Способ повышения общей минерализации воды в водоемах Российский патент 2020 года по МПК A01K61/00 E02B3/00 

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.

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. Способ повышения общей минерализации воды солоноватых и соленых водоемов, верхний слой почвы которых обогащен солями, заключается в том, что верхний слой почвы высотой 5-50 см с водосборной площади водоема ссыпается в этот водоем, при этом заполнение водоема верхним соленым слоем почвы осуществляется по частям при проверке повышения уровня минерализации, необходимого для культивирования конкретного объекта аквакультуры в течение летнего периода. Способ повышения общей минерализации воды в водоемах позволяет переводить водоемы в режим, пригодный для выращивания гидробионтов, культивируемых в высокоминерализованных водоемах. Заявленный способ отвечает экологическим и природоохранным нормативам, так как не меняется тип экосистемы, идет только сдвиг гидрохимических и гидробиологических характеристик. При осуществлении заявленного способа снижаются материальные и технические затраты, не требуется закупка и перевозка минеральных веществ до водоема. При осуществлении заявленного 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. По заявленному способу минерализация увеличивается на величину от нескольких грамм до десятков грамм. Техническим результатом изобретения является создание оптимальных условий среды для аквакультуры, разработка способа повышения минерализации водоема при сохранении естественных пропорций минеральных веществ в воде. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Способ повышения общей минерализации воды солоноватых и соленых водоемов, верхний слой почвы которых обогащен солями, заключающийся в том, что верхний слой почвы высотой 5-50 см с водосборной площади водоема ссыпается в этот водоем, при этом заполнение водоема верхним соленым слоем почвы осуществляется по частям при проверке повышения уровня минерализации, необходимого для культивирования конкретного объекта аквакультуры в течение летнего периода.

2. Способ повышения общей минерализации воды солоноватых и соленых водоемов, верхний слой почвы которых обогащен солями, по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно вносят хлорид натрия в объеме, необходимом для достижения требуемого уровня общей минерализации.