К.г.н. Данов Е.И.1, к.г.н. Данова Т.Е.2, Войтенко И.В.2

1Одесская военизированная служба по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы, 2Одесский государственный экологический университет

Экологический мониторинг защиты сельскохозяйственных культур от градобитий на юге Украины

 

Современный метод защиты сельскохозяйственных культур от градобитий, используемый на территории юга Украины, базируется на обнаружении и распознавании градоопасных облаков с помощью метеорологических радиолокаторов и засеве их кристаллизующим реагентом в соответствии с [1]. Кристаллизующий реагент вводится в облака специальными противоградовыми ракетами типа «Алазань –2 М» и «Кристалл». Диспергирование пиротехнического состава, содержащего 2% йодистого серебра AgJ, происходит при сгорании на высоте 3-6км над уровнем моря, с температурой ≤–60С. Продукты взрыва или горения содержат окислы азота, углерода и йодистого серебра, а также, осколки пластмассового корпуса ракеты. Размер диспергируемых частиц в основном составляет менее 0,1 мкм, число крупных частиц диаметром около 1 мкм ничтожно мало.

С экологической точки зрения, загрязняющими факторами противоградовых изделий (ПГИ), используемых в настоящее время в Украине, являются: йодистое серебро, продукты ликвидации корпусов противоградовых изделий, засоряющих подстилающую поверхность.

Оценку максимальной среднеобъемной концентрации AgJ можно произвести согласно выражению:

где    – максимальная концентрация;

          – максимальный разовый расход ПГИ с одного пункта воздействия, по данным сети Одесской военизированной службы по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы за период 1991-1996гг;

          – масса потенциально опасного вещества, выделяемого при срабатывании одного ПГИ;

          – радиус выделения вещества от места запуска ПГИ;

          – толщина слоя воздуха, где производится распыление вещества.

Таблица 1 – Максимальные концентрации AgJ, вносимые в атмосферу

при засеве, в сравнении с ПДК

Характеристики ПГИ и ПДК

«Алазань – 2М»

«Кристалл»

Содержание AgJ (1 ПГИ)

13,5

6,0

Максимальный расход ПГИ за один день (шт)

48

24

Концентрация AgJ в атмосфере при засеве (мкг/м3)

1,4*10-3

1,6*10-4

ПДК AgJ в воздухе, среднесуточная, (мкг/м3)

10,0

10,0

Расчеты показывают, что среднеобъемная концентрация AgJ, создаваемая в атмосфере при засеве градоопасных облаков, в 103–104 раз ниже предельно допустимой концентрацией (ПДК) этих веществ в Причерноморье, и не представляет экологической угрозы для населения региона [2].

Максимальная концентрация AgJ, способная накопиться в воде в пределах охраняемой от града территории в течение сезона противоградовой защиты, при условии полного равномерного осаждения частиц реагента, оценивается следующим образом:

где    – максимальный годовой расход ПГИ, используемый для защиты 100 000 га;

          – глубина водоема (принята равной 1м).

Таблица 2 – Максимальная концентрация AgJ, оседающая в

открытых водоемах за противоградовый сезон

Характеристики ПГИ и ПДК

«Алазань – 2М»

«Кристалл»

Максимальный расход ПГИ на 100 000 га (шт)

710

285

Максимально возможная концентрация AgJ в открытых водоемах, (мкг/м3)

6,7*10-2

1,2*10-2

Сравнивая приведенные данные с ПДК AgJ в воде, которая составляет 50мкг/л, можно сделать вывод, что даже при максимальном расходе ПГИ, превышающем среднесезонный расход в 2–2,5 раза, на защищаемой территории. Концентрация AgJ в воде в 103 раз меньше, чем предельно допустимые нормы. Аналогичные результаты получены для территории Молдовы.

Одним из факторов, которые оказывают влияние на экологическое состояние региона проведения противоградовых работ, является осколки используемых ПГИ. Для оценки возможной массы продуктов ликвидации ПГИ, накапливаемой на каждом гектаре защищаемой площади за 100-летний период воспользуемся следующим выражением:

где    – удельная концентрация осколков;

          – среднегодовой расход ПГИ, используемый для защиты 100 000 га;

          – пассивная масса изделия (масса осколков).

Расчеты показывают (табл. 3), что масса осколков противоградовых ракет и снарядов, которые могут накопиться на каждом гектаре защищаемой территории в течение 100 лет проведения противоградовых работ, не превышает 3,0–5,5 кг. Материал попадающих на подстилающую поверхность осколков ПГИ (алюминий, пластмасса типа АГ-4 и бумага) не оказывает заметного негативного влияния на экологическое состояние окружающей среды в районе проведения работ.

Таблица 3 – Масса осколков корпусов ПГИ, накопленных на поверхности

земли в районе проведения противоградовых работ

Расход и характеристика массы осколков ПГИ

«Алазань – 2М»

«Кристалл»

Среднегодовой расход ПГИ на 100 тыс. га, (шт)

400

160

Масса осколков с одного ПГИ, кг

4,7

7,5

Средняя масса осколков на 1 га ЗТ за 100 лет, кг

1,9

1,2

Максимальная масса, кг

3,3

2,1

Согласно результатам экспериментального исследования, проводимого на Северном Кавказе, при активном воздействии в пределах ЗТ выпадающими осадками вымывается до 80% реагента, а осаждение AgJ имеет пятнистый характер, с вариациями концентраций в жидких осадках в пределах 0,02-2,6мкг/л.

Результатами данного исследования подтверждается экологическая безопасность противоградовых работ в регионе Причерноморья. Вносимые с помощью ПГИ концентрации AgJ на несколько порядков меньше величины ПДК. Из-за малого содержания его в осадках, воздухе и почве этот реагент не оказывает отрицательного влияния на микрофлору окружающей среды. Загрязнение почвы продуктами ликвидации корпусов ПГИ также не представляет экологической опасности.

Таким образом, метод борьбы с градом, разработанный в последней четверти прошлого века, и используемый в Северном Причерноморье, является экологически чистым.

Литература

1.           Руководство по применению радиолокаторов МРЛ-4, МРЛ-5 и МРЛ-6 в системе градозащиты – Л., Гидрометеоиздат, 1980 – 227с.

2.           Беспамятов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. – Л., Химия, 1985 – 205с.