Быстро, эффективно и доступно – именно так можно охарактеризовать запатентованный метод получения активированной воды с использованием электрического барьерного разряда. В Институте системной экологии Сибирского отделения РАН разработали способ стимуляции роста растений, в котором применяется не дистиллированная, а обычная грунтовая, родниковая или речная вода, используемая для полива в сельском хозяйстве.
На фото слева направо: старший научный сотрудник Виктор Скакун, научный сотрудник Виктор Панарин, старший научный сотрудник Дмитрий Белоплотов и ведущий научный сотрудник Эдуард Соснин. Фото: Томский научный центр Сибирского отделения РАН.
– В отличие от дистиллированной, природная вода содержит разнообразные соли. Под воздействием плазмы они становятся отличным материалом для формирования активных частиц, содержащих азот и кислород, которые могут наделять воду полезными свойствами. Вода, активированная плазмой, начинает не окисляться, а быстро становится щелочной, поэтому важно начинать полив на этой стадии, что благоприятно сказывается на росте растений, – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории оптических излучений, доктор физико-математических наук Эдуард Соснин.
Полевые испытания прошли на экспериментальном участке Сибирского ботанического сада ТГУ.
На одной из делянок ученые высадили пшеницу и поливали ее активированной водой в течение недели, в то время как на другой делянке использовалась обычная вода для полива. В результате на первой делянке наблюдалось значительное улучшение прорастания семян, а также заметный рост урожайности пшеницы и увеличенное содержание белка в зерне.
Второе направление проекта заключается в поиске эффективного метода и режима очистки вод от токсичных органических загрязнителей, таких как фенол и метилэтилкетон, с использованием холодной плазмы импульсного разряда в воздухе. Старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук Дмитрий Белоплотов объяснил, что создание однородной холодной плазмы в воздухе достигается при высоком перенапряжении за счет подачи импульсов напряжения, которые имеют значительно более короткую (в два раза) длительность и генерируются с помощью наносекундной высоковольтной техники.
Научная группа провела испытания трех методов воздействия плазмы на воду. В первом методе разряд осуществляется непосредственно в воде, во втором — капли воды распыляются в активную зону разряда. Наконец, третий метод, который продемонстрировал наивысшую эффективность, заключается в формировании плазмы над поверхностью воды.
Проведя эксперименты с различными режимами работы третьего метода, ученые установили, что ключевым фактором является не мощность разряда, а продолжительность обработки. Под воздействием мощных окислителей, которые образуются в холодной воздушной плазме, а также в результате её взаимодействия с водой, такие распространенные органические загрязнители сточных вод, как фенол и метилэтилкетон, разлагаются на простые компоненты. Исследования показали, что степень разложения этих загрязнителей достигает 95%. Химический анализ образцов воды проводился в Институте химии нефти СО РАН.
Установки, разработанные на основе научных исследований для активации и очистки воды, имеют компактные размеры. Однако при необходимости получения воды для сельскохозяйственных нужд их можно будет легко масштабировать.
Процесс активации воды с использованием неравновесной низкотемпературной плазмы осуществляется в небольшом пузырьке воздуха, в то время как очистка происходит благодаря плазме, образующейся над поверхностью воды в виде красивого светящегося фиолетового кольца. Это оборудование удобно транспортировать как в поле, так и на промышленные объекты. Персонал, не обладающий специальными техническими знаниями, сможет быстро освоить его использование.
По заказу Университета Западного мыса (Южноафриканская Республика) был разработан модуль, основанный на ультрафиолетовых эксилампах. Этот модуль станет одной из составляющих комплекса для очистки воды от отходов фармацевтического производства с использованием диэлектрического барьерного разряда. Научная группа из Института электротехники Китайской академии наук исследует процессы электроразрядной очистки воды от загрязняющих водорослей.
Источник и фото: Томский научный центр.
