Вода станет чище. Разработка юного эколога может решить проблему

Разработка юного эколога может решить проблему

Ученик Назарбаев интеллектуальной школы Зарифжон Рахимов, обеспокоенный экологической ситуацией, создал прототип уникальной установки для механической очистки городских каналов.

Оросительные каналы города обеспечивают полив зеленых насаждений, которые выполняют роль аэрофильтров и увлажнителей атмосферного воздуха. Однако, как выяснилось, арыки загрязнены токсическими веществами.

— По данным Казгидромета, Тараз входит в десятку городов страны с высоким уровнем загрязнения окружающей среды. Несмотря на критическую ситуацию, рассчитывать на благоразумие горожан не приходится, и влияние антропогенного фактора c каждым годом усиливается за счет роста бытовых отходов, — говорит Зарифжон.

Пластиковые отходы затрудняют движение воды в оросительных каналах, изменяют русла водоемов и снижают уровень водозабора. Оказывается, из-за воздействия ультрафиолетового излучения и кислорода пластик может разрушаться или фрагментироваться до мелких частиц, например, микропластика.

— Пресноводные консументы поедают частички пластика, обросшие водорослями или бактериальной пленкой. Пластик накапливается у них в пищеварительных системах, отчего они гибнут, а это в свою очередь разрушает всю экосистему, потому что зоопланктон — это основа пищевой цепи для обитателей оросительных каналов. Таким образом, недопущение попадания пластиковых отходов в водоемы и их своевременная очистка являются основными способами решениями этой экологической проб­лемы, — делает вывод молодой эколог.

Контроль за функционированием ирригационной системы возложен на ТОО «Тараз-ирригация» и Жамбылский филиал РГП «Казводхоз», которые за последнее время не внесли никаких инновационных предложений по решению проблемы. Для очистки каналов города от пластиковых отходов ТОО «Тараз-ирригация» использует экскаваторы и другую специализированную землеройную технику.

Процесс очистки русел каналов заключается в извлечении скопившегося мусора со дна водоемов, но вместе с вредными пластиковыми отходами извлекается и полезный ил. Извлекаемая масса размещается по берегам каналов и может повторно попасть в водоем после размывания ила выпадающими осадками.

— Изучив проблему, я поставил перед собой две задачи: провести полный анализ экологического состояния оросительных каналов и на основе результатов создать автоматический механизм их очистки от пластиковых отходов. Посетив проблемные места на каналах, я изучил обстановку и вывел такую статистику: доля пластикового мусора составила 45 процентов, стеклянного — 25, бытовых отходов — 15 процентов, мертвой растительности — 10, оставшиеся пять процентов пришлись на другой разнообразный мусор, — говорит З. Рахимов.

Среди пластиковых отходов были обнаружены пакеты, посуда, бутылки, ящики, упаковочные материалы. К другим отходам отнесли металлические баки, цистерны, предметы одежды и обихода, а также различные аксессуары.

На втором этапе исследования был сделан анализ проб воды из четырех городских каналов и городского водопровода. В качестве контрольного образца использовались пробы воды из отводного канала Зербулак и городского водопровода. Канал Зербулак находится под пристальным контролем городских служб, а набережная является местом отдыха горожан. Здесь обитают ондатры, лебеди, гуси, утки, сазан, карась, оголец. В водоеме отсутствуют пластиковые отходы, что позволило использовать пробу из озера Зербулак в качестве основы для сравнения.

— Для забора проб микропластика в водоемах использовалась самодельная фильтровальная установка, собранная мной в домашних условиях из пластиковых сантехнических труб и фильтрующей ткани, купленной в зоомагазине. В ходе лабораторных исследований фильтр изучался под микроскопом, двигаясь челночным шагом от края к краю. Я запротоколировал все параметры найденных частиц пластика: цвет, форму и размер. В зависимости от того, сколько было профильтровано воды, рассчитывалась концентрация частиц микропластика на один литр, — объясняет Зарифжон Рахимов.

Результат таков: наибольшее количество частиц микропластика содержится в пробах воды из каналов, протекающих вдоль проспекта Жамбыла (0,8 частицы в литре воды), улицы Капал (0,2 частицы в литре воды) и Аскарова (0,3 частицы в литре воды). Проба, взятая в озере Зербулак, ожидаемо оказалась идеально чистой, и в ней полностью отсутствуют частицы микропластика. Водопроводная вода, как оказалось, также содержит микропластик в размере 0,2 частицы в литре воды.

— В нее частицы попадают из-за сточных вод и разложившихся пластмассовых отходов. Соответственно, причинами проникновения микропластика в воду могут быть изношенные водопроводные трубы, поглощающие его под давлением через микротрещины из окружающей среды. Также потенциальными источниками являются пластиковые трубы и недостаточная фильтрация в городских очистных сооружениях, — рассуждает школьник.

Он разработал простую установку, способную решить эту проблему. В ней сетка-ловушка отводит пластиковый мусор к вращающемуся метровому водяному колесу с лопастями и зубьями, двигающимися за счет использования безнапорной водной энергии, а желоб направляет пластик в мусорный бак, в котором есть датчик наполнения.

Такая установка размещается рядом с берегом, если ширина канала составляет больше пяти метров, или в центре канала, если ширина меньше названного показателя. Пластиковый мусор с лопастей падает в желоб с плоским дном, который под наклоном спускает его из канала в мусорный бак с отверстиями для удаления воды. Бак необходимо оснастить ультразвуковым датчиком, который будет фиксировать его наполненность. Когда бак полон, датчик передает данные о наполнении на сервер обработки данных. Эта система позволит в режиме реального времени контролировать уровень наполненности всех баков.

Эта информация должна быть доступна заинтересованным местным жителям, которые смогут извлечь мусор из канала на территории своих домовладений и отправить его на вторичную переработку.

— Мной создан прототип модели установки. Разработанный механизм не имеет аналогов и может стать инновационным способом восстановления ирригационной системы в городе. Ведь Тараз с давних времен известен как самый зеленый город в нашей стране, и очень не хочется терять этот гордый статус, — подытожил Зарифжон.

Алексей ПОЛЯКОВ