Спосіб визначення стійкості рослин до забруднення повітря

Реферат: Спосіб визначення стійкості рослин до забруднення повітря полягає у використанні штучного моделювання забруднення атмосфери у проточній фумігаційній камері, причому пагони рослин поміщують у колбах з водою до модифікованої фумігаційної камери з термоізольованими випарниками, датчиками для постійного стеження за температурою та освітленістю, використовують суміш забруднювачів у концентрації, характерній для підприємств з 3 виробництва фосфорних виробів, яка включає фтористий водень (0-2,0 мг/м ), сірчистий 3 3 3 ангідрид (0-9,0 мг/м ), пари сірчаної кислоти (0-10,0 мг/м ) та аміаку (0-12,0 мг/м ), для уточнення дози дії забруднення застосовують план багатофакторного експерименту з трьома рівнями факторів, яким відповідають три терміни фумігації, рівні 0, 6 та 12 годин, піддають фумігації 3-5 пагонів для кожного варіанту, площу некрозів на листках рослин визначають візуальним методом. UA 114883 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ СТІЙКОСТІ РОСЛИН ДО ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯ UA 114883 U UA 114883 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі фізіології стійкості рослин, екології рослин, зеленого будівництва, лісівництва. Відомий спосіб визначення газостійких видів рослин за допомогою спостереження за їх пошкоджуваністю за умов зростання в забруднених зонах [1-4]. Недоліком цього методу є необхідність тривалого спостереження за рослинами, багаторічного визначення їхньої пошкоджуваності та фізіологічних параметрів. Разом з тим метод дає надійні результати для конкретних промислових зон. Відомий спосіб визначення пошкоджуваності рослин за допомогою штучної дії забруднювачів повітря у герметичних фумігаційних камерах, який дає змогу швидкого отримання результатів [5, 6]. Недоліком цього методу є використання герметичних камер, у яких крім дії забруднювачів рослини піддаються дії зміни газового складу повітря та температурного режиму. Найбільш близьким рішенням є спосіб, що полягає у застосуванні проточної фумігаційної камери для обробки рослин забрудненим повітрям (7, прототип). Цей метод вільний від недоліків герметичних камер через зміну повітряних мас у камері під час фумігації. Недоліки способу: - використання для обробки рослин одного забруднювача; - використання для генерації газів недосконалих методів; - низький рівень відповідності пошкоджуваності рослин за умов фумігації та за умов промислових підприємств. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу визначення пошкоджуваності рослин, який би потребував незначного часу, передбачав можливість варіювання газового складу забруднювачів, був би відтворюваним у різних екологічних умовах, можливість створення математичних моделей для прогнозування стійкості рослин залежно від зонування підприємств. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у способі визначення параметрів стійкості рослин використовується метод штучної фумігації рослин сумішами забруднювачів у модифікованій фумігаційній камері відповідно до схем повного факторного експерименту з трьома рівнями факторів. Модифікована камера на відміну від прототипу дозволяє застосовувати суміші, які включають до п'яти забруднювачів, має термоізольовані випарники, що знижує їхній вплив на температуру в камері, має датчики для постійного стеження за температурою та освітленістю у камері. Статистична обробка результатів дозволяє отримати математичну модель пошкоджуваності, за допомогою якої можна прогнозувати стійкість рослини у різних частинах промислових або міських зон. Приклади конкретного виконання. Потрібно визначити пошкоджуваність тополі китайської до забруднення повітря фтористим воднем, сірчистим ангідридом, парами сірчаної кислоти та аміаком (такий склад забруднювачів характерний для підприємств з виробництва фосфорних добрив). На основі аналізу концентрацій забруднювачів обираються їхні співвідношення для фумігації та визначаються концентрації в камері таким чином, щоб отримана доза за час фумігації відповідала дозі у заводських умовах (табл.). Проводиться фумігація згідно з планом експерименту, для чого зрізані пагони тополі приміщуються у колби з водою та ставляться у камеру. Для порівняння результатів у контрольний відсік камери ставляться контрольні пагони, які не піддаються дії забруднювачів, але знаходяться у тих самих умовах довкілля, що і дослідні. Кількість дослідів визначається планом експерименту (у нашому випадку - 27). Для уточнення дози дії забруднення фумігація проводиться протягом 6 та 12 годин. Термін фумігації у розрахунках використовується як фактор (рівні - 0, 6 та 12 годин). Фумігації піддаються 3-5 пагонів для кожного варіанту. Визначається пошкоджуваність листя у відсотках некротизованої поверхні не менше ніж у 10 листків. Розраховується середня пошкоджуваність та інші показники варіації (середні значення наведені у табл.). Обчислюються коефіцієнти рівняння регресії [8]. Технічний результат. Спосіб визначення стійкості рослин до промислового повітря дає змогу швидко визначати пошкоджуваність рослин сумішами полютантів, що покращує відповідність відгуку рослинних організмів у реальних умовах та прискорює добір видів рослин для створення зелених насаджень у промислових регіонах та міських конгломератах. Джерела інформації: 1. Лихолат Ю.В. Викоритання деревних декоративних рослин за умов промислового забруднення в степовому Придніпров'ї / Ю.В. Лихолат // Вісник Дніпропетровського ун-ту. Сер. Біологія. Екологія. - 2002, 10 - C. 111-116. 1 UA 114883 U 5 10 15 2. Масальський В.П. Газо- і димостійкість культивованих видів роду Tilia L. в умовах урбанізованого середовища правобережного лісостепу України (на прикладі вуличних насаджень міст Києва та Білої церкви) / В.П. Масальський, І.Л. Мордатенко // Науковий вісник НЛТУ України. - 2014. - Вип. 24.4. - C. 104-108. 3. Хвостов О.О. Вплив аерогенного забруднення на стан деревної рослинності м. Запоріжжя / О.О. Хвостов, Н.В. Капелюш // Питання біоіндикації та екології. - Запоріжжя: ЗНУ, 2011. - Вип. 16, № 1. - С. 103-108. 4. Edward J. Sikora Air Pollution Damage to Plants / Edward J. Sikora, Arthur H. Chappelka. Alabama A&M and Auburn Universitets (www.aces.edu) 5. Николаевский B.C. Биологический основы газоустойчивости растений. - Новосибирск: Наука, 1979. - 325 с. 6. Илькун Г.М. Загрязнение атмосферы и растения. - К.: Наук. думка, 1978. - 246 с. 7. Попов В.А. Метод штучної фумігації рослин шкідливими газами в потоці повітря / В.А. Попов, Г.М. Негруцька // Інтродукція та експериментальна екологія рослин. - К.: Наук. думка, 1973. - Вип. 3. - С. 83-89. 8. Приседський Ю.Г. Статистична обробка результатів біологічних експериментів. - Донецк: Кассиопея, 1999 - 210 с. Таблиця План експерименту та пошкоджуваність тополі китайської 3 № вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Концентрації забруднювачів, мг/м NН3 НF SO2+H2SO4 0 0 0 1,2 0 0 12,0 0 0 0 0,2 0 1,2 0,2 0 12,0 0,2 0 0 2,0 0 1,2 2,0 0 12,0 2,0 0 0 0 0,9+1,0 1,2 0 0,9+1,0 12,0 0 0,9+1,0 0 0,2 0,9+1,0 1,2 0,2 0,9+1,0 12,0 0,2 0,9+1,0 0 2,0 0,9+1,0 1,2 2,0 0,9+1,0 12,0 2,0 0,9+1,0 0 0 9,0+10,0 1,2 0 9,0+10,0 12,0 0 9,0+10,0 0 0,2 9,0+10,0 1,2 0,2 9,0+10,0 12,0 0,2 9,0+10,0 0 2,0 9,0+10,0 1,2 2,0 9,0+10,0 12,0 2,0 9,0+10,0 20 2 Середня пошкоджуваність, % 0 годин 6 годин 12 годин 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7 0,0 0,0 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 16,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 18,7 63,3 0,0 0,0 4,0 0,0 0,0 0,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 16,7 UA 114883 U Рівняння для визначення пошкоджуваності тополі китайської сумішшю HF, SO2, H2SO4, NH3 2 2 Y  - 3,242  1,521 · X1 - 0,130  X1  0,355 · X 2 - 0,369  X1 · X 2  0,028  X1 · X 2  0,207  X 2  2 2  0,057  X3 - 0,157  X1 · X3  0,016  X1 · X 3 - 0,059  X 2 · X 3  0,035  X1   X 2  X3 2 2 2 2 2 - 0,003  X1  X 2 · X 3  0,001  X3  0,006  X1  X 3  0,001  X1  X 3  1,022  X 4 - 0,520  X1  X 4  2 2  0,043  X1  X 4 - 0,224  X 2  X 4  0,174  X1  X 2  X 4 - 0,011  X1  X 2  X 4 - 0,235  X 2  X 4  2 2  0,009  X1  X 2  X 4 - 0,001  X1  X 2  X 4 - 0,121  X3  X 4  0,070  X1  X3  X 4 2 2 2 2 - 0,006  X1  X 3  X 4  0,070  X 2  X3  X 4  0,016  X1  X 2  X3  X 4 - 0,002  X1  X 2  X3  X 4  2 2  0,012  X 2  X 3  X 4 - 0,041  X1  X 2  X3  X 4 0,003  X1  X 2  X3  X 4  0,004  X3  X 4 2 2 2 2 2 2 - 0,002  X1  X 2  X 4 - 0,001  X 2  X 3  X 4 - 0,001  X 2  X3  X 4  0,001  X1  X 2  X3  X 4 2 2 2 2 - 0,056  X 2  0,032  X1  X 2 - 0,003  X1  X 2  0,026  X 2  X 2 - 0,002  X1  X 2  X 2  4 4 4 4 2 4  0,013  X3  X 2 - 0,004  X1  X 3  X 2 - 0,009  X 2  X 3  X 2 - 0,022  X1  X 2  X3  X 2  4 4 4 4 2  0,002  X1  X 2  X3  X 2 - 0,002  X 2  X3  X 2  0,016  X1  X 2  X3  X 2 4 2 4 2 4 2 2 2 - 0,001  X1  X 2  X3  X 2  0,002  X1  X 2  X3  X 2 - 0,001  X1  X 2  X3  X 2 2 4 4 2 4 5 Де: Y - пошкоджуваність листя, %; 3 X1 - концентрація аміаку (ΝΗ3), мг/м ; 3 X2 - концентрація флуориду гідрогену (HF), мг/м ; 10 3 X3 - концентрація суміші сірчистого ангідриду (SO2) та сірчаної кислоти (H2SO4), мг/м ; X 4 - термін дії забруднювачів, год. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб визначення стійкості рослин до забруднення повітря полягає у використанні штучного моделювання забруднення атмосфери у проточній фумігаційній камері, який відрізняється тим, що пагони рослин поміщують у колбах з водою до модифікованої фумігаційної камери з термоізольованими випарниками, датчиками для постійного стеження за температурою та освітленістю, використовують суміш забруднювачів у концентрації, характерній для підприємств 3 з виробництва фосфорних виробів, яка включає фтористий водень (0-2,0 мг/м ), сірчистий 3 3 3 ангідрид (0-9,0 мг/м ), пари сірчаної кислоти (0-10,0 мг/м ) та аміаку (0-12,0 мг/м ), для уточнення дози дії забруднення застосовують план багатофакторного експерименту з трьома рівнями факторів, яким відповідають три терміни фумігації, рівні 0, 6 та 12 годин, піддають фумігації 3-5 пагонів для кожного варіанту, площу некрозів на листках рослин визначають візуальним методом. 25 Комп’ютерна верстка Т. Вахричева 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