Водная уборочная машина , также известная как водяная косилка , [1] [2] косилка и лодка для резки водорослей , [3] представляет собой водную машину, специально разработанную для управления внутренними водотоками с целью срезания и сбора подводных водорослей, тростника и других водных растений. [4] Действие по удалению водных растений таким способом называется «водным сбором». [5]
Вода является важным ресурсом, и во многих странах водные пути все чаще засоряются водными растениями. Это особенно актуально для тропических стран, где более теплая вода означает, что растения растут быстрее, а увеличивающийся сток удобрений и сточных вод усугубляет проблему. Оросительные канавы и насосы могут зарасти растительностью, водозаборы электростанций и заводов могут быть заблокированы, лодки могут быть затруднены, рыбные запасы могут быть нарушены, а вода движется медленнее, что приводит к большему испарению и большему риску наводнений. В некоторых крупных ирригационных проектах в Индии каналы настолько заросли растительностью, что поток воды сократился до одной пятой от его предыдущего количества. В Бангладеш паводковые воды смыли ковры водяного гиацинта на рисовые поля, подавив появляющиеся рисовые культуры. [6] Мелкая рыба может запутаться в чрезмерном росте водорослей. [5]
Рис является основным водным растением, выращиваемым для употребления в пищу человеком, но на меньших площадях также выращиваются кресс-салат и водяной орех . В своей родной среде водные сорняки являются частью сбалансированной экосистемы, и в основном это интродуцированные виды водных растений, которые становятся инвазивными и вызывают проблемы, перегружая водоемы. Самыми худшими виновниками, встречающимися как в умеренных, так и в тропических водоемах, являются плавающие растения, такие как водный гиацинт , водный салат и сальвиния , полностью погруженные в воду корневые растения, такие как гидрилла и водяной тысячелистник , и корневые растения, которые достигают поверхности, такие как рогоз , папирус , камыш и тростник . [6]
Лодки для срезания водорослей разработаны для обеспечения обслуживания каналов, озер и рек [4] и для удаления избыточной водной жизни, такой как водоросли и другие растения, которые могут негативно повлиять на экологию водного пути . Механические комбайны представляют собой большие плавучие машины с подводными режущими лезвиями, которые срезают стебли подводных растений, собирают водоросли и поднимают их на конвейерные ленты, храня растительность на борту в трюме. Периодически это выгружается на баржу или на береговое сооружение. Собранный продукт может быть компостирован , отправлен на свалку или использован в мелиорации земель . [7] В развивающихся странах водную растительность можно собирать вручную или с помощью сети с берега, срезать и собирать на лодке и поднимать на берег вручную, краном, насосом или конвейерной системой. Собранную растительность можно использовать для кормления скота. Чтобы снизить высокое содержание влаги и облегчить транспортировку, водоросли можно измельчить и спрессовать. [8] Другие варианты использования собранной растительности включают силосование материала для корма скота, добавление его в почву в качестве объемного органического удобрения, переработку сырья в целлюлозу, бумагу или волокно, а также его ферментацию для получения метана для производства энергии. [6]
Механические комбайны для уборки водорослей эффективны при очистке водных водорослей, и машины обеспечивают немедленное избавление от надоедливой растительности, которая мешает навигации и отдыху. Водные растения содержат азот, фосфор и калий, которые связаны с растительностью, при удалении растений также удаляются питательные вещества. Удаление биомассы (растительного материала) предотвращает накопление ила и осадка на дне озера, которое происходит из-за гниющих водорослей. Механические комбайны также могут использоваться для улучшения рыболовства, оставляя водную растительность для пищи и среды обитания. Машины для уборки водных водорослей дороги и требуют капиталовложений, и процесс может потребоваться повторить несколько раз в течение вегетационного периода. Небольшие фрагменты водорослей могут оставаться в воде и могут распространяться в другие места, тем самым способствуя распространению инвазивных видов. Однако недавнее исследование Chautauqua Lake Association показало, что комбайны оставляют менее 1% свободных растений. Некоторые участки могут быть слишком мелкими для механического комбайна, и он может не иметь доступа к ограниченным местам. [7] Затопленные пни деревьев могут повредить машину. [5] Водные водоросли также могут быть использованы в качестве источника биотоплива . [9]
Альтернативой механическому сбору урожая является использование гербицидов, которые легко применять и которые менее дороги, но могут оказывать нежелательное негативное воздействие на окружающую среду. [10] Хотя многие водные гербициды получили одобрение Агентства по охране окружающей среды и считаются безопасными для водной среды, долгосрочные исследования показали, что водные гербициды могут оказывать серьезное воздействие на воспроизводство рыб. Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон обнаружили, что у толстоголовых пескарей, подвергшихся воздействию концентраций флуридона, проявились признаки эндокринных нарушений. [11]
В июне 2015 года в Уганде Министерство сельского хозяйства страны рекомендовало использовать комбайн для сбора водных водорослей, чтобы сократить рост водяного гиацинта в озере Виктория , что привело к нехватке рыбы в озере. [12] Нехватка рыбы негативно повлияла на условия жизни местных жителей, проживающих в районе озера. [12] Для решения этой проблемы были рекомендованы дополнительные типы машин, а именно гидравлический комбайн, выемочный элеватор и земснаряд . [12]
В августе 2015 года в Хайдарабаде , Индия, для удаления водорослей и мусора из озера Хуссейнсагар был использован комбайн для сбора водных водорослей. [13] Также использовался амфибийный гидравлический экскаватор. [13] Работа была выполнена для решения проблем загрязнения озера, в котором накопилось значительное количество водорослей и мусора, такого как пластиковые пакеты и пластиковые отходы , пищевые обертки и различный мусор, часть которого плавала на поверхности озера. [13]
Некоторые американские компании производят комбайны для сбора водных водорослей. [4] Одна такая машина, произведенная американской компанией, может срезать около половины акра сорняков в день и стоит более 100 000 долларов. [4]
В 2013 году в городе Тампа, штат Флорида, для очистки озер этого района от водных растений использовался комбайн для сбора водорослей. [4]
В 2012 году в Леони, штат Мичиган , для удаления водорослей из озера Сентер использовался комбайн для сбора водных водорослей . [5] У водорослей, по-видимому, были корни, и другие методы, такие как попытки уничтожить их с помощью химикатов, не увенчались успехом. [5] Используемая машина собирает водоросли и сорняки, которые живут на дне озера, удаляя их из водного пути. [5]