D etonacyjny rozkład środków ochrony roślin w glebie

Skład p ro d u k tó w ro zk ład u m ateriału w y b u ch o w eg o (m .w .) zależy m. in. od w aru n k ó w , ja k ie w y stę p u ją w otw o rze strzałow ym . Pobierana p ró b k a po detonacji m .w . p o w in n a odzw ierciedlać stan rzeczy w isty ro zkładu środka ochrony roślin.

P rzy jęto następ u jące założenia:

• produkty d etonacyjnego spalania z o sta ją w pro w ad zan e (w bijane) do gleby,

• ew entualne p o zostałości niero zło żo n eg o środka ochrony roślin w skutek b u rzącego działania gazó w zo sta n ą w y m ieszane z u ra b ia n ą glebą,

• w celu u zyskania do badań reprezentatyw nej próbki gleby w ielkość ładunku i głęb o k o ść je g o u m ieszczen ia p ow inny być tak dobrane, aby zruszona i p o d rzu co n a g leba przynajm niej w p o ło w ie spadła do w y tw o rzo n eg o leja, z którego n astęp n ie zo stan ie pobrana.

Sposób p rzep ro w ad zen ia detonacji oparty je s t na m etodyce w ypracow anej i stosow anej w w ojskach saperskich.

P odczas detonacji m ateriału w ybu ch o w eg o w glebie w yróżnia się trzy strefy je g o działania: ściskanie p o w stające n a skutek ściśnięcia gruntu p rzez produkty detonacji (pow oduje zag ęszczen ie gruntu), burzenie w y stępujące po strefie ściskania, charakteryzujące się zn iszczeniem pow iązań m iędzy cząsteczkam i gruntu (pow oduje ro zd ro b n ien ie gruntu i p o w staw an ie szczelin), oraz w strząs naruszający strukturę gruntu. M ia rą działania bu rząceg o je s t objętość leja utw o rzo n eg o w ziem i;

charakteryzuje je w skaźnik działania w ybuchu „n”, w yrażony stosunkiem pro m ien ia leja r do linii najm n iejszeg o oporu „h”, tj. odległości od środka ładunku do pow ierzchni gruntu (rys. 6):

gdzie:

n - w sk aźn ik działania w yb u ch u , r - prom ień leja, m ,

h - linia najm niejszego oporu, m.

Rys. 6. Linia najmniejszego oporu Fig. 6. The least ’ resistance line

W ybuch ład u n k u o dużej w ielkości w sk aźn ik a „n” ( n > l) p o w oduje w yrzucenie urobku poza obręb leja, przy czym je ż e li stożek leja zw rócony je s t w ierzchołkiem ku dołow i, część je g o spada z pow rotem do leja. K ształt leja po w ybuchu przedstaw ia rys. 7.

Rys. 7. Kształt i elementy leja po wybuchu materiału wybuchowego w glebie [94]:

D - średnica leja, r -promień leja, t - wysokość nasypu, p - widoczna głębokość leja, h - linia najmniejszego oporu, l - długość nasypu od środka leja

Fig. 7. The shape and parts o f crater after explosion in soil [94]:

D — diameter o f the crater, r — radius o f the crater, t - height o f the bank, p - visible depth o f the crater, h - the least ’ resistance line, I - length o f the bank from the middle o f crater

W celu najbardziej ekonom icznego zużycia m ateriału w y buchow ego przy w y sadzaniu obliczonym na w y rzucenie gruntu przyjm uje się, dla ładunków skupionych, w sk aźn ik n=l,5-t-3 (najbardziej odpow iednia w ielkość n=2,0). L eje w gruncie w ykonuje się ładunkam i um ieszczonym i w ew nątrz ośrodka; przy w skaźniku n=2 p ow staje okrągły lej o przekroju zbliżonym kształtem do ściętego stożka z łag o d n ie zaokrąglonym dnem .

44

M asę pojed y n czeg o ładunku sku p io n eg o w celu w yk o n an ia leja w ziem i o b licza się w ed łu g w zoru:

Ł = P ■ M h3, (4.3)

gdzie:

Ł - m asa ład u n k u skupionego, kg,

P - w sp ó łczy n n ik zależny od rodzaju gruntu i m ateriału w ybu ch o w eg o (dobierany z tabeli),

M - w sp ó łczy n n ik zależny od w sk aźn ik a działania w y b u ch u (dobierany z tabeli), h - linia n ajm n iejszeg o oporu, m.

W yrzucona przy w y b u ch u ziem ia zostaje rozsypana tw orząc bezpośrednio w o k ó ł leja nasyp; n a jw ię k sz ą w ysokość nasy p u „t” o b licza się ze w zoru:

t =

P rom ień „r” utw o rzo n eg o nasypu o k reśla się w ed łu g w zoru:

l = l 2- r (4.5)

P oza obrębem nasypu utw o rzo n eg o w o k ó ł leja u p ad ają pojedyncze grudy ziem i.

O dległość ich rozrzu tu L max zależy od w ielkości w sk aźn ik a działania w yb u ch u oraz struktury gruntu - m o żn a j ą określić w p rzy b liżen iu w e d łu g w zoru:

¿ ma, = 140 W ń (4.6)

P o n iew aż pew n a część gruntu przy w y rzu cie w górę ponow nie opada w utw orzony lej, w o b ec teg o ostateczn a głęb o k o ść leja „p ” je s t m n iejsza od początkow ej. N a jw ię k szą

w id o c z n ą g łębokość leja „p” określa w zór: *

p = Z n h = Z r , (4.7)

gdzie:

Z - w sp ó łczy n n ik zależny od w łaściw o ści gru n tu [94]:

- dla suchego p iask u 0.40+ 0,45, - dla m o k reg o p ia sk u 0,45+ 0,55,

- dla gliny 0,50+ 0,60,

- dla skał i beto n u 0,50+ 0,70.

W celu określenia p ro m ien ia „r”, w edług zadanej m asy ład u n k u i znanej linii

4 .3 .1 . Ś r o d k i o c h r o n y r o ślin w y ty p o w a n e d o b a d a ń r o z k ła d u w g leb ie

D o bad ań ro zkładu śro d k ó w ochrony roślin m e to d ą d etonacyjnego rozkładu w glebie w y ty p o w an o 22 pesty cy d y [139] najczęściej w ystępujące w m oginikach:

H erbicydy: 1. D iuron k o n cen trat (3 -(3 ,4 -d ic h lo ro fen y lo )-l,l-d im e ty lo m o c z n ik ) (IV k lasa toksyczności),

7. A retit (octan 2-sec-b u ty l-4 ,6 -d in itro fen y iu ) (I k lasa toksyczności), 8. C rezo p u r 225 SL (kw as 4 -c h lo ro -2,3-dihydro-2-oksobenzotiazol-3-ylo-

octow y) (IV k lasa toksyczności),

9. P yram in 65 W P (5-am in o -4 -ch lo ro -2 -fen y lo p iry d azy n -3 (2 H )-o n ) (IV k lasa toksyczności),

10. G esaprim 50 W P (2 -ch lo ro -4 -e ty lo am in o -6 -izo p ro p y lo am in o -l,3 ,5 -tri azyna) (IV k lasa toksyczności),

11. A falon 50 W P (3-(3 ,4 -d ich lo ro fe n y lo )-l-m e to k sy -l-m e ty lo m o c z n ik ) (IV k lasa toksyczności),

12. G esagard 50 W P (2 ,4 -b is(izo p ro p y lo am in o )-6 -m ety lo -l,3 ,5 -triazy n a) (IV k lasa toksyczności),

13. V enzar 80 W P (3 -cy k lo h ek sy lo -6 ,7 -d ih y d ro -lH -cy k lo p en tap iry m i- dyno-2,4-dion) (V k lasa toksyczności),

14. B asagran 600 SL (2,2-ditlenek 3 -iz o p ro p y lo -(lH )b e n zo -2 ,l,3 -tia d ia - zon-4-onu) (IV klasa toksyczności) oraz

Insektycydy: 5. N ex io n EC 40 (tiofosforan 0 ,4 -b ro m o -2 ,5 -d ic h lo ro fe n y lo -0 ,0 -d im e - tylu) (IV klasa

15. F oschlor pł. 25 (2,2 ,2-trich lo ro -l-h y d ro k sy ety lo fo sfo n ian -d irflety lu ) (III k lasa toksyczności),

16. M etox p łynny 30 (l,l,l-tric h lo ro -2 ,2 -b is(4 -m e to k s y fe n y lo )e ta n ) (IV k lasa to k sy czn o ści),

17. M etation E 50 (tiofosforan 0 ,0 -d im e ty lo -0 -3 -m e ty lo -4 -n itro fe n y lu ) (III klasa toksyczności),

A karycydy i insektycydy:

2. R oztoczol ex tra pł. 8 (sulfon 4 -c hlorofenylo-2,4,5-trichlorofenylow y) (IV k la sa toksyczności),

3. E nolofos 500 EC (fosforan 2-ch lo ro -l-(2 ,4 -d ich lo ro fen y lo w in y lo d i- etylu)) (I k lasa toksyczności),

18. Z olone 350 EC (ditiofosforan S -(6-chloro-2,3-dihydro-2-oksobenzo- k s a z o l-3 -ilo )m e ty lo -0 ,0 -d ie ty lu ) (II klasa toksyczności),

19. C ytrolane 250 E (N -(4 -m ety lo -l,3 -d itio lan -2 -y lid en o )am id o fo sfo ran dietylu) (I k lasa toksyczności),

20. Etyl parathion (tiofosforan 0 ,0 -d ie ty lo -0 -4 -n itro fe n y lu ) (II klasa toksyczności),

21. U ltracid 40 EC (ditiofosforan S -(2,3 -d ih y d ro -5 -m eto k sy -2 -o k so -1,3,4-tia d ia z o l-3 -ilo )m ety lo -0 ,0 -d im e ty lu ) (I k lasa toksyczności),

Insektycyd, akarycyd i repelent:

22. M esurol 500 FS (m etylokarbam inian 4-m etyltio-3,5-xylyl) (II klasa toksyczności),

F u ngicyd i repelent:

4. Sadoplon 75 W P (disiarczek-bis(dim etylotiokarbam ylu)) (IV klasa toksyczności) oraz

Herbicyd, insektycyd, fu n g ic y d i akarycyd:

6 . D N O C 50 (4,6-dinitro-2-m etylofenol) (I klasa toksyczności).

N azw y h andlow e [125], zaw artość substancji biologicznie czynnej, num er [CAS]

oraz w zory chem iczne p rzedstaw iono w tab. 7.

48

T a b e la 7 C harakterystyka p esty cy d ó w stosow anych w dośw iadczeniach

Sym bol

cd. ta b e li 7

cd. tabeli 7

cd. ta b e li 7

4 .3 .2 . S z a c o w a n ie p a r a m e tr ó w u ż y tk o w y c h S a le tr o li o tr z y m a n y c h na b a zie w y ty p o w a n y c h ś r o d k ó w o c h r o n y r o ślin

W ytw orzenie m ieszaniny saletry am onow ej porow atej z paliw em , którym je s t odpadow y środek o chrony roślin zdolnej do detonacji, w y m ag a spełnienia odpow iednich w aru n k ó w [52, 144]. O b liczen ia param etrów użytkow ych przeprow adzono, przy założeniu że reakcja deton acy jn eg o spalania takiej m ieszaniny p rzeb ieg a w w arunkach stechiom etrycznych. P aram etry u żytkow e p o zw alają ocenić, czy u zy sk an a tem p eratu ra w y b u ch u je s t w y starczająca do ro zkładu pestycydu, ja k ró w n ież ocenić takie w artości, ja k : k o n cen tracja energii i ciśnienie, które d ecy d u ją o kruszeniu skał, oraz zdolność do w yk o n an ia pracy, k tóra to rzutuje na tzw . usyp urobku. P aram etry te in fo rm u ją o ekonom icznej m ożliw ości w y korzystania otrzym anego m ateriału w ybuch o w eg o . O trzym ane w artości w sk azu ją na m ożliw ość ro zkładu p estycydu, a je d n o c z e śn ie w y k o rzy stan ia go ja k o p aliw a zastępczego w tym m ateriale w ybuchow ym .

D la o d padow ych (p rzeterm in o w an y ch ) środków ochrony roślin należy najpierw oznaczyć ciepło spalania, a następ n ie w y k o n ać analizę elem entarną. D alszy tok postęp o w an ia pow inien przebiegać w ed łu g m etodyki opisanej poniżej.

Z estaw ien ie rów nań reakcji u tlenienia zam ieszczo n o w tab. 8.

T a b e la 8

- źródła: ow - obliczenia na podstawie energii w iązań, os - ocena szacunkow a na podstawie obliczeń interpolacyjnych, bi - biblioteka internetowa;

[59, 60, 112]

P aram etry u żytkow e S aletroli o trzym anych n a bazie środków ochrony roślin o bliczano w ed łu g w zorów :