Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения общей минерализации воды в водоемах

Изобретение относится к области рыбного хозяйства, биотехнологии аквакультуры и направлено на создание благоприятных условий для увеличения численности популяций гипергалинных гидробионтов - рачка артемии и иных водных биологических ресурсов.

Известен способ регулирования водно-солевого баланса озера описанный в патенте на изобретение РФ №2631029 опубликованном 15.09.2017 г., который осуществляется путем строительства комплекса гидротехнических сооружений (каналов) вокруг озера, перехватывающих поверхностные стоки со склонов, и сброса воды в водоприемник, например в естественный водоем или реку. Особенностью предлагаемого способа является то, что при отборе излишков воды из озера ее предварительно опресняют и сбрасывают через отводной канал в отдельный водоприемник-накопитель, а полученный при этом жидкий солевой концентрат сливают обратно в озеро либо высушивают до порошкообразной формы, после чего полученный порошок минеральной соли рассеивают на акваторию озера, обеспечивая, таким образом, оптимальный уровень воды и содержания минеральных солей в озере на заданном оптимальном уровне - 40-60 грамм на литр. Общим с заявляемым способом является работа с естественным водоемом, но данный способ не может увеличить минерализацию водоема выше определенного уровня соответствующего естественным многолетним колебаниям, так же недостатком известного способа является сложность реализации, необходимость строительства дополнительных гидротехнологических сооружений и узкоспециализированная медицинская направленность изобретения.

Известен способ интенсификации естественной кормовой базы рыбоводных прудов, описанный в патенте на изобретение РФ №2366147 опубликованном 10.09.2009 г.. Способ интенсификации естественной кормовой базы рыбоводных прудов заключается во внесении минеральных удобрений в количестве 25-35 кг/га аммиачной селитры, 15-25 кг/га монофосфата калия и 30-40 кг/га хлористого калия, а через 14-20 суток повторно вносят 40-60 кг/га аммиачной селитры, 15-25 кг/га монофосфата калия и 10-20 кг/га хлористого калия сразу после залитая прудов, что повышает развитие кормовых организмов в водоеме. Общим с заявляемым способом является добавление веществ в водоем, но известный способ незначительно изменяет содержание растворенных солей, а в большей степени направлен на изменения рН и концентрацию органических веществ в воде.

Известен способ минерализации питьевой воды из дистиллята, описанный в патенте на изобретение РФ №2417953, опубликованном 10.05.2011 г. Для осуществления способа предварительно растворяют в небольшом количестве дистиллята отдельно сульфат магния, сульфат калия, сульфат цинка и сульфат марганца. Затем в большую емкость наливают заданное количество дистиллята, после чего в дистиллят последовательно вводят предварительно приготовленные растворы сульфата магния, сульфата калия, сульфата цинка и сульфата марганца при медленном перемешивании и последующей выдержке. Общим с заявляемым изобретением является увеличение минерализации воды, но известный способ не применим для естественного водоема, так же при применении данного способа смещается состав воды в пользу только определенных внесенных веществ.

Так же в рыбоводстве известны способы использования соли - хлорида натрия, для различных целей, например http://aquavitro.org/2012/12/01/povarennaya-sol-kak-sredstvo-obrabotki-ryb/, для антипаразитической обработки водоемов, при транспортировке рыбы и для профилактики и лечения некоторых заболеваний рыб. Данные способы заключаются в добавлении поваренной или технической соли в воду, в определенном соотношении. Общим с заявляемым изобретением является увеличение минерализации воды, но известный способ требует высоких материальных и технических затрат на приобретение и транспортировку соли, так же при применении данного способа смещается состав воды в пользу только определенных внесенных веществ.

На территории России и иных государств находится большое количество внутренних водоемов. Проблема заключается в том, что рыбоводство во внутренних водоемах можно вести до максимальных величин минерализации в 15 г/л, что является предельной соленостью для пеляди, минерализация свыше 15 г/л не подходит для разведения озерно-речной рыбы. Начиная с минерализации 35 г/л и более в водоемах присутствует ценный кормовой гидробионт - артемия, который используется в аквакультуре и промышленном рыбоводстве. Таким образом, интервал минерализации водоемов от 15 до 35 г/л не пригоден для товарного рыбоводства и аквакультуры. Заявляемый способ повышения общей минерализации воды в водоемах позволяет переводить любые водоемы в режим пригодный для выращивания гидробионтов культивируемых в высоко минерализованных водоемах.

Жаброногие ракообразные Артемии имеют большое значение для науки, хозяйства, рыбоводства, медицины, фармацевтической отрасли и т.д. Артемия обладает высокой кормовой ценностью, используется для регулирования обмена веществ, повышает физиологические показатели рыб, креветок, сельскохозяйственных животных и т.д., науплиусы артемии широко применяют как стартовый корм для мальков рыб. Артемия так же является основным формирующим организмом лечебных грязей, использующихся в косметических целях, для лечения и профилактики различных заболеваний. В природе Артемия обитает в соленых озерах: хлоридных, сульфатных и карбонатных. Как правило, артемия является единственным обитателем водоема, так как другие организмы, образующие зоопланктон, не выживают при столь высокой концентрации солей и минералов, минерализация и соленость воды, где они обитают 25-300 г/л.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание оптимальных условий среды для увеличения численности популяций гипергалинных гидробионтов - рачка артемии и иных сопутствующих водных биологических ресурсов: водоросли спирулины, галобактерий, лечебных грязей.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание оптимальных условий среды для аквакультуры, разработка способа повышения минерализации водоема при сохранении естественных пропорций минеральных веществ в воде. По заявляемому способу минерализация увеличивается на величину от несколько грамм до десятков грамм. Заявляемый способ повышения общей минерализации воды в водоемах позволяет переводить водоемы в режим пригодный для выращивания гидробионтов культивируемых в высоко минерализованных водоемах. Заявляемый способ отвечает экологическим и природоохранным нормативам, так как не меняется тип экосистемы, идет только сдвиг гидрохимических и гидробиологических характеристик. При осуществлении заявляемого способа снижаются материальные и технические затраты, не требуется закупка и перевозка минеральных веществ до водоема. При осуществлении заявляемого способа не меняется химический состав - основные ионы и состав растворенных веществ, а увеличивается только доля растворенных солей и органических веществ в водоеме. При осуществлении заявляемого способа вносятся в водоем соли, и происходит увеличение именно концентрации растворенных солей в водоеме.

Искусственному увеличению общей минерализации воды подлежат солоноватых и соленых озер, к которым относятся олигалинные (0.5-5 г/л), мезогалинные (5-18 г/л), полигалинные (18-30 г/л), эвгалинные (30-40 г/л) и ультрагалинные (более 40 г/л) водоемы. По общей минерализации солей водоемы подразделяются на слабоминерализованные - 1-2 г/л, малой минерализации - 2-5 г/л, средней минерализации - 5-15 г/л, высокой минерализации - 15-30 г/л, рассольные минеральные воды 35-150 г/л, крепкорассольные воды - более 150 г/л. Наиболее общая классификация включающая морские воды и воды внутренних водоемах включает солоноватые - от 1-25 г/л, соленые - 25-50 г/л, соляные - более 50 г/л. Заявляемый способ позволяет увеличивать минерализацию всех вышеперечисленных типов вод.

Способ повышения общей минерализации воды в водоемах осуществляется следующим образом. Вначале производят подготовительные мероприятия: определение типа водоема, количества растворенных в воде солей, минералов; определение солевой вытяжки почвы; определение концентрации и качественного состава солей, содержащихся в верхнем горизонте почвы; определение мощности (высоты) верхнего горизонта почвы обогащенного солями; определение водосборной площади водоема. Выбирают интервал, до которого необходимо повысить минерализацию воды. Интервал определяется исходя из планируемого к выращиванию гидробионта (объекта аквакультуры). Например, если это спирулина (Arthrospira), то интервал в котором она обитает составляет 5-30 г/л, если артемия (Artemia), то интервал составляет 30-200 г/л. При культивировании галобактерий (Halobacteria) интервал минерализации должен составлять 40-350 г/л. Определяют начальный объем почвы (площадь и глубину), необходимый для реализации способа Площадь сгребаемой почвы, является максимумом многолетнего уровня воды определяемого маркшейдерскими работами. При небольшой площади данных многолетних максимумов используются участки почв с водосборной площади, определяемой также маркшейдерскими работами и гидрогеологическими картами. При выборе глубины используемой почвы, используют органогенный горизонт, глубина которого может варьироваться. Выбираются участки и слой почвы с наибольшей соленостью. Материнские породы при сгребании не используются. Площадь сгребаемой в водоем почвы определяется следующим образом. При минерализации воды 50 г/л и более площадь сгребаемой почвы окружающей водоем должна составлять не более 50% (обычно от 10 до 50%) от площади этого водоема. При минерализации воды 30-50 г/л площадь сгребаемой почвы окружающей водоем должна составлять от 30 до 70% от площади водоема. При минерализации воды 15-30 г/л площадь сгребаемой почвы окружающей водоем должна составлять от 50 до 100% от площади водоема. При минерализации воды до 15 г/л площадь сгребаемой почвы окружающей водоем должна составлять от 70 до 200% от площади водоема. В последнем случае при недостаточном увеличении минерализации воды после процедур с сгребанием почвы проводят мероприятия по пункту 2. Далее почва с водосборной площади водоема загребается с помощью бульдозера и других средств и ссыпается в водоем. Целесообразно заполнение водоема верхним соленым слоем почвы по частям при проверке повышения уровня минерализации в течение летнего периода. При недостаточном уровне минерализации при контрольных поверках площадь, с которой сгребают почву увеличивают. Высота сгребаемого верхнего слоя почвы может варьировать в пределах 5-50 см в зависимости от распределения солей в вертикальном горизонте и технических возможностей использованного орудия: конструкция отвалов, скребков, мощность и масса машин. Для сгребания минерализованной солончаковой почвы в водоем может использоваться отвал, скребок, лопата и другие инструменты. Данный способ по второму пункту в случае работы с маленькими водоемами площадью 1-100 га и небольшим объемом воды, то есть водоемов, характеризующихся небольшими глубинами - до 1 м, заключается в добавлении в водоем хлорида натрия в объеме необходимом для достижения требуемого уровня общей минерализации отвечающего требованием выращивания конкретного вида аквакультуры: артемии, спирулины, галобактерий.. Далее для формирования естественного ионного состава вод необходимо добавление в водоем солончаковых почв по пункту 1.

Пример

В озеро площадью 150 га сгребалась почва высотой 50 см с водосборной площади в 100 га. В ходе чего, 500 тыс. м³ почвы обогащенной солями перешло в донные отложения озера. При этом минерализация водоема увеличилась с 30 г/л до 45 г/л. В зависимости от минерализации конкретного водоема и количества солей в почве его водосборной площади минерализация этого водоема может быть увеличена от 1 до 70 г/л.

Таким образом, в течение месяца минерализация воды от изначальной увеличилась путем внесения в воду почвы из водосборной площади озера Малое Шумаково на 69 г/л, озера Спорное - на 38 г/л, озера Каратибиз - на 23 г/л, озера Таузаткуль - на 48 г/л, озера Горькое - на 16 г/л. При этом вода, настоенная на солончаке в отсутствие водоемов, также увеличилась на 13 г/л.