Улучшение экологической ситуации в районах гидротехнических сооружений за счет сбора и утилизации моллюсков рода Дрейссена

достигает подчас 10000 экземпляров на 1 м2 при биомассе 7 кг на ту же площадь. В период интенсивного размножения дрейссен количество личинок велигер может доходить до 50 экземпляров в 1 м3. Молодь дрейссен, осевшая летом, растет лучше и достигает больших размеров, чем молодь, осевшая осенью. Наилучший рост дрейссен наблюдается на глубине 1,5-2 м.

Одним из наиболее распространенных и эффективных методов борьбы с обрастанием поверхности моллюском является осушение с последующей механической очисткой. В результате механической очистки, счищенные моллюски образуют значительные по объему отвалы, что создает неблагоприятную экологическую обстановку в районе гидротехнических сооружений. Например, только в районе волгоградского узла гидросооружений и судоходства при выполнении ремонтных работ после закрытия навигации образуется около 200 тонн биологических отходов. Биологическое разложение мягких тканей моллюсков создает следующие неблагоприятные факторы: неприятный запах, привлекающий кроме всего прочего виды-синантропы (птицы, грызуны, насекомые), выделение токсичных летучих веществ (аммиак, сероводород, летучие амины и др.), массовое развитие патогенной микрофлоры, паразитофауны, способных вызвать вспышку инфекционных заболеваний. Такая же проблема существует и на других гидросооружениях, в том числе на Волго-Донском судоходном канале и на гидроэлектростанциях Волжско-Камского каскада.

Для предотвращения вышеуказанных неблагоприятных факторов требуется удаление моллюсков с территории гидротехнических сооружений. Наиболее простыми и распространенными способами являются либо вывоз моллюска на полигоны твердых бытовых отходов, либо сброс обратно в водоемы. Ни один из этих способов не решают экологических проблем, так как вывоз на полигоны ТБО является дорогостоящим мероприятием, при этом идет обычное территориальное перемещение биологических отходов с сохранением всех неблагоприятных факторов. Сброс в водоемы, как правило, уже мертвого моллюска также создает локальную угрозу экологическому состоянию водоема и обитающим в нем гидробионтам (рис. 1).

Рис. 1. Погрузка счищенного моллюска на баржу

Решением экологической проблемы является вывоз моллюска с территории гидросооружений с последующей их утилизацией. Счищенные моллюски являются скоропортящимся сырьем, поэтому необходимо использовать доступные низкозатратные экологичные способы утилизации. Одним из таких способов является получение гранулированных комбикормов на основе моллюска Дрейссена. Преимуществом данного способа является то, что он является практически безотходным, результатом является готовый ценный продукт, способный длительно храниться в обычных условиях, не требующий для производства дорогостоящих ингредиентов. В тоже время, моллюски могут являться сырьём для получения ценных комбикормов для различных животных – птицы, рыбы, раков и др.

В качестве исходного сырья для отработки рецептуры кормбикорма использовались моллюски, счищенные с сороудерживающих решеток и затворов Волжской ГЭС и акватории реки Ахту-ба в районе г. Волжского. В связи с тем, что сороудерживающие решетки и затворы на ГЭС проходят периодическую очистку, размеры моллюсков отличаются от тех моллюсков, которые собраны из реки Ахтуба. Средний продольный размер моллюска с сороудерживающих сооружений составляет 14-18 мм, тогда как в реке Ах-туба средний продольный размер Дрейссены – 25-30 мм. В шлюзовых камерах района волгоградского узла гидросооружений и судоходства, осушаемых ежегодно, продольные размеры моллюсков, как правило, не превышают 10 мм. Для составления рецептуры комбикорма необходимо знать соотношение между основными составляющими моллюска – массами раковины, воды и тела. Проведенные исследования показали, что до 50% массы моллюска составляет масса раковины, порядка 35-37% – содержащаяся внутри моллюска жидкость и 13-15% – тело моллюска. Для обеспечения безотходности производства комбикорма рационально обеспечить полную переработку моллюска, вместе с раковиной и жидкостью (рис. 2). Раковина моллюска Дрейс-сена состоит в основном из карбоната кальция, который является необходимым минеральным компонентом для формирования скелета большинства позвоночных животных, особенно для молодняка птицы и рыб. В соответствии с предлагаемым способом жидкость, находящаяся внутри раковин моллюска, предлагается связывать, так как ее удаление потребует дополнительных технологических затрат и затрат на водоотведение. Для связки жидкости предлагается использовать отходы переработки зерна, а также технические отходы маслоэкстракционного производства, характеризующиеся низкой влажностью и высоким водопоглощением. Мясо Дрейс-сены характеризуется следующим химическим составом (%): сухие вещества – 19; углеводы – 0,21; зола – 3,2; общий азот – 2,3; белок (N x 6,25) – 14,4; жир – 1,23.

Технологический процесс производства комбикорма отработан в ходе совместных работ в лабораторных условиях ВПИ и ВГСХА. Основные стадии процесса следующие: сбор базового компонента комбикорма (моллюска) с гидротехнических сооружений и транспортировка его к месту переработки; очистка базового компонента сырья от инородных неорганических включений (камни, куски бетона, металла и др.); измельчение основных компонентов комбикорма; смешивание в определенных пропорциях всех компонентов комбикормовой смеси; гранулирование; сушка; упаковка. Соотношение всех компонентов корма, начальная влажность, степень измельчения, а также технологические параметры гранулирования и сушки были установлены экспериментально.

Рис. 2. Измельченный моллюск Дрейссена

Анализ химического состава корма проводился в лаборатории «Анализ кормов и продукции животноводства» ВГСХА. Сырой протеин определялся методом Къельдаля, аминокислотный состав с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105». Содержание сырого протеина в образцах корма составляет в среднем 22, 18% от массы сухого вещества, что является хорошим показателем для гранулированных кормов. Аминокислотный состав базового комбикорма приведен в табл. 1.

Размеры гранул комбикорма диаметром 4 мм и длиной 6-8 мм являются наиболее универсальными для кормления подопытных животных (карась серебристый, рак узкопалый) (рис. 3). Плотность гранул ρ=1,35 г/см3, такая плотность обеспечивает плавное погружение гранул в воде, что вместе с низкой размокаемостью позволяет использовать комбикорм для кормления различных видов рыб и раков. Опытным путем в лаборатории экологической безопасности ВПИ установлено, что размокаемость гранулы (то есть потеря ей первоначальной формы и размеров в воде) наблюдается: без перемешивания в течение 168 часов, а с принудительным перемешиванием не менее 2 часов.

Важным фактором при кормлении водных животных, особенно раков, является закисае-мость гранул корма. Под закисаемостью понимается размокание корма в водной среде с последующим использованием питательных веществ, содержащихся в комбикорме, различными микроорганизмами, при этом изменяется рН среды, наблюдается незначительное помутнение воды.

Таблица 1. Содержание аминокислот в образцах комбикорма

В пробах, взятых во время эксперимента, через 48 часов обнаружены значительные скопления дрожжевых грибков. Причиной развития дрожжей является наличие в составе комбикорма отходов зернопроизводства. В течение последующих 48 часов наблюдалось массовое размножение парамеций, пищей для которых являются дрожжи. Вследствие потребления парамециями дрожжей в течение 24 часов происходит нормализация рН среды до первоначальных значений, прозрачность воды восстанавливается. Таким образом, хотя и наблюдается закисание комбикорма, это не представляет серьезной опасность для гидробионтов, так как парамеции являются кормом для многих видов водных организмов, а также происходит быстрое сокращение численности их ввиду отсутствия кормовой базы. В природных и искусственных водоемах большого объема эффект закисания будет проявляться крайне незначительно, к тому же парамеции являются естественными обитателями пресных водоемов.

Рис. 3. Готовый продукт – гранулированный комбикорм

Полученный комбикорм в виде гранул отлично сохраняется в течение продолжительного времени при комнатной температуре и нормальной влажности без потери питательных и технологических качеств, что подтверждено лабораторными исследованиями для опытной партии комбикорма, хранившейся в указанных условиях в течение 1 года. Апробация данного комбикорма проводилась в течение полутора лет на опытной аквариумной базе лаборатории экологической безопасности ВПИ. Комбикорм использовался для кормления следующих видов подопытных животных: карась серебристый и рак узкопалый. Подопытные животные в течение всего времени эксперимента активно потребляли предложенный комбикорм, при этом нарушения здоровья и возникновения патологий не обнаружено. В настоящее время совместно с лабораторией «Анализ кормов и продукции животноводства» ВГСХА продолжается эксперимент по разработке рецептуры комбикормов для рыбы и раков, а также сельскохозяйственной птицы (куры-несушки, перепела).

Выводы: предложенный метод утилизации, заключающийся в переработке счищенных моллюсков на комбикорм, не только решает проблему улучшения экологической обстановки в районах гидросооружений, но и позволяет получать ценный сбалансированный комбикорм из биологических отходов совместно с техническими отходами перерабатывающих производств. Существующей проблемой является сезонность проведения профилактических и ремонтных работ на гидросооружениях, что обуславливает периодический характер загрузки перерабатывающего оборудования. Данная проблема может быть решена использованием в качестве сырья других отходов сельскохозяйственных и пищевых производств (подсолнечника, горчицы и т.д.), образующихся в регионе.