозяйства (точного земледелия) происходит, как правило, через картографирование урожая. Оно является важнейшим инструментом оценки потенциальной урожайности и наилучшего контроля. При картографировании комбайн запи сывает пространственные геокоординаты и количество убираемого урожая. При этом методы измерения урожая различны для различных комбайнов. Существуют следующие возможно сти измерения урожая комбайном:

оптическое измерение потока обмолачиваемого материала;

определение плотности обмолачиваемого материала (например, вес гектолитра уби раемой культуры) измерение импульса массы потока.

При этом становится ясно, что измерение урожая происходит непосредственно через коррелирующие параметры (объём, импульс). Отсюда возникает необходимость перед нача лом уборки настроить комбайн в соответствии со спецификой убираемых культур, чтобы обеспечить точный учёт урожая. Эту операцию называют калибровкой. Калибрование сис темы и вместе с тем корректное измерение урожайности отражается в способности системы мгновенно реагировать на изменение параметров потока обмолачиваемого материала.

Результатом картографирования урожая комбайном является файл с «сырыми» дан ными. В нём накапливаются обозначенные по пунктам и связанные с вышеназванными гео координатами данные по урожайности.

Файл с «сырыми» данными с помощью носителя данных размещается в информаци онной системе. Здесь при помощи программного обеспечения из данных по пунктам рассчи тывается оригинальная карта урожайности. Благодаря соответствующему ранжированию участков по урожайности (например, через 10 ц.) появляется первоначальная карта урожай ности на участках. Оригинальная карта урожайности отражает урожайность, фактически достигнутую в соответствующий год уборки отдельными участками, и образует основу для адаптированной карты урожайности.

Для того чтобы правильно оценить урожайность отдельных площадок в соответст вующий год уборки, оригинальная карта урожайности может переводиться в адаптирован ную карту урожайности. При этом отклонение от среднемноголетних показателей в год уборки оценивается в процентах и выравнивается прибавлением или вычитанием. Адаптиро ванные карты урожайности участка за 2 – 3 года могут пересчитываться в многолетние кар ты урожайности.

Несмотря на адаптацию целесообразно исключить из пересчёта годы с экстремальны ми условиями. Многолетняя карта урожайности позволяет:

получить хороший обзор неоднородности урожая внутри участка;

образовывать зоны потенциальной стабильной урожайности.

Координаты в GPS Рис. 3.7 Принцип измерения урожайности зерноуборочным комбайном Принцип работы системы измерения урожайности базируется на том, что через небе зызвестную GPS- систему комбайн связан со спутником. На каждом из убираемых участков техникой охватывается участок от от 10 до 40 кв. м и детально отражается на карте. С помо щью программного обеспечения и географической информационной системы рассчитывает ся карта убираемого урожая. При этом необходимо определить требуемый формат и растр карты для ранжирования карты по участкам (например, 10 ц/га).

Рис. 3.8 Пример цифровой карты урожайности Карты урожая должны систематически очищаться от обнаруженных ошибок.

Первостепенной информацией карт урожайности, созданных при поддержке GPS, должны быть фактический урожай и влажность при обмолоте, которые создают основу для выработки решений.

В последующем также возможно, с учетом различных свойств почвы и потенциала урожая проводить адаптивное к каждому участку землепользование, что позволяет целена правленно снижать затраты производства.

Для того, чтобы сделать заключение о потенциальной урожайности участка обобщают данные как минимум за 2 – 3 года. Результатом является многолетняя карта урожая.

Многолетняя карта урожайности наглядно показывает среднюю урожайность за 2 – года. Она является основой для карты потенциальной урожайности. Для получения карты многолетней урожайности с помощью программного обеспечения географической инфор мационной системы рассчитываются средние показатели большого количества карт урожая участка.

Долгосрочная карта потенциальной урожайности С помощью долгосрочной карты потенциального урожая теоретически устанавлива ется потенциал отдельных участков для выращивания различных видов сельскохозяйствен ных культур. Решающим фактором при этом является почвенная структура, гранулометриче ский состав и физические свойства почвы, а главное значение отводится водному балансу.

Хотя картографирование урожая и другие сведения об участке являются основными исход ными данными, но на практике оказывается необходимым привлекать дополнительные ин формационные источники. К ним относят:

карты кадастровой оценки земель;

среднемасштабные сельскохозяйственные карты;

результаты почвенных исследований местности;

карты электрической проводимости почвы;

аэрофотоснимки за ряд лет.

Карта потенциальной урожайности даёт обзор долговременной потенциальной уро жайности и составляется на основе многолетних карт урожайности отдельных площадок участка при использовании дополнительных источников информации. При хорошем согла совании многих взаимовлияющих параметров карта потенциальной урожайности может быть почти идентична карте многолетней урожайности. Потенциальная урожайность являет ся теоретически рассчитанным средним уровнем урожайности среднего сорта распростра нённой культуры (как правило, озимой пшеницы) на площадках участка при учете:

среднемноголетних погодных показателей;

средней урожайности сорта;

приемов хозяйствования и элементов технологии.

Рис. 3.9 Карты урожайности поля Величинами, влияющими на потенциальную урожайность, являются преимуществен но:

водный режим и распределение годовых осадков, солнечное излучение и температура.

годовая карта ожидаемого урожая Годовая карта ожидаемого урожая показывает отклонение урожайности текущего го да от среднемноголетней. Она отражает фактически достижимый отдельными площадками урожай и корректируется в течение всего вегетационного периода. Карта ожидаемого уро жая является непосредственной основой для планирования хозяйственных мероприятий, вы полняемых в течении года.

Карта достижимого (программируемого) урожая.

С помощью карты программируемого урожая осуществляется внесение рассчитанно го количества материалов (рассады, семян, удобрений, средств защиты растений) на каждый элементарный участок поля, имеющий конкретные геокоординаты.

Карта программируемого урожая накапливается в виде файла на электронном носи теле и затем передаётся в тракторный бортовой терминал, связанный с (D)GPS-системой. С этого момента через процессор осуществляется управление соответствующими устройства ми (разбрасывателем удобрений, опрыскивателем, посевным агрегатом).

Аппликационные карты и их применение Аппликационные карты внесения удобрений и средств защиты растений изготавли ваются в специальных компьютерных программах с привлечением актуальных параметров объекта обработки и топографических данных.

Как правило, исходным материалом для составления вышеуказанных карт является, как говорилось ранее, картирование урожайности. Только значительная вариация урожайно сти объективно показывает экономические и экологические эффекты дифференцированного внесения материалов (рис. 3.10). Данные об урожайности по участкам поля хронометриру ются бортовым компьютером зерноуборочного комбайна. В большинстве случаев устройст во контроля намолоченного урожая устанавливается в зерновом элеваторе комбайна. Ин формация от этого устройства записывается на PCMCIA-карту.

ДАННЫЕ ПО УРОЖАЙНОСТИ ОТ КОМБАЙНА

первоначальные данные с GPS

КАРТЫ УРОЖАЙНОСТИ

поучастковое распределение урожайности

КАРТА ОЖИДАЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ МИНИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕ

ЛЕНИЕ АЗОТА

распределена соответственно участкам поля

КАРТА ОСНОВНОГО ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

КАРТА ВНЕСЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

БОРТОВОЙ КОМПЬТЕР РАЗБРАСЫВА

ТЕЛЯ УДОБРЕНИЙ

Рис. 3.10 Алгоритм создания аппликационной карты внесения материалов На топографическую карту наносятся границы участков, в пределах которых объект обработки имеет идентичные параметры. На эту карту наносят виртуальные линии движения агрегата с учетом ширины захвата. Точки пересечения траектории движения и границ участ ков - это точки переключения исполнительных механизмом опрыскивателей, разбрасывате лей удобрений или сеялок на другую установку согласно рассчитанной потребности участка.

Современные программные продукты позволяют работать с большим количеством данных, таких как рельеф, наличие гумуса и минеральных веществ и т.д. Причем отдельные карты одного поля, например, по урожайности и по распределению гумуса, можно мультип лицировать между собой. Тем самым находятся зоны, где имеет место прямая корреляция урожайности от наличия гумуса.

На рис. 3.11 представлена совмещенная карта урожайности, полученная от «комбай новой» урожайности и карт почвенного плодородия, рельефа путем их сложения (наложе ние: (карта + карта)/2). Теперь видны зоны со стабильно низким и зоны со стабильно высо ким урожаем, особенно низкая урожайность проявляется по краю поля и вблизи колков, где есть наложение проходов агрегата.

Рис. 3.11 Совмещенная карта урожайности Исчисленная таким образом истинная урожайность является исходным фундаментом для составления аппликационных карт внесения семян, удобрений и средств защиты расте ний.

Также эта карта несомненно важна для задания алгоритма работы почвообрабаты вающего агрегата. На рис.3.11 явно видны зоны со стабильно низким урожаем, расположен ные на краю поля и вблизи лесных колков. Объяснением этому может служить ежегодно по вторяющееся расположение разворотных полос и наложение траекторий друг на друга при объезде колка. Это ведет к переуплотнению почвы. Следовательно, здесь должны быть более активные установки работы почвообрабатывающего орудия, чтобы максимально приблизить почву к однородному состоянию. Например, для достижения удовлетворительных результа тов обработки штригелем на всех участках сильно изменяющегося поля разрабатывались ав томатизированные системы управления агрегатом. Интенсивность работы штригеля – ско рость и давление зубьев – подбирается относительно изменяющихся условий. При осенней обработке интенсивность штригеля определяется исходя их твердости почвы, при яровой об работке исходя из стадии роста зерновых. Для других видов обработки почвы также преду смотрены алгоритмы работы агрегатов, например изменение интенсивности работы актив ной фрезы в зависимости от уплотнения участков поля. Так при входе в зоны повышенной уплотненности бортовой компьютер трактора автоматически снижает скорость движения, увеличивает давление на почвообрабатывающий агрегат и частоту вращения рабочих орга нов. При преодолении тяжелого участка, скорость повышается и частота снижается. Тем са мым, добиваются оптимальной производительности и адекватной обработки почвы.

В настоящее время имеется 3 области применения, в которых специфическое точное применение гербицидов является необходимым:

при ограниченных расстояниях от природно-значимых объектов (например, открытый водоем, ценные биотопы);

для обработки очагов с особо вредоносными сорняками (например, пырей, чертопо при появлении сорняков в посевах культурных растений в сроки, неподходящие для обработки гербицидами.

Аппликация внесения гербицидов в реальном времени с применением оптико электрических сенсоров для распознания сорняков успешно используется при борьбе с засо ренностью и нежелательным подгоном на парах, фруктовых плантациях, а также на лугах и рядковых культурах, как кукуруза и сахарная свекла.

Точное применение гербицидов в упомянутых 3 областях на практике можно реали зовать следующим образом:

посредством «ручного» включения и выключения исполнительного механизма (маг нитных, шариковых или плунжерных) опрыскивателя;

использование опрыскивателей, оборудованных сенсорами для управления исполни тельным механизмом.

С помощью включения и выключения на обычных опрыскивателях можно соблюдать необходимое расстояние от природных объектов (водоемов) и бороться с очагами скопления сорняков. Несмотря на это, востребована регулируемая электронная система управления, так как производимое вручную регулирование, предъявляет чрезмерные требования к водителю.

Этот случается тогда, когда на полях с сильным и многовидовым засорением рекомендуется точное применение различных норм препарата. Сорняки на основе более или менее выра женной структуре скопления распределены в пределах одного поля не равномерно. Если же имеется гетерогенное распределение сорняков, то при очередной обработке дифференциро ванными нормами гербицидов выявляются очевидные экономические преимущества (эконо мия средств). Кроме того, сокращается внесение пестицидов в окружающую среду. Борьба с очагами сорняков необходима только тогда, когда на поле появляются злостные сорняки, та кие как пырей, лисий хвост, осот и другие. При работе на небольших просматриваемых по лях эти сорняки можно легко различать из кабины трактора и посредством включения или выключения опрыскивателя можно легко с ними целенаправленно бороться. Если скопления сорняков трудноразличимы, то необходимо производить маркирование данного участка с помощью бортового компьютера используя данные с других технологических операций (внесение удобрений, уборка урожая), это поможет точнее локализовать очаги скопления сорняков. Кроме того после уборки урожая, поля, засевавшиеся зерновыми можно объезжать на специальной машине оборудованной фото- и видеотехникой, для получения более полной картины о засорении данного участка.

Рис. 3.12 Пример камеры для определения засоренности Для согласования и более точного проведения полевых работ предлагается использо вать аэрофотоснимки на различных стадия развития растительного массива. Аэрофотосним ки позволяют вскрыть различия в развитии растений, а также гетерогенность почвы, по уча сткам поля. На рис. 3.13 представлен цикл полевых работ с корректировкой по анализу аэро фотоснимков.

Локальные подкорм ного внесения удобрений Рис. 3.13 Пример использования аэрофотоснимков для оптимизации полевых работ После каждой операции проводят контроль выполнения, анализируют качество про ведения работ и задают корректировки в исполнение последующих мероприятий.

Как пример получения аэрофотоснимков можно использовать беспилотный вертолет с дистанционным управлением.

По аэрофотоснимкам всходов определяют местоположение, площадь сосредоточенно го покрытия и густоту сорняков. На основе этого, принимают решение о локальном опры скивании на выбранных участках поля с явными очагами сорной растительности. Это позво ляет экономить расход ядохимиката, обеспечивать экологически безопасную обстановку.

8-канальное компьютеризован ное дистанционное управление Рис. 3.14 Беспилотный вертолет для аэрофотоснимков Применение прецизионных и малоотходных технологий в Сибири 3. Первые рациональные предложения по применению прецизионных и малоот 3.3. ходных технологий в условиях Сибири Прецизионные способы проведения полевых работ играет ведущую роль в обеспече нии фитосанитарного благополучия сельскохозяйственных культур и повышении качества урожая. Однако, удорожание топливных материалов, удобрений и средств защиты растений, а также экологические риски заставляют искать новые пути рационального и экологически безопасного проведения полевых работ.

Согласно сегодняшним требованиям полевые агрегаты должны комплектоваться и оборудоваться устройствами автоматического регулирования рабочих установок согласно зональным экологическим требованиям. В первую очередь, это должно производится в от ношении уплотнения обрабатываемых слоев почвы и нерационального применения ядохи микатов. Неправильные обработки приводят к переуплотнению и деградации почвенных и подпочвенных горизонтов под воздействием ходовых движителей тракторов. Это резко из меняет водопроницаемость почвенного профиля на глубину до 1 м. При использовании ко лесных тракторов на предпосевной обработке, плотность почвы по следу трактора возрастает с 0,98-1,25 до 1,46-1,5 г/см3 на всю глубину пахотного горизонта. Отмечено, при посеве зер новых с использованием трактора К-700, на всходах просматривается пустующая колея, ко торая исчезает в фазе кущения растений (В.С. Сапрыкин, 2004). Переуплотнение почвы про исходит из-за повторного наложения траекторий движения агрегата, это происходит при объезде каких-либо препятствий (колки, овраги, гидранты и т.д.). Переуплотнение почвы выражается перерасходом топлива на последующих почвообрабатывающих операциях. Так же нарушение эквидистантного расположения траекторий движения агрегата происходит при объезде препятствия, например, лесного колка, что вызывает наложение последующих проходов на предыдущие, что приводит к увеличенному расходу материала на единицу пло щади. Поэтому при построении схемы движения агрегата на конкретном поле, особое вни мание следует уделять участкам поля, где возможно двойное или даже многократное внесе ние ядохимиката. Это ведет к снижению количественных и качественных показателей уро жая.

Иными словами, при объезде препятствий предопределяется повышенный расход ма териалов, и вследствие чего, перенасыщение вышеуказанных участков ядохимикатами, кото рые впоследствии переходят в неусвояемые формы, оседают в почвенных слоях или перено сятся в грунтовые воды.

В связи с этим решение данной проблемы очень актуально и видится в следующем:

разработка модели траекторий движения полевых агрегатов, основываясь на конфи гурации поля, ширине захвата орудия, заправочных емкостей и т.д.

проведение почвообрабатывающих операций с регулировкой глубины и интенсивно Цель данных мероприятий состоит в выявлении и минимизации участков поля, где возможно многократное внесение материалов. В этом случае под особое внимание попадают участки объезда препятствий (лесных колков, оврагов, опор линий электропередачи и т.д.) и разворотные полосы.

Вышеизложенные аспекты заложены в общую комплексную систему использования ландшафтно-адаптивных способов проведения полевых работ (рис.3.15).

С этой целью, конечным результатом исследований данного характера должны стать обоснование, разработка и апробация исполнительных механизмов по дифференцированно му выполнению технологических операций. Основным критерием является то, что автомати ческое управление рабочими установками машин должно быть скорректировано по времени реакции исполнительного механизма полевого агрегата на гетерогенность объекта обработ ки.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ

ственные показатели Рис. 3.15 Комплексная система использования ландшафтно-адаптивных способов проведения полевых работ Работа на полях со сложной конфигурацией и при наличии искусственных и естест венных препятствий требует тщательного подхода к выбору алгоритма движения полевой машины. Cхема траекторий движения должна строиться на экономико-экологическом прин ципе, т.е. должно преследоваться уменьшение (в ряде случаев, полное исключение) зон с двух-, трех и более кратным внесением материалов (семян, удобрений или средств защиты растений).

На боковых сторонах (рис.3.16) естественного препятствия возможно взаимное пере крытие рабочих зон от трех и более проходов агрегата.

Для снижения величины зон перекрытия, и как следствие, для снижения негативного излишнего внесения материала, предлагается изменить способ движения, а именно зону, примыкающую к препятствию обработать по кругу за один проход агрегата, а при обработке основных полос выключать агрегат при въезде в обработанную круговую зону (рис.3.17).

При таком движении участки перекрытия будут уменьшены и точки включения и вы ключения агрегата будут более отчетливы по границам, поскольку пересечение траекторий будет происходит под углом, близким к 90 градусам (рис.3.17). При простом объезде препят ствий происходит «смазанное», порой, частичное перекрытие рабочих зон от различных проходов (рис.3.16).

Рис. 3.16 Схема движения агрегата Рис. 3.17 Вариант обработки лес на поле при объезде лесного колка ного колка круговым способом 1- индикаторные площадки;

2 – зоны взаим- 1- индикаторные площадки;

2 – зоны взаим ного наложения проходов агрегата;

3 – на- ного наложения проходов агрегата;

3 – на Решение о выборе наилучшего способа движения производится по экологическим и экономическим критериям:

общая площадь зон многократной обработки (исчисляется излишне внесенное коли чество внесенного материала);

количество проходов колесных движителей по одной траектории (оценивается пере уплотнение почвы);

удобство маневрирования и площадь огрехов.

Повышенные затраты материалов и перенасыщение агрофона химикатами Рис. 3.18 Фактические траектории движения агрегата при объезде лесных колков траектории движения;

2 –зоны перекрытия смежных проходов агрегата Ярко выраженное наложение смежных проходов агрегата отмечается на сторонах колков и изгибов в крае поля, которые расположены вдоль основного направления движения полевого агрегата (рис.3.16 и 3.18).

Движение полевого агрегата на поле необходимо упорядочивать исходя из:

ширины захвата агрегата, габаритов искусственного или естественного препятствия, направления движения (рис.3.17).

Для изучения движения агрегата и подтверждения многократности покрытия пести цидом вблизи препятствий в июле 2007 г. в базовом хозяйстве университета проведены опы ты на полях со сложной конфигурацией в двух вариантах:

при простом объезде колков, когда агрегат объезжает по кривой, эквидистантной лес при «кольцевой» обработке зоны вблизи лесного колка и последующих челночных движениях с разворотом на обработанной «кольцевой» зоне.

Для отображения кратности покрытия в растительный массив закладывались индика торные площадки, а раствор пестицида добавлялся краситель. Каждой площадке присваи вался шифр, отражающий номер прохода агрегата и порядковый номер расположения по ли нии движения.

Результатами опытов является выявление кратности наложений проходов агрегата при объезде искусственных (опоры электропередач, гидранты и т.д.) и естественных (лесные колки, овраги и т.д.) препятствий. На основе этого, дополнительно определялось количество ядохимиката, излишне затраченное на единицу площади поля, оценивался экологический эффект в зонах перекрытия из-за внесения повышенной дозы ядохимиката.

Необходимо прогнозировать расположение траекторий движения агрегата на поле за благовременно и с помощью компьютерной и GPS-техники. В первую очередь, требуется построить конфигурацию поля и построить модель поля в масштабе. Далее наносят все ис кусственные и естественные препятствия.

Вторым этапом, является наложение матрицы проходов агрегата на карту поля и оп ределение точки рационального въезда в растительный массив, т.е. начальной точки движе ния от которой будут отсчитываться все проходы агрегата.

Рис. 3.19 Моделирование движения агрегата на поле 1- траектории движения при традиционной обработке;

2 – линии движения агрегата с учетом коррек тировки под параметры поля;

3 – виртуальные зоны перекрытия от проходов агрегата;

4 – точка въезда в полевой массив;

5 – линия включения (выключения) исполнительных механизмов Сдвигая матрицу проходов по карте поля, моделируют общую схему движения, обес печивая тем самым минимизацию зон перекрытия смежных проходов. Затем отмечают точки включения/выключения опрыскивателя, что обеспечивает повышение точности распределе ния ядохимиката по полю за счет своевременного включения/выключения исполнительного механизма опрыскивателя при объезде и/или обсеве препятствий и разворотных полос (рис.3.19).

Дополнительно выделяют зоны поворота агрегата для определения точек включения и выключения исполнительных механизмов опрыскивателей. Аналогичный алгоритм работы предложен для работы сеялок и разбрасывателей удобрений.

Второй вариант наложения матрицы линий движения предлагается использовать для выгрузки рулонов (тюков) в линии, за счет оптимизации пробегов пресс-подборщика на вал ках, расположенных поперек к основным. (Рис.3.20). Данное мероприятие снижает дополни тельные затраты на процесс сбора рулонов (тюков) и исключает формирование промежуточ ных накопителей.

Рис. 3.20 Моделирование движения пресс-подборщика с целью выгрузки рулонов (тю ков) в линию Точки выгрузки рулонов (тюков) могут контролироваться и корректироваться за счет контроля пройденного расстояния и массы рулона. Для этого, трактор оборудуется счетчи ком пройденного расстояния и устройством контроля массы рулона. Механизатор, владея двумя этими показателями, может определять какое расстояние необходимо пройти по попе речным валкам, чтобы выгрузить рулон в линию с другими рулонами, находясь уже на про дольных валках. Дополнительно бортовой компьютер трактора должен записывать коорди наты выгрузки рулонов (тюков), на основе этого формируется карта рулонов поля, что об легчит процесс последующей транспортировки (Рис. 3.21 – 3.22).

Рис. 3.21;

Рис. 3.22 Примеры работы пресс-подборщика с выгрузкой рулонов линию На основе вышеизложенного заключаем:

а) за счет простого наложения матрицы проходов агрегата на карту поля можно опре делять оптимальное расположение линий движения полевого агрегата, что существенно ми нимизирует площади зон, где возможно многократное распределение материалов;

б) за счет оборудования трактора и пресс-подборщика устройствами контроля пробега и массы рулона предлагаем исчислять остаточное расстояние до выгрузки рулона, тем самым добиваться выгрузки рулонов (тюков) в одну линию Первоначальные опыты в фермерском хозяйстве Мошковского района НСО подтвердили эту гипотезу.

Малоотходные технологии в животноводстве 3.3. Общие требования к технологиям животноводства Производители животноводческой продукции должны добиваться, чтобы продукция соответствовала требованиям рынка, производство было безопасным для окружающей среды и обеспечивало благополучие животных.

Согласно Федеральному закону №7-ФЗ от 10.01.2002 «Об охране окружающей сре ды», при проектировании и эксплуатации объектов, зданий, сооружений «должны учиты ваться нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду, предусмат риваться мероприятия по предупреждению и устранению загрязнения окружающей среды, а также способы размещения отходов производства и потребления, применяться ресурсосбере гающие, малоотходные, безотходные и иные наилучшие существующие технологии, способ ствующие охране окружающей среды, восстановлению природной среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов».

При этом местная власть:

осуществляет организацию государственного ветеринарно-санитарного надзора за выполнением ветеринарно-санитарных норм и правил при обращении с биологиче скими отходами на территории;

выдает заключения о соответствии размещения предприятий, деятельность которых связана с образованием и хранением отходов животноводства, действующим ветери нарным нормам и правилам.

на основе современных достижений науки и техники, передового мирового опыта вносит предложения по внедрению на предприятиях сельскохозяйственной отрасли инновационных малоотходных и безотходных технологий, методов работы с отхода ми сельскохозяйственной отрасли;

разъясняет производителям сельхозпродукции требования законодательства в области рационального обращения с отходами производства и потребления;

разрабатывает нормативные правовые акты в сфере решения проблем обращения с отходами сельского хозяйства.

Гармонизация законодательства с Европейскими нормами Управление отходами — одна из составляющих системы обеспечения экологической безопасности территорий. Экологические нормы, содержащиеся в европейском законода тельстве, должны использоваться в России при разработке содержательной части техниче ских регламентов в отношении процессов (методов) производства, эксплуатации и утилиза ции продукции с целью обеспечения экологической и промышленной безопасности.

В директиве № 75/442/ЕЭС об отходах предусмотрены меры стимулирования пре дотвращения или снижения производства отходов и их вредного воздействия путем:

разработки чистых технологий с экономным использованием природных ресурсов;

разработки соответствующих способов удаления после окончательного использования опасных для здоровья веществ, содержащихся в отходах, предназначенных для утилизации;

утилизации отходов посредством переработки, вторичного использования, восстанов ления или любого другого процесса, предусматривающего извлечение вторичного сырья или использования отходов в качестве источника энергии.

Опасные свойства и классификация отходов животноводства Опасные свойства отхода устанавливаются согласно Базельской конвенции и (или) требованиям соответствующих ГОСТов:

токсичность - это способность вызвать серьезные, затяжные пли хронические заболе вания людей, включая раковые заболевания, при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или через кожу;

пожароопасность: способность отходов самопроизвольно нагреваться при нормаль ных условиях или нагреваться при соприкосновении с воздухом, а затем самовозго раться;

способности отходов самовозгораться при взаимодействии с водой или выде лять легковоспламеняющиеся газы в опасных количествах;

содержание возбудителей инфекционных болезней - это наличие живых микроорга низмов или их токсинов, способных вызвать заболевания у людей или животных.

Отходы животноводства характеризуются, в основном, двумя агрегатными состоя ниями – твердым и пастообразным. Токсичность установлена для свежего птичьего и свино го навоза. По классу опасности свежий свиной навоз, например, относится к третьему классу – умеренно опасные отходы, нарушения природы восстанавливаются после устранения вредного воздействия через 10 лет 1310000000000 Отходы содержания животных и птиц 1310010101004 Помет куриный перепревший 1310010103013 Помет куриный свежий 1310010201004 Помет утиный, гусиный перепревший 1310010203013 Помет утиный, гусиный свежий 1310040101005 Навоз от крупного рогатого скота перепревший 1310040103004 Навоз от крупного рогатого скота свежий 1310040201004 Навоз от свиней перепревший 1310040203013 Навоз от свиней свежий 1310040301004 Навоз от мелкого рогатого скота свежий 1310040301005 Навоз от мелкого рогатого скота перепревший 1310040501005 Навоз конский перепревший 1310040503004 Навоз конский свежий 1310040601005 Навоз от звероводческих хозяйств перепревший 1310040603004 Навоз от звероводческих хозяйств свежий Выход навоза, помета и жидких отходов Выращивание крупного ро Убой и переработка брой Фактические объемы производства полужидкого (8-14% сухого вещества), жидкого навоза (3-8% сухого вещества) и навозных стоков (менее 3% сухого вещества) составляют в России около 200 млн.т. в год. Свинокомплекс на 108 тыс. голов свиней в год за сутки дает 2100 куб.м. стоков (эквивалентно городу с населением 150-220 тыс.человек).

Птицефабрика на 400 тыс.голов кур-несушек в сутки дает до 130 т.помета (33 тыс.т. в год). В стране насчитывается 29 свинокомплексов на 54 и более тысяч голов свиней в год, более 600 крупных птицефабрик. Именно они являются основными поставщиками отходов Повышение экологической безопасности производства Снизить вредное воздействие отходов животноводства на окружающую среду можно несколькими путями, в том числе использованием особых технологий животноводства. В наибольшей степени требованиям экологической безопасности соответствует экологическое животноводство, которое базируется на принципах экологического сельского хозяйства, за крепленных в законодательстве европейского союза. (Council Regulation (EC) No 834/2007 of 28 June 2007):

использование принципов устойчивого использования ресурсов, оценка рисков исключение использование ГМО (за исключением ветеринарных препаратов) ограничение внешних воздействий либо соблюдение условий использования органи ческой продукции природные вещества малорастворимые минеральные удобрения ограничение использования химически синтезированных веществ адаптация правил органического сельского хозяйства с учетом санитарного статуса, особенностей климата и местных условий и технологий сохранение качества, стабильности и биоразнообразия почв, предотвращение их ис минимизация использования невозобновляемых ресурсов рециклинг отходов сельского хозяйства учет регионального экологического баланса сохранение здоровья животных повышением природной иммунологической защиты, использованием соответствующих пород и технологий сохранение здоровья растений с использование профилактических мер, таких как вы бор пригодных сортов и разновидностей, устойчивых к паразитам и болезням, сево оборотов, использование механических, физических и биологических методов защи использование адаптированных технологий животноводства обеспечение благополучия животных с учетом видоспецифичных потребностей производство продукции животноводства с использованием животных, всю жизнь разводимых в условиях органического животноводства выбор пород с учетом способности животных адаптироваться к местным условиям, их устойчивости к болезням кормление животных органическим кормом использование технологий животноводства, укрепляющих иммунную систему живот ных (упражнения, открытый воздух, пастбища) запрещение использования полиплоидных животных сохранение биоразнообразия водных экосистем количество животных должно быть минимизировано для избежания перевыпаса, ис тощения почв, загрязнения среды Органическое (биологическое, экологическое) животноводство включает в себя со держание, разведение и эксплуатацию животных в щадящих, гуманных условиях, без приме нения стимуляторов роста, химических веществ искусственного происхождения в условиях, приближенных к естественным, природным. Правила и нормы органического животноводст ва могут быть реализованы в условиях малых ферм.

В условиях традиционных ферм могут быть реализованы только некоторые подходы из перечисленных:

- уменьшение количества отходов. Достигается путем использования адекватных методов уборки навоза. Механическая уборка используется на фермах крупного рогатого скота, на небольших свиноводческих предприятиях (до 24 тыс.голов в год). Самосплавную систему непрерывного действия применяют при бесподстилочном содержании животных или при использовании не глубокой подстилки в помещениях для крупного рогатого скота.

По этой технологии смыв трубы или канала осуществляется жидкой фракцией навоза. Зна чительно (в 10 раз) возрастает количество отходов при использовании гидросмывных систем навозоудаления. Этот способ широко применялся при строительстве свиноводческих пред приятий на 54 – 216 тысяч свиней в год. Гидросмыв запрещено использовать при новом строительстве.

Радикальным способом сокращения отходов является введение квот на поступление в почву нитратов и фосфатов, как это обсуждается в Нидерландах (H.Vrolijk, 2010). Учеными не исключается и возможность введения низкопротеиновых (но полноценных по незамени мым аминокислотам) рационов для свиней, позволяющих снизить выброс азота в почву (Kay, Leigh, 1977).

- уменьшение производства бесподстилочного навоза. Доля бесподстилочного на воза составляет в настоящее время около 60%. Его особенности: низкое содержание органи ки, высокий инфекционный и инвазионный потенциал, содержание токсичных соединений (метана, скатола, меркаптана, фенолов, крезола, аммиака, сероводорода и др.). Использова ние глубокой подстилки уменьшает проблему стоков. Свиней при этом содержат крупными однородными группами на глубокой несменяемой подстилке, кормят вволю сухими сбалан сированными комбикормами при свободном доступе к воде. Крупный рогатый скот при этом может содержаться в легких павильонах даже в условиях Сибири. В качестве подстилочного материала используют солому злаковых культур, можно применять опилки, древесные стружки и другие органические материалы. Подстилочный материал первоначально выкла дывается слоем 0,20 – 0,22 м. Добавку подстилки начинают через 6-8 недель. Расход под стилки около 1 кг на голову в сутки. Процесс компостирования смеси подстилки с навозом будет удерживать температуру массы на уровне поверхности не менее 15С даже в зимний период. В более глубоких слоях температура может достигать 40С.

Преимущества технологии:

Производство экологически безопасно.

Минимальные трудовые затраты на обслуживание.

Минимальные затраты на освещение и отсутствие затрат на обогрев.

Технология обеспечивает гуманные условия содержания свиней.

- адекватная утилизация и переработка отходов. Крупные предприятия осуществ ляют не только утилизацию навоза с животноводческих предприятий, но и его переработку, используя при этом современное оборудование, получаемое органическое удобрение исполь зуется на полях. В Европе используется технология переработки навоза сепараторами и био реакторами в подстилку для коров, удобрение. Уже около 10 лет действует закон, запре щающий выбрасывать на поля непереработанные органические отходы. Также из-за опасно сти проникновения в грунт запрещено заглубленное хранение отходов, которое в России применяется повсеместно.

Согласно действующим нормам и правилам, использование животноводческих стоков и помета, кроме как в качестве органического удобрения, не допускается. Таким образом, отправлять стоки в городские очистные сооружения, а тем более в реки и озера, запрещено.

Основные требования норм технологического проектирования НТП 17-99 при проектирова нии, строительстве и реконструкции очистных сооружений для промышленных животновод ческих комплексов: разделение стоков навоза на фракции;

карантинирование всех видов на воза в течение 7 дней;

компостирование твердой фракции и подстилочного навоза активным (7-8 дней) или пассивным (2 месяца в теплое время года и до 3 месяцев в холодное) способом для обеззараживания и дегельминтизации;

обеззараживание жидкой фракции навоза в секци онных прудах-накопителях от 4 до 8 месяцев в зависимости от вида животных;

использова ние всех видов навоза и его фракций в качестве органических удобрений на полях. На одно поле жижа из лагун может вывозиться не чаще 1 раза в 4 года, до 40 т на гектар, иначе воз никает риск загрязнения почвы соединениями азота.

При строительстве новых животноводческих ферм нужно убедиться, что:

все меры против загрязнения среды приняты;

производство не будет причиной серьезного загрязнения окружающей среды;

используются адекватные методы уборки навоза;

в случае непредвиденных ситуаций будут использоваться эффективные методы борь бы с загрязнением окружающей среды.

Вопросы для повторения к теме 3. 1. Почему на современном этапе развития земледелия невозможно отказаться от примене ния минеральных удобрений и пестицидов?

2. Чем являются агрохимикаты для окружающей среды?

3. Какие причины делают неотвратимым поступление минеральных удобрений и пестици дов в окружающую среду?

4. За счет чего агрохимикаты поступают в окружающую среду?

5. В чем заключается неблагоприятное воздействие минеральных удобрений на окружаю щую среду?

6. Чем опасны пестициды для окружающей среды?

7. Назовите пять причин, по которым пестициды становятся экологическими загрязнителя 8. Что относится к пестицидам, как загрязнителям окружающей среды?

9. Назовите токсико-гигиенические и эколого-агрономические критерии для пестицидов.

10. Каким воздействиям подвергаются пестициды в окружающей среде?

11. Какие территории наиболее чувствительны к загрязнениям пестицидами?

12. Назовите основные гигиенические нормативы для пестицидов.

13. Что необходимо учитывать при определении набора показателей эколого токсикологической оценки последствий применения агрохимикатов?

14. По каким параметрам проводится экологический мониторинг?

15. Как понимать термин «точное земледелие»?

16. Способы осуществления принципов «точного земледелия»?

17. Аппликационные карты, значение и применение?

18. Принципы картирования урожайности и значение картирования?

19. Назовите и опишите принцип работ технических устройств для «точного земледелия»?

20. Целесообразность внедрения «точного земледелия»

21. Каковы основные требования к размещению и эксплуатации животноводческих ферм?

22. В чем заключаются опасные свойства отходов животноводства?

23. Преимущества и недостатки разных технологий уборки и утилизации навоза.

24. Особенности «органического» животноводства.

25. Как обеспечивается снижение выхода животноводческих стоков при проектировании технологий животноводства?

Источники литературы 3. Нормативно-правовые акты 1. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 6 мая 2003 г. N 92 "О введении в действие ГН 1.2.1323-03" 2. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30 мая 2003 г. N 114 "О вве дении в действие ГН 2.1.6.1338-03" 3. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 30 мая 2003 г. N 116 "О введении в действие ГН 2.1.6.1339- 4. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 4 февраля 2004 г. N 4 "О введении в действие ГН 1.2.1832-04" 5. Федеральный закон №7-ФЗ от 10.01.2002 «Об охране окружающей среды (с изменениями от августа, 29 декабря 2004 г., 9 мая, 31 декабря 2005 г.)»

6. Федеральный классификационный каталог отходов. Утвержден Приказом МПР России от 02.12.2002 N 786 (в ред. Приказа МПР РФ от 30.07.2003 N 663).

7. Сборник удельных показателей образования отходов производства и потребления: Научно исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами при Мини стерстве экономики Российской Федерации и Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды. – М.: 1999.- 65с.

8. Council Regulation (EC) No 834/2007 of 28 June 2007 on organic production and labelling of organic products and repealing Regulation (EEC) No 2092/91)/ Монографии, учебно-методические пособия 9. Encyclopedia of pest management: Edited by D.Pimentel. - Cornell University: Ithaca, New York, 2007. 10. Encyclopedia of agrochemicals / J.R. Plimmer, D.W.Gammon, N.N, Ragsdale. - Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2003, Vol. 1-3.

11. Ecological Engineering for Pest Management. Advances in Habitat Manipulation for Arthropods / G.M.

Gurr, S.D. Wratten, M.A. Altieri. - Csiro Publishing, Australia, 2004. - 218 p.

12. Waxman M.F. Agrochemical and pesticide safety handbook. - Lewis Publishers, Boca Raton-New York London-Washington, 1998.

13. Klaus Boehme. Die Kosten muessen weiter sinken. // Neue Landwirtschaft 8/ 1999. S.

14. Herbert Ruge. Management fr die effektive Bewirtschaftung von Teilschlaegen// Bauernzeitung 25/2000. S 16.

15. Prof.Dr. Guenter Hasert. Zukunftstraechtiger Ackerbau. Systeme der computer- und GPS-gestuetzten teilflaechenspezifischen Bewirtschaftung praxisnah bewertet./ Deutscher Bauerverlag GmbH. – Berlin, 2003. (нем.) 16. den Hartog L.A., Vermeer H.M., Swinkels J.W.G.M. et al. Applied research on new pig housing systems// Stocarstvo.- 1996.-50.-6.-P.429-437.

17. Appleby M.C. Life in a variable world: Behaviour, welfare and environmental design// Appl.Anim.Behav.Sci.- 1997.- 54.- P.1-19.

18. Umstatter K. Die Tier-Technik - Beziehung bei der automatischen Milchgewinnung// Dissertation, Hum boldt-Universitat zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gartnerische Fakultat.-2002.

19. Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технологии и экологическая безопасность.

- М.: КолоС, 2005. - 232 с.

20. Папшев С.В. Этологические особенности свиней скороспелой мясной породы. Авт. дисс…. к.с. х.н. Новосибирск, 2001.- 19с.

21. Ревелль П. Среда нашего обитания / П. Ревелль, Ч. Ревелль. В 4-х книгах. - М.:Мир, 1995.

22. Черников В.А. Агроэкология / В.А.Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.: Под ред. В.А.

Черникова. - М.: Колос, 2000. -536 с.

23. Шинделов А.В. Взгляд с высоты. (Использование аэрофотоснимков в сельскохозяйственном про изводстве). Новое сельское хозяйство. 2006 г. № 24. Шинделов А.В. Дорогая точность земледелия. Развитие прецизионных технологий в растениевод стве. Новое сельское хозяйство. 2004. - №1. с.52 – 25. Шинделов А.В. и др. «Дифференцированное земледелие в Европе при поддержке системы гло бального позиционирования GPS, предпосылки и возможность применения в России»// Прогрес сивные технологии и экономика в машиностроении: Труды Всеросс. науч.-практ. конф. – Томск:

Изд-во ТПУ, 2003. – 374с.

26. Шинделов А.В. К моделированию оптимальных траекторий движения полевой машины.

Сибирский вестник 11. Интернет-источники:

27. Первова И.Г. Основы промышленной экологии: Курс лекций. - http://fhtzb.ru./lib/lec/pe.

28. Tiergerechte Haltung // Akademie fr Tierschutz, Internet: http://www.tierschutzakademie.de/00594.html 29. Rechtsgrundstze zur Tierhaltung: Akademie fr Tierschutz, Internet:

http://www.tierschutzakademie.de/00594.html Автотракторный транспорт как поставщик отходов в сельском хозяйстве В процессе изучения данного модуля слушатели изучат следующие вопросы: основ ные понятия, термины и определения экологически безопасной эксплуатации транспорта;

способы контроля вредного воздействия автотракторного транспорта на ОС.

Основными источниками выброса токсичных продуктов сгорания являются автотрак торная техника, промышленность и тепловые станции. В некоторых городах содержание в атмосфере токсичных продуктов сгорания превышает предельно доупстимую концентрацию в несколько десятков раз.

Для борьбы в большинстве стран мира приняты соответствующие законы, ограничи вающие допустимое содержание токсичных веществ в продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

Выполнение предписываемых соответствующими законами норм разрешенного мак симального выброса стало одной из центральных задач. Во многих случаях управление рабо той автотракторных двигателей осуществляется таким образом, чтобы обеспечить требуе мый компромисс между их энергетическими, экономическими и экологическими показате лями. Во многих случаях достигаемый таким путем уровень экологических показателей пре вышает разрешенный современными нормами. Поэтому большое значение приобрела ней трализация и очистка продуктов сгорания перед их выходом в атмосферу.

4.1. Воздействие транспорта на окружающую природную среду (общие положения) 4.1.1. Токсичность продуктов сгорания 4.1.2. Ограничение выброса вредных веществ.

4.1.3. Нейтрализация отработавших газов. Нейтрализаторы.

4.2. Система сбора и утилизации расходных материалов.

4.2.1. Утилизация масел 4.2.2. Утилизация масляных фильтров.

4.2.3. Утилизация изношенных шин.

4.2.4. Утилизация аккумуляторов 4.2.5. Утилизация автомобильных деталей из полимерных материалов 4.2.6. Утилизация выбывшей из эксплуатации автомобильной и сельскохозяйственной техни 4.3. Использование альтернативных топлив двигателей внутреннего сгорания сель Воздействие транспорта на окружающую природную среду (общие по 4. Токсичность продуктов сгорания 4.1. Современные представления о допустимых уровнях загрязнения атмосферного возду ха, воды или ландшафта основаны на сведениях о вредном воздействии веществ или других видов негативного воздействия на здоровье людей и животных, на растительность и матери альные ценности.

Токсичные компоненты вредных выбросов автотракторного транспорта и инфра структуры непосредственно воздействуют на население, животных, растительность, находя щихся в непосредственной близости от проезжей части дорог и полей.

На основании многочисленных токсикологических исследований установлено, что воздействие каждого из вредных компонентов может привести к определенным негативным последствиям.

Продукты сгорания оказывают определяющее влияние на энергетические и экологи ческие показатели различных теплотехнических установок.

Однако помимо этих продуктов при сгорании образуется и ряд других веществ, кото рые вследствие их малого количества не учитываются в энергетических расчетах, но опреде ляют экологические показатели топок, печей, тепловых двигателей и других устройств со временной теплотехники.

В первую очередь к числу экологически вредных продуктов сгорания следует отнести так называемые токсичные газы.

Токсичными называют вещества, оказывающие негативные воздействия на организм человека и окружающую среду. Основными токсичными веществами являются оксиды азота (NOx), оксид углерода (СО), различные углеводороды (СН), сажа и соединения, содержащие свинец и серу.

Оксиды азота. Если температура превышает 1500 К, то азот и кислород воздуха вступают в химическое взаимодействие по цепному механизму.

Определяющей является первая реакция, скорость которой зависит от концентрации атомарного кислорода. При сгорании топлив образуется главным образом оксид азота NO, который затем в атмосфере окисляется до NO2.

Образование NO увеличивается с ростом температуры газов и концентрации кислоро да и не зависит от углеводородного состава топлива.

Зависимость образования NO от температуры создает определенные трудности с точ ки зрения увеличения термического КПД теплового двигателя.

Находящийся в атмосфере NO2 представляет собой газ красновато-бурого цвета, об ладающий в больших концентрациях удушливым запахом. NO2 оказывает негативное воз действие на слизистые оболочки глаз и носа.

Оксид углерода (СО) образуется во время сгорания при недостатке кислорода или при диссоциации СО2.

Основное влияние на образование СО оказывает состав смеси: чем она богаче, тем выше концентрация СО.

Оксид углерода - бесцветный и не имеющий запаха газ. При вдыхании вместе с воз духом он интенсивно соединяется с гемоглобином крови, что уменьшает ее способность к снабжению организма кислородом. Симптомы отравления организма газом СО: головная боль, сердцебиение, затруднение дыхания и тошнота.

Углеводороды (СН) состоят из исходных или распавшихся молекул топлива, которые не принимали участия в сгорании. Углеводороды появляются в отработавших газах (ОГ) двигателей внутреннего сгорания вследствие гашения пламени вблизи относительно холод ных стенок камеры сгорания, в «защемленных» объемах, находящихся в вытеснителях и в зазоре между поршнем и цилиндром над верхним компрессионным кольцом.

В дизелях углеводороды образуются в переобогащенных зонах смеси, где происходит пиролиз молекул топлива. Если в процессе расширения в эти зоны не поступит достаточное количество кислорода, то СН окажется в составе отработавших газов Так, углеводороды под действием солнечных лучей могут взаимодействовать с NOx, образуя биологически активные вещества, которые раздражающе действуют на органы ды хательных путей и вызывают появление так называемого смога.

Особое влияние оказывают выбросы бензола, толуола, полициклических ароматиче ских углеводородов (ПАУ) и в первую очередь бензпирена (С20Н12). Эта группа высокоток сичных веществ образуется в результате пиролиза легких и средних фракций топлива при температуре 400...6000 С. Такие условия возникают вблизи холодных поверхностей цилиндра при наличии там несгоревших углеводородов. Количество ПАУ в ОГ тем больше, чем выше концентрация в топливе бензола. ПАУ относится к так называемым канцерогенным вещест вам, они не выводятся из организма человека, а со временем накапливаются в нем, способст вуя образованию злокачественных опухолей (Луканин В.Н., 2001).

Сажа представляет собой твердый продукт, состоящий в основном из углерода. Кро ме углерода в саже содержится 1..3 % (по массе) водорода.

Сажа образуется при температуре выше 1500 К в результате объемного процесса тер мического разложения (пиролиза) при сильном недостатке кислорода.

Начало образования сажи зависит от температуры и давления газов, а также от вида топлива. При одинаковом количестве атомов углерода по степени увеличения склонности к образованию сажи углеводороды располагаются следующим образом: парафины, олефины, ароматики.

Наличие сажи в отработавших газах дизелей обуславливает черный дым на выпуске.

Сажа представляет собой механический загрязнитель носоглотки и легких. Большая опасность связана со свойством сажи накапливать на поверхности своих частиц канцероген ные вещества и служить их переносчиком.

Сажа - не единственное твердое вещество, содержащееся в ОГ. Другие твердые веще ства образуются из содержащейся в дизельном топливе серы, а также в виде аэрозолей масла и несгоревшего топлива. Все вещества, которые оседают на специальном фильтре при про хождении через него ОГ, получили общее название - частицы.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 8 |
 




Похожие материалы:

«RUDECO Переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии Модуль № 7 Экологические проблемы, связанные с интенсивным сельскохозяйственным производством (продукция животноводства и растениеводства) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина 159357-TEMPUS-1-2009-1-DE-TEMPUS-JPHES Проект финансируется при поддержке Европейской Комиссии. Содержание данной ...»

«RUDECO Переподготовка кадров в сфере развития сельских территорий и экологии Модуль № 5 Экологизация сельского хозяйства (перевод традиционного сельского хозяйства в органическое) Университет-разработчик: ФГБОУ ВПО Ярославская государственная сельскохозяйственная академия 159357-TEMPUS-1-2009-1-DE-TEMPUS-JPHES Проект финансируется при поддержке Европейской Комиссии. Содержание данной публика ции/материала является предметом ответственности автора и не отражает точку зрения Евро пейской ...»

«Электронный архив УГЛТУ Н.А. Луганский С.В. Залесов В.Н. Луганский ЛЕСОВЕДЕНИЕ Электронный архив УГЛТУ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Н.А. Луганский С.В. Залесов В.Н. Луганский ЛЕСОВЕДЕНИЕ (Издание 2-е, переработанное) Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в обла сти лесного дела для межвузовского использования в качестве учебного по собия студентам, обучающимся по спе циальностям 260400 ...»

«Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского ЛИНГВОМЕТОДИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ИНОСТРАННЫХ ЯЗЫКОВ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ Межвузовский сборник научных трудов ВЫПУСК 9 Под редакцией Н. И. Иголкиной Саратов Издательство Саратовского университета 2012 УДК 802/808 (082) ББК 81.2-5я43 Л59 Лингвометодические проблемы преподавания иностран Л59 ных языков в высшей школе : межвуз. сб. науч. тр. / под ред. Н. И. Иголкиной. – Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2012. – Вып. 9. – 144 с. : ил. В ...»

«СЕРГО ЛОМИДЗЕ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРЕПАРАТА КК-86 MОНОГРАФИЯ Тбилиси 2012 3 UDC (uak) 615.32 Л – 745 АВТОР СЕРГО ЛОМИДЗЕ ЛЕЧЕБНО–ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРЕПАРАТА КК–86 Редактор Тенгиз Курашвили полный профессор, член-корреспондент АСХН Грузии Зам. редактора Анна Бокучава полный профессор Рецензенты: Юрий Бараташвили ассоцированный профессор Шалва Макарадзе ассоцированный профессор Робинзон Босташвили ассоцированный профессор ISBN 978-9941-0-4797- ...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени С.М. Кирова И.А. Маркова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЛЕСОВЫРАЩИВАНИЯ (Лесокультурное производство) Учебное пособие для студентов, магистрантов и аспирантов специальности 250201 – Лесное хозяйство Допущено УМО по образованию в области лесного дела в качестве учебного пособия ...»

«МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК БУРЕИНСКИЙ ЛЕТОПИСЬ ПРИРОДЫ Чегдомын 2010 МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГУ ГОСУДАРСТВНЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК БУРЕИНСКИЙ УДК 502,72 (091), (470, 21) УТВЕРЖДАЮ Директор заповедника_ _2011 г. Тема: ИЗУЧЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ХОДА ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ПРИРОДЕ И ВЫЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ ОТДЕЛЬНЫМИ ЧАСТЯ МИ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА ЛЕТОПИСЬ ПРИРОДЫ Книга 2009 ...»

«1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК КАЛУЖСКИЕ ЗАСЕКИ УТВЕРЖДАЮ УДК ДИРЕКТОР ЗАПОВЕДНИКА Регистрационный С.В.ФЕДОСЕЕВ Инвентаризационный _2000 г. Тема: Изучение естественного хода процессов, протекающих в природе, и выявление взаимосвязи между отдельными частями природного комплекса Летопись природы Книга 7 2000 г. Табл. 32 Рис. 18 Фот. 33 И.о. зам. директора по науке Карт. ЧЕРВЯКОВА О.Г. С. Ульяново 2001 г. Содержание: ...»

«Российская Федерация Комитет охраны окружающей среды и природных ресурсов УДК 502. 72/091/ 470.21 Утверждаю Директор заповедника Ю.П. Федотов 10 августа 2000 года ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК “БРЯНСКИЙ ЛЕС” Тема “ИЗУЧЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ХОДА ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ПРИРОДЕ И ВЫЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ОТДЕЛЬНЫМИ ЧАСТЯМИ ПРИРОДНОГО КОМПЛЕКСА” Летопись природы Книга 1999 год Часть Заместитель директора по научной работе _ И.А. Мизин 10 августа 2000года Нерусса 2000г СОДЕРЖАНИЕ 1. ...»

«УДК58.633.88(075.8) ББК 28.5. 42.14 я 73 Л 43 Рекомендовано в качестве учебно-методического пособия редакционно-издательским советом УО Витебская ордена Знак Почета государственная академия ветеринарной медицины от 2.12. 2009 г. (протокол № 3) Авторы: д-р с.-х. наук, проф. Н.П. Лукашевич; канд. с.-х. наук, доц. Н.Н. Зенькова; канд. с.-х. наук Е.А. Павловская, ассист. В.Ф. Ков ганов Рецензенты: канд. веет. наук, доц. З. М. Жолнерович; ; канд. вет. наук, доц. Ю.К. Коваленок, канд. с.-х. наук, ...»

« УДК 631.51:633.1:631.582(470.630) КУЗЫЧЕНКО Юрий Алексеевич НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД КУЛЬТУРЫ ПОЛЕВЫХ СЕВООБОРОТОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОГО И ВОСТОЧНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ 06.01.01 – общее земледелие, растениеводство Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук Научный консультант : Пенчуков В. М. – академик ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет И.М. Курочкин, Д.В. Доровских ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ МТП Утверждено Учёным советом университета в качестве учебного пособия для студентов дневного и заочного обучения по направлению 110800 Агроинженерия Тамбов Издательство ФГБОУ ВПО ТГТУ 2012 1 УДК 631.3(075.8) ББК ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ОМСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) И.А. КУРЬЯКОВ С.Е. МЕТЕЛЁВ ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ, ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ ОМСК 2008 УДК 338.1(071.1) ББК 65.3297 К93 Рецензенты: д-р эконом. наук проф., зав. каф. Маркетинг и предпринимательство ОмГТУ Могилевич М.В.; д-р эконом. наук проф., зав. каф. ...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный торгово-экономический университет Омский институт (филиал) И.А. Курьяков РОЛЬ И МЕСТО АГРАРНОГО СЕКТОРА В УКРЕПЛЕНИИ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СТРАНЫ Монография Омск 2008 УДК 338.109.3(571.1) ББК 65.321 К93 Рецензенты: Шмаков П.Ф., д-р. с.-х. н., профессор. Тимофеев Л.Г., к.э.н, доцент. Курьяков И.А. К93 Роль и место аграрного сектора в укреплении ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРА, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Гродно УО ГГАУ 2011 УДК [008+001+37] (476) ББК 71 К 90 Редакционная коллегия: Л.Л. Мельникова, П.К. Банцевич, В.В. Барабаш, И.В. Бусько, В.В. Голубович, С.Г. Павочка, А.Г. Радюк, Н.А. Рыбак. Рецензенты: доктор философских наук, профессор Ч.С. Кирвель; доцент, ...»

«ФЁДОР БАКШТ КУЧА ЧУДЕС МУРАВЕЙНИК ГЛАЗАМИ ГЕОЛОГА 2-е издание, переработанное и дополненное Томск — 2011 УДК 591.524.22+550.382.3 ББК Д44+Д212.2+Е901.22+Е691.892 Б19 Литературный редактор Г.А. Смирнова Научный редактор канд. биол. наук доцент Р.М. Кауль Рисунки Л.М. Дубовой Фотографии Ф.Б. Бакшта Рецензенты: доцент Томского политехнического университета канд. геол.-минерал. наук А.Я. Пшеничкин; доцент Иркутской сельскохозяйственной академии канд. биол. наук Л.Б. Новак Книга участникам VIII ...»

«Г.Г. Маслов А.П. Карабаницкий, Е.А. Кочкин ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ МТП Учебное пособие для студентов агроинженерных вузов Краснодар 2008 УДК 631.3.004 (075.8.) ББК 40.72 К 21 Маслов Г.Г. Техническая эксплуатация МТП. (Учебное пособие) /Маслов Г.Г., Карабаницкий А.П., Кочкин Е.А./ Кубанский государственный аг- рарный университет, 2008. – с.142 Издано по решению методической комиссии факультета механизации сельского хозяйства КубГАУ протокол №_ от __2008 г. В книге рассматриваются вопросы ...»

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Трубилин Е.И. Федоренко Н.Ф. Тлишев А.И. МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСЛЕУБРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА И СЕМЯН УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВУЗОВ Краснодар 2009 2 КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН Трубилин Е.И. Федоренко Н.Ф. Тлишев А.И. МЕХАНИЗАЦИЯ ПОСЛЕУБРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА И СЕМЯН Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по ...»

«Управление по охране окружающей среды и природопользованию Тамбовской области КРАСНАЯ КНИГА ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ Животные Тамбов, 2012 ПРЕДИСЛОВИЕ ББК 28.6 УДК 591.6:502.74 Растительный и животный мир Тамбовской области уже в течение длительного времени подвергается интенсивному воздействию человека. Рубки леса, пожары, палы, распашка земель под сельскохозяйственные нужды, охота, неконтролируемый сбор полезных растений, различного рода мелиоративные работы, внесение КРАСНАЯ КНИГА ТАМБОВСКОЙ ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.