Спосіб визначення негативного впливу ксенобіотиків на грунт

Корисна модель відноситься до дослідження грунтів зокрема визначення дегідрогенази і може бути використана для встановлення критичного стану гр унту на територіях, забруднених важкими металами. Відомий спосіб оцінки забруднення грунтів важкими металами, що включає визначення вмісту мобільних з'єднань важких металів у твердій фазі грунту та порівняння його з еталоном при цьому для оцінки використовують водорозчинну форму важких металів, а в якості еталону - ГДК їх р ухливи х форм. [див. пат. №49788 С2, UA, МПК 6 G 01 N 33/24, опубл. 15.10.2002, Бюл. №10]. Недоліком відомого способу є те, що враховують тільки кількість водорозчинних форм важких металів у грунті, та не враховують їх валовий вміст, що робить його менш достовірним. Найбільш близьким до заявленого способу за суттю є спосіб визначення дегідрогенази у грунті, що включає підготовку зразків грунту: висушування, очищення та просіювання, внесення реактивів: розчини глюкози, трифенілтетразолію хлористого (ТТХ), СаСО3, створення вакууму, інкубацію при температурі 30 градусів протягом 24 годин, екстрагування етиловим спиртом, фотоколориметрування при довжині хвилі 540н.м. та порівняння з контрольним зразком. [див. Методы почвенной микробиологии и биохимии под ред. Д.Г. Звягинцева, изд. 2-е перераб. и дополн..-M,: из-во Московского Университета, 1991,-303с.]. Недоліком цього способу є те, що він має невисоку достовірність результатів через загибель частини ґрунтової мікробіоти при визначеннях, та не дозволяє виокремити конкретні джерела забруднення грунту. В основу створення способу, який пропонується, поставлено завдання створення способу визначення негативного впливу ксенобіотиків, зокрема важких металів на грунт при збереженні всього обсягу гр унтової мікробіоти (аеробної та анаеробної), що дозволить збільшити його достовірність та інформативність. Для досягнення поставленого завдання у способі визначення негативного впливу ксенобіотиків на грунт, який включає підготовку зразків грунту, внесення реактивів, інкубацію при температурі 30-32°С, екстрагування етиловим спиртом, фотоколориметрирування, порівняння з контрольним зразком, згідно рішенню, що пропонується, при підготовці зразків грунту додатково проводять стерилізацію, після внесення реактивів додають ґрунтову мікробну суспензію та ксенобіотики, інкубацію проводять ще і при температурі 22-23°С в присутності кисню протягом 1-6 діб. Спосіб реалізується наступним чином: для підготовки зразків змішаний верхній шар родючого грунту ретельно очищують від коріння і інших твердих включень та просіюють через сито з діаметром отворів 0,25мм. Після цього грунт стерилізують у сушильному шкафу при температурі 180°С протягом 3 годин, далі грунт остигає до кімнатної температури (18-20°С), та береться до аналізу. Для приготування ґрунтової суспензії беруть 20г. живого родючого грунту, заливають 100мл. бідистильованої води та струшують у шюттель-апараті протягом 5 хвилин або вручн у протягом 15-20 хвилин. Наважки стерильного грунту по 15г. розміщують у стерильні чашки Петрі та у кожну чашку додатково вносять по 7,5мл. 0,1М розчину глюкози, 10мг. СаСО3, 7,5мл. 1%-ний розчин ТТХ, а також по 15мл. визначеного навантаження дослідного матеріалу, в даному випадку - солі важких металів: нітрат нікелю (Ni(NО3)2 х 6Н2О) та сульфат цинку (ZnSО4 х 6Н2О) або інших досліджувальних ксенобіотиків, що можуть надходити у гр унт. Концентрації дослідного матеріалу вибирають в залежності від мети досліджень, наприклад, 1ГДК, 3ГДК, 10ГДК, 20ГДК. Для підготовки контрольного зразка наважку стерильного грунту 15г. поміщають у стерильну чашку Петрі та додатково вносять 7,5мл. 0,1М розчину глюкози, 10мг. СаСО3, 7,5мл. 1%ний розчин ТТХ та дистильовану воду в об'ємі, рівному об'єму ксенобіотиків. Після внесення всіх необхідних для досліду компонентів у чашках Петрі грунт ретельно перемішують стерильною паличкою протягом 5 хвилин. Після цього чашки Петрі поміщають у два термостати в один термостат при температурі 22°С , в другий при температурі 30°С та витримують 1 добу, 2 доби, 3 доби, 4 доби, 5 діб тощо. Після інкубування протягом 1-6 діб беруть наважки по 1,5г. дослідного грунту, поміщають у пробірки, екстрагують у 25мл. етилового спирту та фільтрують через паперовий фільтр "синя стрічка". Отриманий забарвлений розчин переносять у кювету 30мм. Та фотоколориметрують синім світофільтром при довжині хвилі 540нм., записують показання прибору і порівнюють, їх з даними контролю за показником оптичної щільності (нм.). В лабораторних умовах були проведені дослідження по визначенню впливу на грунт цинку (ZnSO4) та нікелю (N1NО3) див. таблицю та графіки 1, 2. Дослідження показали, що у контролі протягом 5 діб вміст у гр унті дегідрогенази змінювався в залежності від загибелі та розмноження мікроорганізмів. Так на 3 добу активно розмножувались окремі групи мікроорганізмів (фаза підйому), а протягом 4 та 5 доби їх кількість зменшується (фаза затухання), що відповідно відбивалося на вмісті гідрогенази в грунті. При концентрації 1ГДК нікелю та цинку фази підйому та затухання близькі до контролю, проте значення кількості дегідрогенази нижче за контроль. При концентраціях нікелю та цинку 3,10 та особливо 20ГДК розвиток мікроорганізмів в грунті подавляється і кількість дегідрогенази різко зменшується, що свідчить про суттєве забруднення грунту і необхідність проведення його очищення та рекультивації. Таким чином, використання даного способу дозволяє визначити стан грунту, забрудненого ксенобіотиками, його здатність до відродження його родючості (мікрофлори) та необхідність проведення санітарно-екологічних заходів. Таблиця 1 Результати експериментальних досліджень щодо вимірювань вмісту дегідрогенази при різній кількості нікелю та цинку у грунті (1, 3, 10, 20 ГДК) протягом 1, 2, 3, 4 та 5 діб за даними оптичної щільності (540нм) Термін, діб 1 Вміст дегідрогенази за Кратність ГДК нікелю Вміст дегідрогенази за оптичною щільністю оптичною щільністю у та цинку у гр унті Нікель Цинк контролі 0,3 1 0.19 0,15 3 0,20 0,11 2 0,3 3 1,5 4 1,2 5 1,2 10 20 1 3 10 20 1 3 10 20 1 3 10 20 1 3 10 20 0,22 0,11 0,78 0,98 1,40 0,18 1,30 0,77 1,40 0,27 1,60 1,25 0,92 0,36 1,80 0,90 0,52 0,21 0,11 0,10 0,85 0,37 0,18 0,12 0,60 0,28 0,23 0,13 0,88 0,22 0,15 0,13 0,98 0,18 0,70 0,50