Как почистить реку своими руками
Способы очистки рек и озер
Методы очистки водоемов от загрязнений
Процесс очистки
Метод достаточно дорогостоящий, кроме того у него есть ряд недостатков. Если водоем большой, становится невозможным откачать воду. А иногда возле речки находится частная собственность, и добраться до воды при помощи крупногабаритной с техники становится невозможно. В таких случаях на помощь приходят земснаряды.
Земснаряды используются в труднодоступных местах, куда невозможно добраться при помощи обычной техники. Они небольшие по размеру и позволяют очистить озеро, не навредив воде. Сроки откачки сжатые, а расходы на работу заметно снижаются.
Земснаряд представляет собой небольшую по размеру конструкцию. Он может выглядеть как плот или маленький корабль. С его помощью очищают реки, при этом земснаряд весит мало, и его могут перенести 2 человека.
Анализ и статистика воды
По статистике более половины водохранилищ России загрязнены. Проблема не только в иле, мусоре и водорослях, некоторые загрязнены на химическом уровне. Обычно сталкиваются со следующим:
Кислотные осадки. Попадают в воду в результате испарения серы и азота. Из-за них происходит заксиление воды.
Донные осадки. Некоторые тяжелые вещества, к примеру, металлы, оседают на дне водной массы, загрязняя водоем.
Нефть. Опасный продукт, количество которого возрастает ежегодно. Нефть можно найти в водоемах, которые находятся около железных дорог или нефтехранилищ. Она токсична и может стать опасной для микрофлоры воды.
Определить состав водоема можно путем анализа. Человек берет пробы воды и отвозит их в лабораторию (на территории России существует тысячи лабораторий для проверки воды). А после проведения необходимых анализов можно подобрать советующий метод очистки. Например, в случае с нефтью устанавливаются якоря, блокирующие ее распространение. Саму же нефть удаляют насосом. А от металлов можно избавиться механическими методами очистки воды. Кислотные же осадки можно устранить химикатами.
Существует множество способов очистки воды. Человечество не стоит на месте и постоянно придумывает новые методы. Но, несмотря на технический прогресс, механический метод очистки воды по-прежнему считается лучшим. Чаще всего его используют в комбинации с другими.
Очистка водоемов: способы, методы и основные правила
Очистка водоемов предполагает удаление донных отложений, ила, подводного мусора. В итоге это приводит к восстановлению нормального биобаланса источника, повышению качества воды. 
Проблема загрязнения водоема и ее решение (способы очистки водоема). Здоровье пруда без химии возможно
Рассмотрим все способы очистки водоемов. Обращаем ваше внимание на то, что при желании можно обойтись без применения химических веществ.
Самый популярный способ удаления загрязнений – осушение путем откачивания, удаление отложений гусеничными экскаваторами. Для откачки применяют промышленные насосные установки с электрическими и дизельными приводами. Самыми удобными являются малогабаритные мотопомпы, которые можно перемещать вдоль линии берега вручную, упрощая тем самым решение текущих задач. Расстояние подачи воды определяется с учетом высоты его напора, мощности привода, сечения трубопровода. После осушения дна водоема в русло запускается экскаватор, начинается активная разработка донных отложений. Отгружаются они в самосвалы. Способ эффективный, но дорогостоящий, так как предполагает применение большого количества специализированной техники.
Второй вариант решения вопроса – гидромеханизированная разработка с применением земснарядов. В данном случае разработка подводных грунтов производится одновременно с их перемещением по трубопроводу на значительные расстояния. Рыхление ила осуществляется за счет вращающихся органов земельных снарядов. Взрыхленные грунты с водой всасываются через насос, потом подаются на иловую карту намыва по трубам. Воды для работы установки должно быть достаточно, иначе об эффективной очистке не может быть речи. Применение земельного снаряда оправдано в случае длительного проведения работ, поскольку в применении оборудование дорогостоящее. 
Следующий вариант – понтонная установка экскаватора. Образуется дноуглубительный плавающий комплекс, который можно применять в целях разработки грунта на глубину 3-4 м (больше ну нужно). Изъятый со дна грунт погружается на грузоотвозные понтоны либо стоящие на берегу самосвалы. Данный вариант расчистки пруда производительный, но перевозка грунта стоит дорого.
Четвертый способ очистки – комбинация первых двух. Экскаваторы производительные, а методика гидромеханизации позволяет транспортировать грунты по трубам по минимальной цене, независимо от состояния дрог и времени суток. Комбинирование данных подходов позволит вам производить необходимые работы недорого и быстро.
Все указанные способы имеют определенные слабые и сильные стороны, которые следует учитывать при выборе.
Методические рекомендации «Очистка прудов, рек и других водоемов». Разновидности методов очистки водоемов, эффективные методы избавления от мусора
Основные способы очистки водоемов:
Как очистить пруд на дачном участке от ила своими руками. Избавление от ряски и камыша
Ил своими руками, как и ряску, камыш удаляют вручную после осушения. Если это является более целесообразным, пригласите для выполнения работ водолазов. Своими руками можно удалить все ненужное, хотя данные работы являются трудоемкими. Не хотите возиться сами – обращайтесь к специалистам. 
Пошаговая инструкция по регулярному уходу
Чтобы очистить водоем:
Методика инженеров Гидрострой включает в себя
Специализированная компания Гидрострой не первый год занимается очисткой водоемов разной степени сложности. Она применяет передовое оборудование, специализированную технику, выполняет все работы быстро и на высоком уровне.
Особое внимание уделяется снарядам землесосной категории, поскольку методика гидромеханизации предполагает одновременную разработку, транспортировку грунтов по трубам, избегая лишних затрат на осушении водоема, аренде самосвалов и другой строительной техники. Очистка дна малогабаритным снарядом – самый дешевый вариант.
Очистка водоемов, акваторий закрытого типа от ила, донных отложений проводится одновременно с дноуглублением, прокосом камышей, берегоукрепительными работами. Универсальные снаряды, амфибии идут со сменным комплектом рабочих органов – это механизированный ковш, стандартный манипулятор, косилка гидравлического типа, сваебойный механизм. Сильное цветение, обильные заросли водорослей, камыша, неприятный запах, заиливание, гнус – последствия запущенности водоема. Закажите услуги по его очистке в Гидрострой, чтобы забыть об этих проблемах.
Основные составляющие методики компании:
Клиенты Гидрострой заказывают выполнение комплексной очистки рек, прудов, озер от ила, донного мусора, регулирование, восстановление русел, покос водорослей, камышей, прибрежных растительных посадок, подъем затопленных предметов, древесины, удаление ила, насосов у пирсов, причалов. Другие популярные услуги – удаление мусора с берегов водоемов, дна, очистка отстойников шламами, обслуживание водоемов всех типов.
Как очистить пруд
Чистка прудов и водоемов, проводимая с определенной периодичностью, является наиболее значимым мероприятием по созданию комфортного ландшафта. Непроточные или малопроточные водоемы нуждаются в постоянном внимании. Ведь все, что попадает в такие источники, в них же и оседает, создавая неблагоприятные условия для развития полезных или нужных организмов, меняя состав воды и внешний вид пруда или озера. Кроме того, небольшие стоячие водоемы быстро заиливаются и зарастают водными и прибрежными растениями. В результате теряется контур береговой линии, а водоем постепенно становится болотом.
Что убирают в водоемах
Очистка прудов и водоемов – процесс сложный и многофакторный. Он часто требует применения техники и специальных химических препаратов.
Пруд или озеро – это замкнутый водоем искусственного или естественного происхождения. Его главным достоинством и в то же время недостатком является слабая проточность или полное отсутствие смены воды.
В зависимости от степени проточности водоем может иметь свою специфику загрязнения. Если он проточный, в него с током воды могут быть принесены твердые частицы. Они накапливаются, постепенно оседая на дне. Это меняет форму дна и берегов. В итоге водоем становится мелким, а его прибрежная зона стремительно начинает зарастать водной и приводной растительностью.
Таким образом, на развитие водоема влияет накопление песка, гальки, падающей сверху органики. Поэтому очистка водоемов может включать в себя не только устранение явных загрязнений, но и уборку полезного, но лишнего мусора – песка, ила, другой органики.
Категории загрязнений
Загрязнение прудов, озер, рек и других водоемов может быть:
Загрязнение механическое представляет собой накопление большого количества чуждых для водоема твердых частиц и предметов. Обычно к этой категории относят различный мусор. Если это, например, пруд на даче, то механическими загрязнителями могут быть не только всякие бутылки и прочие предметы, сделанные человеком, но и песок, галька, глина, попавшие в водоем в количествах, не допустимых для желаемого состояния.
Загрязнения химического характера попадают в воду в состоянии жидкости или растворяются в пруду, проникая в него в твердом виде. Вода – хороший растворитель, поэтому в любой источник всегда проникают разные вещества. Степень опасности таких растворов зависит от их концентрации.
Загрязнения биологические – понятие неоднозначное. Биологический – значит, живой организм или процессы с участием такового. Могут ли быть организмы загрязнением? Не их продукты жизнедеятельности, а сами организмы?
Загрязнить воду в пруду можно микроорганизмами. К биологическому загрязнению можно отнести и появление в массовых количествах бактерий, которые здесь раньше не водились. Изменение видового баланса часто влияет на состав и свойства воды, а также на внешний облик садового водоема.
Как определить чистоту водоема (видео)
Часто разные виды загрязнений усиливают друг друга. Ярким примером является эвтрофикация прудов, озер и даже морей. Это то самое явление, которое называют зацветанием воды. При этом растений в ней может и не быть, но раньше вода приобретала цвет неба или грунта, а сейчас, в период эвтрофикации, она сама приобретает специфический оттенок. Применение термина зацветание связано с тем, что вода в пруду становится зеленой из-за обилия водных растений.
Эвтрофикация – или попросту зацветание воды
Такое биологическое загрязнение является следствием смыва в водоем хорошо растворимых веществ. Чаще всего это бывают минеральные удобрения. Их появление в больших количествах вызывает скачкообразное увеличение численности водорослей и бактерий. При этом повышается количество растительноядных организмов. В итоге в водоеме становится мало кислорода. Тот воздух, который поступает из атмосферы, не может компенсировать расход кислорода.
Как поставить диагноз своему водоему
Здесь речь пойдет об индикаторах, распознавание которых не нуждается в привлечении специалистов и проведении специальных лабораторных исследований. Чаще всего поводом для очищения являются вполне видимые и даже обоняемые изменения. Среди них:
Как правило, этих трех признаков вполне достаточно для того, чтобы понять – пришла пора очистить пруд от всего, что делает его не любимым маленьким озером, а просто ямой с водой, которая в лучшем случае напоминает болото.
Помутнение воды, излишняя растительность, неприятный запах – значит пора очищать водоем
Какие методы очистки существуют
Для очистки водоемов обычно используют 4 метода: химический, механический, биологический и ультрафиолетовый (облучение ультрафиолетовыми лучами).
Химический метод направлен непосредственно на изменение состава воды в пруду. Он позволяет устранить химические загрязнения в очень короткие сроки. Такая очистка производится с помощью добавления в воду специальных реагентов. Их предназначение состоит не только в изменении состава воды, но и в насыщении ее кислородом. Этот способ очищения водоема нуждается в точности действий, поэтому лучше привлечь к работам профессионалов.
Очищающими веществами являются и так называемые сорбенты. Обычно используют минералы цеолиты. Они помещаются в камеры специальных фильтров, а потом погружаются прямо в воду. Если сложить их в специальные сетки, то со сменой фильтров проблем не будет – достаточно вытащить емкость и заменить в ней цеолиты.
Очищающие минералы имеют структурную пористость, что позволяет адсорбировать из воды азотистые и фосфорные соединения. Именно они стимулируют разрастание водорослей и цветение воды.
Очистка пруда – легкий способ (видео)
Как правило, на дачном или приусадебном участке водоемы от маленького прудика до рядом протекающих рек окружены землями, находящимися в сельскохозяйственном использовании. Это означает, что всегда будут попадать в воду стоки с полей и грядок. По этой причине цеолиты нужно раз в год применять в качестве профилактического средства. Для этих целей на 1000 л воды берут 0,5-1 кг цеолита. Если водоем находится в зоне риска и в него постоянно стекает вода, то фильтры лучше всего там держать постоянно.
Очищение пруда вручную
Очищение механическое представляет собой просто сбор мусора, который плавает на поверхности или лежит на дне. Как очистить водоем от мусора, если нет возможности или желания удалять все вручную? Решение проблемы простое – с поверхности можно собрать посторонние предметы сачком, а на дно рекомендуется запустить невод из сети с мелкими ячейками.
Очищение водоема можно производить со спуском воды или без него. В первом случае жидкость удаляют через дренажную канаву в дополнительный резервуар.
После спуска воды со дна собирают все, что можно считать лишним для данного водоема. Как правило, если пруд небольшой, убирают не только собственно посторонние предметы, но и органические отложения естественного происхождения. Механическая чистка пруда от ила своими руками часто позволяет открыть родники, устранить слои органики, убрать слишком разросшиеся растения.
Если вы взялись за очистку своего пруда, то нужно чистить и берега. Обычно устраняются лишние растения, убирается скопившийся мусор. Часто удаляется и лишняя трава. Все это делается для того, чтобы берега водоема приобрели четкие контуры, которые потом можно обозначить декоративными растениями, камнями и грунтами.
Система очистки воды с помощью ультрафиолета
Как почистить водоем с помощью источников ультрафиолетового излучения? Как правило, для этого применяют специальный ультрафиолетовый фильтр. Выглядит он как сосуд, внутри которого размещена лампа. Его можно дополнить и обычным фильтром, сделанным своими руками.
Сосуд с лампой погружают в воду. Поскольку ему придется находиться в водоеме длительное время, он может начать обрастать водорослями. Для них эти излучения не являются препятствием.
Чтобы сосуд с лампой не зарос полностью, его снабжают механизмом, счищающим водоросли. Обычно он представляет собой пластиковый обод, который приводится в движение специальной ручкой. Перемещение обода убирает водоросли, не позволяя им накапливаться.
Все перечисленные методы применяются по ситуации – одновременно или отдельно друг от друга. Как бы то ни было, но уборка механических загрязнителей обязательно должна сопровождаться ультрафиолетовой и химической очистками.
Механизированная очистка дна
Самая большая проблема владельца водоема состоит в том, чтобы обеспечить чистоту в большом пруду или озере. Здесь придется использовать мини земснаряды.
Принцип работы земснаряда (видео)
Такие землесосные устройства часто являются единственным способом очистки большого водоема от илистых и других донных отложений. Они могут собирать все, что накопилось на дне, с помощью мощного грунтового насоса. Если говорить об очистке миниземснарядом дна водоема, который зарастал многие годы, то такое устройство из обыкновенного насоса превращается в илосос.
Ил и вода под большим давлением подаются через систему трубопроводов, располагающихся на воде и берегу. Через илосос и трубопровод все донные отложения попадают на специальные участки, называемые иловыми картами. Они готовятся еще до начала работ по очистке озера. Это участок земли, огражденный со всех сторон земляным валом.
Чаще всего для таких работ применяется специализированный земснаряд Watermaster. Эти машины обладают не только хорошей производительностью, но и высокой проходимостью. Они могут справиться с очисткой любых водоемов, кроме морей и океанов. Особенно рекомендуется их использовать для углубления дна. Ведь отложения из ила, другой органики, песка и взвесей поднимают дно порой на величину больше метра. От этого водоем становится мелким и постепенно заболачивается.
Как правило, миниземснаряда для приведения пруда в порядок вполне достаточно. Убрав пласты взвесей, вы сделаете ваш водоем глубоким, прозрачным и красивым. Его заново можно засаживать декоративными растениями.
Через несколько месяцев, когда осядет муть, в него можно запускать рыб разных видов. А там и птички прилетят. Ведь природа не терпит пустоты даже в том случае, если объекты созданы человеком. Пруд или озеро всегда становятся центром, притягивающим разные виды. Для того чтобы искусственный водоем стал частью природы, нужно немного – хорошая вода, несколько растений и никаких химикатов на протяжении нескольких лет. Тогда вы будете наслаждаться именно природой, а не водопроводной водой в ванне.
От Ганга до Волги: как спасти реки от загрязнения?
Мы уже описывали путь, который преодолевает речная вода на пути в наши стаканы, превращаясь из приготовленного природой «биохимического супа» в важнейший напиток человечества. Однако чтобы и в будущем сохранить пресноводные ресурсы, нам нужно бережно относиться к той воде, которую сам человек превращает в «суп», прежде чем вернуть её в реки после использования в быту, промышленности и сельском хозяйстве. Рассказываем, почему это важно, что́ загрязняет реки и какие новые технологии помогают их очистить и сохранить.
Цель № 6: Почему нам важно сохранить воду
В 2015 году 193 государства-члена ООН поставили перед собой 17 целей устойчивого развития, которые нужно достичь до 2030 года, чтобы «улучшить благосостояние и защитить нашу планету». Круг задач широкий — от ликвидации нищеты до мира во всем мире. Не первой, но и отнюдь не 17-й целью признали «обеспечение доступа к безопасным водным ресурсам и санитарии для всех» (цель № 6). Почему человечество озаботилось этим?
По данным ООН, более 40% населения планеты страдает от нехватки воды. Около 1,8 млрд человек используют источники питьевой воды, заражённые фекальными бактериями. Причина тому — активное загрязнение водоёмов, потому что 80% жидких отходов сбрасываются без какой-либо очистки. Последствия исчисляются миллионами смертей ежегодно и процентами ВВП огромных континентов типа Африки и населённых стран, таких как Индия. Как это происходит?
Грязная диффузия: что и как портит реки
Самые распространённые типы загрязнения — химическое и бактериальное. Химическое происходит через диффузию — взаимное проникновение молекул одного вещества в другое с последующим выравниванием его концентрации по всем объёму. Бактериальное же предполагает попадание в экосистему реки не свойственных ей микроорганизмов либо аномальное размножение имеющихся.
Практически все виды человеческой деятельности так или иначе вредят бассейнам рек. Бытовые сточные воды, производство, загрязнённые атмосферные осадки, сельское хозяйство, судоходство, энергетика. Какие загрязнители в этом участвуют?
Нефть и нефтепродукты. Хотя в основном нефть транспортируют морем, реки также нередко подвергаются нефтяному загрязнению. При розливе этого жидкого ископаемого сначала образуются так называемые слики — пятна на водной поверхности. Для этого много нефти не нужно — одна тонна может загрязнить 12 кв. км акватории. Затем часть выброса испаряется (примерно 30%), а другая вымывается (ещё 30%). Оставшуюся массу называют «шоколадным муссом» — это стойкая эмульсия повышенной вязкости, в которой гибнет всё живое.
Радиация. Заражение рек радионуклидами чаще всего происходит из-за стока промышленных вод соответствующих производств. К примеру, в России уже более полувека постоянному радиоактивному заражению подвергается река Теча в Челябинской области. Производственное объединение «Маяк» даже построило в бассейне этой реки каскад искусственных водоёмов, где отстаивается вода с радиоактивными выбросами. Изотопы радиоактивных элементов накапливаются в грунте, растениях и живых организмах, вызывая лучевую болезнь.
С 1949 года в реку Теча регулярно происходил сброс ядерных отходов. Источник: Ecodefense/Heinrich Boell Stiftung Russia/Slapovskaya/Nikulina
Детергенты или, говоря проще, — моющие вещества. Они очень токсичны и устойчивы к биологическому разложению. Иногда детергенты образуют на поверхности рек слой пены до 1 м в ширину. Моющие средства наиболее опасны для молодой рыбы и водорослей.
Тяжёлые металлы. Ртуть, свинец, цинк, хром, олово и другие металлы этой группы попадают в речные воды также чаще всего с промышленных производств. Тяжёлые металлы и их соединения накапливаются в организме речных животных, вызывая болезни.
Тепловое загрязнение. Реке может вредить чистая, но нагретая вода. Чаще всего её источники — тепловые и атомные электростанции. Тёплая вода усиливает испарение, увеличивает минерализацию, способствует интенсивному росту водной растительности и микроорганизмов, распространению патогенов и вирусов.
Стоки животноводства. Из-за экономической выгоды чаще всего животноводческие комплексы располагают недалеко от рек и озёр. Ежесуточно на крупной ферме образуются 1 тонна навозной жижи. Попадание в воду такой смеси приводит к распространению патогенов и паразитов.
Балластные воды судов. Для сохранения устойчивости речные суда и суда класса река-море забирают из реки или моря воду, а затем сбрасывают этот балласт вместе с накопившейся грязью, в том числе и нефтепродуктами.
Лесосплав. Сплав древесины по рекам засоряет воду корой и другими фрагментами деревьев. Они разлагаются, поглощают кислород и выделяют фенольные вредные вещества. Помимо этого, часто вырубаются кустарники, мешающие сплаву, что приводит к эрозии и заиливанию русла рек.
Бороться с этими и другими загрязнителями, а также улучшать экологию рек помогает экономия, внедрение менее вредных веществ в производство, умный гидромониторинг, микробы и даже скорлупа грецкого ореха.
Ореховая скорлупа и бактерии-нефтееды: как чистят сточные воды на Московском НПЗ
Прежде всего сохранять речную и пресную воду помогает её экономия. Ни одно производство без воды не обходится, поэтому важно, во-первых, применять уже изъятые у природы ресурсы вторично, и, во-вторых, возвращать их обратно в нормальном состоянии.
Хорошо это получилось у Московского НПЗ, на котором в 2017 году был внедрён комплекс «Биосфера». Новая система очистки позволила в 2,5 раза сократить потребление речной воды и в 3 раза снизила объем сточных вод с нефтеперерабатывающего гиганта. Как?
«Биосфера» состоит из двух блоков очистки — физико-химического и биологического. В первом блоке сточные воды НПЗ сначала попадают в сектор предварительной очистки, где удаляются механические примеси. Затем вода проходит сепараторы, флотаторы — специальные резервуары, в которых к воде добавляют вещества, способствующие всплытию грязи и примесей, — и фильтры с ореховой скорлупой, хорошо абсорбирующей нерастворимые вещества. Отсюда вода попадает в блок дополнительной очистки, оборудованный десятью фильтрами с активированным углём.
Чем больше ступеней очистки, тем лучше, но, увы, дороже результат. Источник: YouTube-канал «Газпром-нефть»
Затем водный поток чистят ветром, точнее методом напорной флотации, при котором на водяную смесь направляется мощный поток воздуха. Он создаёт воздушные пузыри, которые, поднимаясь на поверхность, подхватывают примеси и нефтепродукты. Отсюда вода перетекает в центральную часть системы — мембранный биореактор, удаляющий органику, а также азот и фосфор. Здесь сточные воды смешиваются с илом, который предварительно был населён специальными бактериями, способными поглощать остатки нефтепродуктов. Чтобы избавиться от самого ила, вода проходит через мембраны с шириной пор тоньше человеческого волоса. Теперь жидкость готова к обратному осмосу — поток проходит через мембрану, состоящую из ячеек размером с молекулу H2O.
В результате получается на 99,9% чистая вода, которую не стыдно не только вернуть в бассейн Москвы-реки, но даже пить. Хотя есть одно «но»: это дорого.
Генерируй & Очищай: как улучшить экономику очистки
Очистка воды — это всегда поиск баланса между качеством результата и его ценой. Системы, подобные «Биосфере» Московского НПЗ, стоят недёшево: в проект вложено 9 млрд рублей. Более того, сам процесс очистки энергозатратный. И если у нефтяников и денег, и электричества много, то у других потребителей речных вод — а это в основном аграрии, пищепром, бумажное производство, муниципальные власти — дела с этим обстоят иначе. И тут обширные знания о том, как превратить сточные воды в сырье для самостоятельной выработки электроэнергии, есть у Toshiba.
Сгенерированный реактором биогаз при этом можно использовать как источник электричества, тепла или (в будущем) биотоплива для заправки автомобилей или генераторов.
Базовая система метанового брожения. В зависимости от характера сточных вод БПК может быть снижено на 80-95%, а ХПК — на 60-80%. Источник: Toshiba
Система адаптируется практически под любые стандарты допустимой биологической загрязнённости реки, которые могут отличаться в разных странах. Для этого достаточно увеличивать или уменьшать число ступеней очистки, а точнее — количество метановых резервуаров.
Двухступенчатая система метанового брожения способна очищать воду с биохимическим потреблением кислорода до 15 000 мг/л при допустимой обычно норме не более 600 мг/л. Источник: Toshiba
В мире уже есть примеры очистных сооружений, которые не просто снизили потребление, а стали полностью энергонезависимыми за счёт преобразования биогазов в электричество. В 2015 году завод по переработке сточных вод, обслуживающий 114 тыс. потребителей в городах Грэшам, Фэйрвью и Вуд-Вилладж (шт. Орегон, США), стал вырабатывать больше электричества, чем было необходимо для собственных нужд. Местные власти довольны: ежегодно они экономят 500 тыс. долларов на электроэнергии.
Однако очистка рек в развивающихся странах проходит не так гладко, как в развитых. Здесь это проблема стоит острее, но ресурсов для её решения – меньше.
Тяжёлый случай: как интернет вещей помогает чистить Ганг
На берегах реки Ганг живут 600 млн индийцев, и несмотря на то, что этот народ создал одну из древнейших мировых цивилизаций, важнейшая река Индии сегодня не в лучшем состоянии. Ежедневно в главную водную артерию Индостана сбрасывается 1 млн килолитров загрязнённых вод. Причём этот сброс происходит неконтролируемо и практически без каких-либо попыток снизить вред. Более того, даже если задействовать все имеющиеся очистные мощности, только 1/3 всех стоков будут дезактивированы.
Проблема Индии ещё и в том, каки́м образом грязь попадает в Ганг. Здесь не существует системы организованного сброса сточных вод в реку, то есть и отходы производства, и городская канализация, и технические воды для нужд сельских жителей образуют единый поток, практически бесконтрольно попадающий в Ганг. Именно поэтому компании Toshiba построила целую систему из очистных фабрик, которые контролируют и очищают стоки вдоль берегов Ганга.
Очистные сооружение, установленные в районе города Аллахабад (шт. Уттар-Прадеш) в районе слияния рек Ганг и Ямуна. Источник: Toshiba
На сегодняшний день Toshiba создала вдоль берегов Ганга сеть очистных сооружений общей протяжённостью 110 км. Чтобы связать воедино все узловые элементы этой системы и снизить стоимость её использования, все эти мощности оснащены IoT-датчиками. Это позволяет управлять всей сетью удалённо в режиме реального времени, сокращая тем самым расходы на персонал и управления на каждой из фабрик очистки. И всё-таки, хотя эффективность мер по очистке воды растёт, темпы загрязнения будут повышаться вслед за ростом экономики. Поэтому важно не только эффективно чистить, но и меньше загрязнять реки.
«Умный» фермер: как инфракрасные датчики уменьшают сток удобрений в реки
Один из главных загрязнителей рек — сельское хозяйство. Причём речь идёт не только о биологическом, но и химическом загрязнении, ведь все химудобрения рано или поздно смываются с полей или попадают через грунтовые воды в реки. Особенно вредны азотные удобрения, которые поглощаются растениями не полностью. Остатки либо испаряются, либо попадают в близлежащие реки и озера, вызывая в них эвтрофикацию — чрезмерное насыщение биогенными элементами, которые способствуют росту микроорганизмов и растений. При этом сколько нужно азотных удобрений растению никогда точно не известно — фермеры руководствуются принятыми нормативами.
Чтобы решить эту проблему в американском штате Небраска в 2015 году стартовал проект SENSE (Sensors for Efficient Nitrogen Use and Stewardship of the Environment), который предполагал проведение замеров реального уровня азота, накапливающегося в растениях, с целью контроля расхода азотных удобрений. В эксперименте участвовали фермеры долины главной реки штата Небраска Платт — притока Миссури, долго страдавшего от естественного смыва азотных удобрений с полей агрохозяйств. По их полям начали ездить «глазастые тракторы».
Большинство принявших участие фермерских хозяйств не только снизили выброс лишних азотных удобрений, но и повысили урожайность. Источник: YouTube-канал Nebraska Extension On-Farm Research Network
Они оснащены датчиками, направленными на пологи растений и излучающими видимый и инфракрасный свет в ближнем радиусе. Фотоприёмники устройств фиксируют отражённый сигнал от растений. В зависимости от его интенсивности подсчитывается их индекс здоровья, на основе которого строится расчёт необходимых объёмов азотных удобрений. За три года проекта SENSE использование азотных удобрений в хозяйства долины реки Платт сократилось на 15%.
Итак, приняв меры охраны рек, нам нужно замерить результат усилий, и разовые исследования в этом плане неэффективны, ведь река — быстро меняющаяся экосистема — это как фотографировать бегуна, пытаясь запечатлеть всю гонку. Поэтому экономониторинг реки строится на показателях, поступающих онлайн.
Как организован экомониторинг рек?
Для наблюдения за рекой используются разные устройства. В основном применяют водомерные колодцы и многопараметровые зонды.
Водомерный колодец — это резервуар, вкопанный недалеко от берега и соединённый с рекой двумя каналами, обеспечивающими приток и отток воды. Главным образом такие устройства измеряют подводное давление. Более сложный механизм — многопараметровый прибор для определения качества воды. Он представляет собой трубу-зонд, которая погружается в воду у берега параллельно углублению речного дна. Труба оснащена различными датчиками, которые анализируют скорость речного потока, температуру и другие параметры на разной глубине.
Собранные в зонде показатели передаются по проводам в размещённый на берегу передатчик, который транслирует их через беспроводную сеть в базу данных. Источник: Fondriest Environmental, Inc.
Общая черта этих устройств — береговое базирование. Между тем, для анализа состояния больших рек важно знать, что происходит далеко от побережья.
Национальный исследовательский и образовательный центр Великие реки США (National Great Rivers Research and Education Center, NGRREC) создал систему экологического наблюдения за бассейнами крупнейших рек (Great Rivers Ecological Observation Network, GREON). Она представляет собой сеть плавучих платформ для мониторинга качества воды в реальном времени в бассейне рек Миссисипи, Миссури, Огайо и Арканзас. Каждый блок оснащён сенсорами для измерения качества воды, температуры, удельной электропроводности, растворенного кислорода, мутности, водорослей, растворенной органики, нитратов и ортофосфатов.
Данные, полученные GREON, можно изучить онлайн в виртуальной базе данных, куда стекаются все снятые параметры экологического состояния рек.
Финальный аккорд: как репатриировать светлячков
Суммируя вышесказанное: чтобы сохранить реки, нужно научиться не загрязнять их, очищать водный поток, экономить энергию, мониторить результаты. Но и этого недостаточно. Далеко не все экосистемы восстанавливаются самостоятельно. Иногда природе нужно помогать.
Пример с родины Toshiba. В префектуре Оита на острове Кюсю протекают множество рек и ручьёв, при этом регион активно застраивается промышленными предприятиями, среди которых и завод полупроводников, изготавливающий продукцию для Toshiba, на реке Китанохана. Среди местных жителей она славилась как место обитания большого количества светлячков. Но в 2010 году они пропали. Совместно со службой экологического контроля Toshiba местные энтузиасты и приглашенные эксперты установили: виной всему стоки в реку. Тогда совместными усилиями была реализована программа по возвращению светлячков в Китанохану. Для этого пришлось изучить рацион питания насекомых, подходящий температурный режим, а также выявить вещества, попадание которых в реку повредило среде обитания. Благодаря принятым усилиям через пять лет светлячки вернулись.
Один из репатриантов на реке Китанохану. Источник: Toshiba
Этот и другой описанный выше опыт может использовать и Россия, перед которой также стоит масштабная природоохранная задача — спасти Волгу. На берегах главной водной артерии России живут 2/3 населения и расположено 2/3 промышленных предприятий страны. Однако на некоторых хозяйственных участках до 90% загрязнений имеют неточечный характер, то есть поступают, условно говоря, не из сливной трубы завода, а из естественных каналов (смыв дождевых вод, подземные реки и т.п.). Кстати, с Доном ситуация не лучше.
В 2018 году российские власти приняли программу «Оздоровление Волги» в рамках национального проекта «Экология». До 2025 года планируется снизить объем загрязнённых стоков на 67%, увеличить мощность очистных сооружение в два раза, а также реконструировать 89 объектов водопропускных сооружений. На эти цели выделят 205 млрд рублей. Сумеет ли Россия достичь Цель № 6 в отдельно взятой стране — покажет будущее.