УДК 628.162.8
АЛЬГИЦИДНАЯ ОБРАБОТКА ВОДЫ В ПРУДАХ-НАКОПИТЕЛЯХ
Н. И. Татаринцева, И. А. Денисова, В. В. Гутенев, В. В. Денисов
Новочеркасская государственная мелиоративная академия, Новочеркасский военный институт связи МО РФ, Российская академия государственной службы
Обосновывается применение аль-гицидной обработки воды для улучшения ее качества в прудах-накопителях.
The use of algicide processing of water for its quality improvement in gathering ponds.
Проблема обеспечения сельского населения пресной водой надлежащего качества особенно остро стоит в восточных районах Ростовской области [1]. Отчасти она решена путем подачи воды из Цимлянского водохранилища через Донской магистральный канал (ДМК) по Верхне-Сальской ороситель-но-обводнительной системе.
С целью создания запасов воды устраиваются так называемые пруды-накопители. Для их заполнения вода, согласно нормам, должна подаваться два раза в год: апрель — май и октябрь — ноябрь. Однако в последние годы, из-за отсутствия достаточного финансирования затрат на электроэнергию, заполнение водоемов осуществляют, как правило, один раз: в мае — июне. Тем самым создаются благоприятные условия для «цветения» воды в прудах-накопителях, которые, будучи неглубокими, хорошо прогреваются.
«Цветение» воды способствует заиливанию водоема, предназначенного для питьевых целей, трубопроводов, отстойников, засорению производственной аппаратуры; в свою очередь, отмирание взвесей из микроорганизмов в трубах содействует развитию биологических обрастаний [2].
С «цветением» и запахом в прудах обычно борются путем разбрасывания вручную медного купороса из расчета 1—2 мг/л (по меди) и внесения раствора КМпОА из расчета 0,07 мг/л (по марганцу). В целом отмечается, что при обработке реагентами бурного цветения не наблюдается, но неприятный запах стоит до наступления холодов. Это связано, прежде всего, с неравномерностью распределения препаратов: большая их часть оседает на дне, создавая там повышенные концентрации, губительные для придонных гидробионтов.
Обширные исследования влияния ионов меди, серебра и цинка (индивидуально и в сочетании) на динамику численности и биомассы синезеленых водорослей Цимлянского водохранилища были проведены Н. И. Татаринцевой [3—5]. Установлено, что при концентрации Ад+ 1,0 мг/л культура
подавляется полностью, кислородный режим при этом восстанавливается в течение 1—3 суток. За это же время доза 0,1 мг/л подавила тест-культуру на 97— 99%. При концентрации 0,01 мгЛд+/л вегетация водорослей снижается в 2—5 раз на 1—5 сутки. При дальнейшем снижении дозы до 0,001 мг/л отмечено замедление скорости альгицидного действия ионов серебра. Что касатся ионов меди (II), они в дозе 1,0 мг/л полностью ингибируют рост тест-культуры в течение 3-х суток и на 95% в концентрации 0,1 мг/л. При снижении дозы до 0,01 мг Си2+/л отмечено ингибирова-ние роста тест-культуры в течение 5 суток в 2—3 раза по сравнению с контролем. При концентрациях ионов цинка 1,0 и 0,1 мг/л имело место полное подавление тест-культуры на первые сутки. Важно отметить, что при изучении совместного воздействия указанных альгицидов на пресноводный фитопланктон был установлен синергетический эффект при сочетании ионов серебра и меди. Тем самым появляется возможность снижения доз вводимых альгицидов.
Известно, что наиболее активной в бактерицидном отношении, является ионная форма серебра [6] и меди [7], причем полученная электролизом. Исходя из этого, а также учитывая особенности альгицидной обработки непроточных водоемов, нами для генерации ионов серебра и меди, а также экономичного перемешивания ионов серебра и меди предлагается устройство, размещенное на моторной лодке (рисунок). При этом с одной стороны судна располагается ионатор серебра, с другой — ионатор меди.
Особенностями установки являются: 1) возможность дозирования ионов меди и серебра в воду посредством регулирования силы тока, подаваемой на электроды ионаторов. При этом один ионатор генерирует ионы меди, другой — ионы серебра. Соотношение между ними устанавливается по необходимости; 2) электроды ионаторов, защищенные решетками от механического по-
1
ние образуемых в ионаторе ионов меди и серебра осуществляется вращающимся гребным винтом мотора лодки в процессе движения.
Улучшение качества воды в прудах-накопителях возможно, по нашему мнению, путем проведения мероприятий — профилактических и технических. Профилактические включают в себя: 1) проведение альгицидной обработки ионами меди с дозой 0,1 мг Си2+/л при заполнении водохранилища (май—июнь); 2) дополнительная профилактическая обработка вод водохранилища в августе ионами серебра и меди (концентрация их выбирается в зависимости от вегетации фитопланктона).
Согласно [8], 1 А х час электричества способствует переходу в раствор 1,19 г ионов меди (II) и 4,023 г ионов серебра (I).
В таблице приведены расчетные данные по количеству переводимых в воду ионов меди (II) и серебра (I) и цинка, которые позволяют ориентироваться в основных параметрах альги-цидной обработки водоемов с использованием аккумуляторных батарей как источников энергии.
2
вода
Вид сверху
5
вреждения, могут опускаться на заданную глубину; 3) перемеще-
Мобильная установка для альгицидной обработки водоемов:
1 — корпус лодки; 2 — мотор; 3 — винт; 4 — кронштейн; 5 — зищитная сетка; 6—7 — электроды (медь и серебро); 8 — аккумуляторы; 9 — блоки управления; 10 — провода
3
Влияние количества электроэнергии на массу выделившихся ионов металлов (выход по току 90%, расчет по [6])
Количество энергии, Ахч
Масса (г) ионов поступивших в
металлов, раствор
Си2+
1 1,07 3,62
2 2,14 7,24
5 5,36 18,09
10 10,77 36,21
15 16,07 54,31
20 21,42 72,41
30 32,1 108,62
40 42,8 144,83
50 53,6 180,99
100 107,1 362,05
150 160,7 543,06
200 214,2 724,14
300 321,3 1086,2
400 428,4 1448,0
500 428,4 1809,9
1000 1077,0 3620,7
Проведем расчет потребного количества ионов меди и серебра для альгицид-ной обработки воды, содержащейся в пруде-накопителе ГВ-2. Пруд расположен в полувыемке, в полунасыпи; его размер по дну 600x250 м, максимальная глубина 3 м, объем заполнения — 450 тыс. м3.
Водозабор на питьевые нужды: проектный — 2400 м3/сутки, фактический — 364—900 м3/сутки, годовой — 133 тыс. м3. Данный водоем снабжает водой 5 населенных пунктов, в которых проживает около 1500 человек.
Дозы ионов меди и серебра для дополнительной профилактической обработки воды в августе примем для расчета, согласно рекомендациям [5], равными 0,1 и 0,001 мг/л соответственно. Тогда, с учетом выхода по току 90% [6], получим: количество ионов меди для первой обработки составит 450000 х 0,1 = 45000 г, или 45 кг; для второй — 45 кг и 0,45 кг соответственно меди и серебра.
Отметим в заключение два немаловажных обстоятельства, повышающих привлекательность альгицидной обработки воды в прудах-накопителях: 1) рекомендуемые дозы ионов серебра и меди значительно ниже установленных для них ПДК в питьевой воде (0,05 и 1,0 мг/л соответственно [9]); 2) указанные ионы (особенно Ад+) обладают ярко выраженными бактерицидными и бактериостати-ческими свойствами, в частности в отношении кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов [6, 7]. Благодаря этому появится реальная возможность снижения экологически опасных хлорсо-держащих бактерицидных препаратов, используемых в процессе подготовки питьевой воды.
Библиографический список
1. Экологический вестник «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2002 году» Ростов-на-Дону: Комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов администрации Ростовской области, 2003. — 291 с.
2. Биологические обрастания в системе питьевого и технического водоснабжения и методы борьбы с ними. - М.: Наука, 1969. - 110 с.
3. Татаринцева Н. И. Борьба с цветением воды в непроточных водоемах // Известия вузов. Северо-Кавк. регион. Технические науки. — 2001. — № 2. — С. 105.
4. Татаринцева Н. И., Кукса А. Х., Дорохова В. В. Денисов В. В. Антибактериальное действие малых количеств ионов серебра, меди и цинка // Мелиорация антропогенных ландшафтов. т. 13. Рациональное использование и охрана природных ресурсов. — Новочеркасск, НГМА, 2001. — С. 78—83.
5. Татаринцева Н.И. Технология альгицидной обработки водоемов для снижения негативных последствий развития синезеленых водорослей. Дисс... канд. техн. наук. 25.00.36. — Новочеркасск, 2002. — 222 с.
6. Кульский Л. А. Основы химии и технологии воды. — Киев: Наукова думка, 1991. — 586 с.
7. Денисова И. А. Применение катализаторов в системах водоподготовки, использующих пероксид водорода и озон, для повышения их эффективности и экологической безопасности: Дисс. канд. техн. наук. (05.17.01) — 25.00.36 — Новочеркасск, 2002. — 178 с.
8. Прикладная электрохимия. Изд. 2-е, пераб. и доп. / Под ред. Н. Т. Кудрявцева. — М.: Химия, 1975. - 552 с.
9. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002. — 103 с.
УДК 665.7.032.53+631.811
ЭКОЛОГОБЕЗОПАСНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПРЕПАРАТЫ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА, РАЗРАБОТАННЫЕ НА ОСНОВЕ ТОРФА И ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Г. В. Наумова, Т. Ф. Овчинникова, А. К. Горбунов, Н. А. Жмакова, Н. Л. Макарова
Институт проблем использования природных ресурсов и экологии Национальной академии наук Беларуси
Республика Беларусь относится к регионам с высокоразвитым сельскохозяйственным производством, в частности, растениеводством, обеспечивающим ее население зерном, картофелем, овощами, корнеплодами и другими продуктами питания, животноводство — кормами, а перерабатывающую промышленность (маслоэкстракционная, консервная, кондитерская, крупяная, сахарная, спиртовая, текстильная и др.) — сырьем растительного происхождения.
Современное интенсивное растениеводство невозможно представить без применения средств защиты растений: регуляторов роста, адаптогенов, фунгицидов, гербицидов, инсектицидов и других биологически активных препаратов. По
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.