CC BY
34
Д.В.Митин
Методы эколого-экономической оценки влияния водоохранных технологий на окружающую среду
Вода изменяет свой качественный состав при разложении в ней растительных остатков, другими словами можно сказать, что меняется ее степень минерализации, то есть насыщается токопроводящими ионами, поэтому можно сделать предположение о том, что при разложении растительных остатков в воде, вода должна менять свою проводимость, которая прямопропорциональна силе электрического тока, проходящего через воду. Также можно предположить, что проводимость воды будет увеличиваться.
Для проведения исследований вода была взята из реки Тузлов. Растительность взята по берегам тоже реки, были собраны три вида растений: камыш, рогоз и осока. Взяли шесть литровых колб, в каждую залили по 750мл воды, в четыре колбы засыпали по 50г мелко порезанной растительности. Три колбы: две с растительностью и одна просто с водой, были поставлены в темной лаборатории, и три в светлой. Первый замер рН-показателя производили через три дня. Через семь дней производили второй замер рН-показателя и значение окисляемости. Значение рН-показателя производили с помощью рН-метра (табл.1). Окисляемость определяли по следующей схеме: берём по две пробы каждого образца по 50мл; в каждый образец приливаем по 20мл серной кислоты Н2 О нормальностью с = 0,01 экв/литр; в каждую пробу приливаем раствор перманганата калия К Мп О4 до тех пор, пока раствор не перестанет обесцвечиваться, прилитое количество заносим в таблицу (смотри ниже); полученный раствор нагреваем до кипячения, и кипятим три минуты, раствор сначала должен потемнеть, а затем выпадет осадок; в раствор с осадком приливаем по 20мл щавелевой кислоты и взбалтываем, чтобы осадок растворился; титруем полученный раствор перманганатом калия, пока раствор не приобретет слабый фиолетовый оттенок (табл. 1, 2).
Таблица 1
Загрязнение воды в течение периода разложения растительных
остатков
№ колбы В тёмной лаборатории В светлой лаборатории
1 2 3 1 2 3
рН 7,5 5,25 4,9 7,65 5,5 5,3
Таблица 2
Загрязнение воды химическими остатками
№ колбы В тёмной лаборатории В светлой лаборатории
1 2 3 1 2 3
рН 7,5 4,8 4,4 7,2 4,9 4,8
После того как были получены данные количества перманганата калия,
которое ушло на титрование (таблица 3), ведём расчёт численного значения окисляемости.
Таблица 13
*
Экологические значения, определенные по степени кислотности
V V V V V
H2O, HSO4, KMnO4, H2C2O4, КМЮ4, X,
мл мл мл мл мл мг/л
1 50 20 20 20 10,5 44,4
50 20 20 20 9
В тёмной 2 50 20 200 20 85 452,98
лаборатории 50 20 200 20 85,2
3 50 20 200 20 86,5 455,6
50 20 200 20 87
1 50 20 20 20 11,3 47
50 20 20 20 11,5
В светлой 2 50 20 200 20 80,5 446
лаборатории 50 20 200 20 81
3 50 20 200 20 82,5 448,96
50 20 200 20 82,7
Как видно по опытным данным среда воды сильно кислая, что свидетельствует о избытке ионов водорода в образцах, что также подтвердилось опытом на окисляемость воды.
Из полученных результатов исследования можно сделать следующие выводы: при наложении кривых разложения растительных остатков на график растворимости соли видно, что растительные остатки разложились полностью, но вода может еще принимать в себя органические и
минеральные вещества. При проецировании максимальных ординат кривых разложившихся остатков на кривую растворимости соли видно, что: пойменная трава в концентрации 50 г/л - эквивалентна 8,69 г растворившейся соли; камыш - 25 г/л - 2г соли; листья в концентрации 5 г/л
- эквивалентно 4,6 г соли; начальная координата уравнений С = 5 показывает, что начальная проводимость воды имеет место, значит в воде есть наличие солей. Если продолжить теоретическую кривую до пересечения с осью абцисс, то получим концентрацию солей в количестве 2 г/л, что соответствует начальному состоянию воды; растительная масса должна быть изъята из канала в течении 1 - 2 дней, то есть до ее разложения, так как из графиков видно, что интенсивное разложение начинается спустя двое суток.
На основании опытных данных можно с уверенностью сказать, что наличие растительных остатков в оросительной воде отрицательно сказывается на её химическом составе. Следовательно действительно существует проблема необходимости очистки воды от растительных остатков, даже в том случае если они не создают механических препятствий. В каналах вода имеет течение, с различным режимом, а этот фактор не может не сказываться на химических реакциях, т.е. на процессе разложения целлюлозы. Эффективное сельскохозяйственное производство конкурентноспособной продукции и охрана окружающей среды образуют эколого-экономическую систему с положительными и отрицательными звеньями. В частности, подача воды для орошения полей и обводнения пастбищ по открытым оросительным каналам сопровождается их интенсивным засорением. Состав мусора разнороден: погруженная
растительность - водоросли, полупогруженная растительность - тростник, камыш, рогоз, суходольная растительность, а также отходы производства и жизнедеятельности человека. Конкретное содержание указанных ингредиентов зависит от конструкции системы и времени года. Плывущий в потоке воды мусор с одной стороны, затрудняет эксплуатацию каналов, а с другой стороны, засоряет окружающую среду продуктами разложения. В
результате насыщения воды токсинами снижается эффект орошения, а водоснабжение временно прекращается.
Для оценки экологического ущерба оросительных систем, функционирующих в различных зонах, приходится использовать разные критерии. Так, рисовые оросительные системы изобилуют водорослями, а другие - бытовым мусором. Следовательно, вид выделяемых токсинов и характер отравления среды в тех или иных условиях будут различными даже при одинаковых объемах загрязнителей. Указанный процесс оборачивается для хозяйств снижением натуральных и стоимостных показателей их работы
- падением урожайности с.-х. культур, снижением привесов и даже падежом скота, что сказывается на рентабельности производства. Следовательно, сравнение ущерба окружающей среде в натуральных единицах для разнородных систем не отражает суть происходящих процессов.
Между тем, действительная оценка засоренности оросительных систем растительными остатками позволяет не только получить реальную картину экологического состояния каналов, но главное - разработать действенные экономические методы защиты окружающей среды [1].
Для реализации вышесказанного целесообразно, по нашему мнению, дать экономическую оценку конкретному значению снижения экологического ущерба при реализации различных сороочистительных технологий.
Для удаления растительных остатков из водохозяйственных объектов используют четыре основных вида технологий: с предварительным
задержанием и последующим периодическим удалением; с задержанием и одновременным удалением; с периодическим удалением из мест естественного скопления у трубчатых переходов; с непрерывным удалением из потока воды.
При этом каждая технология из них базируется на использовании рабочих органов, принципиально различных по конструкции и принципу действия, что определяет как экономические, так и экологические
показатели рабочего процесса.
Необходимость сооружения задерживающих элементов (стационарные решетки, боны) при значительной ширине водного потока требует увеличения инвестиций капитального характера. С экологической точки зрения любое задержание растительных остатков в воде вызывает застойные явления и, как нами установлено, интенсивное изменение кислотности воды.
С другой стороны, невысокая ПВ (повторность включения очистителей) ведет к снижению эксплуатационных затрат (стоимость энергоносителей, заработная плата, техническое обслуживание и ремонт механизмов).
Вид применяемой технологии, а соответственно, эколого -
экономические показатели процесса удаления растительных остатков из оросительных каналов определяются целым рядом факторов: видом и протяженностью водохозяйственного объекта, характером прилегающих угодий и населенных пунктов, типом севооборота, режимом орошения, гидрогеологическими условиями местности.
Указанные факторы определяют вид и интенсивность среднесуточного растительного стока в водохозяйственном объекте. Применяемая технология должна обеспечивать своевременное удаление растительных остатков, поступающих к ключевым точкам водохозяйственных объектов.
Таким образом, водохозяйственный объект, оснащенный, сороочистителем в ключевой точке, можно представить в качестве непрерывной очистительной транспортной системы (НОТС) с промежуточным хранилищем - накопителем растительных остатков, разработанной автором.
Список литературы
1. Чешев А.С., Алексеева Л.А., Овчинникова Н.Г. Основы развития агромелиосистем в сфере экологически устойчивого землепользования // Экономический вестник РГУ. - 2008.
