ЕЛЕКТРОХІМІЧНО АКТИВОВАНА ВОДА (ЕХАВ): ІСТОРІЯ ВІДКРИТТЯ, СПЕЦИФІКА ПРОЦЕСУ, СУЧАСНИЙ СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ ПРИ ЗРОШЕННІ

Ключові слова: електрохімічно активована вода (ЕХАВ), аноліт, католіт, окисно-відновний потенціал (ОВП), зрошення активованою водою, системи краплинного зрошення

Анотація

Проаналізовано історію відкриття, специфіку процесу і сучасного стану використання електрохімічно активованої води (ЕХАВ) у різних галузях господарювання та визначені можливості її застосування при зрошенні. Встановлено, що найбільш перспективним напрямком застосування ЕХАВ в зрошуваному землеробстві є системи краплинного зрошення. Додавання аноліту у воду за краплинного зрошення дозволяє суттєво зменшити (або взагалі виключити) необхідність використання засобів захисту рослин, а додавання католіту – суттєво пришвидшує розвиток і збільшує врожайність сільськогосподарських культур на фоні підвищення якості продукції. Екологічними наслідками цього є зменшення антропогенного навантаження на зрошувані землі шляхом повної або часткової заміни хімічних засобів захисту рослин анолітом, який є екологічно безпечною рідиною; економічними – підвищення рентабельності і скорочення строків окупності проектів зі зрошення земель.  Визначено, що перспективність використання ЕХАВ у системах краплинного зрошення обумовлена тим, що технологія водоподачі в них дозволяє подавати католіт і аноліт на поле з мінімальними втратами активаційного потенціалу. Сприятливим чинником використання ЕХАВ у системах краплинного зрошення є також їх створення за модульним принципом, що сприяє можливості обладнання вузлів водопідготовки систем модулями ЕХАВ. Водночас проектування систем слід проводити з врахуванням не тільки необхідності  забезпечення рівномірності розподілу крапельницями води по полю, а і зі збереженням активаційного потенціалу електрохімічно активованих компонентів зрошувальної води. На підставі викладеного можна вважати, що розробка засобів електрохімічної активації води для потреб зрошення, а також технологій застосування такої води при вирощуванні сільськогосподарських культур є актуальною та своєчасною. Розгортання фундаментальних і прикладних досліджень щодо цього сприятиме створенню вітчизняного обладнання для промислового виробництва ЕХАВ і дозволить адаптувати світові технології їх використання до умов і потреб українського виробника та споживача. Особливо ефективним може бути застосування електрохімічно активованої води на системах краплинного зрошення.

Біографії авторів

M. I. Romashchenko, Інститут водних проблем і меліорації НААН, Київ

докт. техн. наук

B. I. Konakov, Інститут водних проблем і меліорації НААН, Київ

канд. техн. наук

V. V. Polishchuk, Інститут водних проблем і меліорації НААН, Київ

канд. с.-г. наук

S. V. Usatyi, Інститут водних проблем і меліорації НААН, Київ

канд. техн. наук

Посилання

1. Tomilov, A.P. (2002). Elektrohimicheskaya aktivatsiya - novoe napravlenie prikladnoy elektrohimii [Electrochemical activation is a new direction of applied electrochemistry]. Zhizn i bezopasnost, 3, 302-307. [in Russian]
2. Bahir, V.M., Zadorozhnyi, Yu. G., Leonov, B. I., Panicheva, S.A., Prilutskiy, V.I., & Suhova, O.I. (1996). Elektrohimicheskaya aktivatsiya: istoriya, sostoyanie, perspektivyi [Electrochemical activation: history, state, prospects]. Moskva. [in Russian]
3. Bahir, V.M. Teoreticheskie aspektyi elektrohimicheskoy aktivatsii. OAO "NPO "EKRAN" [Theoretical aspects of electrochemical activation]. Moskva. ikar.udm.ru. Retrieved from https://ikar.udm.ru/sb/sb21-2-08.htm. [in Russian]
4. Prilutskiy, V.I., & Bahir, V.M. (1997). Elektrohimicheski aktivirovannaya voda: anomalnyie svoystva, mehanizm biologicheskogo deystviya [Electrochemically activated water: abnormal properties, mechanism of biological action]. Moskva: VNIIIMT. [in Russian]
5. Shanahan, J. P., & Gonzalez, R.B. (2021). Electrochemical activation of water. - US11000883B2-2021-05-11. patents.google.com. Retrieved from https://patents.google.com/patent/US11000883B2/en.
6. Bahir, V.M. (2014). Elektrohimicheskaya aktivatsiya: izobreteniya, tehnika, tehnologiya [Electrochemical activation: inventions, technique, technology]. Moskva: Viva-Star. [in Russian]
7. Rabochaya programa «Elektrohimiicheskie tehnologii zaschityi okruzhayuschey sredyi (2016). [Electrochemical technologies of environmental protection]. Yuzhno-rossyiskyi hosudarstvennyi unyversytet ym. M.Y. Platova. Novocherkassk. tf.npi-tu.ru. Retrieved from https://tf.npi-tu.ru/assets/tf/kht/files/Progr%20TEP%20novie/extexn-zashh-okr-sr.pdf. [in Russian]
8. Infourok «Tehnologiya elektrohimicheskoy aktivatsii (EHA) [Electrochemical activation technology (ECHA]. infourok.ru. Retrived from https://infourok.ru/tehnologiya-elektrohimicheskoj-aktivacii-eha-4777946.html. [in Russian]
9. Vyipusknaya kvalifikatsionnaya rabota «Analiz i razrabotka sistemyi avtomaticheskogo upravleniya protsessom elektrohimicheskoy aktivatsii vodyi». (2018) [Analysis and development of an automatic control system for the process of electrochemical activation of water]. Voronezhskiy gosudarstvennyiy lesotehnicheskiy universitet im. G.F.Morozova. Voronezh. nauchkor.ru. Retrieved from: https://nauchkor.ru/uploads/documents/5ecbb20acd3d3e0001403e61.pdf. [in Russian]
10. Apparatus Producing Continuously Electrolyzed Water. (1991). USA Patent Number 5, 051, 161, 1991. Inventors: Shuji Yamagushi, Shiroji Misawa, Giichi Asanuma, all of Saitama, Japan.
11. Ghebremichael, K., Muchelemba, E., Petrusevski, B., & Amy, G. (2011). Electrochemically activated water as an alternative to chlorine for decentralized disinfection. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 60 (4), 210-218.
12. EIAmin, A. (2007) Electrolyzed water effective as chemical cleaner, study finds. foodnavigator.com. Retrieved from https://www.foodnavigator.com/Article/2006/01/31/Electrolyzed-water-effective-as-chemical-cleaner-study-finds
13. Activated and Electrolyzed Water: A Brief Review of a New Generation of Cleaners and Sanitizing Agents. (2010). Food Safety Magazine: August 1. Food-safety.com. Retrieved from https://www.food-safety.com/articles/4263-activated-and-electrolyzed-water-a-brief-review-of-a-new-generation-of-cleaners-and-sanitizing-agents
14. Electrolyzed Water Generated On-Site as a Promising Disinfectant in the Dental Office During the COVID-19 Pandemic. Front. Public Health, 30 April 2021. Retrieved from https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.629142
15. Prylutskyi, V. Y., Dolhopolov, V. Y., & Barabash, T. B. (2013). Anolityi na ryinke dezsredstv: ne oshibites v vyibore! / [Anolytes in the market of disinfectants: do not make a mistake in the choice!]. Meditsinskiy alfavIt, 3. bakhir.ru. Retrieved from http://www.bakhir.ru/_img/pdf/3-eg-13-4-corr.pdf [in Russian]
16. Bahir, V.M., Mamadzhanov, U.D., & Maksudova, M. H. (1976). Sposob predposevnoy obrabotki semyan hlopchatnika [The method of pre-sowing treatment of cotton seeds]. Avtorskoe svidetelstvo SSSR. № 663358. [in Russian]
17. Tsikoridze, N.G., Liakumovich, A.G., Dadiani, R.G., Kirpichnikov, P.A., & Mechehiya M.V. (1985). Sposob hraneniya tsitrusovyih plodov [Method of storing citrus fruits]. Avtorskoe svidetelstvo SSSR. № 1341743. [in Russian]
18. Shtern, K.L., Gusakov, N.I., Spektor, L.E., & Bahir, V.M. (1987). Sposob konservirovaniya zelenoy massyi kukuruzyi [The method of preserving the green mass of corn]. Avtorskoe svidetelstvo SSSR. № 1534772. [in Russian]
19. Piskunov, B.A., Fisinin, V.I. Spektor, L.E., Bahir, V.M., Zadorozhniy, Yu.G., & Filonenko, V.I. (1986). Sposob obrabotki yaits selskohozyaystvennoy ptitsyi [Method of processing poultry eggs]. Avtorskoe svidetelstvo SSSR. № 1752401. [in Russian]
20. Aronbaev, D.M., Aronbaev, S.D., Raimkulova, Ch.A., Isakova, D.T., & Shertaeva, A.A. (2021). Voda «zhivaya» i «mertvaya». Novyie faktyi ob antioksidantnyih i relaksatsionnyih harakteristikah elektroaktivirovannoy vodyi [Water is "alive" and "dead". New facts about the antioxidant and relaxation characteristics of electroactivated water ]. Universum: himiya i biologiya. 7universum.com. Retrieved from https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11225. [in Russian]
21. Ptashnik, V., Nakonechna, O., Veligorska, M., & Sadova, M. (2013). Elektrokhimichna aktyvatsiia vodnykh rozchyniv yak ekolohichnyi metod vodopidhotovky [ Electrochemical activation of aqueous solutions as an ecological method of water treatment] Ecology & tourism, 12-13. ena.lp.edu.ua. Retrieved from http://ena.lp.edu.ua:8080/bitstream/ntb/27007/1/005-012-013.pdf. [in Ukrainian]
22. Mandigra, M.S., & Lisitsya, A.V. (2020). Vykorystannia elektrokhimichno aktyvovanykh (EKhA) rozchyniv u veterynarnii medytsyni i orhanichnomu vyrobnytstvi: (naukovo-praktychni rekomendatsii) [The use of electrochemically activated (ECA) solutions in veterinary medicine and organic production: (scientific and practical recommendations)]. Lutsk: PP Ivanyuk V.P. [in Ukrainian]
23. Marynin, A.I., Bolshak, Yu.V., Sviatenko, R.S., & Shtepa, D.V. (2020). Doslidzhennia fizyko-khimichnykh pokaznykiv vody, obroblenoi bezreahentnym elektrokhimichnym metodom [Research of physicochemical parameters of water treated by reagent-free electrochemical method]. Visnyk NTU "KhPI”, 2, 103-109. [in Ukrainian]
24. Kiyanovskiy, A.M. (2019). Ustroystvo dlya elektrohimicheskoy aktivatsii vodyi [Device for electrochemical activation of water]. Modern engineering and innovative technologies, 8,1. dspace.ksau.kherson.ua. Retrieved from http://dspace.ksau.kherson.ua/handle/123456789/1868. [in Russian]
25 Ptashnyk, V.V. (2014). Ekolohichno bezpechni tekhnolohii oderzhannia promyslovykh vodnykh rozchyniv z vykorystanniam elektrokhimichnoi aktyvatsii [Ecologically safe technologies for obtaining industrial aqueous solutions using electrochemical activation]. Extended abtract of candidate’s thesis. Symu. [in Ukrainian]
26. Geletu, Q., Zahra, A., Shelby, L., Foster, M., & Matlock, G. (2021). Electrochemical disinfection of irrigation water with a graphite electrode flow cell. Water,93, 535-548. onlinelibrary.wiley.com. Retrieved from https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wer.1456.
27. Geletu, Q., Mojtaba, A., Raheleh, D., Shelby, L. Foster, & Marty, M. (2021). Disinfection of Irrigation Water Using Titanium Electrodes, Journal of The Electrochemical Society, 168 (6). iopscience.iop.org. Retrieved from https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac0943
28. The use of ECA-water for water disinfection in horticulture. fertinnowa.com. Retrieved from https://www.fertinnowa.com/technologies/use-eca-water-water-disinfection-horticulture/
29. Lévesque, S., Graham, T., & Bejan, D. (2019). Inactivation of Rhizoctonia solani in fertigation water using regenerative in situ electrochemical hypochlorination. Scientific Reports, 9, 14237. nature.com. Retrieved from https://www.nature.com/articles/s41598-019-50600-7
30. Abezin, V. G., & Karpunin, V.V. (2007). Sistema kapelnogo orosheniya s modulem elektroaktivatsii vodyi [Drip irrigation system with water electroactivation module]. Dostizheniya nauki i tehniki APK, 6, 23-25. cyberleninka.ru. Retrived from https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-kapelnogo-orosheniya-s-modulem-elektroaktivatsii-orositelnoy-vody/viewer. [in Russian]
31. Chushkina, O.I. (2014). Tehnologiya primeneniya elektrohimicheski aktivirovannoy vodyi pri kapelnom oroshenii tomatov [Technology of application of electrochemically activated water at drop irrigation of tomatoes]. Extended abtract of candidate’s thesis. Volgograd. [in Russian]
32. Semenenko, S. Ya., Lyitov, M. N., Chushkina, E.Y., & Chushkin, A.N. (2018). Sozdanie effektivnyih ekologicheski bezopasnyih tehnologiy i tehnicheskih sredstv orosheniya novogo pokoleniya [Creation of effective environmentally friendly technologies and technical means of irrigation of the new generation], Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrounivesitetskogo kompleksa, 2 (50). [in Russian]
33. Amcheslavskiy, O. V. (2011). Razrabotka tehnologii orosheniya saharnoy kukuruzyi s ispolzovaniem optimizirovannyih sostavov aktivirovannyih rastvorov [Development of sugar corn irrigation technology using optimized compositions of activated solutions]. Extended abtract of candidate’s thesis. Volgograd. [in Russian]
34. Tsokur, D.S. (2013). Uluchshenie kachestva regulirovaniya kislotnosti pochvyi na osnove elektroaktivatora vodyi pri vyiraschivanii tomatov v usloviyah zakryitogo grunta [Improving the quality of soil acidity control based on electroactivator of water when growing tomatoes indoors]. Krasnodar. [in Russian]
35. Chushkin, O.M. (2014). Teoreticheskoe i eksperimentalnoe obosnovanie algoritma proektirovaniya sistem kapelnogo orosheniya s modulem elektrohimicheskoy aktivatsii vodyi [Theoretical and experimental substantiation of the algorithm for designing drip irrigation systems with a module of electrochemical activation of water]. Volgograd. [in Russian]
Опубліковано
2021-12-23
Як цитувати
Romashchenko, M., Konakov, B., Polishchuk, V., & Usatyi, S. (2021). ЕЛЕКТРОХІМІЧНО АКТИВОВАНА ВОДА (ЕХАВ): ІСТОРІЯ ВІДКРИТТЯ, СПЕЦИФІКА ПРОЦЕСУ, СУЧАСНИЙ СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ ПРИ ЗРОШЕННІ. Меліорація і водне господарство, (2), 177 - 189. https://doi.org/10.31073/mivg202102-291

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

Особливість: Цей модуль вимагає, щоб був увікнений хоча б один модуль статистики/звітів. Якщо ваші модулі статистики повертають більше однієї метрики, то, будь ласка, також оберіть головну метрику на сторінці налаштування сайту адміністратором та/або на сторінках налаштування менеджера журналу.