RU2485477C1 - Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals - Google Patents

Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals Download PDF

Info

Publication number
RU2485477C1
RU2485477C1 RU2012105185/15A RU2012105185A RU2485477C1 RU 2485477 C1 RU2485477 C1 RU 2485477C1 RU 2012105185/15 A RU2012105185/15 A RU 2012105185/15A RU 2012105185 A RU2012105185 A RU 2012105185A RU 2485477 C1 RU2485477 C1 RU 2485477C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heavy metals
ragweed
environmental pollution
plant
sainfoin
Prior art date
Application number
RU2012105185/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Борисович Заалишвили
Сарра Абрамовна Бекузарова
Оксана Петровна Козаева
Александр Львович Комжа
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Центр геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Центр геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Центр геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А)
Priority to RU2012105185/15A priority Critical patent/RU2485477C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485477C1 publication Critical patent/RU2485477C1/en

Links

Landscapes

  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves using as a bioindicator the aerial part of a ragweed plant (Ambrosia artemisiifolia L.) in flowering phase, and making a conclusion on pollution of the investigated area if content of heavy metals is considerably higher than the maximum allowable concentration.
EFFECT: easy and more efficient evaluation.
3 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к экологии, в частности к области защиты окружающей среды, и может найти применение при оценке загрязнения территории тяжелыми металлами.The invention relates to ecology, in particular to the field of environmental protection, and may find application in assessing the pollution of the territory with heavy metals.

Известен способ, где проводят оценку экологического состояния путем отбора образцов хвои сосны обыкновенной, произрастающей на исследуемой территории. В ней определяют содержание хлорофилла и активность каталазы и по их составу определяют коэффициенты обмена веществ, по которым заключают о загрязнении окружающей среды (патент №2314349, опубликован 10.01.2008 г.).There is a method where environmental assessment is carried out by sampling pine needles common, growing in the study area. It determines the content of chlorophyll and the activity of catalase and their composition determines the metabolic coefficients, which conclude environmental pollution (patent No. 2314349, published January 10, 2008).

Однако известный способ достаточно сложный и малореализуемый, поскольку на территориях техногенного загрязнения сосна встречается не повсеместно, а может и вовсе там не произрастать.However, the known method is quite complex and unrealizable, since pine is not found everywhere in technogenic pollution areas, and may not grow there at all.

Известен способ, при котором определяют загрязненность территории только по одному фактору - кислотности сока хвойного дерева (патент №2375869 от 20.12.2009 г.). Однако известный способ также малоэффективен, из-за возможного отсутствия хвойных деревьев на исследуемой территории. В таком случае невозможно определить дозу увеличения содержания тяжелых металлов, то есть степень загрязнения.There is a method in which the contamination of the territory is determined by only one factor - acidity of coniferous tree juice (patent No. 2375869 from 12/20/2009). However, the known method is also ineffective, due to the possible absence of conifers in the study area. In this case, it is impossible to determine the dose of the increase in the content of heavy metals, that is, the degree of contamination.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором используют растение-биоиндикатор, произрастающий на территории санитарно-защитных зон - полынь австрийскую (Artemisia austrica Jacq.). Оценку проводят в период вегетации, подвергая химическому анализу надземную массу растений на содержание тяжелых металлов (патент №2257597 от 27.07.2005 г., МПК G01N 39/48).The closest technical solution is the method in which a bio-indicator plant growing on the territory of sanitary protection zones is used - Austrian wormwood (Artemisia austrica Jacq.). The assessment is carried out during the growing season, subjecting chemical analysis of the aerial mass of plants to the content of heavy metals (patent No. 2257597 dated 07/27/2005, IPC G01N 39/48).

Недостаток способа-прототипа заключается в том, что отбор проб проводят только один раз за полевой сезон, а для анализа отбирают по 20-30 шт. случайных растений. В связи с тем, что в процессе развития растений содержание тяжелых металлов меняется от минимального (фаза стеблевания), до максимального (фаза цветения) проведение одного анализа недостаточно для точного определения загрязнения окружающей среды.The disadvantage of the prototype method is that sampling is carried out only once during the field season, and 20-30 pieces are taken for analysis. random plants. Due to the fact that in the process of plant development the content of heavy metals varies from minimum (stem phase) to maximum (flowering phase), one analysis is not enough to accurately determine environmental pollution.

Кроме того, полынь произрастает не повсеместно, что усложняет проведение оценки.In addition, wormwood does not grow everywhere, which complicates the assessment.

Технический результат - упрощение способа, расширение ассортимента растений-биоиндикаторов.The technical result is a simplification of the method, the expansion of the assortment of plants bio-indicators.

Техническое решение заявленного объекта, в отличие от прототипа, заключается в том, что в качестве биоиндикатора используют растения амброзии полыннолистной (Ambrosia artemisiifolia L.) в фазе цветения, а оценку осуществляют по трем контрастным зонам и при содержаниях тяжелых металлов, значительно превышающих предельно допустимые концентрации, делают заключение о загрязнении исследуемого участка.The technical solution of the claimed object, in contrast to the prototype, lies in the fact that as a bioindicator use plants of ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) in the flowering phase, and the assessment is carried out in three contrast zones and at heavy metal contents significantly exceeding the maximum permissible concentrations , make a conclusion about the contamination of the investigated area.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Амброзия полыннолистная - карантинный сорняк американского происхождения - имеет широкое распространение в России (Дальний Восток, Сибирь, центральные и южные регионы европейской части страны и др.). Основная занятая амброзией территория приходится на Северный Кавказ, Ростовскую и Волгоградскую области и Приморский край. Вдоль железнодорожных и автомобильных дорог амброзия заносится и до северных регионов России (Коми, Карелии, Мурманской области). Растение неприхотливо, встречается массово и почти повсеместно, в различных экологических условиях, не избегая техногенно загрязненных территорий.Wormwood leaves - quarantine weed of American origin - is widespread in Russia (the Far East, Siberia, the central and southern regions of the European part of the country, etc.). The main territory occupied by ambrosia is in the North Caucasus, Rostov and Volgograd regions and Primorsky Territory. Along the railways and highways, ragweed is also brought to the northern regions of Russia (Komi, Karelia, and the Murmansk region). The plant is unpretentious, found in large quantities and almost everywhere, in various environmental conditions, without avoiding technologically polluted territories.

Вегетационный период длительный и составляет 150-170 дней. Фаза цветения продолжается более 60 дней, что позволяет осуществлять сбор надземной массы в период максимального накопления тяжелых металлов. По их содержанию, в этой фазе легко выявить растения, обладающие высокой сорбционной способностью.The growing season is long and is 150-170 days. The flowering phase lasts more than 60 days, which allows the collection of aboveground mass during the period of maximum accumulation of heavy metals. According to their content, in this phase it is easy to identify plants with high sorption ability.

Сравнение сорбционных способностей различных растений в одинаковых фазах развития, но в разных экологических условиях позволяет выявлять виды и культуры с максимальными биоиндикационными возможностями. Для количественного определения способности амброзии к накоплению тяжелых металлов в надземной массе, в сравнении с другими культурами, обладающими аналогичными сорбционными свойствами (клевером, люцерной, эспарцетом), проводились эксперименты на территории металлургического завода, у автотрассы и в сельскохозяйственных угодьях.Comparison of the sorption abilities of different plants in the same phases of development, but in different environmental conditions allows us to identify species and cultures with maximum bioindication capabilities. In order to quantitatively determine the ability of ragweed to accumulate heavy metals in the aerial mass, in comparison with other crops with similar sorption properties (clover, alfalfa, sainfoin), experiments were conducted on the territory of a metallurgical plant, near a highway and in agricultural land.

Учитывая особенность сосудистых растений концентрировать тяжелые металлы в начале вегетации в минимальном количестве, с постепенным возрастанием их содержания к фазе цветения, биоиндикационную оценку нескольких видов растений проводили в разные фазы развития (стеблевания, бутонизации, цветения).Given the peculiarity of vascular plants to concentrate heavy metals at the beginning of the growing season in a minimal amount, with a gradual increase in their content to the flowering phase, bioindication assessment of several plant species was carried out in different development phases (stem, budding, flowering).

Пример 1. На территории завода «Электроцинк» (г.Владикавказ) отбирали растения амброзии, клевера, люцерны, эспарцета в трех фазах развития (стеблевания, бутонизации, цветения) и определяли содержание кадмия (Cd), цинка (Zn) и свинца (Pb).Example 1. On the territory of the plant "Electrozinc" (Vladikavkaz) were selected plants of ragweed, clover, alfalfa, sainfoin in three phases of development (stem, budding, flowering) and determined the content of cadmium (Cd), zinc (Zn) and lead (Pb )

Зеленную массу исследуемых растений высушивали, измельчали и после минерализации определяли в лаборатории содержание тяжелых металлов, в соответствии с ГОСТ 26929-94.The green mass of the studied plants was dried, crushed, and after mineralization, the content of heavy metals was determined in the laboratory, in accordance with GOST 26929-94.

Пример 2. Вдоль автотрассы Ростов - Владикавказ отбирали растения (зеленую массу) амброзии, клевера, люцерны, эспарцета в трех фазах развития и осуществляли их анализ на содержание тяжелых металлов, как в первом примере.Example 2. Along the Rostov-Vladikavkaz highway, plants (green mass) of ragweed, clover, alfalfa, sainfoin were selected in three development phases and analyzed for heavy metals, as in the first example.

Пример 3. На экспериментальном полевом участке Северо-Кавказского НИИ горного и предгорного сельского хозяйства (СКНИИГПСХ) исследовали содержание тяжелых металлов в растениях амброзии, клевера, люцерны, эспарцета, в соответствии с ГОСТ 26929-94. Определяли содержание кадмия (Cd), цинка (Zn) и свинца (Pb).Example 3. In the experimental field site of the North Caucasian Research Institute of Mining and Piedmont Agriculture (SKNIIGPSH), the content of heavy metals in ragweed, clover, alfalfa, sainfoin plants was studied in accordance with GOST 26929-94. The contents of cadmium (Cd), zinc (Zn) and lead (Pb) were determined.

Результаты опытов сведены в таблицу.The results of the experiments are summarized in table.

ТаблицаTable Содержание тяжелых металлов (мг/кг сухого вещества)The content of heavy metals (mg / kg dry matter) Место произрастанияPlace of growth Вид растенияType of plant Фазы развитияDevelopment phases стеблеваниеshooting бутонизацияbudding цветениеbloom 1one 22 33 4four 55 Завод «Электроцинк»Plant "Electrozinc" Кадмий (Cd)Cadmium (Cd) амброзияragweed 3,423.42 4,324.32 4,524,52 клеверclover 2,122.12 2,862.86 3,423.42 люцернаalfalfa 2,262.26 2,782.78 3,243.24 эспарцетsainfoin 1,861.86 2,062.06 2,782.78 Автотрасса Ростов - ВладикавказMotorway Rostov - Vladikavkaz Кадмий (Cd)Cadmium (Cd) амброзияragweed 2,082.08 3,653.65 4,114.11 клеверclover 1,781.78 3,043.04 3,863.86 люцернаalfalfa 1,961.96 3,963.96 4,024.02 эспарцетsainfoin 1,651.65 2,922.92 3,583,58 Экспериментальный полевой участок СКНИИГПСХExperimental field plot SKNIIIGPSH Кадмий (Cd)Cadmium (Cd) амброзияragweed 0,890.89 1,11,1 1,21,2 клеверclover 0,580.58 0,380.38 1,011.01 люцернаalfalfa 0,500.50 0,500.50 0,740.74 эспарцетsainfoin 0,420.42 0,800.80 0,490.49 Предельно допустимые концентрации (ПДК)Maximum allowable concentration (MPC) 3,03.0 3,03.0 3,03.0

1one 22 33 4four 55 Цинк (Zn)Zinc (Zn) ЗаводPlant амброзияragweed 314,02314.02 325,89325.89 968,6968.6 «Электроцинк»Electrozinc клеверclover 78,1278.12 86,4686.46 114,3114.3 люцернаalfalfa 84,3284.32 92,1892.18 124,62124.62 эспарцетsainfoin 64,4464,44 72,0272.02 88,1488.14 Автотрасса Ростов - ВладикавказMotorway Rostov - Vladikavkaz Цинк (Zn)Zinc (Zn) амброзияragweed 236,73236.73 280,25280.25 620,0620.0 клеверclover 48,4848.48 50,2450.24 56,1856.18 люцернаalfalfa 56,2656.26 68,1868.18 76,1676.16 эспарцетsainfoin 54,1254.12 0,420.42 6,166.16 Экспериментальный полевой участок СКНИИГПСХExperimental field plot SKNIIIGPSH Цинк (Zn)Zinc (Zn) амброзияragweed 44,4744.47 139,12139.12 156,18156.18 клеверclover 2,862.86 23,9223.92 31,6231.62 люцернаalfalfa 2,132.13 24,4624.46 50,6450.64 эспарцетsainfoin 2,032.03 31,231,2 34,4634.46 ПДКMPC 26,126.1 26,126.1 26,126.1 Завод «Электроцинк»Plant "Electrozinc" Свинец (Pb)Lead (Pb) амброзияragweed 4,304.30 7,987.98 11,211.2 клеверclover 1,121.12 3,123.12 6,466.46 люцернаalfalfa 1,621,62 3,583,58 6,126.12 эспарцетsainfoin 0,860.86 2,182.18 2,922.92 Автотрасса Ростов - ВладикавказMotorway Rostov - Vladikavkaz Свинец (Pb)Lead (Pb) амброзияragweed 3,243.24 7,647.64 8,228.22 клеверclover 2,322,32 4,864.86 5,485.48 люцернаalfalfa 2,682.68 3,143.14 3,683.68 эспарцетsainfoin 1,981.98 2,082.08 2,362,36 Экспериментальный полевой участок СКНИИГПСХExperimental field plot SKNIIIGPSH Свинец (Pb)Lead (Pb) амброзияragweed 2,182.18 6,046.04 8,128.12 клеверclover 0,860.86 3,083.08 4,124.12 люцернаalfalfa 1,121.12 2,152.15 5,165.16 эспарцетsainfoin 1,761.76 3,123.12 5,05,0 ПДКMPC 5,05,0 5,05,0 5,05,0

Из приведенных в таблице данных следует, что в зоне наибольшего загрязнения (завод «Электроцинк») у амброзии в фазе цветения ПДК кадмия превышена в 1,5 раза, цинка - в 37 раз, свинца - в 2,2 раза. У других изучаемых культур в фазе цветения также наблюдается превышение ПДК отдельных тяжелых металлов. Однако растения амброзии сорбируют тяжелые металлы в гораздо больших количествах, чем другие исследуемые культуры. Следовательно, амброзия может служить более эффективным биоиндикатором загрязнения окружающей среды.From the data given in the table, it follows that in the zone of greatest pollution (Electrozinc plant) near ragweed in the flowering phase, the MPC of cadmium was exceeded by 1.5 times, zinc by 37 times, lead by 2.2 times. Other studied cultures in the flowering phase also exceeded the MPC of individual heavy metals. However, ragweed plants sorb heavy metals in much larger quantities than other studied cultures. Therefore, ragweed can serve as a more effective bio-indicator of environmental pollution.

Claims (1)

Способ оценки техногенного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, включающий использование в качестве биоиндикатора надземной части растения амброзии полыннолистной (Ambrosia artemisiifolia L.) в фазе цветения и составление заключения о загрязнении исследуемого участка при содержаниях тяжелых металлов, значительно превышающих предельно допустимые концентрации. A method for assessing technogenic environmental pollution with heavy metals, including the use of an aerial part of a plant of ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) as a bioindicator in the flowering phase and drawing up a conclusion on the contamination of the studied area at heavy metal contents significantly exceeding the maximum permissible concentrations.
RU2012105185/15A 2012-02-14 2012-02-14 Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals RU2485477C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105185/15A RU2485477C1 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012105185/15A RU2485477C1 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2485477C1 true RU2485477C1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012105185/15A RU2485477C1 (en) 2012-02-14 2012-02-14 Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485477C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552057C1 (en) * 2013-11-20 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Method of contaminated land estimation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1814066C (en) * 1990-04-23 1993-05-07 МГУ им.М.В.Ломоносова Method of selecting the species of sea macroalgae as test-organisms in order to estimate the water contamination with hard metals
RU1817848C (en) * 1990-11-11 1993-05-23 Борис Семенович Коган Method of heavy metal technogenic pollution detecting at bottom settling
RU2257597C1 (en) * 2003-10-20 2005-07-27 Вельц Наталья Юрьевна Method of estimating environmental heavy metal pollution
RU2315006C1 (en) * 2006-04-04 2008-01-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Method of biotesting of the water on the heavy metals pollution
RU2411502C2 (en) * 2009-04-20 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" Method to assess contamination of environment with iron, zinc, manganese

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1814066C (en) * 1990-04-23 1993-05-07 МГУ им.М.В.Ломоносова Method of selecting the species of sea macroalgae as test-organisms in order to estimate the water contamination with hard metals
RU1817848C (en) * 1990-11-11 1993-05-23 Борис Семенович Коган Method of heavy metal technogenic pollution detecting at bottom settling
RU2257597C1 (en) * 2003-10-20 2005-07-27 Вельц Наталья Юрьевна Method of estimating environmental heavy metal pollution
RU2315006C1 (en) * 2006-04-04 2008-01-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Method of biotesting of the water on the heavy metals pollution
RU2411502C2 (en) * 2009-04-20 2011-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" Method to assess contamination of environment with iron, zinc, manganese

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МУРАВЬЕВ Е.И. Состояние ландшафтных систем и их охрана в зоне белореченского завода: Автореферат дисс. на соискание ученой степени д.б.н. - Краснодар, 2010, раздел 4. ФРАНЦЕВА Н.Н. Флора и растительность полевой дорожной сети агроландшафта в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья: Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.б.н. - Ростов-на-&# *
МУРАВЬЕВ Е.И. Состояние ландшафтных систем и их охрана в зоне белореченского завода: Автореферат дисс. на соискание ученой степени д.б.н. - Краснодар, 2010, раздел 4. ФРАНЦЕВА Н.Н. Флора и растительность полевой дорожной сети агроландшафта в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья: Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.б.н. - Ростов-на-Дону, 2009, с.15-16. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552057C1 (en) * 2013-11-20 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Method of contaminated land estimation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Soil acidification increases metal extractability and bioavailability in old orchard soils of Northeast Jiaodong Peninsula in China
Li et al. Silicate-mediated alleviation of Pb toxicity in banana grown in Pb-contaminated soil
Torres et al. Berry quality and antioxidant properties in Vitis vinifera cv. Tempranillo as affected by clonal variability, mycorrhizal inoculation and temperature
Konieczny et al. Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on the content of zinc in lettuce grown at two phosphorus levels and an elevated zinc level in a nutrient solution
Bandau et al. European aspen with high compared to low constitutive tannin defenses grow taller in response to anthropogenic nitrogen enrichment
Ray et al. Application of potassium humate to reduce arsenic bioavailability and toxicity in rice plants (Oryza sativa L.) during its course of germination and seedling growth
Elloumi et al. Adaptive biochemical responses of Punica granatum to atmospheric fluoride pollution.
RU2485477C1 (en) Method of evaluating technogenic environmental pollution with heavy metals
Jin et al. Effect of Cd stress on the bioavailability of Cd and other mineral nutrition elements in broad bean grown in a loess subsoil amended with municipal sludge compost
RU2735034C1 (en) Method of assessing the ecological state of a territory
Artemkina et al. Chemical composition of Juniperus sibirica needles (Cupressaceae) in the forest–tundra ecotone, the Khibiny Mountains
Sadeghian et al. Selection and identification of air pollution-tolerant plants by air pollution tolerance index (APTI) in urban parks of Isfahan, Iran
Martin et al. Arsenic uptake in orchard trees: implications for dendroanalysis
Bianco et al. Abscisic acid in needles of Pinus cembra in relation to ozone exposure
Bakr Occurrence of Merismopedia minima in a drinking water treatment plant in Sohag city and removal of their microcystins by sediments
RU2629571C1 (en) Method for preparation of soil contaminated by cadmium for phytoremediation
Sahu et al. Calcium nutrition influencing yield and fruit quality of dragon fruit
RU2670253C1 (en) Method for preparing soils polluted by heavy metals for phytoremediation
Khamis et al. Phytoextraction potential of cadmium and lead contamination using Melia azedarach and Populus alba seedlings
Kovalchuk et al. Potentiometric determination of the antioxidant activity of medicinal plants
Madgwick et al. Above-ground biomass, nutrients, and energy content of trees in a second-growth stand of Agathis australis
Misimović et al. Effects of different plant extracts on the mineral content of blackberry leaf (R. fruticosus) in organic production.
Vasbieva et al. Changes in fertility parameters and contents of heavy metals of soddy-podzolic soils upon the long-term application of sewage sludge
Nzegbule ASSESSMENT OF COPPER LEVELS IN THE SOIL AND VEGETATION FOLLOWING REPEATED APPLICATION OF BOAREAUX MIXTURE TO A COCOA PLANTATION IN SOUTH EASTERN NIGERIA
Razanova et al. Lead and cadmium transition in soil–plant–honey system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160215