Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №7
Шрифт:
Общий вид лабораторного электродугового реактора показан на рисунке. Кварцевые трубки для него можно купить на Птичьем рынке (в Москве), и в химических лабораториях. Для циркуляции воды через электроды можно использовать насос от автоомывателя стекол, для подачи воздуха — аквариумный компрессор, источник высокого напряжения — автомобильную катушку зажигания. В реактор воздух должен подаваться тщательно осушенный (пропускают через емкость с хлористым кальцием, твердым едким натром, цеолитами, крепкой серной кислотой), сразу же отводиться из зоны реакции и как можно быстрее охлаждается. Содержащаяся в отводимом воздухе окись азота (1–3 %) окисляется до двуокиси азота и пропускается через колонку с водой, где образует разбавленную азотную кислоту. При нейтрализации ее известняком, мелом образуется раствор кальциевой селитры. Для реактора мощностью 100–300
Реактор мощностью 100 Вт (мощность электролампы) может за год непрерывной работы дать до 48–69 кг азотной кислоты (в пересчете на 100 %-ную), что полностью покрывает потребность в азотных удобрениях для выращивания всех продуктов питания для одной семьи. Но удельный расход электроэнергии очень высок — до 70 кВТ•час/кг связанного азота. Стоимость ее в 1,5–2 раза выше, чем розничные цены на эквивалентное количество азотных удобрений. Оправдано создание такого реактора может быть только при использовании его одновременно как электронагревателя, например, воды (т. к. 95 % энергии теряется бесполезно в виде тепла). Есть также разработки, повышающие К.П.Д. реактора. Так, в опытах Т.В. Заболоцкого окислением азота воздуха, обогащенного кислородом (смесь из 60 % кислорода и 40 % азота), в высокочастотном разряде (106 гц) получен газ содержащий 9-10 % окиси азота, а расход энергии снижен до 28 кВТ-час на 1 кг связанного азота. Дома такая установка тоже может быть собрана на генераторных лампах от телевизора и с электролизером воды колокольного типа для обогащения кислородом. Но возможность проскока водорода вместе с кислородом делает ее взрывоопасной.
Самый доступный бытовой источник фосфора — кости, а калия — древесная зола. Кости предварительно прокаливаются на огне для удаления органики, разламываются, к ним добавляют 5-10 % мела и 40 % (по весу) 70 %-ной серной кислоты (постепенно, с перемешиванием). За 1 час образуется суперфосфат. Если заменить серную кислоту азотной получится нитрофоска.
При отсутствии в достаточном количестве этих источников можно попробовать выщелачивать кислотами фосфор и калий из грунта. Глины в среднем содержат 0,35 % фосфатных минералов (в основном апатит) и 3,2 % К2О (гидрослюды и т. д.)[154]. Селективное выщелачивание апатита (без растворения других минера лов) осуществляется слабыми растворами азотной или соляной кислоты (например, 10-кратным объемом 2 %-ной соляной кислоты за 1 час без нагрева).[155] Селективный режим может быть подобран и для калия. Предпочтительно использовать азотную кислоту. Наименее трудоемко подземное выщелачивание путем заливки раствора кислоты в небольшую скважину с последующей промывкой ее водой от следов кислоты и нейтрализацией кислоты и промывных вод известью. Предварительным опытом с анализом продуктов выщелачивания на фосфор, калий, потерь кислоты сами оцените «стоит ли игра свеч».
Более простой способ выщелачивания фосфора и калия прямо на пахотном поле — с помощью двигателя мотоблока (мотокультиватора). Выхлопные газы из выхлопной трубы по трубопроводу попадают в почву за плугом, лапой культиватора или сошником сеялки. Содержащийся в продуктах сгорания углекислый газ абсорбируется почвой, и после увлажнения дождями превращается в углекислоту, которая переводит соединения фосфора и калия, содержащиеся в почве, в растворимые формы усваиваемые растениями. Такая обработка эквивалентна внесению на 1 сотку 1 кг суперфосфата. Одновременно чище становится воздух. Химические анализы показывают, что сорбция почвой вредных соединений не превышает допустимого уровня. Такая обработка может проводится на любых почвах, кроме кислых.[156]
Удобрения органические
При наличии домашнего скота важно максимально утилизировать его отходы. В навоз переходит весь выделяемый животным фосфор, сера, кальций, половина азота, а в мочу — до 90 % калия и 50 % азота. Для утилизации мочи лучше всего подходит подстилка из верхового торфа или резаной соломы, хуже всего — из опилок. В птичьем помете азотные компоненты быстро разлагаются с выделением аммиака (за 2 месяца теряет до 50 % азота). Для его сохранения пересыпают торфом (впитывает аммиак) или перегноем, добавляют суперфосфат (8 -10 % от сырого помета), сушат помет на воздухе или хранят зимой в замороженном виде[157]
При хранении навоза нельзя весь его превращать
Переработка фекалий на компост позволяет сохранить азот и обеззараживает их от разных инфекций. Для этого ежедневно фекальную массу в выгребных ямах пересыпают торфяной крошкой до полного впитывания жидкости, а на дно новых выгребных ям укладывают торф слоем 20–30 см. На одного человека в год требуется 60–80 кг сухой торфяной крошки или 160–170 кг проветренного торфа. Вместо торфа можно использовать опилки или сухую перегнойную землю (250–290 кг на 1 чел. в год). В фекальной массе выгребных ям в среднем содержится 0,5–0,8 % азота, 0,2–0,4 % фосфора, 0,2–0,3 % калия.[159]
Из растительных остатков самые доступные — опавшие листья. Часть специалистов рекомендует удобрять ими почву путем непосредственной заделки в грядки осенью предварительно измельчив мотокультеватором, газонокосилкой (пройдя ею несколько раз по слою листьев) или стеблеизмельчителем. Но процесс их разложения в земле может оказаться длительным. Поэтому предпочтительнее компостирование в кучах или ямах. Самый простой способ — кучу из собранных осенью листьев в месте защищенном от ветра два раза в год (весной и в конце лета) перелопачивают вилами так, чтобы верхний слой оказался внизу. Через 2 года, когда смесь примет темную земляную окраску, ее вносят на грядки. Для ускорения компостирования листья перед складыванием в кучу измельчают (газонокосилкой и т. д.) и хорошо смачивают водой. Способствует компостированию добавка к листьям также травы, кухонных отходов, навоза, и других компонентов, содержащих азот, а также дождевых червей (часть старого компоста с червями можно использовать для размножения их в свежем). Измельченные листья также хорошо мульчируют почву.
Для хорошего компоста требуется высокая температура разложения массы, но тогда много теряется органики и азота. Сокращает потери азота компостирование в ямах, но это трудоемко. Другой способ: в компостные кучи вставляют колья и заливают жидким раствором глины. Когда глина высохнет, колья вынимают для доступа воздуха и по термометру следят, когда куча нагреется до 70–75 ° (обычно через 7-10 дней), после этого через 1–2 дня дырки от кольев замазывают глиной и весь выделяющийся аммиак будет удерживаться глиной. Уменьшает потери азота добавка суперфосфата (1 кг на 100 кг сырой массы компоста).[160]
Утеплитель из макулатуры
Мелкие куски бумаги заливают в бочке с водой на 1–2 дня, затем разбавляют водой из расчета 18–20 л воды на 1 кг сухой бумаги, добавляют 0,05-1% от массы водную эмульсию машинного масла, чтобы не впитывала водяные пары (в соотношении 1:1 эмульгируют предварительно электромешалкой, например, электродрелью с 3 кусками проволоки отогнутой в стороны), 70-100 г соды на 200 кг смеси (против возгорания) и 5 г борной кислоты на 200 кг смеси (антисептик от грибка). Затем взбивают смесь до однородной массы (куски бумаги не более 1x2 см) эл. дрелью с прутком диаметром 5–6 мм изогнутым как спираль от сетки «Рабица». Чем однороднее станет смесь, тем больше будет утеплителя. Потом массу слоем в 10–15 мм ровно раскладывают в опалубке — деревянном ящике с натянутой без провисаний на дне полимерной или металлической сеткой с ячейками не более 3x3 мм для стока воды. Ящик крепится на ножки. Летом в сухую погоду масса сушится 3 дня на открытом воздухе. В квартире массу в опалубку заливают над ванной, а через 3–4 часа, когда вода перестанет капать, опалубку ставят на шнуры на кухне под самым потолком и сушат плитой, поддерживая температуру 35–40 °C на высоте 1,6 м от пола при открытой форточке. Через 10–16 часов раму снимают и заливают новую смесь. Из 70 кг сухой бумаги получают до 0, 5 м3 утеплителя плотностью 150 кг/м3[161].