Спосіб визначення ступеня забрудненості ґрунтів

Реферат: UA 113560 U UA 113560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до біотехнології та може бути використана у природоохоронній діяльності, а саме для визначення ступеня забрудненості ґрунтів. Найближчим аналогом способу, що заявляється, є спосіб визначення ступеня фітотоксичності фактора [1]. Вищезазначений спосіб полягає у наступному - проводять тестування рослин за дії різних доз фактора. Встановлюють лінійний розмір або масу надземної та кореневої частин, а потім співвідношення відповідних параметрів для цих органів рослин. На основі змін тестового показника визначають дозу фактора за максимального значення співвідношення. При зниженні величини цього співвідношення діагностують підвищення фітотоксичності фактора. Результати дають можливість прогнозування і диференційної оцінки максимально токсичних концентрацій факторів кореневого живлення на основі аналізу дозових змін діагностичного показника. Недоліком відомого способу є те, що за його допомогою неможливо здійснити кількісну оцінку фітотоксичності фактора середовища і, як наслідок, - ступінь забрудненості ґрунтів. Також зазначений спосіб передбачає оцінку дозових змін окремих діагностичних показників, що, на відміну від запропонованого авторами способу, унеможливлює інтегральність в оцінці якості ґрунтів за допомогою біотестування - методичного прийому, заснованого на використанні в стандартних лабораторних умовах біологічних тест-об'єктів для визначення токсичності ґрунтів шляхом реєстрації зміни відповідних показників їх життєдіяльності під впливом сумісної дії і взаємодії специфічних хімічних токсичних речовин. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб визначення фітотоксичності фактора середовища за рахунок отримання кількісної оцінки ступеня забрудненості ґрунтів. Поставлена задача вирішується тим, що для визначення токсичності ґрунтів на вищих рослинах встановлюють різницю між інтенсивністю росту рослин у водній витяжці з ґрунту (дослід) та у воді, в якій рослини утримуються (контроль). Критерієм токсичності є зниження на 20 і більше відсотків довжини проростків і (або) коренів рослин у досліді порівняно з контролем за 96 год. біотестування. Проби ґрунту для біотестування відбирають згідно з ГОСТ 17.4.3.01-83 та ГОСТ 17.4.4.0284. Маса загальної проби повинна бути не менше 2 кг. Проби ґрунту звільняють від сторонніх домішок, подрібнюють, просіюють крізь сито з порами діаметром 1 мм, розподіляють тонким шаром на аркуші паперу або кальки у вигляді квадрата чи прямокутника і поділяють на 4 частини. Дві протилежні частини ґрунту зсипають в одну купу, повторюють вказану операцію до тих пір, доки вага зразка ґрунту не буде дорівнювати 100 г. Наважку ґрунту переносять у колбу з притертою пробкою. Заливають дистильованою водою у співвідношенні 1:1 і збовтують вміст колби за допомогою струшувача протягом 1,5 год. Після цього вміст колби переносять у центрифужні стакани і центрифугують при 2000 об./хв. протягом 10 хв. Після центрифугування водну витяжку з центрифужних стаканів переносять у колбу з притертою пробкою і використовують для біотестування. За необхідності водні витяжки зберігають у холодильнику за температури (4±2)°С не більше 24 год. Перед біотестуванням охолоджені водні витяжки нагрівають до температури (25±2)°С. Як тест-об'єкт використовують насіння вищих рослин (Raphanus sativus L, Zea mays L., Avena sativa L.). 3 3 Водну витяжку з ґрунту об'ємом 10 см наливають у стакан місткістю 100 см (дослід). В інший стакан наливають такий же об'єм дехлорованої питної води (контроль). У кожний стакан вміщують по 35-50 штук насіння редьки. Кількість насіння залежить від його схожості. Вміст кожного стакана ретельно перемішують. Стакани розташовують у термостаті і витримують за температури (27±2)°С протягом 24 год. Після витримування у термостаті насіння розкладають у чашки Петрі таким чином: насіння з дослідних склянок - на фільтрувальний папір, зволожений водною витяжкою, насіння з контрольних склянок - на фільтрувальний папір, зволожений питною водою. Чашки Петрі розташовують у термостаті і витримують за температури (25±2)°С протягом 72 год. Наприкінці біотестування вимірюють довжину коренів і проростків у контролі та досліді. За результатами вимірювань довжини коренів і проростків вищих рослин розраховують їх середні арифметичні значення в досліді і контролі. Отримані значення використовують для розрахунку різниці довжини коренів і проростків у досліді відносно контролю у відсотках за формулою: A = ((Xk-Xd)/Xk)*100, 1 UA 113560 U5 10 15 20 25 де А - довжина коренів (проростків) у досліді відносно контролю, %; Хк - середнє арифметичне довжини коренів (проростків) у контролі, см; Xd - середнє арифметичне довжини коренів (проростків) у досліді, см. Ґрунт виявляє токсичність, якщо А становить 20 і більше відсотків. Для визначення придатності насіння вищих рослин до біотестування встановлюють концентрацію розчину еталонної речовини, що викликає зменшення довжини коренів і (або) проростків на 20 % за 96 год. біотестування (ЕК20-96). Як еталонну речовину використовують фенол (С 6Н5ОН) згідно з ГОСТ 6417-72. Вихідний 3 розчин готують з концентрацією 1 г/дм С6Н5ОН. Для цього використовують дистильовану воду 3 згідно з ГОСТ 6709. З вихідного розчину готують серію розчинів від 100 до 200 мг/дм С6Н5ОН з 3 інтервалом 25 мг/дм , використовуючи дехлоровану питну воду. Біотестування розчинів проводять впродовж 96 год. згідно з процедурою, викладеною вище. За результатами розраховують ЕК20-96. Якщо одержана величина ЕК20-96 знаходиться в експериментально встановленому 3 діапазоні реагування тест-об'єкта, який дорівнює 89,5-194,5 мг/дм С6Н5ОН, партія насіння придатна до біотестування. Якщо ЕК20-96 С6Н5ОН не вміщується у вказаний діапазон реагування, партію насіння замінюють на нову. Рекомендується використовувати насіння зі схожістю 90 %. Схожість насіння визначають згідно з ГОСТ 12038-84. Контроль відтворюваності результатів визначення токсичності здійснюють за розбіжністю результатів двох визначень ЕК еталонної речовини (ЕК1, ЕК2). Результати визначень токсичності задовільні за умови: (ЕК1-ЕК2)Д, де Д - норматив оперативного контролю відтворюваності результатів, значення якого при 3 довірчій ймовірності Р=0,95 складає 74 мг/дм фенолу. Характеристики похибки одиночного визначення токсичності надані в таблиці 1. Таблиця 1 Характеристики похибки одиночного визначення токсичності ЕК20-96, 3 мг/дм фенолу 142 30 Границі інтервалу, в яких похибка визначень Найбільше можливе значення токсичності знаходиться з середнього квадратичного відхилення випадкової складової похибки ±Δ, мг/дм ±δ, % 26,8 52,5 37,0 Для оцінки небезпеки забруднення ґрунтів запропоновано використовувати показник "ступінь забрудненості ґрунтів" у відповідності до визначених рівнів пригнічення ростових процесів, кількісна характеристика якого виражається коефіцієнтом забрудненості ґрунтів (К ЗГ), при цьому коефіцієнт забрудненості ґрунтів диференціюють за рівнями пригнічення ростових процесів. У таблиці 2 наведено класифікацію якості ґрунтів за ступенем забрудненості. 35 Таблиця 2 Класифікація якості ґрунтів за ступенем забрудненості Клас якості Рівень забрудненості ґрунтів І II III IV V 40 Незабруднені Слабко Помірно Брудні Дуже брудні Рівні пригнічення ростових процесів (фітотоксичний фактор), % 0-20 20,1-40 40,1-60 60,1-80 80,1-100 Ступінь забрудненості 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Перевага способу у порівнянні з відомим полягає у тому, що за його допомогою можна визначити не тільки наявність або відсутність фітотоксичного ефекту, а також оцінити небезпеку забруднення ґрунтів токсичними речовинами через кількісну оцінку забрудненості ґрунтів в залежності від рівнів пригнічення ростових процесів. 2 UA 113560 U Джерело інформації: 1. Патент України № 58614, МПК G01N 33/24, Феденко В.С., Шемет С.А., Кунат Т.В., дата публікації 26.04.2011 р. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб визначення ступеня забрудненості ґрунтів, що включає визначення токсичності ґрунтів на вищих рослинах, який відрізняється тим, що встановлюють різницю між інтенсивністю росту рослин у водній витяжці з ґрунту (дослід) та у воді, в якій рослини утримуються (контроль), причому для оцінки небезпеки забруднення ґрунтів використовують показник "ступінь забрудненості ґрунтів" у відповідності до визначених рівнів пригнічення ростових процесів; кількісну характеристику ступеня забрудненості виражають коефіцієнтом забрудненості ґрунтів (КЗҐ), при цьому коефіцієнт забрудненості ґрунтів диференціюють за рівнями пригнічення ростових процесів. 15 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3