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