Московский экономический журнал 8/2020

image_pdfimage_print

DOI 10.24411/2413-046Х-2020-10591

Состояние и перспективы использования и добычи сапропелей

Status and prospects of sapropel use and production

Благодарности: Автор данной статьи выражает благодарность и признательность научному руководителю профессору географических наук Гомбоеву Баиру Октябрьевичу за оказанную помощь при проведении данного исследования и написании настоящей статьи

Мостович Елена Александровна, аспирант кафедры географии и геоэкологии, Бурятский государственный университет, E-mail: vorotnikova_elena@bk.ru

Mostovich Elena Aleksandrovna

Аннотация. В статье описаны и изучены уникальные донные илистые отложения. Рассмотрен и изучен комплекс современных методов исследования технологий добычи и использования сапропеля. А также, обоснованы эколого-экономические предпосылки рационального использования озерного сапропеля Республики Бурятия

Цель исследования: оценка состояния и перспектив добычи и использования сапропелей в хозяйственной деятельности.

Объект исследования: сапропели (ил), образующиеся в донных отложений озер.

Предмет исследования: оценка добычи и использования сапропелей в качестве удобрений.

Summary. The article describes and studies unique organo-mineral bottom silt deposits. The complex of modern methods of research of technologies of extraction and use of sapropel is considered and studied. Also, the ecological and economic prerequisites for the rational use of lake sapropel in the Republic of Buryatia are justified

The purpose of the research is to assess the state and prospects of sapropel production and use in economic activities.

Object of research: sapropels (silt) formed in the bottom sediments of lakes.

Subject of research: evaluation of extraction and use of sapropel as a fertilizer.

Ключевые слова: сапропели, донные отложения, природно – ресурсный потенциал, методология, способ добычи, озеро, минеральные удобрения, промышленное освоение.

Keywords: sapropels, bottom sediments, natural resource potential, methodology, mining method, lake, mineral fertilizers, industrial development.

Введение

Природно-ресурсный потенциал озер и озерных систем отражает состояние и перспективы для хозяйственного освоения донных отложений, в том числе развитие использования и добычи сапропелей. Это уникальные природные органоминеральные донные илистые отложения с содержанием 10–60% органических веществ, биологически активных веществ, микроэлементов. Поэтому сапропель можно отнести к группе многофакторных удобрений.

В таблице 1 представлена классификация по минеральному составу. Виды сапропелей определяет минеральный состав донных илистых отложений с преобладанием содержания органических веществ, таких как[3]:

  • железистый (с преобладанием железа);
  • кремнеземистый (с преобладанием кремния);
  • карбонатный (с преобладанием карбонатных солей);
  • органический (с преобладанием органики)

Сапропелем называют ил, который образуется на дне пресных водоемов. В водной среде происходит процесс роста, отмирания и разложения растительных и животных остатков точно так же, как это происходит в воздушной среде. Это значит, что речной ил, как и компост или перегной, имеет пользу для огорода. Состав и насыщенность минеральными веществами сапропеля, добытого в разных водоемах, может существенно отличаться, поэтому это удобрение используют наравне с остальными, а не как основную или единственную подкормку.

Методология и методика исследования

На территории Бурятии разведано 27 месторождений сапропелей с суммарными запасами 11 млн. т (24 млн. м3). В Баргузинском районе разведано одно, самое крупное в Бурятии, – месторождение Южное Лебяжье с запасами 3,09 млн. т. В Кабанском районе в пределах месторождения торфа Большой Калтус – запасы сапропеля в количестве 1,775 млн. т; есть сведения о развитии сапропелей в оз. Долгом. В Прибайкальском районе в пределах Кикинского торфяного месторождения сапропелевая залежь оценивается в 375 тыс. т. [7].

Успешное решение проблем механизированной разработки и повышение эффективности использования сапропеля возможно при комплексном подходе с учетом агрофизических свойств и охраны природы.

Влияние натурального сапропеля описано в исследованиях о растениеводстве И. Ф. Храмцова. В его работе «Эффективность применения сапропеля в земледелии Омской области» рассмотрено, что полигумат (вытяжка из сапропеля), обогащенный микроэлементами, как раздельно, так и в сочетании с минеральными удобрениями, положительно влияет на плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур [10]. Из этого следует, что важнейшими агрохимическими характеристиками при выборе сапропелевого сырья для производства удобрений являются уровень кислотности, содержание азота, окиси кальция, фосфора, железа и наличие микроэлементов. Доказано, что значение этих характеристик сапропеля, взятого из одного озера, не является постоянным. Свежий сапропель, добытый с глубины 2–2,5 м, обладает самыми высокими показателями содержания элементов питания, но при этом зольность его самая низкая[10].

По данным в работах Л.Р. Мукиной следует знать, что вносимые удобрения на основе сапропелей поддерживают положительный баланс азота и фосфора. Особенно значительное накопление элемента наблюдалось при внесении свежего и активированного сапропеля, вермикомпоста и гранулированных торфоцеолитовых удобрений[6].

Результаты изучения данных работ показали, что современное состояние использования сапропелевого сырья в качестве удобрения имеет ценность для промышленного освоения. Способы добычи и производство удобрения зависит от применения специальных грунтозаборных устройств, оказывающих минимальное отрицательное влияние на окружающую среду и качество донных отложений.

Рассмотрен и изучен комплекс современных методов исследования, включающий обобщение современных достижений науки и производственного опыта, аналитический метод, а также сравнительные технические и эколого-экономические анализы существующих и предлагаемой технологий добычи и использования сапропеля.

Сапропель добывают как промышленным, так и кустарным способом. Для промышленной добычи существуют специальные земснаряды, которые втягивают ил и перенаправляют его на сушу для последующей переработки. Основные виды подводной добычи сапропелей представлены на схеме (рис 1.). Чаще всего сапропель поступает на продажу в натуральном виде, его влажность при этом составляет около 85%. Но встречается в продаже также ил в сыпучем виде гранулах. Его производство требует применения ряда специальных приспособлений, а также временных затрат, требующихся для сушки влажного субстрата.

Главное в преимуществе этого вида удобрения является то, что его не нужно специально изготавливать. В отличие от компоста, на изготовление которого затрачивается

больше времени на изготовление (измельчать траву, регулярно вносить песок, золу или землю, следить за влажностью в компостной куче), сапропель создается в естественной среде в процессе разложения органики микроорганизмов. Такого же происхождения и лесной лиственный перегной, используемый многими растениеводами, который также полезен для обогащения почвы.

Для добычи сапропеля своими руками потребуется несколько условий:

  • наличие поблизости озера или реки;
  • наличие малой спецтехники (при добыче обычным способом подойдет модифицированная лопата либо вилы);
  • средства для перевозки добытого ила.

Если в распоряжении старателя имеются только кустарные средства промысла, то процесс добычи усложняется. Целесообразно выбирать для разработки речные и озерные отмели, излучины рек. Добыча удобрения с глубинных вод должен осуществляться только с использованием специальных механизированных средств[2].

После добычи ил просушивается и просеивается, в дальнейшем хранится в полиэтиленовых мешках до использования. Просушивание это главный этап в подготовке сапропеля для дальнейшего использования, так как при неправильном процессе просушки уменьшается срок хранения и подвергается загниванию, в процессе которого происходит насыщение воздуха вредными парами аммиака.

Речной ил представляет собой густой гель, не имеющий специфического запаха. По цветовым характеристикам может быть серо-желтым, голубоватым, красноватым, коричневым или даже черным. Важно помнить, что сапропель красноватого цвета не подходит в качестве удобрения, так как имеет в составе много кремния[4].

Наиболее ценным является донный ил, добытый в тех озерах, в которых высокая концентрация ракообразных животных. Они являются индикаторами экологической чистоты водоема, информирующие о содержании вредных примесей в иле. Этот вид удобрения органический, так как произведен самой природой. Многие дачники отдают предпочтение органическим удобрениям, так как относятся к лучшему способу для обогащения почвы.

В чем преимущество сапропелей, добытых из речного или озерного ила перед другими видами удобрений? Сапропели содержат природные антибиотики, стимуляторы и гормоны роста, ферменты, лингиновый гумус, каратиноиды и другие полезные для растений компоненты. Они обладают свойствами для оздоровления почвы, а также улучшают ее структуру. Благодаря наличию такого состава донного ила, широко используется для рекультивации и санации истощенных и бедных земель. Наиболее целесообразное использование сапропеля для песчаных и супесчаных типов почв, а для тяжелых глинистых лучше использовать его после предварительной подготовки и просушки.

Под рациональным освоением озерных сапропелей понимается добыча с использованием столь уникального органоминерального сырья без нарушения равновесия прибрежной и озерной экосистем, взаимосвязанная с интересами всех пользователей ресурсами и направленная на обеспечение максимального экономического эффекта.

Сапропель по составу обогащен минеральными веществами, такими как — фосфор, кальций, железо, азот, а также практически полный ряд витаминов группы В. Таким образом, рекомендуется вводить сапропель также и в рацион сельскохозяйственных животных[8]. Содержание азота в нем больше, чем в обычном огородном навозе. В отличие от навоза и компоста, сапропели содержат меньше семян сорных растений, от которых практически невозможно избавиться в любом другом виде органики.

Результаты исследования

1. Особенности химического состава и свойств, а также ресурсный потенциал сапропеля озер в Республике Бурятия определяют возможность широкого использования в качестве удобрений в чистом виде или в качестве минеральных добавок.

К примеру, применение органических удобрений, в составе которого сапропели в Курумканском районе будет результативнее, чем минеральные. На территории этого района 26,5 % всех почв (на пашне) обладают повышенной кислотностью, реакция которых снижает эффективность действия минеральных удобрений, ухудшение агрофизических свойств почвы и повышение подвижности токсических веществ, попадающих в растения.

2. Использование и разработка добычи сапропелей для производства удобрений в сельском хозяйстве сможет существенно сократить ввоз традиционных химических удобрений и снизит затраты на их закупку, так как их стоимость ниже по сравнению с минеральными удобрениями. Органические удобрения на основе сапропелей имеют ряд преимуществ экологического характера, и сохраняет более продолжительное (около 6 лет) действие и последствие по сравнению с минеральными удобрениями.

3. Четко выраженные границы подстилающих пород дна озера и отсутствие покрывающих сапропелевую залежь пород обеспечивают организацию малоотходной разработки месторождений.

4. Мобильная модульно-блочная технология производства в отличие от земснаряда обеспечивает круглогодичную и селективную добычу сапропеля естественной влажности, обеспечивает извлечение сапропеля в состоянии естественной влажности без взмучивания отложений и отсутствие транспортировки по трубопроводам.

Механический способ извлечения сапропеля земснарядом приводят к структурному изменению донных отложений и частичному уничтожению макрозообентоса, который восстанавливается в местах добычи на 80 % уже примерно через год после окончания работ.

5. Развитие производства органоминерального сырья содействует созданию предприятий:

  • производящих корма с сапропелевыми добавками для потребностей животноводческого и птицеводческого комплексов региона. В животноводстве добавка в кормах повышает у животных сопротивляемость кишечно-желудочным заболеваниям, увеличивает привес и сохранность молодняка, количество приплода коров и свиней. Положительно сапропель влияет и на организм птицы различных возрастных групп, повышает яйценоскость и инкубационные качества яиц, увеличивает суточный привес. При этом сокращение кормов возможно на 20-30%.
  • фармацевтических предприятий для производства витаминов и антибиотиков, других лечебных препаратов ветеринарного и медицинского назначения. В медицинских целях свежедобытый сапропель может быть эффективно использован также при лечении кожных заболеваний и воспалительных процессов. Сапропели могут использоваться в составе лечебных грязей в качестве физиопроцедур.
  • в качестве сырья в косметологии и парфюмерии при проведении дополнительных исследований. И по глубокой переработке сапропеля на основе химико-технологического цикла с получением различных масел (моторное, креозотовое, вазелиновое) и другой продукции.
  • рыборазводные хозяйства для разведения и заготовления рыбы для местных нужд, путем оздоровления озер с помощью добычи сапропеля.

Выводы

1. Определена научная новизна работы:

  • в ходе исследования были изучены технологии и способы добычи озерного сапропеля. Исследования показали, что модульно-блочная технология извлечения ила является малоотходным производством, которое предотвращает замутнение воды взвесями и нарушение жизнедеятельности организмов в донных отложениях озер;
  • выявлено, что сапропель это ценный ресурс. При его накоплении возникают процессы эвтрофикации, в результате которых водоемы теряют способность к самоочищению и подвержены заболачиванию. Таким образом, улучшается экологическое состояния озер и наблюдается снижение биогенной нагрузки путем извлечения избытков сапропелей.

2. Описана практическая значимость работы:

1. Данные исследования показали высокий ресурсный потенциал сапропелей в озерах Республики Бурятии. Разведано 27 месторождений сапропелей с суммарными запасами 11 млн. т., имеющие потенциал для создания и обеспечения производств органических удобрений и других минеральных добавок.

2. Обоснованы эколого-экономические предпосылки рационального использования озерного сапропеля Республики Бурятия на основе выявления широкой области его применения в сельском хозяйстве и в различных отраслях промышленности, больших запасов, высокой конкурентоспособности сапропелевого сырья, возможности применения новой экономически эффективной и природосберегающей технологии его добычи и первичной переработки.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обосновано объемом проанализированной и обобщенной исходной информации по всем месторождениям сапропелей в озерах Бурятии.

В настоящее время обеспечение стабильности экономических условий для развития народного хозяйства сложилась благоприятная ситуация не только для добычи, но и поиска новых сфер применения сапропеля и альтернативных источников углеводородного сырья для химической промышленности. По прогнозам многих аналитиков, современных запасов нефти хватит человечеству на 60-80 лет, а для России определяется срок в 30-40 лет.

Библиографический список

1. Адеева, Л. Н. Определение химического состава сапропеля / Л. Н. Адеева, Т. А. Коваленко, О. И. Кривонос, Г. В. Плаксин, Н. Н. Струнина // Химия и химическая технология. – 2009. – Т. 52. – вып. 3. – С. 121-123.

2. Барановский, И.Н. Влияние сапропелей на питательный режим дерново-подзолистой почвы и урожайность / И.Н. Барановский, И.А Дроздов // Агрохимический вестник. – 2009. №1. С. 37-38.

3. Барановский, И.Н. Влияние видов сапропелей на питательный режимпочвы и урожайность возделываемых культур / И.Н. Барановский, И.А Дроздов// Проблемы аграрной науки и образования / Материалы международной научно-практической конференции Тверской ГСХА. – Тверь: ГСХА, 2008. -С. 46-48.

4. Кротких, Т.А. Эколого-агрохимические основы применения удобрений в Предуралье: учебное пособие / Т.А. Кротких, Л.А. Михайлова; под ред. Т.А. Кротких; М-во

с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2013. – 335 с.

5. Месторождения байкальской природной территории. Сапропели // энциклопедия и новости Приангарья. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://irkipedia.ru/node/40040/geografiya_novostey/geografiya_novostey/geografiya_novostey/angarsk (Дата обращения: 15.07.2020)

6. Мукина Л.Р. Эффективность применения сапропелей и органо-минеральных удобрений на основе сапропеля на пойменных орошаемых почвах Красноярского края // Сапропель и продукты его переработки. Междун. науч.-произв. конф. – Омск, 2008. – С. 17–20.

7. Промышленная добыча сапропеля уже в России // журнал «Гидротехника»- наука и технологии [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://hydroteh.ru/articles/promyshlennaja_dobycha_sapropelja_uzhe_v_rossii_61/(Дата обращения: 15.07.2020)

8. С.Г. Лумбунов Оценка сапропелевого сырья озерных месторождений Республики Бурятия и перспективы его использования в животноводстве в качестве кормой добавки С.Г. Лумбунов, Д.Д. Балданов, А.Л. Лузбаева, С.Б. Ешижамсоева / Вестник КрасГАУ. №11. 2012. – С. 136-139

9. Тулохонов А.К. Байкал: природа и люди: энциклопедический справочник Грачев М. А., Пронин В. Н., Головина О. И., Батоев В. Б., Ширапова Г. С., Раднаева Л. Д., Болданова Н. Б., Хажеева З. И., Дмитриева Н. Г. / Байкальский институт природопользования СО РАН ; [отв. ред. чл.-корр. А. К. Тулохонов] – Улан-Удэ : ЭКОС: Издательство БНЦ СО РАН, 2009. – 608 с.: цв. ил.

10. Храмцов И.Ф., Воронкова Н.А., Мансапова А.И., Хамова О.Ф. Эффективность применения сапропеля в земледелии Омской области // Сапропель и продукты его переработки. Междун. науч.-произв. конф. – Омск, 2008. – С. 15–17.