909

Для оценки индекса токсичности (ИТ) использована классификация представленная в ФР.1.39.2015.19242 для инфузорий при использовании прибора серии «Биотестер». По величине индекса токсичности анализируемые пробы классифицируются на 3 степени токсичности: 1) допустимая (0,00 < ИТ ≤ 0,40); 2) умеренная (0,40 < ИТ ≤ 0,70); высокая (ИТ > 0,70). Результаты представлены в таблице 2.

Визуально в кювете наблюдалось перераспределение коловраток, однако прибор не фиксировал этого. Биотестирование с помощью прибора серии разбавлений пробы воды из р. Кизел показало противоречивые результаты. Коловратки имеют достаточно крупный размер. Нами проведен учёт соотношения коловраток в нижнем и верхнем слое кюветы через 30 минут экспозиции при помощи увеличительного стекла. Установлена зависимость между индексом токсичности и концентрацией модельных токсикантов. При концентрации токсикантов более 1,5 мг/дм3 коловратки находятся преимущественно в нижней части кюветы. Сниже-

ние концентрации токсиканта приводит к увеличению числа коловраток поднявшихся в верхний слой кюветы.

В качестве природного тест-объекта использована проба воды отобранная

из р. Кизел. Предварительно в химической лаборатории кафедры экологии ПГАТУ проведены её химические исследования. Проба воды является сильнокислой – рН 2,9 ед. (определено потенциометрическим методом), содержание общего железа (определено фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой) соста-

101

вило 15,75 мг/дм3, что в 14,3 раза превышает ПДК рыбохозяйственных водоемов равное (1,1 мг/дм3). Содержание фосфатов определено фотоколориметрическим методом и составило 0,01 мг/дм3 (низкое). Общая минерализация (определена кондуктометрическим методом) составила 847 мг/дм3 в пересчете на натрий хло-

ристый. Установлена зависимость между степенью разбавления пробы воды и долей коловраток в верхней части кюветы. Рассчитанная степень разбавления пробы воды, при которой токсичность будет допустимой составляет 5%.

Таким образом, для культивирования Philodina acuticornis odiosa могут

быть использованы не только дрожжи, но и другие органические субстраты. Прибор «Биотестер 2» невозможно использовать для учёта тест-реакции хемотаксиса при биотестировании с помощью Philodina acuticornis odiosa, однако получены

удовлетворительные результаты при снятии показаний биотестирования по соотношению численности коловраток в верхнем и нижнем слое кюветы визуальным методом.

Литература

1.Исидоров В. А. Введение в химическую экотоксикологию. Санкт-Петербург : Химиздат, 1999. - 144 с.

2.Лихачев С. В., Пименова Е. В., Жакова С. Н. Биотестирование в экологическом мониторинге. Пермь : Прокростъ, 2020. - 89 с.

3.Минченок Е. Е., Пахомова Н. А. Видовой состав микроорганизмов сенного настоя и их использование в биотестировании // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 12. - С. 2584-

2589.

4. Jersabek, C. D., Leitner M. F., 2013: The Rotifer World Catalog. URL: http://rotifera.hausdernatur.at/ (дата обращения 18.05.2020).

УДК 631.862:504.75(571.150)

Ж.В. Медведева, Н.Д. Дорохова ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ, г. Барнаул, Россия

e-mail: Amedvedev_71@mail.ru, natalya.dorohova.75@mail.ru

ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА НА СВИНОВОДЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ

Аннотация. Высокая концентрация предприятий животноводства постави-

ла ряд важных экологических проблем, связанных с охраной окружающей среды. К ним, в частности, относится проблема утилизации и переработки, хранения различных видов навоза. Выбор технологии утилизации, переработки и хранения навоза играет важную роль для обеспечения экологической безопасности в целом.

Ключевые слова: навоз, экологическая безопасность, переработка, органические удобрения, утилизация навоза.

Одним из положений стратегии социально-экономического развития За- падно-Сибирского Федерального Округа на период до 2020 года является разви-

тие агропромышленного комплекса, в котором свиноводство является одним из приоритетных направлений. Основным направлением будет увеличение объема производства сельскохозяйственной продукции, необходимой для импортозаме-

102

щения и, в итоге, для обеспечения продовольственной безопасности.

В ряде регионов стали реконструировать действующие и строить новые свинокомплексы, не стал исключением и Алтайский край. Положительную динамику развития демонстрируют крупные предприятия, занимающиеся развитием промышленного свиноводства. ООО «Алтаймясопром» Тальменского района,

ООО «Альтаир-Агро» Ребрихинского района, ОАО «Антипинское» в Тогульском

районе является крупнейшим сельскохозяйственным предприятием, и одним из крупных предприятий в Алтайском крае по производству и реализации свинины

[3].

Современные крупные свинокомплексы и фермы проектируются и строят с самосплавной системой непрерывного и периодического удаления бесподстилочного навоза. Навоз является важнейшим органическим удобрением. От других видов органики его выгодно отличают содержание многих питательных веществ, микроэлементов и положительное влияние на водный и воздушный режимы почвы, уменьшающее вредное воздействие почвенной кислотности на рост растений и жизнедеятельность микроорганизмов.

Основными источниками загрязнения окружающей среды (воздух, почва, вода) от животноводческих комплексов и ферм являются воздушные выбросы и жидкие стоки.

Воздушные выбросы животноводческих ферм оказывают существенное влияние не только на атмосферу, но и на поверхностные воды. На животноводческих комплексах, особенно свиноводческих, основным источником загрязнения окружающей атмосферы являются помещения для содержания животных.

Запах от животных действует на людей раздражающе, хотя считается безвредным. Неприятные запахи распространяются в радиусе 5-17 км. Как правило,

экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха в зонах влияния животноводческих объектов не проводится, тем не менее, влияние на окружающую природную среду токсических газов от животноводческих комплексов можно оценить при помощи биологических объектов в частности растений, произрастающих вблизи них.

Состояние атмосферного воздуха в зонах влияния животноводческих объектов (содержание NH3 в воздухе) представлены в таблице 1.

Следовательно, негативное влияние сельскохозяйственных объектов животноводства на окружающую среду происходит не только на почвы, воды (поверхностные водоисточники в зонах загрязнения сельскохозяйственными отходами), но также и атмосферный воздух. Необходимо развивать технологии обезвре-

103

живания отходов животноводства и их переработки с получением полезной энергии и новых продуктов в виде удобрений [2].

В результате текущей деятельности животноводческих ферм, органические отходы в виде навозных стоков, получают в жидком виде. Свиной бесподстилочный навоз обладает высокой удобрительной ценностью. В нем от 50 до 70% азота находится в растворимой форме, хорошо усваиваемой растениями. Фосфор навоза в значительной мере входит в состав органических веществ, но по сравнению с фосфором минеральных удобрений он меньше закрепляется в почве и хорошо используется выращиваемыми культурами. Калий также легко усваивается, т.к. в навозе он представлен в хорошо растворимых соединениях.

Для увеличения эффективности использования навоза и повышения качества получаемого органического удобрения, навоз необходимо перерабатывать, используя имеющиеся перспективные технологии.

Существует множество технологий переработки свиного навоза. Выбор конкретной технологии зависит от ограничений сельскохозяйственного предприятия (доступная электрическая мощность, имеющиеся земельные угодья…), также существенное значение оказывают и природно-климатические условия. Каждая из

технологий является последовательностью технологических операций по переработке навоза. Одна из технологии, согласно который весь образующийся навоз перерабатывается в жидкое органическое удобрение представлена на (Рис. 1).

Рис. 1. Схема технологии переработки навоза методом длительного

выдерживания и внесения на поля

Данный метод имеет ряд преимуществ, это широкий диапазон влажности навоза; технология содержит всего несколько технологических операций; отсутствие постоянного контроля квалифицированным персоналом за процессом переработки; простота конструкции навозохранилища. Безусловно существует ряд недостатков, одна из которых значительные площади сельскохозяйственных угодий для внесения полученного жидкого органического удобрения; не исключены значительные капитальные затраты на постройку навозохранилищ; не стоит забывать о длительности сроков переработки.

Данная технология широко применяется в настоящее время в центральной части РФ, а также за рубежом [4].

На крупных свиноводческих комплексах при высокой концентрации поголовья на ограниченной территории и использовании вод для удаления навоза из производственных помещений в течение суток образуется от 500 до 10 000 м3

104

животноводческих сточных вод, которые содержат в больших количествах органические вещества и нередко бывают заражены патогенными бактериями (сальмонеллами, лептоспирами, микобактериями туберкулеза и др.), яйцами гельминтов, длительное время сохраняющих жизнеспособность и вирулентные свойства

[1].

Вредное влияние длительного воздействия отходов животноводства на почвенные экосистемы сказывается на протяжении десятилетий после прекращения деятельности свинокомплексов [3].

Вме сте с тем, прово димые санитарно-гигиен ические исследования по чв не

да ют представления о физиоло гическом состоянии почв енных экосистем; спосо бности почв к самооч ищению. Поэтому, необх одимо использовать компл ексные методы обеззар аживания. К ним отно сятся, биологические мет оды, которые предусм атривают длительное выдерж ивание, биотермическую обра ботку, анаэробное сбраж ивание и аэробное окис ление. Химические спо собы включают в се бя разделение нав оза на тве рдую и жидкую фра кции с применением сис темы отстойников. Физич еским способом обеззар аживают жидкий на воз с помощью парост руйной установки, разраб отанной во ВНИИ ВВиМ.

Основной проб лемой рационального выб ора технологий явля ется многокритерийность отб ора. В зависимости о т выбора техно логии значительно меня ются удельные капит альные и эксплуатационные зат раты на реали зацию данной техно логии, меняется ма сса полученного органи ческого удобрения и е го питательная ценн ость. В зависимости о т объема органи ческого удобрения и ма ссы сохраненного общ его азота рассчит ывается площадь земе льных угодий, необх одимая для внес ения всего получ енного органического удоб рения [4].

Необходимо та кже учитывать и сост ояние земельных уго дий. Избыточная до за внесения жид кого органического удоб рения может прив ести к переувлажнению по чвы, образованию пот оков сточных в од на повер хности поля, фильт рации навозной жи жи через сл ой почвы, к вымы ванию питательных элем ентов из по чвы и угрозе загря знения открытых вод ных источников и грун товых вод.

Жид кий навоз рекоме ндуется вносить в по чву в вегетационный пер иод для максим ального поглощения расте ниями жидкости и питат ельных веществ [1].

Одн ако использование е го ограничивается прир одно-климатическими

усло виями, сезоном го да и видом кул ьтур.

Вопросами утили зации навоза заним аются все животнов одческие хозяйства. Кру пные свиноводческие хозя йства рассчитывают и соглас овывают со служ бами по конт ролю природопользования и эколог ической безопасности (Россельх ознадзор, Росприроднадзор, Ростех надзор и т.д.) мощности п о утилизации отх одов на эт апе строительства и реконс трукции комплексов. Согл асно статье 8.2 Код екса об админист ративных правонарушениях максим альный штраф з а нарушения, связ анные с утилизацией нав оза, составляет 2 50 тыс. р уб. [5].

Но, к сожа лению многие произв одители нарушают утилиза ционные нормы. Сам ыми распространенными наруш ениями являются н е разделение отх одов на фра кции (это обяза тельно для предп риятий с численностью бо лее 12 т ыс. свиней в г од), не соблю дение сроков каранти низации навоза, но рм и технологий е го

105

внесения в по чву. Часто комп ании вывозят н а поля некомпост ированный навоз и ли даже сбрас ывают его в вод оемы.

Повышение эколог ической безопасности перер аботки свиного нав оза обеспечивается соблю дением установленных регла ментов и правил исполь зования, исключающих и х негативное возде йствие на здор овье людей и окруж ающую среду. А д ля решения вопр осов экологической безопа сности процесса, повы шения урожайности, возн икает необходимость обосн ования и разработки меха низма повышения е го безопасности.

Литература 

1.Афанасьев В.Н., Шала вина Е.В. Технологические и техни ческие решения проб лемы переработки нав оза свиноводческих компл ексов// Вестник ВНИ ИМЖ. – 2013. – № 4(1 2). – С. 146-1 53.

2.Проблемы экол огии при хран ении и утилизации нав оза// Проблемы технос ферной безопасности: сбо рник статей I V Международной нау чно-практической конфе ренции / Алт. г ос. техн. у н-т им. И.И. Полз унова. – Барнаул: И зд-во Алт ГТУ, 2020. – С.6 3-68.

3.Медв едева Ж.В., Дорохова Н.Д. Воп рос повышения эффект ивности переработки жид кого навоза сви ней // Теория и прак тика современной агра рной науки: С б. III национ альной (всероссийской) нау чной конференции с междун ародным участием (г. Новос ибирск, 28 фев раля 2020 г.): Т.2 / Нов осиб. гос. аг рар. ун-т. – Новос ибирск: ИЦ НГ АУ «Золотой ко лос», 2020. – С. 5 8-61.

4.Рекомендации  по организации  и проведению производственного  экологического контроля  систем переработки  ииспользования навоза  / А.Ю. Брюханов [и др  .].СПб, 20 12. – 56с.

5.Утилизация  навоза/помета  на животноводческих  фермах для  обеспечения экологической  безопасности территории  , наземных и подз емных водных объе ктов в Ленинградской области  / В.И. Могилевцев [и др  .].- СПб., 20 12. – 72с.

6.РД  -АПК 1.1 0.15.0 2-2008. Методические  рекомендации по  технологическому проектированию  систем удаления  и подготовки к использованию  навоза и помета  .- М., 2008. – 4 5с.

УДК–547: 304.2: 386

Л.П. Юнникова, С.Н. Жакова, Т.А. Акентьева, Л.Р. Маннапова,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

Е-mail: yunnikova@yahoo.com, akentjeva-perm@yandex.ru

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ ТРОПИЛИРОВАННОГО АНИЛИНА И ЕГО СТРУКТУРНЫХ АНАЛОГОВ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

Аннотация. показан экологический подход к синтезу тропилированного

анилина и его структурных аналогов (вторичных ароматических аминов и тропилированных азометинов), проведен сравнительный анализ их биологической активности.

Ключевые слова: экологический подход к синтезу соединений, тропилиро-

ванный анилин, тропилированные вторичные ароматические амины, тропилированные азометины, тетрафторборат тропилиия, противогрибковая активность, антибактериальная активность.

Тропилированный анилин или 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин про-

являет активность как против ряда бактерий, так и микроскопических грибов [3,7,11]. Интерес к синтезу 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина и его струк-

турных аналогов (тропилированных вторичных ароматических аминов и тропилированных азометинов) связан с тем, что эти соединения являются производны-

106

ми биологически активных природных соединений, таких, как туевая кислота, туяплицин, колхамин, проявляющих антимикробную [9,10] и противораковую [6]

активности.

Химическая часть

Перспективность соединений определяет изучение особенностей их синтеза, этот связано с экологическими вопросами получения веществ.

Экологический подход к получению тропилированного анилина и его структурных аналогов связан: 1) с заменой взрывчатого перхлората тропилия [1,3,7,11] на безопасный тетрафторборат тропилия [4,5,8]; 2) с заменой более токсичного растворителя [1,7,8] тетрагидрофурана (ТГФ), на менее токсичный этанол [4,5]; 3) с уменьшением стадий [8] синтеза до одностадийного процесса [2].

Тропилированный анилин в настоящее время получают [2] по следующей

схеме (Схема 1):

Схема 1

Синтез тропилированных ароматических вторитчных аминов и азометинов осуществляется [2] многокомпонентным синтезом – оne-pout – реакцией (Схема 2):

Схема 2

One-pout – реакция

Ранее [4] было исследовано влияние растворителя на синтез тропилиро-

ванного анилина при использовании соли тетрафторбората тропилия. Было выявлено, что наибольший выход целевого продукта получается при использовании растворителей метанола и этанола. В продолжение исследований представляло интерес выяснить возможность препаративного получения тропилированного анилина и его аналогов при использовании в качестве растворителя воду. Другие доступные растворители - бензиловый спирт, трет-бутиловый спирт, ТГФ, ДМСО,

уксусная кислота, бензол были исследованы для выявления закономерностей протекания химического процесса. В ходе исследования выявлено, что при получении тропилированного анилина очень важен порядок смешивания исходных реагентов. При синтезе тропилированных вторичных ароматических аминов и азометинов, такой особенности не наблюдалось.

Лучший результат получен при следующем порядке смешивания: анилин – растворитель – соль (тетрафторборат тропилия) (Таблица 1).

Эксперимент показал, что применение таких растворителей как трет- бутиловый спирт и 1-бутанол увеличивается выход соединения соответственно с

107

27,0% до 43,1% и 21,6% до 30,0%. В случае с уксусной кислотой, выход уменьшается с 16,2% до 4,4%, видимо это связано со структурой растворителя и его действия на анилин.

вторичные ароматические амины и азометины (Рис.) могут подавлять рост бактерий и микроскопических грибов [3,7,11, 12] (Табл. 1)

Рис. Вещества, прошедшие биологический скрининг.

Формулы соединений:

1 – 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 2 – гидрохлорид 4-(7-циклогепта-1,3,5- триенил)анилина (соляно кислая соль тропилированного аналина); 3 – N-2- гидроксифенилметил-41-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 4 – N-4- метоксифенилметилен-41-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 5 – N-бензилиден- 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 6 – N-бензил-4-(7-циклогепта-1,3,5- триенил)анилин; 7 – N-4-хлорфенилметил-41-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 8 – N-4-метоксифенилметил-41-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 9 – п-N- Ацетиламино-4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилин; 10 – N,N-Дибензиламино-4- (7-циклогепта-l,3,5-триенил)анилин; 11 – N -(1'-циклогепта-2',4',6'-триенил)-2- аминопиридин; 12 – 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)-N-(1-циклогепта-2,4,6-

триенил)анилин

108

*МИК – минимальная ингибирующая концентрация, мкг/мл; **МБК – минимальная бактерицидная концентрация, мкг/мл;

***МФК – минимальная фунгицидная концентрация, мкг/мл; (-) – отсутствие противомикробного действия.

Из данных таблицы 2 видно, что наибольшей биологической активностью в отношении бактерий E.coli, St. aureus 906 и микроскопических грибов Candida albicans обладают соединения наиболее близкие по структуре к тропилированному анилину – вещества 2, 11 и 12. Они проявляют ингибирующее и бактерицид-

ное или фунгицидное действие в концентрациях от 31,2 до 250,0 мгк/мл. Полученный результат указывает на перспективность дальнейшего научного поиска по синтезу соединений структурных аналогов 4-(7-циклогепта-1,3,5-

триенил)анилина.

Литература 1. Акентьева Т.А. Синтез и свойства тропил-и дибензосуберенилзамещённых ароматиче-

ских аминов: дис. канд. хим. наук. – Иваново 2013. – С. 72–75.

2. Акентьева Т.А., Махмудов Р.Р. Однореакторный многокомпонентный синтез производных 4-(7-циклогепта-1,3,5-триенил)анилина // Журнал общей химии. – 2017. – Т. 87. – Вып. 7. – С.

1204-1206.

3.Акентьева Т.А., Юнникова Л.П. Синтез аминов с тропилиденовым фрагментом с потенциальной антифунгальной активностью // Бутлеровские сообщения. – 2011. – Т.28. – №20. – С. 80-83.

4.Акентьева Т.А., Юнникова Л.П., Эсенбаева В.В. Модифицированный синтез 4-(7- циклогепта-1,3,5-триенил)анилина / Журнал Бутлеровские сообщения. – 2018. – Т.56. – №11.

–С. 128.

5.Жданова И.А., Роор В.Н., Горохова С.М. [и др.] Синтез N-арилметилен-4-(7- циклогепта-1,3,5-триенил)анилинов и исследование их иммуномодулирующей активности на

пшенице сорта «ИРГИНА» // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(40). URL:

https://sibac.info/archive/nature/5(40).pdf (дата обращения: 12.10.2020)

6. Машковский М.Д. Лекарственные средства: В 2 т. Т.2. – 14-е изд., перераб., и доп. – М.:

ООО «Изд-во Новая волна». – 2002. – С. 432-433.

7. Патент, 2479571, RU, МПК6 С07С 211/43, А61Р 31/04, А61Р 31/10. 4-(1-Циклогепта- 2,4,6-триенил)анилин и его солянокислая соль, проявляющие антимикробную активность / Юнни-

кова Л.П., Акентьева Т.А. – опубликовано 20.04.2013, Бюл №11.

109

8. Патент Р.Ф. № 2568641 С2. Опубликован: 10.07.2015 Бюл. № 19. Способ получения (7- циклогепта-1,3,5-триенил)анилина и его гидрохлорида, проявляющих антимикробную активность / Юнникова Л.П., Акентьева Т.А., Никонов Г.Н., Александрова Г.А.

9. Терней А. Л. Современная органическая химия. 1981. Т.1. издание 2-е переработанное. М.: Из-во Мир. – С. 574.

10. Шемякин М.М., Хохлов А.С. Химия антибиотических веществ. М.:1953. – С. 63-68. 11. Юнникова, Л.П. Синтез и противомикробная активность аминов и иминов сцикло-

гептатриеновым фрагментом/Л.П. Юнникова, Т.А. Акентьева, Г.А. Александрова //Химико- фармацевтический журнал.–2012.–Т. 46.–№ 12.–С. 27-49

12. Юнникова, Л.П. Тропилирование ариламинов и антимикробнаяактивность 4-(7- циклогепта-1,3,5-триенил)-N-(1-циклогеп-та-2,4,6-триенил)анилина / Л.П. Юнникова, Т.А. Акентьева, В.В. Эсенбаева // Химико-фармацевтический журнал. – 2015. – Т. 49. – № 4. – С. 33-35.

110