«Производство кормовых добавок и ветеринарных средств на основе донных осадков и минерализованной воды содовых озер ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

И БИОТЕХНОЛОГИИ ИМЕНИ К.И.СКРЯБИНА»

На правах рукописи

КУЛЫРОВА АННА ВАЛЕРОВНА

Производство кормовых добавок и ветеринарных средств на основе донных осадков и минерализованной воды содовых озер 03.01.06 – Биотехнология (в том числе бионанотехнологии) Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научный консультант:

Зав. кафедрой биотехнологии

ФГБОУ ВПО МГАВМиБ

доктор биологических наук, профессор Тихонов Игорь Владимирович Москва –

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, терминов и единиц измерения ………………………………………………………………………………. Введение.………………………………………………………………..……...

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.

Краткие сведения об истории технологии лечения водами и 1. грязями озер 1.1.1 Водо- и грязелечение людей……….…………………….……………. 1.1.2 Водо- и грязелечение животных…….……………………..……….… 1.1.3 Лечение водами и донными осадками содовых озер Забайкалья………………………………………………………............ Классификация и типологическая характеристика озер 1. 1.2.1 Современная классификация озер…………………… ………………. 1.1.

1.2.2 Состав минерализованной воды озер …………………..…………... 1.2.

1.2.3 Типологическая характеристика воды озер ………………………… 1.3.

1.2.4 Типологическая характеристика донных осадков …………………. 1.4.

1.2.5 Состав сапропеля ………………… …………………….…..……….... 1.5.

1.2.6 Добыча сапропеля… ……………………………..…………….........… 1.2.7 Применение сапропеля……………..………………………….……….. 1.2.8 Краткие данные о спецификации и технической характеристике оборудования, применяемого при добыче и переработке сапропеля………………………………………………………………… Эколого-геологическая характеристика содовых озер 1. 1.3.1 Содовые озера мира……………………………………….….………… 1.3.2 Эколого-геологические условия образования содовых озер Забайкалья ………………………………………………………………. 1.3.3 Гидрологическая роль климатических факторов на формирование и распространение озер в Забайкалье ………………………………….. 1.3.4 Микробное биоразнообразие содовых озер Забайкалья ……………. Биотехнологические подходы производства препаратов 1. из сапропеля и минерализованной воды озер 1.4.1 Значение макро- и микроэлементов для организма животных..……………………………………………………………… 1.4.2 Биотехнологический аспект производства кормовых добавок..……. 1.4.3 Производство препаратов из сапропеля и минерализованной воды озер ………………………………………………………………………. Современные методы применения препаратов на основе донных 1. осадков и минерализованной воды Техника и методика грязелечебных процедур …………….………….. 1.5. Применение препаратов в медицине ……………………………….. 1.5. Применение препаратов в ветеринарии……………………………… 1.5. Современное применение алкалофильных микроорганизмов и их 1.5. метаболиты в биотехнологии ……..……………………………………. Заключение по обзору литературы ……………………………….....

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. Объект и материалы исследования ….………….……………………. 2.1. Методы исследований..…………………….…………….…………...... 2.1. Исследование параметров качества воды, донных осадков 2. Геолого-географическое описание содовых озер Забайкалья....……. 2.2. Характеристика воды содовых озер Забайкалья ……………………... 2.2. Характеристика микробных матов содовых озер Забайкалья ….…… 2.2. Характеристика донных осадков содовых озер Забайкалья.…..……. 2.2. Изучение наличия патогенных микроорганизмов в содовых озерах 2.2. Забайкалья ……………………………………..…………………………. Токсикологические параметры воды, донных осадков и 2.2. микробных матов содовых озер Забайкалья.………….……………… Хозяйственная значимость и экономический потенциал содовых озер 2.2. Забайкалья …………………….……….…………………………....…… Биотехнологическое производство получения «ДОСО» и 2. «ДОСО-вода» на основе донных осадков и минерализованной Функционирование «природного биореактора» в содовых озерах 2.3. Забайкалья (описание1-3 стадии) ……………………………………… Технология добычи минерализованной воды и донных осадков из 2.3. содовых озер Забайкалья (описание 4 стадии) ………………………… Технология производства «ДОСО» и «ДОСО-вода» (описание 2.3. стадии)

Изучение стабильности параметров «ДОСО» (жидкой и сухой 2.3. консистенций) и «ДОСО-вода» в процессе хранения (описание стадии)

Исследование токсикологических параметров «ДОСО» (жидкой и 2.3. сухой консистенций) и «ДОСО-вода» (описание 7 стадии)…………... Производственные испытания «ДОСО» и «ДОСО-вода» на 2. 2.4.1 Установление оптимальной дозы потребления валухами биологически активной кормовой добавки «ДОСО» (сухой и жидкой консистенций)...………………………………………………………… 2.4.2 Исследование лечебно-профилактических свойств «ДОСО» (сухой и жидкой консистенций) при алиментарной дистрофии …………..…… 2.4.3 Изучение лечебно-профилактических свойств «ДОСО» (жидкой консистенции) в качестве аппликационного средства и «ДОСО-вода»

в качестве раствора для спринцевания влагалища при эндометритах.. 2.4.4 Изучение лечебной эффективности «ДОСО» (жидкой консистенции) в качестве аппликационного средства при порезах кожи и «ДОСОвода» в качестве раствора для дезинфекции и туалета ран животных.. 2.4.5 Обоснование использования «ДОСО» и «ДОСО-вода» в качестве кормовой добавки и ветеринарных средств …………………………… Методы контроля параметров «ДОСО» и «ДОСО-вода»

2. 2.5.1 Общая характеристика «ДОСО» ………..…………………………… 2.5.2 Методы контроля «ДОСО» …………………………

2.5.3 Общая характеристика «ДОСО-вода» ………..…..……………………. 2.5.4 Методы контроля «ДОСО-вода» ………………………

2.5.5 Инженерно-техническое обеспечение технологической линии производства «ДОСО» и «ДОСО-вода» ……………………………….. 2.6 Экономическая эффективность технологических процессов, связанных с добычей, получением и применением «ДОСО»

(сухой и жидкой консистенций) и «ДОСО-вода»………………… 3. ОБСУЖДЕНИЕ ………………………………………………………….… 4. ВЫВОДЫ …………………………………………………………………….

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ

НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ………………………………………………… 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВЫВОДОВ ………… 7. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………..…………. 8. ПРИЛОЖЕНИЯ.……………………………………………………………

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ТЕРМИНОВ

И ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ

ПЭТ – полиэтилентермоусадочный в/м – внутримышечно ПКН – пневматический камерный насос мг – миллиграмм ЦРБ – целлюлозоразлагающие бактерии мкг – микрограмм ОБТК – отдел биотехнологического контроля мм – миллиметр ПДК – предельно допустимый контроль мкл – микролитр Eh – окислительно-восстановительный кор. – коробок РАСХН – Российская Академия

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших задач современной биотехнологии является разработка новых подходов получения хозяйственно-ценных продуктов на основе использования возобновляемых природных ресурсов /255-256, 288/.

В этом плане можно отметить, что давно разработаны способы добычи и использования донных осадков (сапропеля) пресных озер (Карачи и Ульджан в Омской области /239, 259/, Анжелы в Челябинской области, Белое в Рязанской области, Маарду в Эстонии, Кругловское в Псковской области, Косицыно в Амурской области, Пересека в Воронежской области, Лишаи в Вологодской области, Самро в Ленинградской области /286/ и т.д.) для лечения многих видов заболеваний людей /12, 284/ и животных /56/, производства кормовых добавок /27, 31/ и др. продуктов.

Известна также добыча донных осадков и минерализованных вод непресных (соленых) озер, таких как Тамбукан в Ставропольском крае, Молтаево в Свердловской области, Большое Содовое озеро (Невада, США), озера Сибири, Тюмени и Томской области, Саки (Крым), Мертвое море (Израиль, Иордания и т.д.) /2, 65, 154, 160-161, 166-167, 239, 324/. Они издавна используются для лечения разных видов заболеваний человека и животных, также из них методом биотехнологии получают разнообразные лечебные препараты, такие как эплир, пелоидин, ФиБС и т.д. /142, 222, 257, 259-262, 291/.

Однако эти осадки еще ценны и тем, что они являются источником дешевых и возобновляемых природных ресурсов, как и прочие донные осадки и минерализованные воды содовых озер Забайкалья, которые до сих пор не используются в должной мере. Следует отметить, что физико-биохимические и микробиологические составы и свойства воды и донных осадков озер зависят от геолого-почвенного и географическо-климатического месторасположения.

Например, Забайкалье расположено на значительном удалении от морей и океанов, в экосистеме Центральной Азии со степенью континентальности до 85-90%, а именно, в аридной зоне Амурского региона, на юге Восточной Сибири в поясе умеренных широт, в самом центре обширного Евроазиатского континента на значительном удалении от морей и океанов /53, 61-62, 206, 216/.

Эта провинция характеризуется большим разнообразием озер, в том числе с экстремальной средой обитания (соленые, содовые, соляные), где получили развитие специфические (алкалофилы, галофилы и т.д.) микробные сообщества /1, 4, 17, 77-81, 87, 93, 286, 289-290, 292, 346-349/.

В последние годы на данной территории наблюдается тенденция аридизации климата и накапливания большого количества донных осадков в озерах, что является причиной их высыхания. Соответственно, необходимо для поддержания водного баланса в природе провинции сохранить эти водные объекты, в том числе и содовые озера. Кроме того, здесь продолжает сохраняться экономическая нестабильность в сельском хозяйстве /11, 66, 287/, в частности, не хватает кормовых добавок, содержащих сбалансированные биологически активные вещества, и ветеринарных средств, полученных без искусственной стимуляции фармакологическими препаратами. Остается острой проблема заболеваний животных в животноводческих хозяйствах, и в том числе болезни мочеполовой системы, обмена веществ, травмы кожных покровов встречаются достаточно часто и достигают 40-60% /98, 121, 149, 264 /.

Актуальность данной работы заключается в установлении причин высыхания содовых озер и разработке пути их устранения с помощью методов промышленной биотехнологии с пользой для сельского хозяйства, в оценке возможности использования дешевых природных ресурсов (донные осадки и минерализованные воды) для нужд сельского хозяйства и ветеринарии.

С учетом вышеизложенного целью настоящей работы является разработка технологии производства биологически активных добавок и ветеринарных средств на основе минерализованной воды и донных осадков содовых озер Забайкалья.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи.

1. Провести геоэкологические исследования содовых озер Забайкалья для установления причины их высыхания и сделать описание местоположения озер.

2. Изучить физико-химические параметры, химический и микробиологический составы минерализованной воды, донных осадков и микробных матов, также наличие патогенных форм микробов и скорости деструкционных процессов в осадках содовых озер Забайкалья.

3. Исследовать сезонные динамики физико-химических параметров минеральной воды, донных осадков с микробными матами и численности микроорганизмов.

4. Разработать биотехнологическое производство кормовых добавок и ветеринарных средств «ДОСО» и «ДОСО-вода» на основе минерализованной воды и донных осадков из содовых озер Забайкалья.

Разработать технологию добычи минерализованной воды и донных осадков из содовых озер Забайкалья.

6. Исследование стабильности основных параметров «ДОСО» (жидкой и сухой консистенций) и «ДОСО-вода» при хранении, установить температуру и сроки их годности в процессе хранения.

7. Изучить токсичность кормовой добавки и ветеринарных средств «ДОСО»

(жидкой и сухой консистенций) и «ДОСО-вода» на лабораторных животных.

8. Провести производственные испытания эффективности лечебно-профилактических свойств кормовой добавки и ветеринарных средств «ДОСО» и «ДОСО-вода» на сельскохозяйственных животных.

9. Разработать методы контроля на биологически активную кормовую добавку и ветеринарное аппликационное средство «ДОСО» и биологически активную минеральную воду «ДОСО-вода» для животных.

10. Изучить экономические эффективности технологических процессов, связанных с добычей, получением и применением «ДОСО» и «ДОСО-вода».

11. Разработать нормативную документацию на созданные технологии по добыче донных осадков и минеральной воды из содовых озер Забайкалья и производство из них «ДОСО» и «ДОСО-вода» (Регламент, ТУ), методические указания и рекомендации по их применению.

12. Произвести пробную партию опытных серий и получить заключение о соответствии препаратов техническим условиям.

сбалансированных, биологически активных, дешевых и возобновляемых природных ресурсов в связи с выявлением и научным обоснованием применения донных осадков с микробными матами и минерализованной воды содовых озер Забайкалья как нового источника кормовых добавок и ветеринарных средств.

На основе анализа физико-химических и микробиологических параметров воды и донных осадков 47 содовых озер Забайкалья установлено, что они фактически являются «природными биореакторами» и их функционирование основано на жизнедеятельности алкалофильных микроорганизмов.

В результате проведенных более чем 20 научных экспедиций по озерам Забайкалья исследовано 47 (из них впервые 25 содовых озер) и установлено, что многие содовые озера высыхают или заболачиваются из-за испарения воды и от избыточного количества донных осадков.

Впервые предложена экспериментально-технологическая идея проводить щадящую и ограниченную добычу донных осадков и минерализованной воды из содовых озер Забайкалья для сохранения данных озер как важного участника круговорота воды этого региона.

Впервые разработаны полный производственно-технологический цикл по ограниченной добыче донных осадков и минерализованной воды из содовых озер Забайкалья, щадящая технология их переработки в кормовую добавку и лечебно-ветеринарное средство «ДОСО» и «ДОСО-вода» с сохранением микробиологических и физико-биохимических параметров, лечебнопрофилактических свойств, природной и биоструктурной особенностей.

Доказана стабильность физико-химических и микробиологических параметров «ДОСО» и «ДОСО-вода», установлены сроки годности (2 года) и температура хранения (-10…+20С) в процессе хранения и разработаны соответствующие методы контроля технологических этапов производства «ДОСО» (ТУ 9365-001-00497182-2008) и «ДОСО-вода» (ТУ 9337-002Впервые проведена оценка токсикологических параметров «ДОСО» и «ДОСО-вода» и доказана их лечебно-профилактическая эффективность при лечении животных с алиментарной дистрофией незаразной этиологии, больных эндометритом и порезами кожи.

Практическая значимость.

минерализованной воды с содовых озер Забайкалья разработан для сохранения данных озер как важного участника круговорота воды этого региона.

Разработана щадящая производственно-технологическая линия фасовки и розлива донных осадков и минерализованной воды содовых озер Забайкалья, которая сохраняет их природные биоструктурные особенности, микробиологические и физико-биохимические параметры, а также лечебнопрофилактические свойства.

Впервые разработана из донных осадков содовых озер Забайкалья «Биологически активная кормовая добавка и ветеринарное аппликационное средство «ДОСО». Впервые разработана из минерализованной воды содовых озер Забайкалья «Биологически активная минеральная вода «ДОСО-вода» для животных».

Проведено производство пробной партии промышленных серий «ДОСО» и «ДОСО-вода», имеется заключение о соответствии препаратов техническим условиям. Разработаны и утверждены 2 комплекта нормативных документов, регламентирующих опытное производство, контроль и применение биологически активных кормовой добавки и ветеринарного аппликационного средства «ДОСО» и минеральной воды «ДОСО-вода» для животных.

Разработаны и утверждены в Президиуме «Ветеринарная биотехнология»

отделения ветеринарной медицины РАСХН (от 16.03.10) методические рекомендации по применению биологически активной кормовой добавки «ДОСО» для сельскохозяйственных животных, биологически активного ветеринарно-аппликационного средства «ДОСО», биологически активной минеральной воды содовых озер Забайкалья «ДОСО-вода» для животных.

биотехнология» отделения ветеринарной медицины РАСХН (протокол №1 от 26 марта 2009 г.) и в ФГОУ ВПО МГАВМиБ (от 31.03.2010 г.) методические указания по применению биологически активной кормовой добавки «ДОСО»

для сельскохозяйственных животных, биологически активного ветеринарноаппликационного средства «ДОСО», биологически активной минеральной воды «ДОСО-вода» для животных.

Результаты научных исследований по разработке производства кормовых добавок и ветеринарных средств на основе минерализованной воды и донных осадков содовых озер используются в учебном процессе по дисциплине «Биотехнология» в ФГБОУ ВПО МГАВМиБ.

Теоретические и экспериментальные обоснования состава и лечебнопрофилактические свойства донных осадков и минерализованной воды содовых озер Забайкалья в качестве кормовой добавки и лечебно-ветеринарных средств.

Результаты исследования физико-химических параметров воды, химического и микробиологического состава воды, донных осадков и микробных матов содовых озер Забайкалья и их сезонные динамики, скорости деструкционных процессов в донных осадках и микробных матах как основы их биологической активности.

технологии добычи воды и донных осадков с микробными матами из содовых озер Забайкалья и технология производства из них кормовой добавки и ветеринарных средств «ДОСО» (жидкой и сухой консистенции) и «ДОСОвода» с сохранением природной биоструктурной особенности, микробиологических и физико-биохимических параметров, лечебнопрофилактических свойств.

Результаты оценки токсичных свойств «ДОСО» (жидкой и сухой консистенций) и «ДОСО-вода» на лабораторных животных и стабильность их микробиологических и физико-химических параметров, сроки годности и температура в процессе хранения.

Лечебно-профилактическая эффективность «ДОСО» (жидкой и сухой консистенций) и «ДОСО-вода» при алиментарной дистрофии, эндометритах и порезах кожи животных.

Результаты разработки методов контроля биологически активной кормовой добавки и ветеринарного аппликационного средства «ДОСО» (жидкой и сухой консистенций) и биологически активной минеральной воды «ДОСОвода» для животных.

Результаты оценки экономической эффективности технологии добычи с содовых озер Забайкалья воды и донных осадков, производства из них кормовой добавки и лечебно-ветеринарных средств «ДОСО» (жидкой и сухой консистенции) и «ДОСО-вода» и применения их в качестве лечебнопрофилактических средств.

диссертационной работы изложены в отчетах НИР ФГБОУ ВПО МГАВМиБ и в 54 печатных работах, а также доложены и утверждены на секции и Президиуме «Ветеринарная биотехнология» отделения ветеринарной медицины РАСХН (2009, 2010, 2011). Материалы диссертации доложены на 2-й Международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление» (Чита, 2001); Всероссийской научной конференции с международным участием «Биологически активные добавки и здоровое питание» (Улан-Удэ, 2001); Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение устойчивого развития АПК Восточного Забайкалья» (Чита, 2002); Всероссийской конференции «Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем Центральной Азии» (Улан-Удэ, 2003); Всероссийской конференции «Шаг в будущее» (Москва, 2004); на Молодежном академическом форуме «Молодежь и наука Сибири» (Чита, 2005); Научно-исследовательской конференции по проблемам развития овцеводства и козоводства в Сибирско-дальневосточном регионе (Чита, 2004, 2005, 2006, 2007); Международной конференции «Стратегия ведения овцеводства, козоводства, коневодства и других традиционных отраслей животноводства Сибири в современных экономических условиях» (Чита, 2004, 2005, 2006, 2007); Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию ФГОУ ВПО МГАВМиБ «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (Москва, 2009);

Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России»

2009); Международной научно-практической конференции (Москва, «Адаптация и становление физиологических функций у животных» (Москва, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 54 научных работы, в т.ч. 17 в научных журналах, рекомендованных ВАК; 3 методических рекомендации, утвержденных Президиумом «Ветеринарная биотехнология»

РАСХН; 3 методических указания, утвержденных на секции «Ветеринарная биотехнология» отделения ветеринарной медицины РАСХН и ФГБОУ ВПО МГАВМиБ.

Личный вклад автора заключается в формулировании проблемы, постановке цели и задач исследований, решении поставленных задач, планировании и выполнении исследований, обобщении результатов и использовании их в практике.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 369 страницах машинописного текста и включает следующие разделы:

введение, обзор литературы, результаты исследования, обсуждение, выводы, практическое использование полученных научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список литературы (349 источников, в т.ч. 147 зарубежных авторов) и приложение (75 стр.). Материалы диссертации иллюстрированы 6 рисунками и 110 таблицами.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Краткие сведения об истории технологии лечения водами Технологии лечения донными осадками и минерализованными водами озер как людей, так и животных известны еще с глубокой древности.

Водо- и грязелечение в Древнем Египте, Риме и Индии являлось одним из наиболее древних методов лечения с использованием природных факторов. В минерализованные воды являлись одним из самых распространенных видов лечения в древности. В Древней Италии для врачевания боевых ран воинов применяли грязи вулканического происхождения /177, 228, 262, 286/. Воины Александра Македонского и Крымских ханов лечились грязями и водами озера Чокрак, расположенного на севере Керченского полуострова. Раненые воины хана Тамерлана (1395 г.) излечивались грязями озера Тамбукан /160-161, 205В Древней России лечение минерализованной водой и грязями также имеет глубокие народные корни: русские – культивировалось на побережье Белого и Баренцевого морей, татарские – в Нижнем Поволжье; греческие – на Черноморском побережье; бурятские, тувинские, якутские – в Восточной Сибири и т.д. / 135, 164-167, 192, 204, 223, 248/.

Колыбелью российской научной школы водо- и грязелечения считаются крымские курорты. Первые водо- и грязелечебницы в России открылись в Тинаках и Одессе (1820), почти одновременно в Саках (1827) – первый в мире официальный грязевой курорт (1828), Старой Руссе (1839), позже – в Сергиевских минеральных водах, Липецке (1871), Кавказских минеральных водах (1886) и Анапе (1900) /247, 286, 291/.

Санаторный комплекс Саки расположен на Западе Крыма в 40 км от г. Симферополь на берегу Сакского озера. Оздоровление в санатории Саки считается одним из самых эффективных, чем обязаны лечебным грязям, добываемым со дна легендарного Сакского озера, ведь указания на лечебные свойства Сакских грязей упоминаются еще в сочинениях Плиния и Птоломея, которые рассказывают об одном месте Крымского полуострова, «обладающем землей, исцеляющей всякие раны». В Саки разработаны эффективные методики закрепляющего лечения заболеваний простатита, периферической нервной системы и позвоночника, опорно-двигательного аппарата и кожи, мужского и женского бесплодия и других гинекологических и урологических заболеваний /29, 275, 286/.

В конце XIX в. начинает развиваться курортное водо- и грязелечение на Кавказских Минеральных Водах /286 /. С 1886 г. грязи и воду Тамбуканского озера стали применять для лечения на Кавминводах, в Пятигорске использовались Николаевские ванны, в Железноводске – Островские ванны. В 1915 г. в Ессентуках была возведена самая большая грязелечебница в Европе /160-161, 286/.

В 1947 г. на Сергиевских минеральных водах был открыт первый санаторий для пациентов с ограниченной возможностью передвижения /19, 262/.

В настоящее время все вышеперечисленные лечебницы действуют, и на территории России функционируют 53 курорта, имеющих грязевой или бальнеогрязевой профиль, и сотни внекурортных лечебно-профилактических учреждений, использующих лечебные воды и грязи озер /177, 282-284/.

Таким образом, водо- и грязелечение людей являлось одним из наиболее древних методов лечения с использованием природных факторов, о чем свидетельствуют исторические записи.

В Италии раны на ногах лошадей лечили грязями и водами минеральных ручьев вулканического происхождения. Своих раненых коней Македонский, Тамерлан и Крымские ханы лечили грязями и минерализованными водами озер Чокрак, Дешембинское, Масазыр и Тамбукан /176, 205, 284/.

В настоящее время грязи и минерализованные воды многих озер рекомендованы в качестве лечебно-профилактического средства при разных болезнях животных. Сибирские озера, которые содержат особые биологически активные вещества в донных осадках, рекомендуют в качестве лечебно-профилактического средства и кормовых добавок при разных болезнях животных /166, 178, 197/.

Озеро Красногвардейское (Ставрополь) с общей площадью 11,8 кв. км.

Дно озера ровное, покрытое мощным слоем ила (до 9 м). Ил обладает лечебными свойствами подобно грязям Тамбуканского озера. Глубина озера в период наибольшего наполнения достигает максимум 60 см. Грязь черного цвета, с запахом сероводорода, консистенции очень густой сметаны; содержит включения кристаллов гипса, песка и растительного войлока. Черный цвет грязи обусловлен присутствием в ней сульфида железа, при контакте с воздухом она меняет окраску до серого цвета. Общий сероводород в пределах 0,11-0,12% и является одним из основных компонентов, определяющих бактерицидность грязи, которые и рекомендуются для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата, периферических кровеносных сосудов, пищеварительной системы, обмена веществ, кожных покровов, половых органов воспалительного и функционального характера: остаточные явления и последствия воспаления матки и ее придатков /161, 203-204./ Озера Урала, такие как Алабуга, Аргаяш, Авджалы, Аргази, Акач-Куль, Байнауш, Виды, Билиш-Куль, Ирдяги, Гнилое, Б.Миассово, Заби-Куль, Иткуль, Инишка, Карасье, Карагуз, Кожаны, Кысы-Куль, Круглое, М.Миассово, Мурашинное, Попово, Сабанай, Тат-Куль, Терен-Куль, Топкое, Увильды, Чебаркуль и Ямское, рекомендованы в качестве лечебно-профилактического средства при болезнях конечностей у животных /135, 164-166, 190-192/.

Соленые озера Западной Сибири, расположенные в Барабинской степи, имеют в своем составе минеральные и органические вещества, обладающие высокой биологической активностью, и рекомендованы в качестве лечебнопрофилактического средства при болезнях ЖКТ животных /167, 239/.

Таким образом, по данным ряда исторических памятников и документов народов мира, история вод- и грязелечения животных своими корнями уходит в далекое прошлое.

1.1.3. Лечение водами и донными осадками содовых озер Забайкалье относится к числу районов России, наиболее богатых минеральными водами и лечебными грязями /169-176, 186/. Ряд исторических памятников и документов свидетельствует об использовании донных осадков и воды содовых озер с лечебной целью в пору становления Великого Монгольского Улуса /67, 71-72, 92, 207/.

В Центральной Азии (Монголия, Китай, Бурятия), как и в ряде других стран, использование содовых озер для водо- и грязелечения корнями своими уходит в далекое прошлое, также в лечебных целях наряду с климатическими факторами использовали воды содово-соленых озер в виде ванн, обливаний, купаний в вырытых ямах или бассейнах /197, 204-205/.

В Забайкальской провинции и в настоящее время используют донные осадки содовых озер Угдан, Угсахей, Киран, Дороненское, Горбунка и т.д. /169для лечения разных видов заболеваний человека, в частности, системы кровообращения, органов дыхания, органов пищеварения, нервной системы, почек и мочевыводящих путей, мочеполовой системы, костно-мышечной системы, болезней кожи, гинекологических болезней, нарушения обмена веществ, болезней уха, горла, носа, в аллергологии, геронтологии, педиатрии, при лечении андрологических болезней /2, 14, 33-34, 92, 135, 192/.

В 1768-83 гг. академик Паллас С.П. совершает поездку в Восточное Забайкалье и в своих отчетах упоминает об озерах Цаган-Нор, Зун и БарунТорей, Селенгинское, а также описывает Борзинское озеро /91-92, 218/.

Исследования структуры и физико-химических параметров воды и донных осадков содовых и содово-соленых озер Забайкалья начали производить с XVIII века, а исследования микрофлоры содовых озер были начаты гораздо позже в 80-90 годах ХХ века /92, 199-202/. В начале прошлого столетия упоминания о содо-соленых озерах Забайкалья встречаются в официальных отчетах командировок, совершенных Озерецковским Н.О., Гессе Г., Титовым В.С., Герасимовым А.П., Шредом И.Ф. и другими (1973). В 1861 году Озерский А. выпустил «Очерк геологии, минеральных богатств и горного промысла Забайкалья», где даны сведения о некоторых озерах Южного Забайкалья (1861).

А.Г. Франк-Каменецкий провел в 1922 году исследования Дороненского озера (1927). В 1923 году Суворов И. Н. проводит описание ряда содовых озер, таких как Борзинские, Баин-Цаган, Цаган-Нор (Мальцокский), Цаган-Нор (Былейсумский). В 1925 году Бутырин Н. Н. в своей статье «Горько-соленые озера Бурят-Монгольской республики и их промышленное значение» дает оценку промышленному значению соляных озер и упоминает об озере Горбунка (Агинский аймак). С 1925 по 1929 гг. Гладилиным И.Н. и Бобиным Е.С. были произведены детальные исследования озер Селенгинской долины (Боргойских), Киранского и Дороненского (1938). В основном в отчетах и других документах говорится о том, что эти озера используются населением как места для добычи соли и соды и лечения разных заболеваний /176, 219, 253-254, 270/.

учеными Иркутского университета и Читинского института природных ресурсов по содовым озерам юго-восточного Забайкалья, в результате которых были открыты и описаны содовые озера, а также определены запасы солей в них /60-62/. Кроме того, содовые озера с высокими значениями рН и высокой степенью минерализации, как экстремальные системы, привлекли внимание исследователей различных направлений науки и в результате исследования показали, что в содовых озерах активно функционирует специфичное микробное сообщество, способное проводить биогеохимические процессы при высоких значениях рН и минерализации /230, 344-345/.

С 1994 года по настоящее время фундаментальными исследованиями содовых озер интенсивно занимаются сотрудники лаборатории микробиологии ИО и ЭБ СО РАН и института микробиологии РАН г. Москвы. Ими были проведены микробиологические исследования по изучению деятельности деструкторов и фототрофных микроорганизмов-продуцентов органического вещества и бактерий, участвующих на терминальных этапах разложения органического вещества в донных осадках содовых /184-186, 198-202, 206-208, 251, 313-318, 331, 346-349/.

Местное население, проживающее на территории Монголии, Китая и Бурятии (Центральная Азия), разводило и разводит по настоящее время лошадей, овец, коз, коров и верблюдов, которые пасутся круглый год на естественных пастбищах. Они, ведя кочевой образ жизни, хорошо приспособились к суровым условиям природной среды и научились использовать особенности ландшафта, сезонные суточные изменения погоды, воду и донные осадки озер /11, 66, 164, 219, 287/. И с глубокой древности местное население Центральной Азии для лечения многих заболеваний животных использовали водо- и грязелечение содовых озер, в частности, для лечения болезней кожи, заболеваний суставов и ЖКТ животных. Например, при эстрозе (ложная верчачка) у овец они специально их прогоняли в котловины, где находились содовые озера с высулами солей и микробными матами. После продолжительной зимы домашних животных для очищения их желудочно-кишечного тракта и восполнения организма макро- и микроэлементами ранней весной пастьбу организовывали около содовых озер и в местах произрастания ургы (подснежников) /193, 203, 205, 220/.

Таким образом, лечение водами и донными осадками содовых озер Забайкалья производится и в настоящее время, как, впрочем, и много веков назад, о чем свидетельствует ряд исторических памятников и документов.

Классификация и типологическая характеристика озер Озеро – это водоем с замедленным водообменом, компонент гидросферы, заполненный в пределах озерной чаши (озерного ложа) водой и не имеющий непосредственного соединения с морем (океаном) /281/.

В настоящее время точного подсчета озер не сделано, хотя гидрологи считают, что всего на 3емле около 5 млн озер. Около 2 млн озер расположено на территории Канады и Аляски, около 100 тыс. — в Финляндии и на Скандинавском полуострове, около 100 тыс. — в Великобритании и Ирландии а также Дании, Бельгии, Голландии и Франции. Многие озера существуют несколько тысяч или десятков тысяч лет. Это относится в первую очередь к ледниковым и старичным озерам. Считается, что озера карстовые, вулканические и особенно тектонические могут существовать миллионы и десятки миллионов лет /65, 156, 281/.

Озера классифицируют по следующим признакам:

- по происхождению (тектонические (озеро Байкал), ледниковые (озеро Арберзее), речные (или старицы), приморские: лагуны и лиманы (Венецианская), провальные: карстовые, термокарстовые (озеро Эрцо, Осетия), вулканические (озеро Айфель, Германия), завально-запрудные (озеро Рица в Абхазии), искусственные (водохранилища, пруды));

- по положению (наземные (воды которых принимают активное участие в кругообороте воды в природе), подземные);

- по водному балансу (сточные (имеют сток, преимущественно в виде реки), бессточные (не имеют поверхностного стока или подземного отвода воды в соседние водосборы и расход воды происходит за счет испарения));

- по типу минерализации (пресные, ультрапресные, минеральные (содовые, солоноватые, соленые, кислые);

- по химическому составу воды (карбонатные (содовые); сульфатные (горько-соленые); кислотные; соленые (хлорид натрия) /72, 138/;

- по трофности (олиготрофные (бедные органическими веществами), мезотрофные, евтрофные (богатые органическими веществами) и т.п.);

- по положению в ландшафте (низинные, пойменные, высокогорные и т.п.);

- по глубине (мелкие, глубокие, сверхглубокие);

- по морфологии (округлые, удлиненные, лентообразные, серповидные, четкообразные и др.);

- по проточности (бессточные, слабопроточные, периодически проточные, временные, реликтовые);

- по видам пользования (рыбохозяйственные, для водоснабжения, для добычи соли, руды сапропелей, лечебных грязей и т.п.);

- по состоянию (чистые, загрязненные, зарастающие и т.п.) /281/.

В озерном ложе выделяются две области: береговая и глубинная. В первой преобладает разрушение, во второй – отложение продуктов разрушения.

В глубинной области озерного ложа откладываются продукты разрушения береговой области, к ним присоединяются осадки, сносимые в озеро с поверхности его бассейна, а также остатки растений и животных, населяющих озеро. Смешиваясь и претерпевая изменения, неорганические и органические осадки образуют толщу иловатых отложений, постепенно заполняющих углубления дна. За счет остатков отмирающей растительности интенсивность накопления отложений на дне озера увеличивается. Течение и волны, вызываемые главным образом ветром, разрушают берега, вода переносит, сортирует и откладывает продукты разрушения. Мелкие частицы уносятся дальше от берега, чем крупные, и там образуют донные отложения /55, 100, 197, 215, 262-263 /.

Таким образом, в основу современной классификации озер входят следующие параметры: происхождение, положение по отношение к земле, водный баланс; тип минерализации, химический состав воды, трофность, положение в ландшафте, глубине, морфологии, проточности, видам пользования и состоянию качества воды на данный период времени.

Вода соленых озер, морских заливов и лиманов, покрывающая слой грязи, носит название рапы, или рассола. Количество, концентрация и состав рапы могут изменяться в зависимости от гидрометеорологических условий и времени года. Минерализация рапы может быть очень большой и нередко доходит до 300-350 г/л. Если рапа из мелководного водоема испаряется, то прилегающие к берегу участки озера покрываются солью. При жарком лете с малым количеством осадков рапа полностью высыхает, а оставшийся слой соли ослепительно сверкает на солнце /270/.

преимущественно сульфатный, гидрокарбонатный, хлоридный анионы и высокоминерализованный водный раствор, представляет собой слегка мутноватую, маслянистую на ощупь жидкость слабощелочной реакции, горькосоленого вкуса с едва уловимым и, в общем, ароматным запахом /91-92/.

выдерживающие ее высокую засоленность. К их числу относятся подвижные одноклеточные водоросли Dunaliella salina и Asteromonos graci. Dunaliella salina – одноклеточные водоросли овальной формы, с двумя жгутиками на передней, более узкой части тела. В протоплазме содержатся тельца, окрашенные в яркооранжевый цвет из-за содержания в них пигмента, принадлежащего к группе каротинов. Кроме каротина в них содержится и хлорофилл. Asteromonos graci отличается меньшими размерами и правильной овальной формой. Эти водоросли являются основной причиной окраски воды соляных озер в красивый желтовато-розовый цвет. Часто в соленых озерах встречаются и некоторые виды сине-зеленых водорослей (Cyanophyta) /57, 94, 177, 271, 280/.

Таким образом, в состав минерализованной воды озер входят различные жизнедеятельности или их гибели.

Лечебный фактор любых вод зависит от общей минерализации, ионного состава, наличия газов, газонасыщенности, рН, температуры, макро- и микроэлементов и т.д. Ионный состав вод имеет большое значение в оценке физиологического и лечебного действия минеральной воды, а в содово-соленых озерах минеральные соединения воды представлены ионами хлора, сульфата, гидрокарбоната, натрия, кальция, магния и т.д. /262/.

Показатель общей минерализации вод, выражаемый в граммах на литр, отражает сумму всех растворенных в воде ионов. В «Общесоюзном классификаторе полезных ископаемых – подземных вод» (1976) и в «Правилах разработки месторождений минеральных вод СССР» (1978) /232/ выделено семь градаций минерализации (учитывается сумма всех растворенных веществ) вод, что в некоторой степени определяют способы их лечебного использования (внутренние и наружные) /263/.

Особую группу составляют горько-соленые озера, содержащие в воде свободный сероводород и гидросульфидные ионы, поэтому отличаются высокой химической и биологической активностью, проникая через кожу в организм, они специфически реагируют с рецепторами клеток. При этом оказывают своеобразное положительное физиологическое и терапевтическое действие при следующих заболеваниях: опорно-двигательного аппарата, заболеваниях нервной системы периферических сосудов, болезнях кожи, мочеполовых органов и т.д. Кроме того, воды содовых (щелочных) озер способствуют набуханию кожных коллоидов, разрыхлению кожного покрова, отторжению поверхностных слоев эпителия, повышению эластических свойств кожи и т.д. /24, 67, 156, 192/. Таким образом, в основу типологической характеристики минерализованной воды озер входят следующие параметры:

общая минерализация и рН, микробиологический и химический составы, газы и физико-химические свойства.

1.2.4. Типологическая характеристика донных осадков Грязи различаются между собой по условиям образования, исходному материалу, химическому составу и физико-химическим свойствам. Они подразделяются на 6 генетических типов /232, 242, 286/:

торфяные;

сапропелевые (пресноводные илы);

сульфидные иловые;

глинистые иловые;

сопочные;

гидротермальные грязи.

Наиболее широко в лечебной практике применяются сульфидные и сапропелевые грязи. Сапропелевые грязи образуются на дне пресноводных водоемов за счет разложения растительных и животных организмов, которые содержат большое количество органических веществ, а сероводород отсутствует /163, 280, 286/. Сульфидные иловые грязи образуются в больших количествах на дне содовых и соленых озер, они имеют две структурные фазы:

жидкую и твердую. Жидкую фазу составляет вода и растворенные в ней соли, а твердую – коллоидная основа, кристаллы солей, силикатные частицы разного размера, неразложившиеся остатки растений и т.д. Своим лечебным свойством грязи содовых и содово-соленых озер обязаны деятельности микроорганизмов, которые синтезируют биологически активные вещества (ферменты, гормоны, сульфиды, коллоиды и газы) /242/.

сульфидных грязей является сульфатредукция, и происходит в строго анаэробных условиях при наличии соответствующей микрофлоры и легкоусвояемых органических веществ, растворимых сульфатов. Сульфидные иловые грязи имеют черный или темно-серый цвет, запах сероводорода и мягкие на ощупь. В зависимости от месторождения грязи и минерализованные воды /7, 8/ делятся на три категории:

материковые грязи и минерализованные воды соленых озер – Мертвое море (Израиль, Иордания) /65/, Тамбукан в Ставропольском крае /160-161, 204/, Карачи (Новосибирская область) /259/, Яровое (Тыва) /115/, Учум (Краснодарский край) /190/ и т.д.;

грязи и минерализованные воды морских заливов, приморских озер и лиманов – Анапа (Краснодарский край) /190/, Саки (Крым) /29, 247/ и т.д.;

грязи и минерализованные воды озерно-ключевого генезиса – Старая Русса (Новгородская область); Сергиевские Минеральные воды (Самарская область) /19, 262, 286/.

Грязи по физико-химическим свойствам неоднородны. Относительная плотность их равна 1,1-1,8, но в основном она зависит от содержания воды и минеральных веществ. Теплопроводность грязи в 1,5-2 раза выше, чем воды.

Поэтому грязь остывает медленно и долго отдает тепло. Механические качества грязей характеризуются пластичностью и вязкостью, которые зависят от содержания воды. В грязях различают три составные части: кристаллический скелет, коллоидную реакцию и грязевой раствор. Все лечебные грязи обладают тонкодисперсной структурой, однородностью и в основном имеют мазеподобную консистенцию. Илы и глина этих озер пропитаны продуктами деятельности различных групп бактерий. Скорость образования «лечебной грязи» очень небольшая – слой ежедневной продукции ее равен нескольким миллиметрам /7, 8, 128, 156, 191-192, 204, 242, 263/.

Таким образом, в основу типологической характеристики донных осадков озер входят следующие параметры: условия образования, исходный материал, химический состав и физико-химические свойства.

Название «сапропель» было дано озерному илу в конце прошлого столетия, предложено Лаутенбергом в 1901 г. и независимо от него Г. Потонье в 1904 г. В группе минеральных и органических лечебных грязей их объединяют общим названием «пелоиды», что означает «илы». Сапропель в переводе с греческого языка означает «гниющий ил» /223/.

Сапропель относится к возобновляемым природным ресурсам и является уникальным природным органическим сырьем. Его отложения характерны исключительно для пресноводных водоемов. Процессы его накопления продолжаются и в настоящее время, причем для многих водоемов они носят прогрессирующий характер. Химический состав и особенности свойств сапропеля различных месторождений существенно различаются и определяются условиями его формирования, а также разнообразием растительного и животного мира озер /228/.

Сапропели в естественном состоянии — это многокомпонентные полидисперсные системы. В них выделяют три главные составляющие: вода (от 60 до 97%), зольная часть (песок, глина, карбонаты, фосфаты, кремнезем, соединения железа и др.) и органическое вещество очень сложного и неоднородного состава (обязательно не менее 15%), соответственно сапропель состоит из воды, органической и неорганической частей /242/.

В зависимости от количественного содержания минеральной части сапропели подразделяются на органические, в которых содержание неорганической (зольной) части в пересчете на сухое вещество менее 30%, и многозольные сапропели, вследствие преобладания в них тех или иных минеральных соединений подразделяют на карбонатные (СаО), кремнеземные (SiO2) и смешанные, содержащие примерно равные части SiO2 и СаО. Кроме кремния и кальция минеральная часть сапропелей может содержать соединения железа, магния, калия, алюминия, серы, фосфора и других элементов /275/.

микроэлементов – Со, Мn, Сu, В, Zn, I, Вг, Мо, Сг, Ве, Ni, Ag, Sn, Pb, Sr, Тi, что имеет важное практическое значение при оценке сапропелей как удобрений, лечебных средств, кормовых добавок для сельскохозяйственных животных /223/.

Наибольшей ценностью сапропеля являются биологически активные вещества и целый набор микроэлементов, которые благотворно влияют на здоровье людей, животных и растений. В нем содержатся белки, жиры, протеин, витамины, гормоны, каротиноиды, антиоксиданты стимуляторы роста и ряд других веществ. Набор этих веществ и их концентрации во многом обусловлены условиями отложения сапропеля, составом фауны и флоры озер, особенностями биогеохимической зоны и голубиной залегания. Отсутствие кислорода, незначительные колебания температуры создают для донных отложений особые условия, в которых все живые и отмершие клетки животных, микроводорослей, почвенного гумуса, грибков и т.д. подвергаются медленному разделению на составные компоненты – аминокислоты и низкомолекулярные пептиды, нуклеотиды, нуклеозиды с выработкой клеток и тканей высокоактивных биологических веществ. Сапропели исключительно богаты азотом. Ни одно ископаемое, ни торф, ни сланцы, ни нефть не имеют такого высокого содержания азота, как сапропель /228/.

По содержанию органического вещества сапропели подразделяет на две группы: на собственно сапропели, содержащие больше чем 50% органического вещества, и на обедненные органическим веществом сапропели, имеющие его в своем составе 15-50%. Многообразие сапропелевых отложений можно разделить по содержанию в них органического вещества на четыре типа:

органические (зольность до 15-30%), органо-минеральные (зольность 30-50%), минерально-органические (зольность 50-70%) и минерализованные (зольность 70-85%). Содержание органического вещества в сапропелях составляет 15-95% массы сухого вещества. Состав органического вещества сапропелей представлен битумоидами, углеводным комплексом (гемицеллюлозы и фульвокислотами), негидролизуемым остатком. В сапропелях выделено аминокислот, из которых преобладают лизин, аргинин, треонин, метионин, фенилаланин, лейцин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, аланин, пролин, цистеин. Аминокислоты сапропелей в значительной степени входят в состав гуминовых кислот, где азот составляет около 7%. Гуминовые кислоты являются основной группой биологически активных веществ в сапропелях /135, 191/.

В среде сапропелей развивается специфическая микрофлора, которая обогащает их биологически активными веществами: каротины, хлорофилл, ксантофиллы, стерины, органические кислоты, спирты, гормоноподобные вещества и другие соединения. Также они образуют ценную группу биологически активных веществ, содержат витамины, среди которых выделены витамины группы В (В1, В2, В3, В6, В12), С, Е в сапропелях различных регионов.

Углеводный комплекс сапропелей, состоящий на 80% и более из гемицеллюлоз, предопределяет возможность получения на основе сапропелей кормовых средств и удобрений /75, 154, 163, 166-168, 204, 217/.

Таким образом, сапропели богаты солями кальция, железа, фосфора, без сельскохозяйственным животным в качестве минеральной подкормки (свиньям до 2 кг, коровам до 20 кг, курам 10-15 г в сутки). Они относятся к природным возобновляемым ресурсам и являются ценным природным сырьем для промышленности, медицины и сельского хозяйства.

На территории Российской Федерации достаточно озер, имеющих большие залежи сапропеля. Например, в Омской области около 200 озер, большая часть которых находится под угрозой обмеления, в них запасы сапропеля оцениваются в 150-170 миллионов тонн. Следует отметить, что ежегодно со дна озера Пучая добывается до 20-25 тысяч тонн донных отложений /239, 259/.

Сегодня наиболее распространенными способами добычи сапропеля /46из-под воды являются: гидравлический, гидромеханический, грейферный, экскаваторный, шнековый и пневмо-шнековый, точечновакуумный, всасывающий и скреперно-всасывающий.

Гидравлический способ добычи сапропеля. С помощью размытия залежи струей воды с последущим всасыванием пульпы и транспортировки ее по плавучему трубопроводу на берег. Обладает большой производительностью, требует больших капитальных затрат и площадей для хранения добытого материала и его подготовки к переработке. Один из самых экологичеси небезопасных способов.

Гидромеханический способ добычи сапропеля. Включает рыхление залежи механической фрезой, частичное смешение сапропеля с водой, откачку полученного материала грязевым насосом на поверхность. Один из наиболее распространенных. Отличается хорошей производительностью. Целесообразен для добычи сапропеля, идущего на удобрения и кормовые добавки.

Грейферный способ добычи сапропеля. Извлечение сапропелевого сырья из-под воды с помощью установленного на платформе грейфера. Рационален в малом бизнесе, экономически оправдан, требует незначительных производственных площадей. Но при этом неудобен в транспортировке сапропеля к берегу, требует дополнительного транспортирующего оборудования, имеет прерывистость цикла.

Экскаваторный способ добычи сапропеля. Применим в осушаемых озерах и с небольших глубин. Не везде возможен.

Шнековый и пневмо-шнековый способ добычи сапропеля. Извлечение сапропеля со дна водоема осуществляется при помощи шнекового насоса с подачей или без нее воздуха для разжижения извлекаемого материала.

Отличается незначительной стоимостью оборудования, большим диапазоном по производительности, не требует отстойников и обезвоживания. Возможен забор сапропеля естественной влажности. Исключает ряд подготовительных стадий между добычей и перерабокой сапропеля.

Точечно-вакуумный способ добычи сапропеля. Извлечение сапропеля изпод воды осуществляется вертикальным вакуумным забором цилиндрической формы с запорным механизмом в нижней части. Вакуум в заборе создается в целях исключения загрязнения водоема и смешения сапропеля с водой.

Малопроизводительный способ. Применим для лабораторных работ, добычи сапропеля для кормовых добавок, в лечебных целях и др. Экономичен.

Популярен в фермерских хозяйствах и в оздоровительных грязелечебницах.

Всасывающий способ добычи сапропеля. Забор сапропеля с водоема осуществляется с помощью мощных самовсасывающих насосов для перекачки вязких веществ. Его применение целесообразно при наличии сапропеля во взвешенном состоянии незначительной плотности. Становится популярен после появления на европейском рынке соответствующих малогабаритных и надежных насосов. Перспективный и экономичный при небольших потребностях сапропеля с доставкой его после извлечения на поверхность на небольшие расстояния.

Скреперно-всасывающий способ добычи сапропеля. Забор полезного ископаемого осуществляется скреперным наездом на сапропелевый пласт с последующей откачкой материала самовсасывающим насосом на берег.

Применим при плотных залежах сапропеля на незначительной глубине.

На сегодняшний день добыча сапропеля производится на озерах Пучай в Омской области, Анжелы в Челябинской области, Белое Рязанской области, Маарду в Эстонии, Кругловское в Псковской области, Косицыно в Амурской области, Пересека в Воронежской области, Лишаи в Вологодской области, Самро в Ленинградской области и т.д. /41, 44, 46-47, 154, 165, 228, 286/.

Таким образом, добыча сапропеля производится в основном на пресных озерах, где имеются большие их залежи повсеместно на территории Российской Федерации. При добыче сапропеля используются разные технологии и способы, а их подбор зависит запасов залежи осадков и от глубины водоемов.

Полученный со дна пресных озер сапропель, в настоящее время активно используется в виде кормовой добавки, ветеринарно-аппликационных средств, для получения биологически активных веществ, экстрактов, удобрений и т.д.

Сапропель используется в лечебной (физиотерапевтической) медицине виде аппликаций, разводных ванн и т.д. для лечения людей /2, 3, 5, 7, 34/, а в ветеринарии – при лечении разных заболеваний животных /31, 35, 63, 99/.

Кормовые добавки с сапропелью применяют при лечении и профилактике алиментарной дистрофии разной этиологии животных и птиц /88, 103-105, 135/.

При плохом уходе, несбалансированном и недостаточном кормлении животных развивается болезнь с возникновением общего истощения организма, расстройств всех видов обмена веществ, дистрофии тканей и органов с нарушением их функций, которую называют алиментарной дистрофией /139/.

Сапропель содержит набор особых биологически активных веществ, повышающих продуктивность свиней, крупного рогатого скота и птицы, а также устойчивость к различным болезням. Используют в естественном виде влажностью не более 65% /103-104, 158-159, 178/.

промышленности при производстве всех видов комбикормов как кормовая органо-минеральная добавка (премикс) и качестве наполнителя при изготовлении витаминных премиксов.

Поэтому их рекомендуют в качестве добавки с кормом в различных дозах:

поросятам до 2-месячного возраста – 50-150 г, от 2 до 4-месячного – 300, от до 6-месячного – 400; телятам – соответственно 50, 50-300, 300-500; овцам – 200 г; свиноматкам, коровам – до 1,5 кг на голову /27, 29, 103-104, 155-156, 159, 181, 220/.

Сапропель в природном виде применяют в виде аппликационного средства при заболевании животных эндометритом и ранах кожи.

Эндометрит – это воспаление слизистой оболочки матки, и по течению бывает острым и хроническим, по проявлению – клинически выраженным и субклиническим (скрытым), по характеру экссудатов – серозным, катаральным, гнойным, фибринозным.

Острый послеродовой эндометрит – остро протекающее воспаление, относится к числу наиболее распространенных послеродовых осложнений.

Бывает катаральный, гнойно-катаральный и фибринозный.

Хронический эндометрит – длительно протекающее воспаление матки, сопровождается перерождением маточных желез с образованием катарального, гнойно-катарального или гнойного экссудата.

Послеродовые заболевания у коров, среди которых наибольший удельный вес принадлежит эндометритам, приносят огромный экономический ущерб.

Причины эндометритов разнообразны. Однако ведущими факторами являются патологические роды, также может быть неполноценное кормление.

Силосно-концентратный тип кормления, основа нашей интенсификации, нарушает рубцовое пищеварение у коров. Он приводит к снижению числа микробных тел, участвующих в расщеплении клетчатки. Возникает гипотония рубца, сокращается поступление микрофлоры рубца в тонкий отдел кишечника, следовательно, снижается количество поступивших в организм незаменимых аминокислот, источником которых она является. Снижается выработка некачественность кормов при заниженном потреблении сена естественной сушки вызывает нарушение обмена веществ по типу ацидоза и кетоза, при этом происходит перерождение (дистрофия) желез внутренней секреции и паренхиматозных органов. В совокупности данные процессы вызывают эндометрит у животных.

Яловость коров наносит большой экономический ущерб хозяйству, так как этот ущерб складывается из недополучения молодняка и издержек на содержание бесплодных коров. Бесплодие возникает вследствие различных болезней половых органов, к которым относят и эндометриты. Послеродовые эндометриты наносят большой экономический ущерб, особенно на молочных комплексах /34, 56, 98, 121, 276-277/. Поэтому профилактике и лечению послеродового эндометрита должно уделяться особое внимание.

Общеизвестно, что вопросы патогенеза и лечения ран относятся к числу наиболее старых проблем ветеринарной медицины и остаются одной из ее основных проблем. Основные трудности в проблеме лечения ран и раневой инфекции связаны с разработкой обоснованной тактики лечения /102, 136/.

Рана – открытое или закрытое механическое повреждение кожи или тканей, сопровождающееся нарушением структурной целостности. Если при повреждении совершенно отделяется от тела участок ткани, то такая рана с потерей вещества представляет дефект. Основными признаками раны являются боль, зияние и кровотечение, иногда нарушение функции /264/.

стимулирование иммунобиологических защитных сил организма, нормализуются физиологические функции больного животного, уменьшаются воспалительные реакции (отеки, инфильтраты, пролифераты, фибринозные и рубцовые ткани).

Имеющиеся в грязи химические вещества всасываются и оказывают лечебное действие. Соли кальция, железа, алюминия и кремниевой кислоты, содержащиеся в грязях, придают им вяжущее действие /284/.

Сапропель оказывает подсушивающее действие на мокнущие ткани, также является хорошим лечебным средством при мокнущих формах экзем и ожогах в области пута у лошадей. Продолжительность процедуры до 45-60 мин.

Грязевую повязку накладывают на пораженное место два дня подряд. После процедуры участки поврежденной кожи оставляют открытыми. Наиболее часто рекомендуют применять грязи при хронических воспалительных процессах (заболеваниях мышц, связок, суставов, костей, при длительно и вяло заживающих ранах, трещинах сосков, флегмонах венчика и мякиша, трещинах копытного рога и др.).

нейрогуморального фактора активизирует крово-лимфообращение, повышает окислительно-восстановительные процессы и улучшает питание тканей /12, 228/.

В сельском хозяйстве сапропель применяют как удобрение (после проветривания), особенно на кислых и лёгких песчаных и супесчаных почвах (доза под зерновые культуры 30-40 т/га, под овощные, картофель и кормовые корнеплоды 6-70 т/га), для приготовления компостов и почвогрунтов. Как удобрение сапропель известен давно: его применяли для улучшения огородных земель ещё в XIX веке. Практически это готовое удобрение /46-47/.

Для удобства применения сапропель на стадии производства лишь обезвоживается до товарной влажности (60%), просеивается (по мере необходимости) и фасуется /6, 258/.

Можно выделить несколько направлений использования сапропеля и продуктов его переработки /3, 102, 124, 135-137, 203, 223, 228, 247, 262, 275/:

в сельском хозяйстве /18, 31, 35, 56, 58, 102, 104-105/ в качестве почвогрунта, удобрительных смесей, выращивание клубеньковых бактерий, известкование почв, средства профилактики и лечения скота, комбикорма, кормовые добавки и др.;

в промышленности /29/ – в качестве сырья для рекультивации нарушенных земель, химического сырья и др.;

в медицине /12,14, 33-34/ – в качестве витаминов, лекарственных препаратов, лечебных грязей и др.

Таким образом, сапропель, полученный со дна пресных озер, в настоящее время активно используется в виде кормовой добавки, ветеринарноаппликационных средств, для получения биологически активных веществ, экстрактов, удобрений и т.д.

1.2.8. Краткие данные о спецификации и технической характеристике оборудования, применяемого при добыче и переработке Данные о спецификации некоторых видов практичного оборудования, часто используемого при добыче и переработке озерных осадков и минерализованной воды в товарную продукцию, и их технические характеристики представлены в табл. 1 /29-30, 45-47, 101, 130, 141, 181 /.

Таблица 1. Основные технические характеристики и спецификация оборудования используемого при добыче и переработке донных осадков и минерализованной воды Спецификация оборудования Напорный патрубок для подачи гидросмеси, шт. Номинальная производительность, м3/час.

насос НВ-200 Предельное остаточное давление, кПа Номинальная вместимость ковша, м (для выдува бут.

из ПЭТ-преформ) электромеханиче Давление воздуха, МПа или атм. 0,4-0,6 МПа (4-6 атм.) Термоусадочный Максимальный размер упаковки, мм аппарат МП-2 Пленка, мм. термоусад. (рек. типы 102,153, 108) ПЭ нанесения Максим. толщина пачки этикеток в магазине, самоклеящихся мм Электромехани- Максимальная производительность, 1200 - ческим ПЭШТ шт./час.

Установка Производительность по исходному продукту, дробильно- кг/ч. не менее просеивающая Размер дробленого продукта, мм 0,5... УДП-750 Количество получаемых на вибросите фракций Мощность двигателя, кВт дробилки вибросита 220, Гравитацион. Производительность, мешков в час до дозатор Тип тары (мешки клапанные) материалов ГДМ- РТ-ДШВ-01 Производительность (Дозатор шнековый №2 Сменный d=35 мм доз./мин.

вертикального Масса дозы:

Полуавтомат Производительность, уп./ин. 4- Количество/тип фильтроэлементов в фильтре Полуавтоматич Объём дозы, мл. (с доз.цил. 50, 250, 500 и 1000 мл) 50…250; 100.... установка для Точность доз-я (от макс. V доз-го цилиндра) 1% термоусадоч. Максимальный размер упаковки, мм аппарат МП-2 Пленка, мм (реком. типы 102, 153, 108) ПЭ термоусад.

самоклеящихся Максим. толщ. пачки этикеток в магазине, мм электромехани- Максимальная производительность, шт./ч. 1200 - Полуавтоматич. Объём дозы, мл (с доз. цилин. 50, …, 1000 мл) 10… 100… 250… установка для Точность доз-ния (от макс. Vдоз. цилиндра) 1% Таким образом, представленные на таблице виды оборудования применяются в различных отраслях производства для очистки водоемов и дноуглубления, утилизации и получения товарной продукции из извлекаемых донных илов /30, 45-47, 101, 130, 141, 181/.

Эколого-геологическая характеристика содовых озер Содовые озера – эфемерные образования, относящие к минеральным озерам /60-62/. По преобладающим в составе рапы анионам озера делятся на:

гидрокарбонатные и карбонатные (содовые), сульфатные (горько-соленые) и хлоридные (соленые) /55/.

поваренной соли, калийных солей, сульфата натрия, соды, хлористого магния, бора, брома, йода, они, как все эвтрофные водоемы, богаты и разнообразны по микрофлоре /184 /.

Содовые озера распространены повсеместно на всех континентах земного шара, но наибольшие их скопления находятся в местах, где климат характеризуется аридностью /183, 186/.

Содовые водоемы Африки с высоким (десятки миллиграмм в литре) содержанием фосфатов исключительно богаты первичной продукцией производимой цианобактериями и их развитие приводит к зарастанию (евтрофированию) /313, 330/.

Например, в экстремальных условиях оз. Магади при насыщении воды троной (NaHCO3Na2CO32H2O) над 30-метровым слоем содовых отложений при минерализации 260 г/л микрофлора необыкновенно пестрая. Чтобы существовать в течение длительного времени (а в случае реликтовых сообществ, аналогов биоты прошлого, речь идет о миллиардах лет), сообщество имеет единую систему, т.е. трофическую целостность групп микроорганизмов.

Самое огромное во всём мире по площади из непересыхающих и не имеющих стоков содовых озер озеро Ван расположено на территории Турции. Глубина этого озера варьирует от 161,2 до 451 м, и средний уровень солей в этом озере чуть меньше, чем у морской воды /331, 346-348 /.

В Забайкалье находится содовое озеро Доронинское, где происходит садка самосадочной соды.

Озеро бессточное и средняя глубина воды составляет около 4-6,5 м.

Концентрация солей в воде достигает 35 г/л на поверхности водоёма и 50–60 г/л у дна. Реакция воды щелочная с рН9–10. Дно Доронинского озера покрыто слоем тёмно-серого или чёрного ила мощностью до 7,5 м / 90-94 /.

Содовые озера, будучи экстремальными местами обитания, населены своеобразным сообществом алкалофилов, приспособленных к высокощелочной среде с избытком натрия и очень низким содержанием иона водорода.

Соответственно, в этих водоемах эвкариоты практически отсутствуют, а вместе с ними выпадает и пастбищная трофическая цепь в сообществе /95-97/.

В основном в этих озерах континентального происхождения развивается цианобактериальное сообщество, имеющее все черты предшественников строматолитов /114-119, 150/, такие озера являются удобным полигоном для изучения видового разнообразия алкалофильных и галоалкалофильных бактерий при рН 8,5-10 и солености 2-20% /117, 132, 150/.

Таким образом, воды озер расположенных в Центральной Азии и Прибайкалье имеют очень пестрый химический состав и минерализацию, что часто обусловлено подстилающими их породами. Каждое такое озеро фактически может рассматриваться как природная накопительная культура для развития определенного микробного сообщества, т.е. алкалофилов.

1.3.2. Эколого-геологические условия образования содовых озер Геологическое строение территории любого региона оказывает определяющее влияние на формирование геохимического состава воды и гидрогеологическое условие локализации как поверхностных, так и подземных вод, в том числе и вод озер /120, 122, 125, 129, 244/.

При изменении климатических условий один тип может переходить в другой. Увеличение засушливости вызывает прежде всего осаждение наименее растворимых карбонатов и преобладание в воде сульфатов, затем осаждаются и сульфаты и преобладающими становятся хлориды. При увлажнении климата процесс идет в обратном порядке – в хлоридных озерах начинается растворение сначала сульфатов, затем карбонатов /114-118/.

На территории Забайкалья насчитывается несколько групп озер: долины реки Ингоды, Ононской и Борзинской долины, Селенгинской Даурии и Баргузинской долины /17, 127/.

Селенгинская Даурия включает в себя две геоморфологические области – Селенгинское среднегорье и Джидинский горный район. Они отличаются друг от друга по характеру неотектонических движений, геоморфологическому строению и историей рельефа. Вместе с тем в своем развитии имеют много общего, т.к. связаны единым бассейном реки Селенги /289-290/.

Селенгинское среднегорье в целом представляет собой древний участок Евразийского материка, сложенный докембрийскими отложениями.

Характерной чертой является чередование кулисообразно располагающихся хребтов со сглаженными водоразделами и межгорными впадинами /4, 346-348/.

Рельеф района отличается расчлененностью и приподнятостью над уровнем моря.

Горные хребты Селенгинской Даурии относятся к средневысотным – до 1000-2000 м, а большинство из них обладают пологими склонами и низкими перевалами. Их плоские массивы и отроги отделены друг от друга широкими падями, переходящими в широкие долины и межгорные понижения, которые заполнены мощными континентальными отложениями и состоящие из остатков мезозойских и третичных периодов, и представлены конгломератами песчаников, гравилатов, алевролитов, глинистых сланцев, галечников и супесями.

На равнинных пространствах в условиях мелкобугристого рельефа минерализация и состав природных вод изменяются в больших пределах, т.е.

происходит замедление поверхностного стока, вследствие чего увеличивается инфильтрация вод в почву, а в условиях аридного климата рельеф выступает в качестве одного из ведущих факторов формирования природных вод.

Например, в бессточных котловинах Селенгинского среднегорья при сборе поверхностного стока и дренажировании подземных вод вследствие высокой испаряемости образуются содовые, содово-соленые и соляные озера /290, 292/.

Джидинская горная страна охватывает бассейн верхнего и среднего течения р. Джиды и значительной свой частью входит в состав СаяноБайкальского Станового нагорья. Горные хребты этой области не имеют четких прямолинейных ограничений. Обычно они средневысотные и близ главы эрозионных стволов (реки Джида, Хамней, Цакирка) обладают высокой степью горизонтального расчленения. Глубина вреза крупных долин колеблется от до 600 м.

Внутри междуречных пространств она заметно меньше, и здесь преобладают горы с уплощенными вершинами и мягкими очертаниями.

Средняя крутизна склонов 12-20. Особо сильно расчленен северный склон Джидинского хребта, где наблюдается максимальная густота долинной сети.

Глубина вреза здесь около 300-400 м, крутизна склонов доходит местами до 30Джидинский горный район в целом испытал в неоген-четвертичное время довольно заметное общее поднятие. По положению в новейшей структуре и характеру проявления неотектонических движений этот район отличатся от Селенгинского среднегорья, располагаясь в переходной полосе – от последнего к высокоактивной Байкальской рифтовой зоне.

В его границах происходит смена древних структур северо-восточных (байкальских) простираний на северо-западные (Саянские), но в течение неотектонического этапа ни одно из их не было доминирующим. Еще одна характерная особенность этой области заключается в наличии молодых вулканических построек, сыгравших заметную роль в формировании рельефа и рыхлых отложений /184/.

Гидрологические структуры в Селенгинском среднегорье и Джидинском рассматривать как типичные континентальные рифты, для которых характерен вулканизм. Здесь широко распространены покровы щелочных и умеренно щелочных базальтов.

Характерным признаком вулканизма всех континентальных территорий является содовость /270/. Содовые воды, разгружаясь по разрывным нарушениям, дают начало содовым озерам и солончакам. В содовых водах в окислительной и слабо восстановительной среде хорошо мигрируют молибден, вольфрам, кремний, мышьяк, литий, медь, серебро, редкоземельные элементы /70/.

Вулканические поля, современные содовые озера, концентрации натрия, калия, фтора, молибдена в аллювиально-пролювиальных и озерных осадках неогенового возраста контролируются зонами глубинных разломов. Эти данные свидетельствуют, что в формировании геохимических особенностей ландшафтов неоген-четвертичного периода важную роль играли восходящие по зонам разломов содовые воды.

значительно большей минерализацией, чем в пределах кайнозойской впадины.

Наблюдается быстрый рост минерализации с глубиной. В глубоких горизонтах фиксируется значительная концентрация сульфат- и хлорид-ионов, что вполне объясняется геологическим строением и составом заполняющих впадины отложений.

Возраст осадков определяет их невысокую проницаемость для вод.

растворимых соединений из вмещающих пород и насыщению вод различными элементами, в том числе карбонатными /290, 292/.

Ононская и Борзинская долины размещены в Торейской депрессии и ОнонБорзинской долине, а также в бассейне реки Аргуни. Торейская депрессия, переходящая в Онон-Борзинскую долину, территориально делится на три группы – Агинскую, Ононскую и Борзинскую, эти группы имеют общие моменты, например дно депрессии, и слагающие борта долины состоят из комплекса осадочно-метаморфических пород средне-верхне-палеозойского возраста, но в то же время по характеру неотектонических движений, геоморфологическому строению и истории рельефа несколько отличаются между собой /272-273 /.

В геологическом отношении Торейская депрессия и Онон-Борзинская долина характеризуются сложным комплексом. Это комплекс метаморфических пород протерозоя и разнообразных песчано-глинистых отложений нижнего палеозоя с отдельными массивами и жилами изверженных и эффузивных пород.

Рельеф дна данной депрессии, зародившийся в конце палеозоя, испытал неоднократные переуглубления и перестройки. При этом прогибы носили постепенный характер и сопровождались боковыми подвижками в периоды тектонической активизации /138/.

В среднеюрское время, характеризовавшееся интенсивными проявлениями тектономагматических процессов по всему юго-восточному Забайкалью, произошло излияние базальтовых лав с образованием базальтовых покровов, в частности, между Борзинской долиной и котловиной озера Зун-Торей.

Между реками Онон и Ага в настоящее время долина покрыта неогеновыми отложениями, это связано с тем, что в тот период река Онон несла свои воды по линии Кубахай – Агинское. Этим объясняется резкое несоответствие современной Агинской долины небольшой эродирующей способности, малого водотока реки Аги.

В конце неогена в начале плейстоцена сформировалась поверхность обширной Онон-Торейской равнины, затем воды Онона, Борзи и Турги стали переполнять эту обширную чашу впадины, а избыток воды начал сбрасываться на север. В дальнейшем произошел выход Онон-Торейской равнины из-под Торейских вод и формирование рельефа данного района в основном завершилось /122/.

Очередной этап оживления тектонической активности, последний в ряду существенных, наступил в конце верхнеплейстоценового времени, который привел в движение всю систему блоков данной депрессии. В этот период времени смежные блоки, пространственно совпадающие с мелкосопочными горами, испытывали бльшее по сравнению с окружающей их равниной опускание, что вызвало вовлечение в процесс опускания прилегающих участков равнины. Это привело к образованию небольших западин, которые стали заполняться дождевой и снеговой водой, и по мере накопления на дне этих западин приносимого водными потоками глинистого материала начал формироваться водонепроницаемый слой, который способствовал задержанию воды на поверхности и образованию озер /100, 184/.

В настоящее время склоны горных падей покрыты делювиальными образованиями. В речных долинах широко распространены аллювиальные отложения из песчаных и кристаллических пород (гранит, базальт), преимущественно юрского мелового возраста. Минералогические исследования осадков озер Забайкалья показали, что они представлены на 70-95% из кварца, плагиоклазов и калиево-полевых шпатов, в процессе их химического выветривания образуются растворимые соли. Наибольшей растворимостью обладают плагиоклазы, затем калиево-полевые шпаты и наименьшей – кварц.

В аридной и полуаридной зоне в процессе химического выветривания полевых шпатов ряд катионов (К, Na, Ca) частично удаляется в систему, где гидрокарбонатные соли щелочей и щелочеземель переходят в раствор, придающий воде озер этих территорий соответствующую реакцию, в том числе содовость и содово-соленость /53, 70, 153/.

Таким образом, геологическое строение влияет на территориальное распространение содовых озер Забайкалья, а на формировании химического состава их вод и сказывается на составе геологических строений территорий, т.е. кристаллические породы, эоловые отложения и т.д., слагающие положительные формы рельефа.

1.3.3. Гидрологическая роль климатических факторов на формирование и В Забайкалье степень континентальности составляет 85-90% в связи с тем, что оно расположено на юге Восточной Сибири в поясе умеренных широт, в самом центре обширного Евроазиатского континента на значительном удалении от морей и океанов /60-62/.

Метеорологические условия определяют климат и водный режим поверхностных и подземных вод любой территории. К основным метеорологическим элементам, воздействующим на состав природных вод, относятся атмосферные осадки, температура и испарение /289/. Для степной климатической зоны характерны максимальные годовые значения радиационного баланса – от 1700 до 2248,8 мДж/м2. Температура воздуха в среднем за январь составляет от -22 до -30°С и ниже, за июль – от +16 до +20°С и выше. Годовое количество атмосферных осадков составляет 400-300 мм, а в крайних южных районах – менее 300 мм. Кроме вышеуказанных факторов наиболее выраженными чертами континентальности климата в Забайкалье являются недостаточное увлажнение и продолжительная зима, обилие солнечного света и отрицательная среднегодовая температура /38/.

Устойчивые летние антициклоны – причина проявлений засух в Забайкалье. Внутриматериковое положение и синоптическая ситуация с антициклоническими условиями – причины господства в течение года умеренного континентального воздуха, который содержит мало водяных паров, поэтому внутримассовые осадки невелики. Большая часть осадков связана с происхождением циклонов. Поэтому характерной особенностью климата Забайкалья является чрезвычайно малое количество атмосферных осадков (200мм), при этом за летние месяцы выпадает более 50-55% годовой суммы осадков, а в отдельные годы – 80%, а годовое испарение осадков в естественных условиях незначительно /38, 43/. Еще одной особенностью климата Забайкалья является большая продолжительность солнечного сияния.

Прямая солнечная радиация составляет в среднем 60-65% от общей суммы солнечной энергии. В связи с преобладанием прямой солнечной радиации количество тепла, получаемого поверхностью почвы, в большей степени зависит от характера экспозиции склона и его крутизны /50-51/.

Зима в Забайкалье устанавливается во второй половине октября и продолжается в южной части до первой половины апреля, а в северной части – до второй половины апреля, и продолжительность зимы составляет около месяцев. Среднесуточная температура января -23...-28С, в отдельные годы опускается до -47...-54С. Зимние осадки составляют не более 10% от годового количества, что определяет маломощность снежного покрова, не превышающего 7-18 см. Меньше всего снега в горной сухой степи, где снежный покров не держится всю зиму. Сильные ветры часто сносят его в пониженные элементы рельефа (овраги, пади). Таким образом, зима является наиболее продолжительным сезоном, в котором господствует солнечная, сухая морозная погода /53, 60-62, 216/.

Весна в Забайкалье поздняя и холодная, наступает во второй половине апреля и продолжается до конца мая – начала июня. В этот период атмосферных осадков выпадает мало и влажность воздуха низкая. Лето теплое и короткое и начинается со второй декады июня до третьей декады августа.

Первая половина лета относительно холодная, вторая половина – теплая и влажная. Средняя температура воздуха в июле +17...+18С, абсолютный максимум +36...+38С. В это время выпадает до 58% годового количества осадков, а дожди в этот период носят ливневый характер. Средняя относительная влажность воздуха составляет 50-58%. Осень в данном регионе устанавливается в конце августа и продолжается до первой половины октября.

Среднесуточная температура колеблется от +10 до 0С, а в середине осени наблюдаются высокие температуры днем и начинаются заморозки, с конца сентября отмечаются отдельные морозные дни /87, 90-94/. Итак, весна, лето и осень характеризуются быстрым нарастанием и спадом среднедневных температур и крайне резким их колебанием в течение суток, особенно на поверхности почвы /111, 214/. Северные и северо-западные (так называемые "ныряющие") циклоны зимой разрушают приземную инверсию и повышают температуру за сутки на 20°С и более. Весной с северо-западными циклонами связаны штормы, к которым относятся ветры, имеющие скорость 21-24 м/сек., шквалы (кратковременные, порывистые с изменениями направлений ветры, скорость которых достигает 20-30 м/сек.), снежные поземки, метели, бури, пыльные поземки и бури, особенно на юго-востоке области.

Форма, размеры и рельеф дна озерных котловин содовых озер существенно меняются при накоплении донных отложений. Зарастание озер создает новые формы рельефа, равнинные или даже выпуклые. В озерах очень часто создает подпор грунтовых вод, вызывающий заболачивание близлежащих участков суши и в результате непрерывного накопления органических и минеральных частиц образуются мощные толщи донных отложений. Эти отложения видоизменяются при дальнейшем развитии водоемов и превращении их в болота или сушу, а при определенных условиях они преобразуются в горные породы органического происхождения /122, 125/.

Климат Забайкалья по мере удаления от акватории озера Байкал остановится континентальнее, возрастает его аридность, что, естественно, сказывается на формировании качественного состава и количественной характеристике вод озер региона /138/.

Химический состав воды и осадков содовых озер остается относительно длительное время постоянным, но, тем не менее, в водах происходят химические и биологические реакции, при этом одни элементы переходят из воды в донные отложения, другие – наоборот. В ряде содовых озер, главным образом не имеющих стока, в связи с испарением воды повышается концентрация солей.

Результатом являются существенные изменения минерализации и солевого состава озер. Благодаря значительной тепловой инерции водной массы крупные озера смягчают климат прилегающих районов, уменьшая годовые и сезонные колебания метеорологических элементов /38, 43, 147/.

Таким образом, содовые озера Забайкалья в основном относятся к бессточным озерам, и приток вод происходит за счет атмосферных осадков и талых вод, а весь приток воды в них расходуется только на испарение. Кроме того, в последние годы на данной территории наблюдается тенденция аридизации климата, и одной из причин является засыхание водных объектов, соответственно, для поддержания водного баланса в природе этой провинции необходимо сохранять их, и в том числе содовые озера.

1.3.4. Микробное биоразнообразие содовых озер Забайкалья В микробных матах, аэробных и анаэробных слоях водной толщи и донных осадков содовых озер скорость микробной деструкции органических веществ достаточно интенсивна /133/. Образующиеся при этом бактериальные метаболиты – низкомолекулярные вещества: углекислый газ, метан, сероводород, летучие жирные кислоты, спирты, различные минералы и соли, витамины и т.д. оказывают заметное влияние на экофизиологическое и биохимическое состояние донных осадков содовых озер. Кроме того, илы этих озер пропитаны продуктами деятельности различных групп бактерий /134, 150/.

особенностей занимают строго определенные экологические ниши. Здесь организм за счет физико-химических и биологических факторов находит наиболее благоприятные условия для своего развития, но, в свою очередь, продукты его метаболизма служат благоприятным субстратом для развития других микроорганизмов /155-156, 169-176/.

Основным путем взаимодействия в микробных сообществах является трофическая связь – потребление метаболитов различными группами прокариотов /95-97, 179/. В щелочных озерах широко распространены микроорганизмы-деструкторы органического вещества. В частности, алкалофильные аэробные и факультативные аэробные органотрофные микроорганизмы /198/.

Штамм Sk1 выделен из донных осадков оз. Соленое, штамм Nu – из воды оз. Нухэ-Нур. Клетки Sk1 представляют собой неспоровые длинные и подвижные палочки размером 0,3-0,4 1,7-2,8 мкм. Колонии ярко-красного цвета, округлые, каплевидные, блестящие, гладкие, диаметром 5-6 мм. Спор не образуют. Грамотрицательные, оксидазо-положительные и каталазоотрицательные палочки. Строгий аэроб, гало-, алкалотолерантный и мезофильный организм. Рост отмечен в диапазоне концентраций NaCl от 0 до 7,5%, с оптимумом 3%, пределы роста рН 6,5–11, оптимум при pH 7,7.

Оптимальная температура роста 37°C с пределами от 13 до 42°C. Не отмечен рост в анаэробных условиях /199/.

Типовой штамм Nu был выделен из донных осадков содово-соленого оз.

Нухэ-Нур. Депонирован в коллекции культур DSZM под номером DSM 18440.

Клетки Nu также являются неспоровыми грамотрицательными подвижными палочками размером 0,4-0,5 1,1-1,7 мкм /357-361, 363, 365/. Выделенные штаммы росли в пределах рН 6,5-11 (оптимум 7,7) и 6,5-10 (7,6), проявляя свойство алкалотолерантности. Клетки Nu галотолерантны, рост культур отмечен при концентрации NaCl от 0 до 75 г/л с оптимумами при 30 и 5-15 г/л.

Мезофилы способны к росту в пределах от 13 до 42С с оптимумами роста при 37С (Sk1) и 25С (Nu) соответственно /201/.

Штамм К5 выделен из донных осадков оз. Соленое при концентрации NaCl, равной 120 г/л. Клетки изолята К5 являются грамположительными кокками диаметром 1-1,14 мкм. Колонии круглые, каплевидные с ровными краями, диаметром 2 мм, кремового цвета. Спорообразование не отмечено.

Организм каталазоположительный и оксидазоотрицательный. Развивается в области рН с пределами 6,5-11 при оптимуме рН 10 и является факультативным алкалофилом. Растет в пределах NaCl от 0 до 200 г/л с оптимумом 30-75 г/л.

Факультативный галофил. Мезофил. Факультативный анаэроб. Не растет в отсутствие ионов Na+ в среде и не зависит от наличия карбонатов /202/.

Штамм Ц3 выделен из донных осадков оз. Соленое. В качестве субстрата использовалась целлюлоза рН 9,0-9,5. Клетки штамма представлены грамположительными споровыми палочками размером 0,86 2,14-4 мкм, спорами – 0,57 0,86 мкм. Бациллярное спорообразование с субтерминальным положением. Колонии круглые, выпуклые с ровными краями, диаметром 2 мм, светло-желтого цвета /200/.

Штамм К6 выделен из донных осадков озера Соленое при концентрации NaCl 40 г/л в аэробных условиях на качалке. Клетки представлены овальными палочками размером 0,71-0,86 1,43-1,86 мкм. Колонии круглые с ровными краями, гладкие, блестящие, диаметром 5 мм, непигментированные.

Спорообразование не отмечено. Клеточная стенка имеет грамотрицательный тип строения. Растет в интервале значений рН 5,8-11 с оптимумом 8,5 и при содержании в среде NaCl от 0 до 200 г/л с оптимумом 75-100 г/л. Является факультативным алкало- и галофилом. Рост зависит от наличия карбонатов в сероводород из белоксодержащих субстратов. Факультативный анаэроб /198/.

Штамм Д1 выделен из донных осадков оз. Долоон Давст Нуур (Монголия) грамотрицательными палочками размером 0,43 2,14 мкм. Колонии круглые, выпуклые с волнистыми краями, блестящие, кремовые, диаметром 4 мм. Спор не образует. Каталазо- и оксидазоположителен. Растет в диапазоне рН от 6 до 10, оптимум при рН 8 и концентрации NaCl от 0 до 100 г/л с оптимумом роста при 30 г/л. Мезофил. Выявлена зависимость роста от наличия в среде ионов изолированных из содовых озер. Факультативный анаэроб. Образует сероводород, слабо фиксирует молекулярный азот /190, 196-204/.

Штамм 17п. Клетки штамма 17п имеют различную морфологию в зависимости от возраста культуры. Молодые клетки представлены овальными палочками размером 0,86-1,14 1,86-3,43 мкм. На поздних стадиях развития клетки становятся плеоморфными. Образуют колонии кремового или светлокоричневого цвета, с возрастом немного темнеют. Колонии круглые, гладкие, выпуклые, с волнистыми краями, диаметром 6 мм. Организм каталазо- и оксидазоположителен. Имеет грамотрицательную клеточную стенку.

Споробразование не выявлено. Факультативный анаэроб. Растет на среде с рН в пределах 7-10,5, оптимум 8,8, что позволяет считать его факультативным алкалофилом /197-202/. Таким образом, вышеописанные штаммы микробов были выделены из содовых озер Забайкалья, они отличаются широкой метаболической активностью и являются активными участниками деструкции органического вещества.

Биотехнологические подходы производства препаратов из сапропеля и минерализованной воды озер Биотехнологические производства представляют собой сложный комплекс взаимосвязанных биохимических, физико-химических и биологических процессов, оптимизация которых возможна на клеточном, популяционном, биоценотическом и аппаратурно-технологическом уровне /134/.

биотехнология, которая представляет собой современную прогрессивную форму промышленной технологии и занимает ведущее положение в системе биологических, медицинских, ветеринарных и зоотехнических отраслей /89/.

1.4.1. Значение макро- и микроэлементов для организма Многие элементы в виде минеральных солей, ионов, комплексных соединений и органических веществ входят в состав организма животных. В донных осадках пресных и содовых озер содержатся макро- и микроэлементы и биологически активные вещества, подобные антибиотикам, витаминам, гормонам, ферментам, бактериофагам и веществам типа холина и гистамина /243, 214/. И их значение для жизнедеятельности организма живых существ /89/ представляет следующим образом /193/:

Кальций является основным структурным компонентом костей и зубов, входит в состав ядер клеток, клеточных и тканевых жидкостей, необходим для свертывания крови. Кальций образует соединения с белками, фосфолипидами, органическими кислотами, участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в процессах передачи нервных импульсов, в молекулярном механизме мышечных сокращений, контролирует активность ряда ферментов. Он относится к трудноусваиваемым элементам. Щелочная среда тонкого кишечника способствует образованию трудноусвояемых соединений кальция, и лишь воздействие желчных кислот обеспечивает его всасывание. При недостаточном потреблении кальция или при нарушении его всасывания в организме развиваются остепороз, рахит, нарушается становление скелетной ткани и замедление роста скелета животных.

Кремний определяет функциональное состояние шерсти и кожи животных, а при его недостатке наблюдается нарушение роста скелета животных, что ведет низкорослости животных.

обеспечивающих метаболизм организма. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма. При частом поносе у животных наблюдается недостаток магния в организме. При недостатке магния наблюдается также нарушение усвоения пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, появляются судороги или спазмы в мышцах, повышенное нервно-мышечное возбуждение на разные раздражители и мышечная дрожь у животных /59, 105, 166, 283/.

Калий обеспечивает осмотическое давление, участвует в передаче нервных импульсов, регуляции водно-солевого обмена, способствует выведению воды из организма, поддерживает кислотно-щелочное равновесие внутренней среды организма, участвует в регуляции деятельности сердца и других органов, необходим для функционирования ряда ферментов. Он хорошо всасывается в кишечнике, а избыток быстро удаляется вместе с мочой. При его дефиците появляется нарушение в функции нервно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, нарушение ритма сердечной деятельности животных /24, 214/.

Натрий содержится во всех тканях и биологических жидкостях организма.

Участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови, передаче нервных импульсов, регуляции кислотно-щелочного равновесия, водно-солевого обмена, повышает активность пищеварительных ферментов. Он легко всасывается из кишечника, вызывает набухание коллоидов тканей, что обуславливает задержку воды в организме и противодействует ее выделению из организма животных.

Фосфор входит в состав всех тканей организма, особенно мышц и мозга, он принимает участие во всех процессах жизнедеятельности организма: синтезе и расщеплении веществ в клетках, в регуляции обмена веществ, входит в состав нуклеиновых кислот и ряда ферментов, необходим для образования АТФ. Он входит в состав костных и мягких тканей, жидкостей. При дефиците фосфора в питании организм начинает использовать собственный фосфор из костной ткани, что приводит к деминерализации костей и нарушению их структуры – разрежению, отмечается потеря аппетита и апатичное состояние у животных.

Сера входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот (метионина и цистина), также является составной частью некоторых гормонов и витаминов. Она участвует в процессах белкового обмена, причем потребность резко возрастает в период беременности и роста организма, сопровождающихся активным включением белков в образующие ткани, а также при воспалительных процессах, также определяет функциональное состояние шерсти и кожи животных.

Хлор участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы, активирует ряд ферментов. Он легко всасывается из кишечника в кровь.

Нарушение обмена хлора приводит к развитию отеков, недостаточности секреции желудочного сока, резкий недостаток хлора влечет смерть животного.

Железо участвует в биосинтезе соединений, обеспечивающих дыхание, кроветворение, в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер и ряда ферментов.

Недостаток железа приводит к развитию анемии, нарушению газообмена, клеточного дыхания и нарушению иммунной системы животного.

Медь участвует в метаболизме организма, играя немалую роль в образовании эритроцитов, высвобождении тканевого железа и развитии скелета, центральной нервной системы и соединительной ткани. Недостаток её ведет к слабости артерий, нарушению деятельности печени и вызывает вторичную анемию у животных.

Марганец является необходимым элементом в организме животных как функционировании флавопротеиноидов, синтезе сульфированных мукополисахаридов, холестерина, гемоглобина и других процессов метаболизма. Основными путями всасывания марганца являются дыхательные и желудочно-кишечные тракты. Всасывание его напрямую зависит от усвоения организмом железа. При анемии происходит повышение всасывания железа и марганца, а выводится из организма через мочу, кишечную стенку и секреции поджелудочной железы. При его недостатке у животных развивается бесплодие и ухудшается рост скелета.

Цинк участвует в качестве кофермента в широком спектре реакций биосинтеза белка и метаболизма нуклеиновых кислот, обеспечивающих рост и половое созревание организма животных. Также участвует в процессах роста и обновления кожи и шерсти, в процессах высвобождения витамина А из печени, в трансформации ретинола в ретиналь, который участвует в образовании зрительного пигмента сетчатки, в синтезе важнейших пищеварительных ферментов в поджелудочной железе, наряду с витамином группы В является важным регулятором функций нервной системы. В условиях дефицита цинка у животных могут возникнуть повреждение кожи, замедление роста, яловость, выпадение шерсти, нарушение ночного зрения, раздражительность, мозжечковая атаксия и иммунодефицитное состояния /24, 158/.