Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ ЖИДКИХ СРЕД В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Былгаева А.А. 1 Обоева Н.А. 1 Неустроев М.П. 1 Тарабукина Н.П. 1 Максимова А.Н. 2
1 ФГБНУ «Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» имени М.Г. Сафронова
2 ФГБОУ ВО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия»
Электрохимическая активация воды способствует переходу к длительно существующему неравновесному состоянию содержащихся в ней ионов и при этом позволяет регулировать физико-химические и биологические свойства самой воды, получаемой с помощью диафрагменного проточного электрохимического реактора. В статье рассмотрены сущность электрохимической активации, свойства электрохимически активированных растворов и способы применения их в сельском хозяйстве. Описаны факторы обусловливающие физико-химическую активность анолита и католита, моющие, дезинфицирующие, стерилизующие, экстрагирующие, эмульгирующие, стабилизирующие, деэмульгирующие, консервирующие, отбеливающие, лечебные свойства электрохимически активированных сред. Изучение опубликованных научных работ показало, что основное применение электрохимически активированные растворы нашли в области дезинфекции различных помещений, оборудований, поверхностей. Рассмотрены способы применения электрохимически активированных жидких сред в зависимости от фракций, в животноводстве, ветеринарии, кормозаготовке, растениеводстве. Таким образом, электрохимически активированные среды, как анолит, так и католит, имеют отличную перспективу для разработки и использования их в сельском хозяйстве, так как просты в изготовлении, дешевые, имеют широкий спектр антимикробного действия, короткоживущие, безопасны для человека и животных, не накапливаются в окружающей среде и не требуют нейтрализации.
электрохимическая активация
анолит
католит
физико-химическая активность
антимикробные
антиоксидантные
детоксикационные свойства
практическое применение
1. Бахир В.М. История и сущность [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bakhir.ru (дата обращения: 06.01.2018).
2. Богомольцева М.В. Электрохимическая активация жидкостей – новая область в ветеринарной медицине / М.В. Богомольцева, С.И. Корикова, М.В. Москалева, А.И. Скурьят // Ученые записки УО ВГАВМ, 2011. – Т. 47, вып.1 – С. 18–21.
3. Леонов Б.И. Физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды / Б.И. Леонов, В.И. Прилуцкий, В.М. Бахир. – М.: ВНИИИМТ, 1999. – 244 с.
4. Афанасьев Д.Е. Энергосбережение в сельском хозяйстве Якутии / Д.Е. Афанасьев. – Якутск: МГП «Полиграфист», 1995. – 221 с.
5. Бутко М.П. Новое направление в получении биоцидов и их прикладное значение / М.П. Бутко, В.С. Фролов, П.А. Попов, С.В. Лемясова // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. – 2014. – № 2 (12). – С. 6–10.
6. Бахир В.М. Электрохимическая активация воды и водных растворов: прошлое, настоящее, будущее [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bakhir.ru/rus/biography (дата обращения: 26.01.2018).
7. Аронов В.М. Практическое обоснование применения ЭХАР для борьбы с эктопаразитами птиц / В.М. Аронов // Ветеринария сельскохозяйственных животных. – 2013. – № 4. – С. 25–30.
8. Бахир В.М. Электрохимические установки СТЭЛ для синтеза антимикробных и моющих растворов / В.М. Бахир, В.И. Прилуцкий, Т.В. Цецхладзе, Н.Ю. Шомовская // Вестник новых медицинских технологий. – 2007. – Т. XIV, № 3. – С.164–166.
9. Харламова Т.А. Электрохимическая активация в технологиях обогащения и переработки руд, вторичных сырьевых ресурсов и очистке вод / Т.А. Харламова, А.Ф. Алафердов, В.М. Бахир // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2015. – № 2. – С. 75–81.
10. Бахир В.М. Электрохимическая активация. Изобретения, техника, технология / В.М. Бахир. – М: Вива-стар, 2014. – 512 с.
11. Аронов В.М. Фунгицидные свойства препарата «АКВА-ЭХА» in vitro / В.М. Аронов, О.Д. Васильев, И.А. Рябинин // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. – 2011. – № 3. – С. 61–65.
12. Бутко М.П. Сравнительная оценка электрохимических установок типа СТЭЛ для получения дезинфицирующих растворов / М.П. Бутко, П.А. Попов, С.В. Лемясева, Д.А. Онищенко // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. – 2017. – № 1(21). – С. 28–37.
13. Закомырдин А.А. Экологически безопасные дезинфицирующие растворы на основе электрохимии / А.А. Закомырдин // Ветеринария сельскохозяйственных животных. – 2005. – № 8. – С. 76–77.
14. Пасько О.А. Предпосевная обработка семян электрохимически активированной водой / О.А. Пасько // Аграрная наука. – 2012. – № 7. – С. 24–26.
15. Солошенко В.А. Совершенствование технологии заготовки травяных кормов / В.А. Солошенко, В.А. Рогачев, И.К. Хлебников, С.П. Ваганов // Прогрессивные технологии производства продуктов животноводства в Сибири: сб. науч. тр. – Новосибирск, 2002. – С. 138–143.
16. Закомырдин А.А. Электрохимически активированные растворы в ветеринарии. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bakhir.ru/rus/publications/11-VetConsult-8-2000.htm (дата обращения: 28.01.2018).
17. Бахир В.М. Анолит АНК: уникальный антимикробный раствор / В.М. Бахир, Н.Ю. Шомовская // Медицинский алфавит. Больница. – 2010. – Т. 1. – С. 63–69.
18. Амеличкин С.Г. Технология объемной аэрозольной дезинфекции анолитом АНК при строительстве и эксплуатации сооружений больничного комплекса / С.Г. Амеличкин, В.М. Бахир, В.Г. Иванов, А.Н. Медведев, И.Г. Стрижак, Л.В. Широкова, Н.Ю. Шомовская, Е.С. Юренкова // Медицинский алфавит. Эпидемиология и гигиена. – 2012. – № 3. – С. 27–32.
19. Методические рекомендации по применению нейтрального анолита получаемого на установках СТЭЛ-60 и СТЭЛ-80 для дезинфекции воды плавательных бассейнов / Режим доступа: http://www.ikar.udm.ru/st_7.htm (дата обращения: 02.02.2018).
20. Бахир В.М. Анолит АНК нового поколения – уникальный антимикробный раствор / В.М. Бахир, Н.Ю. Шомовская // Медицинский алфавит. Эпидемиология и санитария. – 2010. – № 3. – С. 38–44.
21. Родионов Г.В. Регулирование численности микроорганизмов в молоке-сырье / Г.В. Родионов, С.Л. Белопухов, Р.Т. Маннапова, О.Г. Дряхлых // Известия ТСХА. – 2013. – Вып. 1. – С. 111–119.
22. Кушнир А.Т. Оценка эффективности ЭХАР хлорида натрия при дезинфекции объектов, контаминированных возбудителем высокопатогенного гриппа птиц / А.Т. Кушнир, В.Н. Смирнов, Е.В. Чуфарова, А.А. Закомырдин // Пробл. вет. санитарии, гигиены и экологии. – 2009. – № 1. – С. 36–42.
23. Ваннер Н.Э. Применение электрохимически активированных растворов хлорида натрия для дезинфекции объектов, контаминированных возбудителем гриппа птиц / Н.Э. Ваннер // Научный журнал КубГАУ. – 2014. – № 102(08). – С. 258–269.
24. Аронов В.М. Практическое обоснование применения электрохимически активированных растворов при паразитозах птиц / В.М. Аронов // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. – 2011. – № 1. – С.61–64.
25. Гомбоев Д.Д. Фармакотоксикологическая оценка Анолита / Д.Д. Гомбоев, В.А. Солошенко, В.Л. Рогачев, А.А. Данилова // Ветеринария. – 2006. – № 1. – С. 54–56.
26. Регистрационное удостоверение №ЛС-002150 от 27.10.2010 г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://эхарос.рф/metodiki-primeneniya/meditcina (дата обращения: 26.02.2018).
27. Горлов И.Ф., Митрофанов А.З., Каренгина Т.В. Способ лечения заболеваний копыт сельскохозяйственных животных // Патент России № 2187312. 2002.
28. Алехин С.А. Живая вода – мифы и реальность / С.А. Алехин, И.М. Байбеков, Ф.Ю. Гариб, Д.С. Гительман и др. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ikar.ot.ua/images/downloads/zhvoda.pdf (дата обращения: 12.03.2018).
29. Бурак И.И. Гигиеническая оценка дезинфицирующего средства «Анолит нейтральный» / И.И. Бурак, Н.И. Миклис, Т.А. Ширякова, С.В. Григорьева, О.А. Черкасова, А.Б. Юркевич // Вестник ВГМУ. – 2014. – Т. 13, № 5. – С. 105–111.
30. Богомольцева М.В. Метод лечения телят, больных диспепсией, электроактивным раствором анолита нейтрального // Перспективы развития научной и инновационной деятельности молодежи: материалы междунар. науч.-практ. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых (02 июня 2016 г.). – Пос. Персиановский: Донской ГАУ, 2016. – С. 9–12.
31. Максимова А.Н. Испытание растворов перекисных соединений для санации ледяных поверхностей криохранилищ. // Новые материалы и технологии в условиях Арктики: материалы междунар. симпозиума, СВФУ им. М.К. Аммосова. – Якутск, 2014. – С. 98–103.
32. Ворошилова Л.И. Микробиологический контроль санитарного состояния холодильников и холодильных шкафов после профилактической дезинфекции электрохимически активированной кислой водой с формальдегидом / Л.И. Ворошилова, Д.В. Кузнецов // Актуальные проблемы инвазионной, инфекционной и незаразной патологии животных: материалы международ. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения проф. С.Н. Никольского. – Ставрополь, 2003. – С. 157–159.
33. Былгаева А.А. Влияние пробиотиков «Сахабактисубтил» и «Норд-Бакт» на качество зерносенажа и переваримость питательных веществ корма ремонтными телочками / А.А. Былгаева, М.П. Неустроев, Н.П. Тарабукина, С.А. Петрова // Ветеринария и кормление. – 2013. – № 6. – С. 18–20.
34. Рогачев В.А. Консервирующие свойства анолита полученного из соленой озерной воды / В.А. Рогачев, В.А. Солошенко // Совр. технологии производства продуктов жив-ва: сб. науч. тр. – Новосибирск, 2004. – С. 170–175.
35. Гак Е.З. Применение ЭХА растворов АКВАЭХА для силосования и обеззараживания помещений и оборудования на предприятиях АПК в условиях Северо-Западного региона: научно-методические рекомендации / Е.З. Гак, М.П. Шапкин, В.С. Зубцов, Е.В. Тулин. – СПб., 2009. – 21 с.
36. Плутахин Г.А. Практическое применение ЭХА водных растворов / Г.А. Плутахин, А. Мохаммед, А.Г. Кощаев, Е.Н. Гнатко [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/08/pdf/61.pdf (дата обращения: 29.01.2018).
37. Осадченко И.М Технология консервирования зеленых кормов с использованием нового консерванта / И.М. Осадченко, А.И. Сивков, Д.В. Николаев, Д.А. Ранделин // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2012. – № 10(96). – С. 90–92.
38. Александрова С.С. Химический состав и продуктивное действие силоса из бобово-злаковой смеси, приготовленного с использованием консерванта ЭХАР / С.С. Александрова, Ю.Н. Кунгуров // Аграрный вестник Урала. – 2007. – №6 (42). – С.64–65.
39. Мишанов А.П. Изменение окислительно-восстановительного потенциала католита при его подаче через форсунку / А.П. Мишанов, А.Е. Маркова // Теоретический и научно-практический журнал. ИАЭП. – 2016. – Вып. 90. – С. 28–33.
40. Гомбоев Д.Д. Применение растворов гипохлорида натрия в животноводстве: методические рекомендации. / Д.Д. Гомбоев, В.А. Солошенко, В.Л. Рогачев, В.Г. Чегодаев, А.А. Данилова, О.В. Распутина. – Новосибирск, 2011. – 24 с.
41. Аронбаев Д.Н. Исследование релаксионных и антиоксидантных характеристик электрохимически активированной воды / Д.Н. Аронбаев, С.А. Мусаева, С.М. Васина, С.Д. Аронбаев, В.А. Тен, Е.В. Грехнева, О.Ю. Домашева // Всероссийский журнал научных публикаций. – 2013. – № 5 (20). – С. 2–4.
42. Осадченко И.М, Горлов И.Ф., Злобина Е.Ю., Бараников В.А., Николаев Д.В. Способ стимуляции проращивания семян сельскохозяйственных культур // Патент № 2572493. 2016. Бюл. № 1.
43. Мирошников С.А., Сизова Е.А., Карамаев С.В., Соболева Н.В., Докина Н.Н., Кизаев М.А., Фролов Д.В., Рогачев Б.Г., Павлов Л.Н. Способ предпосевной обработки семян козлятника восточного с использованием наночастиц железа // Патент России № 2627556. 2017. Бюл. № 22.
44. Апаликов М.А. Влияние ЭХАР на откормочные качества свиней / М.А. Апаликов, А.Г. Рябов, В.С. Зотеев // Актуал. пробл. пр-ва продуктов животноводства: сб. науч. тр. / Самар. гос. с.-х. акад. – Самара, 2001. – С. 91–92.
45. Гомбоев Д.Д. Пребиотическое действие катодной фракции ЭХАР поваренной соли при экспериментальном дисбиозе. / Д.Д. Гомбоев, А.А. Данилова // Сибирский вестник сельскохоз науки. – 2008. – № 4. – С. 85–90.
46. Гомбоев Д.Д. Адаптогенные свойства католита электрохимически активированных растворов минеральных веществ // Доклады РАСХН. – 2007. – № 2. – С. 45–47.
47. Максимова А.Н. Испытание электроактивированных растворов для санации ледяных поверхностей / А.Н. Максимова, Н.П. Тарабукина // Сб. науч. тр. Всеросс. науч.-иссл. института овцеводства и козоводства. – 2013. – Т. 3, № 6. – С. 340–342.
48. Смирнов А.М. Дезинфекция объектов животноводства активированными растворами хлоридов / А.М. Смирнов, А.А. Закомырдин, Н.Э. Ваннер // Ветеринария и кормление. – 2007. – № 2. – С. 12–13.
49. Тарабукина Н.П. Ветеринарно-санитарные мероприятия при инфекционных болезнях животных в условиях Республики Саха (Якутия) / Н.П. Тарабукина, М.П. Неустроев. – Якутск: ГУП Полиграфист ЯНЦ СО РАН, 2000. – 191 с.
50. Неустроев М.П., Тарабукина Н.П., Максимова А.Н. Способ дезинфекции ледников в условиях вечной мерзлоты для хранения кормов пушных зверей // Патент России № 2395301. 2010. Бюл. № 21.

Электрохимическая активация – это технология получения метастабильных веществ униполярным (анодным или катодным) электрохимическим воздействием для последующего использования этих веществ в различных технологических процессах, в период сохранения ими повышенной физико-химической и каталитической активности [1]. Электрохимической активации подвергают воду и растворы, с разной концентрацией солей, в зависимости от предназначения активированных жидких сред.

Цель исследования – изучить основные характеристики метода электрохимической активации (ЭХА) жидких сред, его практическое применение в сельском хозяйстве и возможность использования его применительно к особенностям Крайнего Севера.

Суть метода получения электрохимически активированных жидких сред лежит в реакции электролиза, который происходит при подаче постоянного электрического напряжения к электродам: на катоде – вода насыщается продуктами катодных электрохимических реакций (гидроксиды металлов, образовавшиеся из растворенных солей, гидроксидионами, водородом), а на аноде – вода насыщается продуктами окисления, в том числе кислотами, синтезированными из растворенных солей, кислородом, хлором. Наличие устойчивых электрохимически синтезированных щелочей в католите и кислот в анолите не является признаком их активированности, как не являются ими высокие и низкие значения рН. Активированное состояние воды и растворов проявляется аномальной реакционной способностью католита и анолита в окислительно-восстановительных реакциях, в том числе изменяется вся система межмолекулярных взаимодействий и структура раствора [2, с. 19]. Описаны три основных фактора, обуславливающие физико-химическую активность анолита и католита, это устойчивые, неустойчивые и метастабильные продукты электрохимических реакций и структурных возбуждений воды.

1. Устойчивые – стабильные продукты электрохимических реакций, стабильные кислоты, основания и т.д.

2. Неустойчивые – высокоактивные продукты электрохимических реакций с коротким периодом существования до десятка часов (в т.ч. свободные радикалы).

3. Метастабильные – долгоживущие квазиустойчивые структуры, сформированные в области объемного заряда у поверхности электродов, как в виде свободных структурных комплексов, так и гидратированных оболочек ионов, молекул радикалов, атомов.

Устойчивые стабильные продукты определяют кислотные и щелочные свойства электрохимически активированных жидкостей, обуславливающие значения рН. Высокоактивные факторы 2 группы усиливают окислительные свойства анолита, а также восстановительные свойства католита, обуславливающие аномальные характеристики окислительно-восстановительного потенциала (ОВП). Факторы третьей группы придают электрохимически активированным жидким средам каталитические (в т.ч. биокаталитические) свойства. В результате электрохимических превращений образуются различные по степени активности и рН электрохимически активированные растворы: А – анолит кислотный (рН < 5); АН – анолит нейтральный (рН = 6,0 + 1); АНК – анолит нейтральный (рН = 7,7 + 0,5); АНД – анолит нейтральный (рН = 7,3 + 0,5); К – католит щелочной (рН = > 9); КН – католит нейтральный (рН < 9) [3, с. 15].

Еще в 1933 г., известные физики Дж. Бернал и Р. Фаулер доказали, что в любой воде есть единичные молекулы воды Н2О (мономолекулы) и их ассоциаты (Н2О)к, причем число к может быть достаточно большим. Впоследствии многими исследователями было установлено, что все без исключения воздействия на воду внешними физическими факторами (оттаивание льда, кипячение, сжатие, распыление, озвучивание, инфракрасное и другие виды облучения, воздействие электромагнитными полями и т.д.) приводят к одному результату – дроблению крупных ассоциатов на более мелкие, вплоть до мономолекул. При этом энергетически весьма слабые воздействия могут давать, в результате измельчения молекул воды, значительный энергетический, биохимический, энерго- массообменный эффект. Мономолекулы имеют более высокую полярность, чем ассоциаты, и, следовательно, растворяют больше активных веществ. Имея меньшие размеры, они легче проникают через клеточную мембрану, неся в клетку питательные вещества и обратно – продукты распада. Поэтому вода, предварительно прошедшая какую-либо из вышеуказанных обработок, лучше воспринимается живыми органами, способствуя быстрому биохимическому циклу внутри живой клетки, между клетками и внутри всего живого организма, и следовательно, интенсификации роста и развития животных и растений, повышению их резистентности против воздействия отрицательных внешних факторов [4, с. 122].

Научные изыскания по электроактивации жидких сред были начаты в 70-е годы в Среднеазиатском НИИ природного газа под руководством академика А.С. Алехина (Ташкент) [5, с. 4]. Впервые термин «электрохимическая активация» (ЭХА) появился в публикациях ташкентских исследователей того же НИИ, во главе с В.М. Бахиром (1972–1973) и на его основе была создана первая установка для электрохимической обработки буровых растворов [6]. Официальное признание ВАК СССР, технология электрохимической активации, как нового научно-технического направления получила в 1985 г. Последующие работы В.М. Бахира направлены на усовершенствование технологии электрохимической активации, создание современных реакторов для электрохимической активации воды и растворов, а также на формирование новых технических и технологических идей, их экспериментальные исследования по практическому применению в различных областях.

Электрохимически активированные жидкие среды получают с помощью специальных электрохимических установок, имеющих в своем составе реактор из проточных электрохимических модульных диафрагменных элементов. В зависимости от конструкции электролизеров, от состава обрабатываемого раствора и параметров обработки получают активированные растворы с различными физико-химическими свойствами: электропроводности, плотности, окислительно-восстановительного потенциала, диэлектрической проницаемости [7, с. 5]. Первый электрохимический активатор, как было упомянуто выше, был разработан в 1973 г. коллективом Среднеазиатского НИИ природного газа во главе с Витольдом Михайловичем Бахиром, для униполярной электрохимической обработки бурового раствора. Дальнейшее изучение и разработка устройства позволило запатентовать в 1989 г. проточный диафрагменный электролитический реактор ПЭМ (авторы В. Бахир и Ю. Задорожний). Третья модель этого реактора ПЭМ-3 (благодаря особенностям конструкции) стала основой при создании трех типов установок: СТЭЛ, Аквахлор и Изумруд. Установка типа СТЭЛ – (от слов СТерильность и ЭЛектрохимия) используется для синтеза стерилизующих, дезинфицирующих и моющих растворов [8, с. 165]; АКВАХЛОР – для синтеза газообразной активированной смеси оксидантов и гипохлорита натрия [9, с. 76] и ИЗУМРУД – для электрохимического кондиционирования и очистки питьевой воды [10, с. 424].

Итак, качество и стабильность активированных растворов находятся в прямой зависимости от конструкции электролизеров. Полученные ЭХА жидкости обладают рядом преимуществ, основным является то, что их действующие компоненты не являются веществами-ксенобиотиками, они представляют собой короткоживущие пероксидные соединения аналогичные веществам, синтезируемым в организме специализированными ферментами клеток и участвующим в фагоцитозе и потому не оказывают, вредного воздействия на организм человека и животного. С практической точки зрения ЭХА жидкие среды (анодная и катодная фракции) просты в изготовлении, дешевые, имеют широкий спектр антимикробного действия, короткоживущие, безопасны для человека и животных, не накапливаются в окружающей среде и не требуют нейтрализации [11, с. 62].

С момента сформирования нового научно-технического направления расширился круг исследований полезных свойств ЭХА жидких сред и использования их в различных областях: медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, биотехнологии, кормопроизводстве и ветеринарии, основанные на физико-химической активности [12–15].

Преимущества активированных растворов широко используют для обеззараживания, так как в отличие от традиционных моющих, дезинфицирующих и стерилизационных растворов (таких как, глутаровый альдегид, формальдегид, хлорамин, гипохлорит натрия и других синтетических веществ) они содержат в десятки раз меньше действующих веществ, самопроизвольно разрушающихся, не образуя токсичных остатков, и не требуют нейтрализации [16]. Анолит нейтральный АНК рекомендован для дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации поверхностей, столовой посуды, белья, игрушек, предметов ухода за больными [17, с. 63], также для обеззараживания помещений аэрозолем анолита АНК в лечебно-профилактических учреждениях [18, с. 32]; для дезинфекции воды на станциях хозяйственно-питьевого водоснабжения, для дезинфекции воды в плавательных бассейнах, банях, саунах, на объектах коммунального хозяйства и гостиницах [19].

Применение средства «Нейтральный анолит АНК» рекомендуется также для дезинфекции оборудования молочной и мясной промышленности [20, с 64], так как научные исследования показали, что промывка емкости для хранения и транспортировки молока водой, обработанной на электрокондиционере (катод + анод), способствует снижению бактериальной обсемененности молока и сохранению его качества [21, с. 118]. Для дезинфекции животноводческих объектов, контаминированных вирусом гриппа А птиц применяют ЭХА растворы хлорида натрия [22, с. 42; 23, с. 269]. В концентрации активного хлора 500 мг/л ЭХА растворы обладают противоакарацидным и противоинсектицидным свойствами и рекомендованы для применения в промышленном и декоративном птицеводстве [24, с. 64]. Профилактическая дезинфекция животноводческого помещения анолитом (с концентрацией активного хлора 120 мг/м3), в присутствии телят показала положительное влияние для подавления сопутствующей микрофлоры и не оказала существенного негативного влияния на организм [25, с. 56].

Универсальный антимикробный спектр действия анолита нейтрального АНК используют как раствор для местного и наружного применения для лечения поврежденных и неповрежденных кожных и слизистых покровов при различных заболеваниях, в терапевтической, хирургической практике (лечение ожоговых поражений, гнойных ран, трофических язв при диабете, инфекциях различной этиологии и т.д.) [26]. В ветеринарии используют электрохимически активированные растворы обеих фракций для лечения копытной гнили сельскохозяйственных животных [27].

Механизм бактерицидного действия анолита нейтрального заключается в том, что при электрохимической активации повышается способность проникать, через поры мембран бактерий, способствуя окислению веществ бактериальной клетки, особенно липопротеидных мембран, в виде уменьшения липидных и гликогеновых гранул в микробных клетках, вплоть до полного его разрушения [28, с. 201], коагуляции белков клетки и их гибели [2, с. 20].

Высокую антимикробную активность анолит нейтральный показал в отношении Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Proteus mirabilis, Candida albicans [29, с. 108], Salmonella abortus equi БН-12, Streptococcus equi Н-34 [30, с. 103]. Данный факт использован при разработке метода телят, больных диспепсией, что позволило сократить сроки заболевания [31, с. 15].

Комбинированный раствор электрохимически активированного анолита, с 5 %-ным раствором формальдегида оказывает выраженное бактерицидное и спороцидное влияние на грамположительную, грамотрицательную и грибковую микрофлору при проведении профилактической дезинфекции холодильников и холодильных шкафов, а также в отношении гифомицетов [32, с. 158].

Решающим фактором увеличения рентабельности животноводческих хозяйств является качественная кормовая база. Поэтому современные сельхозтоваропроизводители стремятся сохранить качество кормов при заготовке, используя консерванты и добавки [33, с. 18], что может быть достигнуто использованием ЭХА растворов солей с заданной концентрацией. Например, заготовка сенажа с анолитом (концентрация активного хлора 414 мг/л, рН 1,0–1,2) способствовала повышению удоя на 2 кг в сутки, при включении в рацион молочному скоту [15, с. 143]. Силосование с анолитом сохраняет в нем не менее 95 % питательных веществ в сухом веществе корма [34, с. 175], в том числе сокращает потери протеина на 4,5–4,7 %, а сахара более чем в 2 раза [35, с. 14], увеличивает кормовую единицу силоса [36, с. 17]. Таким образом, использование анолита при силосовании позволяет получить качественный силос с высоким содержанием каротина, сырого протеина, жира, макроэлементов [37, с. 92]. Использование ЭХА растворов для сенажирования и силосования определяет избирательное действие анолита, при котором конкурентное размножение микрофлоры силоса смещается в пользу молочнокислых бактерий [34, с. 174], вплоть до отсутствия масляной кислоты [38, с. 65].

Электрохимически активированный раствор – фракции католит, обладает выраженными восстановительными свойствами [39, с. 30]. Он легко проникает через биологические мембраны, стимулирует ферментные системы, является активным низкомолекулярным переносчиком кислорода, близким по эффективности к естественным каталитическим системам печени [40, с. 12]. Обладая высокой антиоксидантной активностью, католит предотвращает перекисное окисление липидов клеточных мембран, не оказывая вредного влияния на организм. В отличие от анолита, католит быстрее теряет свои свойства, практически на 2–3 сутки [41, с. 3], что определяет необходимость стационарной установки.

Повышенная биологическая активность ЭХА воды, фракции католит стимулирует всхожесть и последующий рост семян растений, следовательно, его используют для предпосевной обработки семян, повышая посевные, урожайные качества, иммунитет растений [42; 43]. Антиоксидантные свойства католита используют для выпойки животным [40, с. 23]. Так, выпойка католита (рН = 7,5–9,0) свиньям позволила получить среднесуточный прирост массы тела на 45,8 % выше, чем у группы свиней, получавших обычную воду [44, с. 92]. Кроме того, доказано, что ЭХА раствор катодной фракции обладает пребиотическим действием при экспериментальном дисбиозе индуцированном введением больших доз антибиотика [45, с. 89], т.е. католит попросту нарушает осмотическую составляющую водной среды организма провоцируя увеличение ферментативной активности кишечного тракта и микрофлоры. Были исследованы также детоксикационные свойства католита. Было установлено, что активные свойства католитов – электроактивированных растворов именно поваренной соли и хлористого кальция, определяются наличием ионов хлора при электролизе [46, с. 47].

В условиях Якутии метод электрохимической активации вод и возможность его использования в системе АПК носили поисковый характер. Исследования проводились, начиная с 1990 г., в ОКТПБ НПО «Якутское» ведущим конструктором Н.Е. Атласовым, инженером-биофизиком В.К. Коммунаровым под научным руководством к.т.н. С.П. Соловьева. Была разработана установка УЭВ-7 со следующими техническими характеристиками: производительность по анолиту – до 2 м3/час, по католиту – до 2 м3/час; потребляемая мощность – 20 кВт; расход воды – 5 м3/час; расход поваренной соли – до 20 кг/*час; характеристика получаемых ЭХА растворов: анолит – рН до 2 ед., ОВП до 1100 мВ, концентрация активного хлора – 150 мг/л; католит – рН до 11,5 ед., ОВП 800 мВ [46 с. 143]. Заготовленный с анолитом силос отличался от контрольного не обработанного силоса высоким содержанием каротина, на 34,6 %, протеина на 44,9 %, а также меньшим содержанием на 22,7 % клетчатки и золы на 32,4 % [4, с. 144].

Разбавление водой электрохимически активированного нейтрального анолита и подкисление уксусной кислотой, по мнению ряда исследователей, значительно повышает его дезинфицирующую эффективность [47, с. 102; 48, с. 13; 49, с. 63]. Данный факт послужил основой для разработки способа дезинфекции ледников, с использованием анолита нейтрального, усиленного добавлением 0,5 % раствора надуксусной кислоты (при расходе 300 мл/м2), в условиях Якутии [50].

Таким образом, анализ доступной научной литературы показал, что наиболее часто технологию электрохимической активации используют в области санации, дезинфекции, в качестве биоцидных растворов, который можно синтезировать на месте применения, как универсального и более доступного в ценовой позиции. Антимикробные, антиоксидантные, детоксикационные свойства электрохимически активированных растворов перспективны для дальнейших исследований и разработок, в том числе и для практического применения в сельском хозяйстве.


Библиографическая ссылка

Былгаева А.А., Обоева Н.А., Неустроев М.П., Тарабукина Н.П., Максимова А.Н. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ ЖИДКИХ СРЕД В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 4. – С. 176-181;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12206 (дата обращения: 09.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074