Екологічній системі свинокомплексу належать такі властивості як цілісність, ієрархічність, функціональність, продуктивність, енергозабезпеченість, саморегульованість і емерджентність.
Цілісність і функціональність не потрібно характеризувати, тому що вони були доведені у розділі 2 завдяки обгрунтуванню меж екологічної системи.
Ієрархічність (багаторівневість) системи характеризує її морфологію і поведінку – окремі рівні обумовлюють певні аспекти її поведінки, а цілісне функціонування є результатом взаємодії всіх рівнів. Ця властивість схематично представляється у вигляді “ієрархічного трикутника”. На найнижчому рівні трикутника розташовані “елементи” – найдрібніші складові системи. Характерною особливістю елемента є те, що його не можна декомпозувати (розділити, розкласти) без руйнування[4]. В екологічній системі свинокомплексу ця властивість чітко зображена в Додатку 3.
Продуктивність системи визначається кількістю певної продукції, яку виробляє система. Характеризується абсолютною кількістю продукції, виробленої за певний час, чи її значенням, віднесеним до характерного показника системи. Продуктивність системи не постійна і міняється в залежності від зовнішнього впливу і стану системи[4]. В екологічній системі свинокомплексу – це кількість м’яса за рік, але в даному випадку це нас найменше цікавить, тому продуктивністю комплексу буде кількість відходів, які утворюються.
Емерджентність системи вказує на здатність отримувати (формувати) нові властивості, яких не було у складових підсистем. Тобто, будь-яка система має дві групи властивостей – спадкові, які перейшли від складових підсистем і емерджентні (власні)[4]. Наприклад, комплекс – штучна система, яка складається з декількох підсистем (гноєзбірника, інфраструктура комплексу тощо) має 7 головних властивостей, з яких 2 відсутні у підсистемах (енергозабезпеченість, саморегульованість) і є емерджентними. До спадкових відносяться: продуктивність (як кількість виробляємих відходів), ієрархічність (як взаємозалежність всіх складових).
Енергозабезпеченість – це властивість екологічної системи сприймати, преробляти, засвоювати та транспортувати зовнішню енергію, а також віддавати її за межі системи[4]. Наприклад, рідкі відходи можна завдяки процесам бродіння перетворити на біогаз, який можна використовувати як паливо, або як тепло для опалення приміщень комплексу в холодний період року, або взяти більш глобально на опалення навколишніх населених пунктів.
Саморегульованість екологічної системи полягає в її здатності пристосовуватися до змін навколишнього середовища в певних межах, зберігати структуру й функціональні властивості, тобто життєдіяльність в умовах довкілля, чинити опір зовнішньому впливові[4]. В екологічній системі свинокомплексу створюються всі умови для того,щоб він існував. Але ці умови створюються штучно, тому що підводяться штучні підсистеми. Це і газо-, і водо-, і еклектрозабезпеченість, тобто ті ресурси, яких не має у комплекса.
Екологічні характеристики
Всі складові екосистеми взаємопов’язані і взаємовпливові. Тому кожна повинна розглядатися в двох аспектах – як об’єкт впливу і як джерело впливу одночасно. Як об’єкт впливу будь-яка складова екосистеми відчуває дію інших складових через внутрішні зв’язки і дію позасистемних компонентів середовища через зовнішні зв’язки. Джерела впливу дії по відношенню до об’єкта постають як фактори по лініях зв’язків. об’єкт не залишається байдужим до дії довкілля – показники його властивостей і якості міняються відповідно до кількісних змін діючих факторів[4].
Екологічні характеристики – математичні залежності властивостей чи показників складових системи від діючих факторів[3].
Спробуємо охарактеризувати споживання води комплексом і порівняти отримані результати з споживанням цих ресурсів м. Баштанки (див. розділ 6. Чисельні рішення). Це допоможе створити уявлення, який вплив має свинокомплекс і яке навантаження на інфраструктуру міста, адже він не має власних ресурсів і споживає чужі, тобто міста.
Під час зберігання гною в ньому за участю мікроорганізмів відбуваються процеси розпаду виділень тварин з утворенням більш простих мінеральних з’єднань. Аміачний азот втрачається під час зберігання гною при розкладанні сечі[6].
Під впливом фермента уреази, який виділяється уробактеріями, сечовина перетворюється в карбонат амонію:
СО(NН2)2 + 2Н2О = (NН4)2СО3.
Карбонат амонію розкладається на аміак, вуглекислий газ і воду за рівнянням реакції:
(NН4)2СО3 = 2NН3 + СО2 + Н2О[7].
За цим рівнянням реакції можна знайти скільки виділяється утворених речовин (аміаку, вуглекислого газу і води) на 1 кг сечовини (розрахунки див. розділ 6. Чисельні рішення).
Гіпюрова кислота, що міститься в гної, розкладається на бензойну та амінооцтову кислоти[7]:
С6Н5СОNНСН2СООН + Н2О → С6Н5СООН + СН2NН2СООН[6].
В свою чергу, амінооцтова кислота розкладається на оцтову або оксіоцтову кислоту й аміак[7]:
СН2NН2СООН + Н2О → СН2ОНСООН + NН3[6].
Сечова кислота через ряд проміжних продуктів розкладається на вуглекислий газ, гліоксилову кислоту, воду та аміак. Газоподібний аміак звітрюється[7]:
С5Н4N4О3 + С2О2 + Н2О → С4Н6N4О3 + СО2;
гліоксилдіуреїд
С4Н6N4О3 + 2Н2О → 2СО(NН2)2 + НСОСООН.
гліоксилова кислота
Таким чином, всі азотисті з’єднання, що входять в склад гною, можуть розкладатися до вільного аміаку. Це головне джерело втрати азоту в гної, особливо при неправильному його зберіганні[6].
Також можна зробити розрахунки по продуктивності свиней і їх викидам, тобто чи залежить кількість свиней від їх викидів у атмосферу. Для цього потрібно розрахувати скільки 1 тварина виділяє відходів на добу і на рік. Потім вже буде відома загальна кількість утворених відходів. Це дасть можливість уявити приблизно, яке буде відбуватися забруднення (див. розділ 6. Чисельні рішення).
Чисельні рішення
За добу комплекс споживає 220 м³ води[5], м. Баштанка – 7100 м³/добу, тобто свинокомплекс витрачає 10 % води від загальної кількості споживання самого міста. Це означає, що таке споживання прирівнюється до великого міста.
За формулою хімічної реакції
(NН4)2СО3 = 2NН3 + СО2 + Н2О[7]
можна розрахувати, що
М ((NН4)2СО3) = 36 +60 = 96 г;
М (2NН3) = 2 · 17 = 34 г;
М (СО2) = 44 г;
М (Н2О) = 18 г.
Тепер можна знайти % відношення кожної виділеної речовини, що містяться в 1 кг (NН4)2СО3 в рідкому гної:
NН3 = 34/96 = 35 %;
СО2 = 44/96 = 46 %;
Н2О = 18/96 = 19 %.
В середньому одна свинка виділяє 5,5 кг/добу гною, 50000 свиней – 275000 кг/добу.
Висновки
Після аналізу соціоекосистеми свинокомплексу були отримані такі результати, що така система існуючи здійснює велике навантаження на навколишнє середовище.
Якщо споживання води буде залишатися на такому ж рівні, то цей ресурс швидко виснажиться і обладнання вийде з ладу. Потрібне самостійне автономне водозабезпечення комплексу.
Велика кількість свиней спричиняє великі викиди в атмосферу, що негативно впливає на здоров’я людей (виникнення різних хвороб, в тому числі і онкозахворювання) і довкілля.
Ця проблема є новою в Україні, але за кордоном розвиток її вирішення йде досить швидкими темпами.
Отже, ця соціоекосистема потребує вдосконалення і більш детального вивчення на рівні дипломного проекту.
Перелік використаної літератури
1. Для искоренения голода на Земле нужна “зеленая революция” – глава ФАО. – www.Mail.ru.
2. Національна екологічна політика України: оцінка і стратегія розвитку. – www.BAITE.com.ua.
3. Методичні вказівки по виконанню курсової роботи з дисципліни „Теорія екологічних систем”./ Кафедра екології та природокористування. – Миколаїв, 2007.
4. Добровольський В. В. Основи теорії екологічних систем. – К.: ВД «Професіонал», 2005. – 272 с.
5. Заявление об екологических последствиях 63/05 – ЗЕП // ТОВ «Науково-технічний центр проблем екології та природокористування». – Николаев, 2005.
6. Городній Н. В. Агрохімія. – К.: Вища школа, 1990.
7. Агроекологія: Навч. посібник / М. М. Городній, М. К. Шикула, І. М. Гудков. – К.: Вища школа, 1993. – 416 с.
Перелік опрацьованої літератури
1. Агроекологія: Навч. посібник / М. М. Городній, М. К. Шикула, І. М. Гудков. – К.: Вища школа, 1993. – 416 с.
2. Андреев В. А. Использование навоза свиней на удобрения. – М.: Росагропромиздат, 1990.
3. Астахова О. Еконологія промислового свинарства./ Тваринництво України. – 1999. - № 4.
4. Бажов Г. М., Комлацкий В. И. Биотехнология интенсивного свиноводства. – М.: Росагропромиздат, 1989.
5. Безуглий М. Проблеми сучасного свинарства.// Пропозиція. – 2001. - № 1. – с. 78.
6. Березовский М. Д., Королех М. М. Свинарство. – К.: Урожай, 1987.
7. Березовский М. Свинарство Данії. // Тваринництво України. – 2000, № 7-8. – с. 7.
8. Бетин А. Н. Новое в производстве свинини. – М.: Знание, 1990.
9. Боярский Л. Проблеми дальнейшева развития интенсификации свиноводства./ Свиноводство, 2004, № 6. – с. 24-26.
10. Булавкіна Т. Проблема виробництва екологічно чистої свинини.// Тваринництво України. – 2002, № 8. – с. 10.
11. Волощук В., Майструк С. Нетрадиційні методи вирощування молодняку свиней.// Тваринництво України. – 2003. - № 9. – с. 10.
12. Гегамян Н. Развитие отрясли свиноводства на промишленной основе.// Свиноводство. – 2003. - № 2. – с. 9.