СПОСОБ БОРЬБЫ С НИТЧАТЫМИ ВОДОРОСЛЯМИ Российский патент 2023 года по МПК E02B15/00 A01K61/00 A01N59/00 A01N33/00 A01N37/00 A01P1/00 A01P3/00 A01P13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области рыбного хозяйства и мелиорации водоемов, а именно к способам подавления роста растительных образований и может найти применение при борьбе с нитчатыми водорослями в рыбоводных прудах (в то числе декоративных), каналах, водохранилищах и водоемах-охладителях.

Уровень техники

На практике для борьбы с водорослями используют различные химические средства - альгициды, к которым относятся различные вещества и композиции.

Из уровня техники известен способ уничтожения нитчатых водорослей (№ SU1524865, МПК A01N59/00, A01P13/00, C02F1/50, публ. 30.11.1989). путем обработки воды канала азотным удобрением, содержащим соли амония и приводящем к угнетению водорослей.

Известен способ (№ SU180017, A01N29/10, A01N33/18, 28.02.1966) способ борьбы с нитчатыми водорослями с использованием альгицида активного действия бензотрихлорида, представляющего собой хлорорганическое соединение. Это - эффективное средство борьбы с нитчатыми водорослями и одновременно стимулятор развития зеленых водорослей в водоемах.

Используемые в известных способах альгициды в большей или меньшей степени токсичны для рыб и других гидробионтов, а их использование связано с созданием довольно высоких концентраций в воде водоема. При этом их длительное многоразовое применение вызывает кумулятивный эффект и отрицательно сказывается на общем состоянии экосистемы водоема.

Известна композиция, содержащая пероксигидраты карбонатов щелочных металлов и гидрокарбонаты щелочных металлов (№ RU2406698, A01N59/00, A01N59/04, C01B15/103, C02F1/50, C02F1/66, C02F1/722, C02F2103/20, публ. 20.12.2010). Эта композиция известна как экологически чистое средство для уничтожения нитчатых водорослей. Однако, для полного уничтожения нитчатки, необходимо внесение перекиси в количестве 0,4-0,5 мл/л в течение не менее 10 дней, что в два раза превышает безопасную концентрацию для рыб и растений. При этом, внесение перекиси, в количестве 0,25 мл/л, в течение более 20 дней, вызывает сильное подавление нитчатки, однако она не погибает и довольно быстро восстанавливается.

Известен способ борьбы с размножением нитчатых водорослей (публикация № CN115119854 А, МПК A01N25/10, A01N25/26, A01N59/20, A01P13/00, C02F1/50, 30.09.2022) с использованием комплексного альгицида, который включает разлагаемый сополимер, метилциннамат, фунгицид нитрифицирующих бактерий, ацетат натрия и частицы феррита, способного адсорбировать ионы тяжелых металлов. Комплексообразующее средство обладает относительно слабой острой токсичностью, вместе с тем эффективно уничтожает нитчатые водоросли.

Известен способ борьбы с нитчатыми водорослями, где в качестве альгицида используют фосфогипс (патент № BY 9885, МПК A01P13/00, опубл. 30.10.2007). Однако этот альгицид действует весьма медленно. Суспензия, внесенная в места скопления водорослей, в количестве 0,20 г/л, разрушает (путем увеличения кислотности) 90,9 % нитчатки в течение двух недель. Кроме этого фосфогипс является удобрением, содержащим водорастворимые фосфаты. Поэтому, по окончании двухнедельного срока, начинает проявляться его стимулирующее действие на развитие нитчатых водорослей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ борьбы с нитчатыми водорослями с использованием композитного экологического средства для подавления роста нитчатых водорослей в водоеме (№ CN 114314858, МПК C02F3/28; C02F3/34; C12N11/10; C12N15/03), публ. 12.04.2022), которое получают путем смешения неорганических флокулянтов (сульфат алюминия-калия, альгинат натрия и хлорид кальция), сорбента (каолин) с бактериями, способными подавлять рост водорослей (денитрифицирующие и фосфат-аккумулирующие бактерии).

Неорганические флокулянты (сульфат алюминия-калия, альгинат натрия и хлорид кальция), а также сорбент каолин не обладают ярко выраженным альгицидным действием, так как являются весьма инертными веществами. Поэтому их эффективность по отношению к нитчатым водорослям невысока. Кроме того, денитрифицирующие и фосфат-аккумулирующие бактерии будут лишать нитчатку пищи - соединений азота и фосфора. Однако основным условием денитрификации является наличие анаэробных условий (т.е. отсутствие кислорода). Основной же принцип биологического удаления фосфора - чередование анаэробных условий, с наличием легкодоступного органического вещества (главным образом, летучих жирных кислот) и аэробных условий без легкодоступного органического вещества. Создание таких условий погубит не только водоросли, но и всю экосистему водоема.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного и экологически безопасного способа борьбы с нитчатыми водорослями, направленного на улучшение экологической обстановки в водоеме.

Технический результат - повышение эффективности и экологичности очистки водоема от растительных образований с использованием альгицидных композиций пролонгированного действия.

Технический результат достигается тем, что для борьбы с нитчатыми водорослями в водоем вносят композиции, содержащие различные альгициды, и/или их хелаты. В качестве носителей альгицидов используют природные сорбенты - вермикулит, и/или биотит, и/или мусковит, и/или флогопит, и/или глауконит, и/или каолинит, и/или монтморилонит, и/или клиноптилолит, и/или шунгит, и/или серпентин.

Эти минеральные сорбенты обычно встречаются в виде тонкозернистых агрегатов, состоящих из частиц размером около одного микрона. Поэтому у них хорошо выражены свойства ионного обмена и сорбции, то есть они способны как поглощать из растворов, так и выделять в них различные неорганические и органические вещества, в том числе и альгициды.

Композицию образуют с учетом сорбционной активности сорбента по отношению к определенному альгициду и показателей сорбционной емкости. Подобранный таким образом сорбент впитывает максимальное количество альгицида.

При их использовании в составе альгицидных композиций, концентрация действующих веществ в растворе снижается на порядок, поэтому становится экологически безопасной для рыб и растений. В тоже время, концентрация альгицидов на поверхности частиц сорбента многократно увеличивается, и они приобретают положительный электрический заряд. В результате контакта таких частиц с отрицательно заряженными клетками водорослей, последние получают летальную концентрацию альгицида и погибают. Опустившиеся на дно частицы сорбента продолжают выделять альгициды в небольших количествах, чем замедляют рост водорослей в течение длительного времени. Кроме этого сорбенты поглощают растворимые фосфаты, что также оказывает подавляющее действие на развитие водорослей.

Осуществление изобретения

Выбор действующих веществ для приготовления композиций проводится с учетом их эффективности и селективности различных альгицидов, и/или их хелатов, а также их смесей, по отношению к различным видам нитчатых водорослей, или сообществ разных видов нитчатых водорослей. При этом выбираются вещества, наиболее эффективно уничтожающие водоросли и наименее токсичные для рыб и растений.

Использование каждого из перечисленных выше сорбентов проходит с учетом их сорбционной активности. При этом выбираются наиболее эффективные по отношению тому или иному альгициду в чистом виде, или в хелатированной форме.

Сорбенты могут быть использованы в различных сочетаниях и пропорциях, при этом количество альгицидов в смеси не должно превышать поглощающую способность сорбентов. Количество альгицидов определяется в соответствии с показателями сорбционной емкости и коэффициентами сорбционной активности собрентов. Сорбционную активность сорбента и его сорбционную емкость по отношению к определенному альгициду определяют опытным путем или любым известным способом.

Выбранный альгицид или смесь альгицидов и подобранный сорбент тщательно перемешиваются, с добавкой воды, до получения однородной массы. Затем приготовленная композиция, в виде густой суспензии, вносится в водоем в местах скопления водорослей. При этом частицы сорбента, несущие альгициды, медленно оседают, прилипают к нитчатке и уничтожают ее. При соответствующем подборе альгицидов, наиболее активных по отношению к тому или иному виду нитчатых водорослей, получают композицию, эффективную для борьбы с нитчатыми водорослями. С другой стороны, при выборе сорбента в зависимости от его сорбционной активности получают композицию пролонгированного действия, осуществляющую постепенное высвобождение активного вещества в среду водоема.

Через некоторое время после внесения альгицидной композиции, нитчатые водоросли начинают разлагаться. Поэтому проводится их удаление из водоема.

Кроме того, при подборе гранулометрического состава сорбентов, определяющий гидравлическую крупность частиц и скорость их оседания, композиция может быть использована и для борьбы с планктонными водорослями, а также цианобактериями.

Пролонгированность действия альгицидной композиции обеспечивает сорбент, осевший на дно, постепенно выделяющий альгицид и поддерживающий в воде его невысокую концентрацию.

Примеры осуществления способа.

При разработке заявляемого изобретения проводились опыты с различными альгицидными композициями, включающими природные сорбенты.

Пример 1. Собранные нитчатые водоросли (Cladophora glomerata (L.) Kütz) помещались в два литровых кристаллизатора с отстоянной водопроводной водой. Затем в опытный сосуд вносилась смесь измельченного шунгита (10,0 г) и органического альгицида монурон (0,1 г) в количестве 0,2 г/л. Второй сосуд являлся контрольным (смесь в него не вносили). Затем сосуды экспонировали при температуре 18-20°С и освещении 2-3 тыс. лк при чередовании светового и темного периодов 12/12 часов. Выбор компонентов и их соотношение подобрано опытным путем с учетом сорбционной активности измельченного шунгита по отношению к органическому альгициду монурон.

В течение срока экспозиции опытный и контрольный сосуды периодически осматривали. При визуальном контроле учитывались изменение цвета, сопротивляемость нитей на разрыв, степень ослизнения и положение комка в воде (взвешенное или придонное), а также его состояние (скученное, разреженное, кашицеобразное, лизис и т.д.). Внешний признак отравления водорослей - изменение цвета на бледно-желтоватый, наблюдался в течение одного часа. Затем в течение 3 дней происходило осаждение нитей на дно и их ослизнение, что свидетельствовало о их разрушении на 90 %.

Пример 2. Собранные нитчатые водоросли из рода Oedogonium также помещались в два литровых кристаллизатора с отстоянной водопроводной водой. Затем в опытный сосуд вносилась измельченная смесь мусковита, флогопита и глауконита (10,0 г) с добавкой альгицида класса хинонов - оловоорганического соединения дихлон (2,3-дихлор-1,4- нафто-хинон 0,1 г) в количестве 0,2 г/л. Второй сосуд являлся контрольным (смесь в него не вносили). Соотношение компонентов подобрано опытным путем. Далее сосуды помещали в те же условия, что и описаны в примере 1. Внешний признак отравления водорослей - изменение цвета на бледно-желтоватый, наблюдался в течение нескольких минут. Затем, в течение двух дней происходило осаждение нитей на дно и их ослизнение и лизис, что свидетельствовало о их разрушении на 100 %. Соотношение компонентов подобрано опытным путем с учетом сорбционной активности измельченного шунгита по отношению к органическому альгициду - оловоорганического соединения дихлон.

Пример 3. В декоративном пруду, в результате бурного развития, водоросли из рода Spirogyra покрыли 80% поверхности воды. Для борьбы с ними использовали смесь измельченного вермикулита (0,5 кг) и клиноптилолита (0,5 кг) с добавкой СuС12 (10 г) и триэтаноламина (10 г). Соотношения сорбента и альгицида в соответствии с показателями сорбционной емкости и коэффициентами сорбционной активности определялось по известной методике определения сорбционной активности.

Эта смесь была высыпана в ведро воды (10 л) и тщательно перемешана. Затем полученная суспензия была внесена в водоем в количестве 1 литр на квадратный метр. Признак отравления водорослей - изменение их цвета на бледно-желтоватый, наблюдался уже в первые секунды после внесения композиции. Потом, в течение одного часа, происходило осаждение нитей на дно и их ослизнение. После удаления отмершей массы водоем был практически полностью освобожден от нитчатых водорослей.

Дальнейшие опыты, проведенные в условиях различных водоемов, показали, что тщательная однократная обработка, обычно подавляет развитие нитчатки в течение всего сезона. Необходимость повторной обработки возникала лишь в отдельных случаях. Подавляющее влияние альгицидной композиции (т.е. отсутствие бурного развития нитчатки), после двукратного применения, отмечалось в течение времени до трех лет. При этом отрицательного воздействия на состояние рыб и растений не отмечено.

Таким образом, технический результат от использования предлагаемого способа заключается в повышении эффективности и экологичности очистки воды от нитчатых водорослей за счет эффективности действия используемых альгицидов по отношению к определенным видам нитчатых водорослей, а также снижении их токсичности для рыб и растений, путем использования природных сорбентов, обеспечивающих постепенное выделение альгицидов в малых дозах. Кроме этого частота обработок снижается в несколько раз, что снижает затраты на приобретение и внесение альгицидов, а также уровень токсичного воздействия на экосистему водоема.

Предлагаемый способ, при соответствующем подборе отдельных компонентов (альгицидов, их хелатов, а также сорбентов и их смесей), который может проходить не только с помощью расчетов, но и опытным путем, может быть применим также для борьбы с планктонными водорослями и цианобактериями.

Изобретение относится к рыбному хозяйству. Способ борьбы с нитчатыми водорослями характеризуется тем, что включает внесение в воду смеси измельченного шунгита в количестве 10,0 г и органического альгицида монурон в количестве 0,1 г для нитчатых водорослей Cladophora glomerata (L.) , или измельченной смеси мусковита, флогопита и глауконита в количестве 10,0 г с добавкой альгицида класса хинонов - оловоорганического соединения дихлон 2,3-дихлор-1,4-нафто-хинон в количестве 0,1 г для нитчатых водорослей из рода Oedogonium, или смеси измельченного вермикулита в количестве 0,5 кг и клиноптилолита в количестве 0,5 кг с добавкой СuС1₂ в количестве 10 г и триэтаноламина в количестве 10 г для нитчатых водорослей из рода Spirogyra. Изобретение позволяет повысить эффективность и экологичность очистки водоема от растительных образований с использованием альгицидных композиций пролонгированного действия. 3 пр.

Способ борьбы с нитчатыми водорослями, характеризующийся тем, что включает внесение в воду смеси измельченного шунгита в количестве 10,0 г и органического альгицида монурон в количестве 0,1 г для нитчатых водорослей Cladophora glomerata (L.) , или измельченной смеси мусковита, флогопита и глауконита в количестве 10,0 г с добавкой альгицида класса хинонов - оловоорганического соединения дихлон 2,3-дихлор-1,4-нафто-хинон в количестве 0,1 г для нитчатых водорослей из рода Oedogonium, или смеси измельченного вермикулита в количестве 0,5 кг и клиноптилолита в количестве 0,5 кг с добавкой СuС1₂ в количестве 10 г и триэтаноламина в количестве 10 г для нитчатых водорослей из рода Spirogyra.