RU2611496C1 - Способ приведения экологической системы открытых водоемов к экологическому балансу - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано для восстановления и поддержания экологического баланса в открытых водоемах. Способ включает комплексную технологию восстановления экологической системы водоема, включающую предварительную оценку экологического состояния водоема, по результатам которой на объем воды воздействуют модулированным электрическим потенциалом излучателя, который модулируют сигналом с частотой 30-150 Гц, содержащим спектр воздействия на экологическую систему водоема амплитудой 0,5-1,7 V и продолжительностью не менее 120 минут. Спектральные характеристики сигнала: форму, частоту и амплитуду сигнала, а также геометрическую форму и материал излучателя определяют в зависимости от результатов оценки экологического состояния водоема. Излучатель размещают в объеме воды на высоте подвеса, выбранной из равенства энергий у поверхности воды и дна водоема на линии подвеса. Размещение излучателей в плоскости подвеса осуществляют с учетом перекрытия их апертур. Количество излучателей для каждого водоема определяют в зависимости от площади водоема. Дополнительно в объеме воды размещают растворяемые в воде элементы в качестве доноров недостающих химических элементов. Одновременно осуществляют реабилитацию береговой экологической системы. Затем проводят отбор проб воды для оценки состояния водоема и осуществляют коррекцию спектра воздействия. Отбор проб воды и коррекцию проводят до достижения в водоеме экологического равновесия. Способ обеспечивает повышение эффективности очистки открытых водоемов от загрязнений и восстановление экологического баланса. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 фото.

Description

Изобретение относится к способам очистки воды, угнетения паразитной флоры и фауны и стимуляции полезных биоценозов и может быть использовано для восстановления и поддержания экологического баланса в открытых водоемах.

Поверхностные воды - это высокоорганизованные надорганизменные экосистемы, состоящие из живых (биоценозов) и неживых (биотопов) компонентов, функционирующих как единое целое. Состав и структура водных биоценозов зависят от климатических, географических, гидрологических, физико-химических и других особенностей биотопа и являются функцией качества воды. С другой стороны - нормальное функционирование биоценозов определяет природный состав и свойства воды.

При нарушении экологического равновесия экосистемы изменяется и качество воды, а следовательно, и условия водопользования. В то же время, водные объекты испытывают огромный антропогенный стресс в связи с их многофункциональным использованием: питьевое, хозяйственно-бытовое и промышленное водоснабжение; прием сточных и дренажных вод; водные транспортные артерии и лесосплав; использование в лечебных целях и рекреация; рыбное и охотничье хозяйство; гидроэнергетика, гидротехническое строительство и добыча полезных ископаемых и многое другое, что нарушает их нормальное функционирование.

Определение допустимых антропогенных нагрузок в пределах гомеостатического резерва водного объекта является превентивной мерой для сохранения экологической безопасности и качества воды в водоемах и водотоках, являющихся и объектами водопользования, и приемниками загрязняющих веществ одновременно.

Восстановленные экосистемы водоемов и береговой зоны обладают очень важными природоохранными функциями, включая функции сохранения биологического разнообразия и поддержания качества воды.

Кроме того, высшие водные растения можно рассматривать в качестве надежного способа берегоукрепления, защищающего берег от эрозии и формирующего экосистему прибрежной зоны вокруг водоема.

Известна технология восстановления экосистемы водоемов, которая выполняется с использованием различных биоинженерных мероприятий, таких как техническая, биологическая реабилитация водоемов, создание (реабилитация) береговой экосистемы.

Например:

1. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М.: «Стройиздат», 1995 г. - 208 с.

2. Сапрыкин А.Е., Беззубцева М.М. Актуальность исследования ультразвукового метода флотационно-коагуляционного метода очистки сточных вод. / А.Е. Сапрыкин, М.М. Беззубцева // Вестник студенческого научного общества. Научный вклад молодых исследователей в инновационное развитие АПК. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов. Министерство сельского хозяйства РФ, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, научный редактор-профессор Смелик В.А. 2014. С. 12-15.

3. Ткачук Н.Г. Интенсификация роста и ферментативной активности микроорганизмов ила для очистных сооружений электрическим током и ультразвуком. Диссертация кандидата технических наук. /Киев, 1983 г. - 154 с.

Однако эта технология носит сезонный характер (весна-лето-начало осени) и достигается заявленный результат (а в отдельных случаях - при очень сильном загрязнении - результат может быть и не достигнут) через достаточно большой промежуток времени - несколько сезонов.

Известен способ физико-химической очистки сточных вод, использующий метод акустической кавитационной обработки ила ультразвуковыми колебаниями с фиксированной частотой (патент РФ №2 531931).

Способ применим для очистки сточных вод, содержащих вещества органической природы, однако требует больших трудозатрат.

Известен способ очистки открытых водоемов стоячей воды (пруды, озера) от паразитной флоры (ряска и т.д. и т.п.), использующий облучение воды ультразвуковыми колебаниями с частотой 1 МГц, при этом источник колебаний располагается над поверхностью воды (см. Интернет, http://www.ultrazvu.com).

Недостатками этого способа являются низкий КПД излучателя (большие затраты энергии) и отрицательное воздействие ультразвука на биоценозы.

Известен способ очистки воды, загрязненной стоками, предусматривающий внесение в воду поверхностно-активных веществ, мыла и/или натриевого щелока (DD №142870, C02F 3/20, 1980 г.).

Данный способ позволяет выделять на первой стадии очистки содержащиеся в воде масла и жиры, а на второй стадии - очищать воду методом поверхностной аэрации.

При реализации данного способа вода не используется для выращивания биопродукции.

Известен способ очистки воды природных водоемов от загрязнений, сущность которого состоит в том, что воду нагревают, аэрируют и сооружают сообщающийся с водоемом канал, в который вселяют моллюсков (А1 №1353378, А01K 61/00, 1967 г.).

Данный способ позволяет удалять из воды загрязнения, в том числе и тяжелые металлы, и одновременно получать такую биологическую продукцию как беспозвоночные, а также выращиваемые в очищенной воде водоросли и рыбу.

Однако осуществление его требует большого количества технологического оборудования, что удорожает и усложняет процесс очистки.

Все известные способы по существу направлены на очистку водоемов от загрязнений, но не один из них не обеспечивает восстановление экологического состояния водоема, необходимого для приведения его к экологическому балансу, обеспечивающему в дальнейшем его природную самостоятельную (без внешнего постороннего воздействия) очистку.

Кроме того, известные способы являются долгосрочными, технологически сложными и дорогостоящими.

Из уровня техники наиболее близкого аналога заявленному изобретению не выявлено.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является повышение эффективности очистки открытых водоемов от загрязнений и приведение экологической системы водоема к экологическому балансу.

Технический результат достигается тем, что способ приведения экологической системы открытых водоемов к экологическому балансу представляет собой комплексную технологию восстановления экологической системы водоема, включающую предварительную оценку экологического состояния водоема, по результатам которой на объем воды воздействуют модулированным электрическим потенциалом излучателя или излучателей, который модулируют сигналом с частотой в диапазоне от 30 Гц до 150 кГц, содержащим спектр воздействия на экологическую систему водоема амплитудой 0,5-1,7 V и продолжительностью не менее 120 минут, угнетающий формы паразитной флоры и фауны и стимулирующий развитие полезных биоценозов, спектральные характеристики сигнала, такие как форма, частота следования и амплитуда сигнала, а также геометрическая форма и материал для изготовления излучателя определяют по результатам оценки экологического состояния водоема, излучатель электрического потенциала размещают в объеме воды на высоте подвеса, выбранной из равенства энергий у поверхности воды и дна водоема на линии подвеса, а размещение излучателей в плоскости подвеса осуществляют с учетом перекрытия их апертур, количество излучателей для каждого водоема определяют в зависимости от площади водоема, одновременно с воздействием на объем воды модулированным электрическим потенциалом излучателя или излучателей осуществляют техническую и биологическую реабилитацию и реабилитацию береговой экологической системы в береговой зоне, а также дополнительно в объеме воды размещают растворяемые в воде элементы, выполняющие роль доноров недостающих химических элементов для экологического баланса данного водоема, при технической реабилитации в зависимости от размеров водоема, наличия гидротехнических сооружений, гидрогеологических характеристик местности определяют необходимость и осуществляют механическую очистку ложа водоема от иловых отложений, при биологической реабилитации используют технологию, основанную на восстановлении гидробионтов-фильтраторов, к которым относятся прибрежные и водные растения-макрофиты, беспозвоночные, бентос, представляющий собой сообщество донных организмов, микроогранизмы на взвешенных частицах, при реабилитации береговой экологической системы в береговой зоне восстанавливают отдельные виды зеленых насаждений и живых организмов, присущих экологической системе данного водоема, после чего через интервал времени, по меньшей мере, не менее суток, производят отбор проб воды для оценки работы и осуществляют коррекцию спектра воздействия, отбор проб воды и коррекцию проводят до достижения в водоеме экологического равновесия.

При предварительной оценке экологического состояния водоема изучают гидрогеологические характеристики водоема, его морфологические параметры в виде глубины и рельефа дна, производят отбор проб воды и иловых отложений для проведения лабораторного анализа на предмет химического загрязнения и осуществляют биотестирование, для чего производят отбор живых организмов водоема, по меньшей мере, таких как беспозвоночные, фитопланктоны, моллюски.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:

Предлагаемый способ может быть реализован на открытом водоеме как для стоячей воды - озеро, пруд, водохранилище и т.д, так и для проточной - река, ручей, водный канал и т.д.

Первоначально для любого предложенного к обработке и восстановлению экологического баланса водоема осуществляют предварительную оценку его экологического состояния.

Для этого изучают гидрогеологических характеристики водоема, его морфологические параметры (глубину, рельеф дна), осуществляют отбор проб воды и иловых отложений для лабораторного анализа на предмет химического загрязнения.

Проводят биотестирование, при котором производится отбор живых организмов водоема: беспозвоночных, фитопланктона, моллюсков и пр. и на основании проведенного анализа устанавливают степень загрязнения водоема (сапробная валентность): воды и иловых отложений.

Комплекс мероприятий, направленных на изучение состояния водоема и предварительной оценки его экологического состояния, проводимых в условиях предлагаемого способа, подробно освещен в литературе (см. Г.Т. Фрумин, Жань-Жань Хуан, «Термодинамическая оценка состояния водных объектов», «Природная среда», УДК 581.526.325 ББК 26.8, П.А. Лозовик, Н.Е. Кулакова «Методические подходы к оценке загрязнения водных объектов в зоне действия предприятий горнодобывающей промышленности», «Водные ресурсы», 2014, том 41, №4, с. 429-438, «Институт водных проблем Севера» КарНЦ РАН).

По результатам предварительной оценки в зависимости от выявленного экологического состояния водоема определяют комплекс технологических мероприятий для очистки и восстановления экологического баланса.

Комплекс технологических мероприятий для любого подвергшегося обработке водоема включает совокупность взаимосвязанных действий, каждое из которых способствует ускорению и улучшению действия каждой операции в отдельности и реабилитации водоема в целом. Весь комплекс мероприятий осуществляют одновременно. Невыполнение какой-либо операции при проведении работ из выработанного для данного объема воды технологического комплекса мероприятий неизбежно может привести не к экологическому балансу, как задумано при проведении работ, а, наоборот, к дисбалансу экологической системы данного водоема. И, уже в этом случае, восстановление экосистемы водоема будет затруднено.

Комплекс технологических мероприятий включает воздействие на объем воды модулированным электрическим потенциалом излучателя, техническую и биологическую реабилитацию водоема и реабилитацию береговой экологической системы в береговой зоне.

Основой предлагаемого способа является воздействие на объем воды модулированным электрическим потенциалом излучателя или излучателей, установленным (установленными) в объеме воды.

Электрический потенциал излучателя модулируют сигналом, содержащим спектр воздействия на экологическую систему водоема, угнетающий формы паразитной флоры и фауны и стимулирующий развитие полезных биоценозов.

Спектральные компоненты сигнала воздействия определяются экспериментально воздействием на каждый вид биоценоза. На основании полученных экспериментально спектральных данных конструируется сигнал, содержащий все необходимые спектральные компоненты (см. И.С. Гоноровский, «Радиотехнические цепи и сигналы», Москва, «Радио и связь», 1986).

Спектральные характеристики сигнала, а именно форму, частоту следования и амплитуду сигнала, а также геометрическую форму и материал для изготовления модулятора определяют индивидуально для каждого исследуемого водоема по результатам предварительной оценки экологического состояния данного водоема.

Принцип воздействия заключается в модуляции электрического потенциала излучателей сигналом соответствующего спектра, что приводит к модуляции напряженности электрического поля вокруг излучателя (Е.В. Радион, А.Е. Соколовский, «Теоретические основы аналитической химии», «Белорусский государственный технологический институт», г. Минск, 2013 г.; «Фейнмаповские лекции по физике», том 9, квантовая механика, изд-во «Мир», 1967 г.).

Стекающий в воду с излучателя электрический заряд, благодаря своей форме и частоте следования, инициирует организацию в воде кавитационных пузырьков («Кавитация», И. Пирсол, изд-во «Мир», Москва, 1975 г.), энергии взрыва которых достаточно для разрыва электронных связей, соединяющих атомы или молекулы примесей с молекулами или кластерами воды.

В воде всегда растворен кислород. Поэтому освобожденные атомы химических элементов, как правило, вступают с ним в реакцию, образуя окислы, которые выпадают в осадок. Растворенные газы уходят в атмосферу, а освобожденные молекулы примесей либо выпадают в осадок, либо, взаимодействуя с кислородом или атомами химических элементов, образуют новые соединения, которые также выпадают в осадок.

В воде растворены в том числе и газы. Атомы или молекулы газов, освобожденные от связей с водой, объединяются в газовые кластеры (пузырьки), устойчивость и время жизни пузырька определяются равенством давлений, внутреннего и внешнего. Любой пузырек, с точки зрения теории колебаний, является резонатором. В случае совпадения геометрических размеров пузырька с длиной волны какой-либо из спектральных компонентой модуляционного воздействия приводит к возбуждению резонатора и при превышении давления внутри над внешним давлением приводит к взрыву пузырька, энергия которого превышает энергию связи растворенного вещества с кластером воды, что приводит к разрыву этой связи. В силу того, что газовые пузырьки переносятся течением конкретного водоема, эффективный радиус воздействия излучателя в направлении течения воды увеличивается пропорционально скорости течения. Кроме того, спектральные компоненты модулирующего сигнала подобным же образом взаимодействуют с паразитными и болезнетворными объектами микробиологии, а также с паразитной флорой, угнетая ее развитие.

Для реализации способа излучатель размещают в объеме воды. В зависимости от площади водоема, определяют количество излучателей и мощность, подводимую к ним, которая определяется по формуле:

Р=144Gn,

где Р - мощность, подводимая к излучателям, (Вт);

G - проводимость столба воды (единица измерения - сименс (См);

n - количество излучателей, штук.

Высота подвеса излучателей определяется из равенства энергий излучателя у поверхности и дна водоема на линии подвеса.

В зависимости от формы излучателей эффективный радиус воздействия определяется расстоянием от активного излучателя до точки в горизонтальной плоскости, в которой мощность сигнала равна:

P=9G,

где Р - мощность, подводимая к излучателям, (Вт);

G - проводимость столба воды, (единица измерения - сименс (См).

В зависимости от формы излучателей и проводимости воды, эффективный радиус воздействия лежит в пределах от 5 до 50 м, соответственно излучатели должны располагаться таким образом, чтобы их апертуры перекрывали друг друга.

Генератор модулирующего сигнала устанавливается на берегу во влагозащищенном боксе и запитывается от внешнего источника питания (сетевой источник питания или аккумулятор). Сигнальный выход генератора подключается к излучателям, нулевой заземляется.

В зависимости от проводимости дна, принимается решение о необходимости прокладки земляной шины под точками подвеса излучателей.

Одновременно с воздействием на объем воды модулированным электрическим потенциалом излучателя (излучателей) при технической реабилитации водоема в зависимости от размеров водоема, наличия гидротехнических сооружений, гидрогеологических характеристик местности и ряда других обстоятельств осуществляют механическую очистку ложа водоема от иловых отложений и выпадающих в осадок продуктов воздействия модулированным электрическим потенциалом.

Если есть возможность, например, может быть применено для малых водоемов, оставить спущенный пруд на зиму, то в результате вымораживания уровень загрязнения в иловых отложениях значительно снижается. По весне ил желательно засеять специальными травосмесями (процесс «фитомелиорации»), и после того, как трава взойдет, получают очень ценный компост.

При биологической реабилитации:

Одним из достаточно эффективных методов улучшения качества воды служит технология, основанная на восстановлении гидробионтов-фильтраторов, к которым относятся: прибрежные и водные растения-макрофиты; беспозвоночные; бентос (сообщество донных организмов); микроогранизмы на взвешенных частицах, Природный водоем представляет собой сбалансированную экосистему, в которой действуют механизмы самоочищения. Самоочищение воды в водных экосистемах происходит в результате протекающих физико-химических и биологических процессов с участием гидробионтов: растений и живых организмов.

При реабилитации береговой экосистемы: с учетом того, что в очищении воды активно задействованы многие виды наземных экосистем, примыкающих к водоемам, осуществляют мероприятия по сохранению не только генофонда и популяций видов прибрежных экосистем, но и их функциональной активности. Это достигается восстановлением в береговой зоне определенного вида зеленых насаждений и различных живых организмов, присущих этой экосистеме.

Одновременно в объеме воды размещают растворяемые в воде элементы, выполняющие роль доноров недостающих химических элементов для экологического баланса данного водоема, например, такие как: цинк, алюминий, магний и т.д., в зависимости от количественного соотношения полезных и паразитных биоценозов.

В результате использования комплексных биоинженерных мероприятий восстанавливаются компоненты экологического механизма самоочищения водоема, что позволяет значительно улучшить качество воды.

Через определенное время (не менее суток) с начала проведения комплекса мероприятий по очистке водоема (включения генератора для модуляции электрического потенциала излучателя, технической и биологической реабилитации и реабилитации береговой системы) производится отбор проб воды для оценки работы (например: для водоемов с органическим загрязнением рекомендовано использовать в качестве основного параметра содержание растворенного кислорода (см. Г.Т. Фрумин, Жань-Жань Хуан, «Термодинамическая оценка состояния водных объектов», «Природная среда», УДК 581.526.325 ББК 26.8, П.А. Лозовик, Н.Е. Кулакова «Методические подходы к оценке загрязнения водных объектов в зоне действия предприятий горнодобывающей промышленности», «Водные ресурсы», 2014, том 41, №4, с. 429-438, «Институт водных проблем Севера» КарНЦ РАН) и коррекции спектра необходимого воздействия (например: если не достаточно мощности сигнала, чтобы подавить паразитных биоценозов, то требуется увеличить его амплитуду).

Экологический баланс характеризуется равномерным распределением потенциала в объеме воды в заданной спектральной полосе.

Опосредованно о равномерности распределения потенциала можно судить по качеству воды, а о спектральной полосе - по показателю pH, которые оценивают методами экспресс-анализа или стандартной методикой определения качества питьевой воды.

В случае недостачи микроэлементов для достижения экологического баланса, в воде на подвесе на определенном расстоянии от дна размещаются пассивные элементы, выполненные из материалов недостающих химических элементов. Растворение в воде этих элементов восполняет баланс экосистемы.

Кроме того, роль восполнителя баланса экосистемы выполняют подвергшиеся очистке при проведении данным способом комплекса мероприятий флора, фауна и бактерии, активная роль которых - сезонная (весна-осень).

В зимнее время, когда водоемы покрываются льдом, работают только активные излучатели, запитанные генератором, выполняя профилактическую функцию (осуществляется очистка воды от растворенных примесей, вносимых сточными водами). Пассивные элементы на зимний период из водоема извлекаются.

В проточных водоемах выполняются все вышеперечисленные действия с учетом скорости течения, ширины водоема и области форватера (если водоем судоходен).

В этом случае излучатели располагают эшелонами по ширине реки, расстояние между эшелонами определяется эффективным радиусом воздействия излучателей с учетом скорости течения реки.

При этом излучатели в эшелоне устанавливают по границам фарватера и далее по ширине реки с учетом перекрытия апертур.

Проведенные комплексные мероприятия (испытания), описанные в предлагаемом способе показали следующие результаты.

Примеры

1. Примеры воздействия на исследуемый объект непосредственно модулированного электрического потенциала:

Проверка на угнетение болезнетворной фауны:

1. Испытательная лаборатория Федерального центра ГосСанЭпидНадзора Минздрава РФ, регистрационный № ГСЭН 1.18.003.

Воздействие на объект модулированного электрического потенциала излучателей сигналом соответствующего спектра с частотой 67 кГц, амплитудой 1,5 В, продолжительностью до 120 минут.

Цель работы - исследовать влияние модулированного электрического потенциала излучателей сигналом соответствующего спектра на бактериологические показатели воды:

1. Общее микробное число (ОМЧ) - количество клеток в 1 000 мл воды

2. Содержание в воде E. coli - количество клеток кишечной палочки в 1000 мл воды

Для работы использовалась вода речная (Москва-река) для изучения показателей ОМЧ и музейный штамм E. coli.

Результаты исследования приведены в таблице 1 и таблице 2.

Проверка на химические элементы:

1. Аналитический центр Химического факультета МГУ. Свидетельство об аккредитации №РОСС RU.0001.511201.

Воздействие на объект модулированного электрического потенциала излучателей сигналом соответствующего спектра с частотой 75 кГц, амплитудой от 0,5 V до 1,7 V, продолжительностью до 120 минут.

Цель работы - исследовать влияние устройства на изменения химического состава воды:

Объект исследования: Вода речная (Москва-река), которая до начала исследований подвергалась воздействию устройством в течение 2 часов.

Контроль: Вода речная (Москва-река).

Результаты исследования приведены в таблице 3.

Сравнительный анализ образцов показал значительное улучшение качества воды после обработки по сравнению с исходной.

Выявлено снижение концентрации некоторых токсичных компонентов.

Так, содержание общего и растворенного железа снижается в три раза. Отмечено снижение содержания органических веществ (показатель ХПК) в полтора раза. Обработка воды приводит также к снижению содержания синтетических анионных поверхностно-активных веществ в три раза.

Установлено, что в обработанной воде увеличивается количество растворенного кислорода и существенно снижается показатель «цветности» и «мутности» (в среднем в два раза) и пропадает гнилостный запах, что неизменно приводит состояние водоема к экологическому балансу.

2. Пример использования предлагаемого способа.

Апробирование предлагаемого способа проводилось на рыбоводческом пруде главного завода «Горнопромышленной компании Чжунчи» КНР, провинция Ляонин, г. Цзинь-чжоу.

Размеры пруда 50×70×3 м.

Первоначально была проведена предварительная оценка экологического состояния пруда (водоема):

Изучались его гидрогеологические характеристики, морфологические;

Параметры в виде глубины и рельефа дна, проводился отбор проб воды и иловых отложений.

По результатам отобранных проб (лаборатория Горно-промышленная компания Чжунчи) и визуальной оценки состояния водоема было выявлено:

1. Загрязнения органического характера, представляющие собой сине-зеленые водоросли, опавшая листва, ветки деревьев;

2. Растворенный кислород менее 9 мг/л

3. Общее солесодержание 490 мг/л

4. Сухой остаток 790 мг/л (сухой остаток - это вес всех находящихся в воде элементов (в том числе и в растворенном виде) после выпарки одного литра воды).

5. pH 8 (показатель кислотности в у.е.)

6. Прозрачность не превышала 20 см

7. Гнилостный запах.

Так как загрязнения носят органический характер (сине-зеленые водоросли, опавшая листва, ветки деревьев), то в качестве основного параметра регистрации изменений в водоеме было принято содержание растворенного кислорода.

При выборе материала излучателя и использовании его в качестве донора решено было остановиться на цинке, так как он по своим свойствам оказывает положительное влияние на рост рыбы и подавляет сине-зеленые водоросли.

При дополнительном исследовании на предмет содержания цинка в воде - цинк обнаружен не был.

Были изготовлены и установлены в акватории пруда пять излучателей, каждый площадью 20 см², на которые подавались сигналы с частотой 75 кГц, а форма сигнала, обеспечивающая требования к спектральным компонентам, приведена на фотографии ниже.

Одновременно была проведена техническая реабилитация, при которой произведена механическая очистка (от листвы и веток деревьев).

Результаты обследования береговой линии водоема показали, что береговая линия в реабилитации не нуждается.

Учитывая, что скорость растворения цинка в пресной воде составляет от 5 до 12 мкм в год, при площади излучателей 100 см² (один излучатель - 20 см²) количество растворенного цинка в воде составит 0,72 г суммарно со всех излучателей в год, т.е. его концентрация во всем объеме водоема составит 70 нанограмм/литр, что соответствует нормам ПДК в воде.

Результаты воздействия установленной аппаратуры по данным лаборатории Горнопромышленной компании Чжунчи приведены в таблице 4.

Результаты анализов, приведенные в таблице 4, показывают качественное изменение параметров водной среды через комплекс мероприятий по очистке водоема с использованием технической и биологической реабилитации, воздействием установленной аппаратуры путем изменения кинетики химических реакций ускорения выделения из воды газов, сопровождающих жизнедеятельность флоры и фауны, замещение их кислородом, а также продуктов распада при завершении химических реакций в обычных условиях, протекающих длительное время, что неизменно приводит к восстановлению экологического состояния водоема.

Особенно это заметно на начальном этапе эксперимента, так содержание растворенного кислорода поднялось с 8,84 мг/л до 19,2 мг/л, содержание взвесей в воде (сухой остаток) поднялось с 802,2 мг/л до 1000 мг/л при практически неизменной кислотности (РН). К концу эксперимента содержание растворенного кислорода, сухой остаток и кислотность стали соответствовать нормам ПДК, т.е. 11,86; 818; 8,16 - соответственно.

При этом до включения оборудования прозрачность приповерхностного слоя составляла не более 20 см и ощущался гнилостный запах, через 6 дней прозрачность увеличилась до 50 см, а гнилостный запах исчез. Потребляемая мощность генератора составила не более 2 Вт.

Таким образом, предлагаемый способ является:

1. Наиболее эффективным и экономичным для очистки водоемов от загрязнений по сравнению с существующими в настоящее время и позволяет реализовывать и поддерживать экобаланс системы круглогодично.

2. Предлагаемый способ осуществляет приведение экосистемы открытых водоемов к экологическому балансу электрическим воздействием в случае нахождения нужных биоценозов в данном водоеме, в противном случае их вносят в необходимых количествах.

Claims (2)

1. Способ приведения экологической системы открытых водоемов к экологическому балансу, представляющий собой комплексную технологию восстановления экологической системы водоема, включающую предварительную оценку экологического состояния водоема, по результатам которой на объем воды воздействуют модулированным электрическим потенциалом излучателя или излучателей, который модулируют сигналом с частотой в диапазоне от 30 Гц до 150 кГц, содержащим спектр воздействия на экологическую систему водоема амплитудой 0,5-1,7 V и продолжительностью не менее 120 минут, угнетающий формы паразитной флоры и фауны и стимулирующий развитие полезных биоценозов, спектральные характеристики сигнала, такие как форма, частота следования и амплитуда сигнала, а также геометрическая форма и материал для изготовления излучателя, определяют по результатам оценки экологического состояния водоема, излучатель электрического потенциала размещают в объеме воды на высоте подвеса, выбранной из равенства энергий у поверхности воды и дна водоема на линии подвеса, а размещение излучателей в плоскости подвеса осуществляют с учетом перекрытия их апертур, количество излучателей для каждого водоема определяют в зависимости от площади водоема, при этом одновременно с воздействием на объем воды модулированным электрическим потенциалом излучателя или излучателей осуществляют техническую и биологическую реабилитацию и реабилитацию береговой экологической системы в береговой зоне, а также дополнительно в объеме воды размещают растворяемые в воде элементы, выполняющие роль доноров недостающих химических элементов для экологического баланса данного водоема, причем при технической реабилитации в зависимости от размеров водоема, наличия гидротехнических сооружений, гидрогеологических характеристик местности определяют необходимость и осуществляют механическую очистку ложа водоема от иловых отложений, при биологической реабилитации используют технологию, основанную на восстановлении гидробионтов-фильтраторов, к которым относятся прибрежные и водные растения-макрофиты, беспозвоночные, бентос, представляющий собой сообщество донных организмов, микроогранизмы на взвешенных частицах, при реабилитации береговой экологической системы в береговой зоне восстанавливают отдельные виды зеленых насаждений и живых организмов, присущих экологической системе данного водоема, после чего через интервал времени, по меньшей мере, не менее суток, производят отбор проб воды для оценки работы и осуществляют коррекцию спектра воздействия, отбор проб воды и коррекцию проводят до достижения в водоеме экологического равновесия.

2. Способ по п. 1, в котором при предварительной оценке экологического состояния водоема изучают гидрогеологические характеристики водоема, его морфологические параметры в виде глубины и рельефа дна, производят отбор проб воды и иловых отложений для проведения лабораторного анализа на предмет химического загрязнения и осуществляют биотестирование, для чего производят отбор живых организмов водоема, по меньшей мере, таких как беспозвоночные, фитопланктоны, моллюски.