RU2728600C1 - Method for automotive roads phytoremediation - Google Patents
Method for automotive roads phytoremediation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728600C1 RU2728600C1 RU2020110423A RU2020110423A RU2728600C1 RU 2728600 C1 RU2728600 C1 RU 2728600C1 RU 2020110423 A RU2020110423 A RU 2020110423A RU 2020110423 A RU2020110423 A RU 2020110423A RU 2728600 C1 RU2728600 C1 RU 2728600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plants
- harmful substances
- air
- phytoremediation
- accumulating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G15/00—Devices or methods for influencing weather conditions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
- A01G22/40—Fabaceae, e.g. beans or peas
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологии, в частности, к очистке воздуха автомобильных дорог с помощью растений - аккумуляторов вредных веществ.The invention relates to the field of ecology, in particular, to cleaning the air of highways using plants - accumulators of harmful substances.
Атмосферный воздух в последние десятилетия интенсивно загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровень естественного содержания, оказывающие вредное воздействие на организм. Вредные вещества, выбрасываемые в воздух автомобильным транспортом, составляют миллионы тонн и превышают пределы способности атмосферы к самоочищению и губительно действуют на здоровье людей, а также на физиологию и безопасность культурных растений на рядом лежащих полях.In recent decades, atmospheric air has been intensely polluted by the introduction or formation of pollutants in it in concentrations that exceed the quality standards or the level of natural content, which have a harmful effect on the body. Harmful substances emitted into the air by road transport amount to millions of tons and exceed the limits of the atmosphere's ability to self-purify and have a detrimental effect on human health, as well as on the physiology and safety of cultivated plants in nearby fields.
Известен способ, при котором проводят очистку воздуха с помощью растений, которые с помощью корневой системы извлекают тяжелые металлы из почвы и надземными органами из воздуха (патент США №7049492 И1 «Thlaspi caerulescens subspecies for cadmium and zinc recovery»). Авторы Vin Ming Li, Rums L. Chaney, Roger D. Reeves, J. Scott Angle, Alan J.M. Baker).The known method, in which air purification is carried out using plants that, using the root system, extract heavy metals from the soil and aboveground organs from the air (US patent No. 7049492 I1 "Thlaspi caerulescens subspecies for cadmium and zinc recovery"). Contributors Vin Ming Li, Rums L. Chaney, Roger D. Reeves, J. Scott Angle, Alan J.M. Baker).
Однако, в известном способе продуктивность растений невысокая, темпы роста низкие, недостаточное поглощение вредных веществ воздуха, низкая ограниченность используемого растения.However, in the known method, the productivity of plants is low, growth rates are low, insufficient absorption of harmful air substances, low limitation of the plant used.
Известен также способ, где с помощью растений снижают содержание токсических веществ из почвы. Это растения однолетних бобовых трав, поглощающие тяжелые металлы с помощью корневой системы. При этом используют биопрепарат для интенсивности роста после укоса срезаемых растений (патент РФ №2659231, опубл. 20.06.2018 г.).There is also known a method whereby using plants to reduce the content of toxic substances from the soil. These are annual legume plants that absorb heavy metals through the root system. In this case, a biological product is used for the growth rate after cutting the cut plants (RF patent No. 2659231, publ. 20.06.2018).
В известном техническом решении используются растения одного семейства бобовых трав, которые образуют недостаточную надземную массу, вследствие этого возможности поглощать токсиканты из воздуха ограничены.In the known technical solution, plants of one family of leguminous herbs are used, which form an insufficient above-ground mass, as a result of which the ability to absorb toxicants from the air is limited.
Известен также способ, где в качестве растений-ремедиантов воздуха используются деревья ясеня, тополя, березы и вяза (Науменко О.А., Соколова О.Я., Бибарцева Е.В. «Проблемы экологии Южного Урала» // Вестник Оренбургского государственного Университета №10 (185), 2015, с. 225-228).There is also known a method where ash, poplar, birch and elm trees are used as air remediation plants (Naumenko O.A., Sokolova O.Ya., Bibartseva E.V. "Problems of ecology of the Southern Urals" // Bulletin of the Orenburg State University No. 10 (185), 2015, pp. 225-228).
Недостатком этого способа является наличие деревьев на автодорогах, накапливающих в течение ряда лет огромное количество кадмия и других вредных химических веществ, загрязняющих автодорожные трассы.The disadvantage of this method is the presence of trees on the roads, accumulating over the years a huge amount of cadmium and other harmful chemicals that pollute the roadways.
Наиболее близким техническим решением является «Фиторемедиационный способ очистки почв, загрязненных тяжелыми металлами», способ, отличающийся тем, что в течение вегетации на небольших участках выделяют растения, максимально сорбирующие тяжелые металлы, выбирая индикаторные виды (патент №2665073, опубл. 28.08.2018 г., А01В 79/02, В09С 1/00), выбранный в качестве прототипа.The closest technical solution is the "Phytoremediation method for cleaning soils contaminated with heavy metals", a method characterized in that during the growing season in small areas, plants are isolated that absorb heavy metals as much as possible, choosing indicator species (patent No. 2665073, publ. 28.08.2018 ., А01В 79/02, В09С 1/00), selected as a prototype.
Способ-прототип обладает следующими недостатками:The prototype method has the following disadvantages:
- аккумулирующие способности образцов определяют в 5 этапов, что усложняет способ;- the accumulating capacity of the samples is determined in 5 stages, which complicates the method;
- для определения токсикантов в растениях охватывают только часть площади, где выделяют аккумулирующие способности растений;- to determine toxicants in plants, cover only a part of the area where the accumulating capacity of plants is isolated;
- проводят анализы только на естественных и доминирующих растениях;- carry out analyzes only on natural and dominant plants;
- вопрос по снижению вредных веществ в воздухе не решается, поскольку из произрастающих растений проводят анализы и выделяют растения с небольшой способностью аккумулировать токсиканты воздуха (клевер луговой, мать-и-мачеха, одуванчик).- the issue of reducing harmful substances in the air is not resolved, since analyzes are carried out from the growing plants and plants with a small ability to accumulate air toxicants (meadow clover, coltsfoot, dandelion) are isolated.
Технический результат изобретения - упрощение способа, повышение эффективности очищения воздуха на автодорогах, путем использования набора растений, обладающих гипераккумулирующей способностью сорбировать токсиканты из воздуха.The technical result of the invention is to simplify the method, increase the efficiency of air purification on highways, by using a set of plants with a hyperaccumulating ability to adsorb toxicants from the air.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ фиторемедиации автомобильных дорог, включающий использование растений, аккумулирующих токсические и вредные вещества, в котором в отличие от прототипа растения высеваются вдоль дорог, шириной полосы - 3-4 м, а в качестве растений, аккумулирующих токсические и вредные вещества используется смесь растений различных семейств следующего состава, %:The technical result is achieved by the fact that the proposed method of phytoremediation of highways, including the use of plants accumulating toxic and harmful substances, in which, unlike the prototype, plants are sown along roads, a strip width of 3-4 m, and as plants accumulating toxic and harmful substances used a mixture of plants of various families of the following composition,%:
- пасленовые 40-50- nightshade 40-50
- крестоцветные 20-30- cruciferous 20-30
- астровых (сложноцветных) 20-25- Asteraceae (Compositae) 20-25
- бобовые травы 10-15- legumes 10-15
- злаковые травы 10-15- cereal herbs 10-15
2. Способ фиторемедиации автомобильных дорог, по п. 1., отличающийся тем, что растения скашиваются и утилизируются в конце периода вегетации.2. A method of phytoremediation of highways, according to claim 1., characterized in that the plants are mown and utilized at the end of the growing season.
3. Способ фиторемедиации автомобильных дорог, по п. 1., отличающийся тем, что в последующие годы используется самосев растений.3. The method of phytoremediation of highways, according to claim 1., characterized in that in subsequent years self-seeding of plants is used.
Значительным свойством адсорбировать соединения кадмия являются растения семейства пасленовых:Plants of the Solanaceae family are significant properties of adsorbing cadmium compounds:
- никандра физалисовидная (Nicandra phisaloides L.), высота которой достигает более 1 метра;- physalis-like nicandra (Nicandra phisaloides L.), the height of which reaches more than 1 meter;
- петуния (Petunia Juss);- petunia (Petunia Juss);
- физалис (Physalis L);- physalis (Physalis L);
- паслен (Solarium, L).- nightshade (Solarium, L).
Это однолетние растения, произрастающие повсеместно вдоль дорог, на пустырях. Посев таких трав значительно очищает воздух не только от соединения кадмия (из почвы более 70%, из воздуха более 30%), но и других вредных веществ. Учитывая такие возможности пасленовых, их количество превалирует по отношению к другим подобранным видам для фиторемедиации (40-50%).These are annual plants that grow everywhere along roads, in wastelands. Sowing such herbs significantly clears the air not only from cadmium compounds (more than 70% from the soil, more than 30% from the air), but also other harmful substances. Taking into account such possibilities of nightshades, their number prevails in relation to other selected species for phytoremediation (40-50%).
Из семейства крестоцветных высевают:From the cruciferous family are sown:
- рыжик озимый (Camelina silvestris Waller), который характеризуется большим количеством листьев при высоте 70 см. Листья и стебли опушенные, за счет чего из воздуха поглощается большее количество вредных веществ, в том числе соединения ртути и мышьяка, что не присуще другим семействам растений, произрастающих на обочинах дорог.- winter camelina (Camelina silvestris Waller), which is characterized by a large number of leaves at a height of 70 cm.The leaves and stems are pubescent, due to which more harmful substances are absorbed from the air, including mercury and arsenic compounds, which is not inherent in other plant families, growing on roadsides.
- сурепку обыкновенную (Barbarea vulgaris R.BR.), которая распространена на территории всей России. Встречается на пустырях, садах, вдоль дорог. Стебель - прямой разветвленный, достигает высоты 30 - 80 см.- common rape (Barbarea vulgaris R.BR.), which is common throughout Russia. Found in wastelands, gardens, along roads. The stem is straight, branched, reaching a height of 30 - 80 cm.
Семейство сложноцветных (Asteraceae) представляется:The Asteraceae family is represented by:
- цикорием обыкновенным (Cichorium intubus L.), широко распространенном в естественном фитоценозе придорожных полос, достигая высоты до 1,5 метров. Корневая система глубоко проникает в почву, листья крупные. Обладает высокими аккумулирующими свойствами, поглощает ряд вред вредных веществ из воздуха (углеводороды, оксиды углерода, соединения хлора, выхлопные газы и др.)- common chicory (Cichorium intubus L.), widespread in the natural phytocenosis of roadside strips, reaching a height of up to 1.5 meters. The root system penetrates deeply into the soil, the leaves are large. Possesses high accumulating properties, absorbs a number of harmful substances from the air (hydrocarbons, carbon oxides, chlorine compounds, exhaust gases, etc.)
- девясилом высоким (Inula helenium L.) - многолетним травянистым растением высотой до 1,5 метров. Стебель прямостоячий, опушенный, бороздчатый, вверху ветвистый. Листья крупные очередные, цельные, продолговато-эллиптические. Корневище толстое (до 5 см), мясистое, часто многоглавое. От корневища отходят придаточные корни.- high elecampane (Inula helenium L.) - a perennial herb up to 1.5 meters high. The stem is erect, pubescent, furrowed, branched at the top. Leaves are large, alternate, whole, oblong-elliptical. The rhizome is thick (up to 5 cm), fleshy, often multi-headed. The adventitious roots extend from the rhizome.
Бобовые травы (семейство бобовых) представляют однолетние виды Trifolium (incarnatum, alexandrinum, resupinatum), хорошо облиственны и способны сорбировать значительное количество токсических элементов.Leguminous herbs (legume family) are annual species of Trifolium (incarnatum, alexandrinum, resupinatum), are well leafy and are able to absorb a significant amount of toxic elements.
Представители семейства злаковых являлись:Representatives of the cereal family were:
- растения культуры пайзы (ежовник хлебный - Echinochloa frumenta). В период созревания достигает высоты более 1 м и в количестве 10-15% от общего объема травостоя дополняет действие трав-аккумуляторов загрязнения воздуха, поглощая элементы кобальта, железа, диоксиды магния и другие элементы).- plants of the paiza culture (barnyard grass - Echinochloa frumenta). During the ripening period, it reaches a height of more than 1 m and, in an amount of 10-15% of the total volume of grass, supplements the action of herbs-accumulators of air pollution, absorbing elements of cobalt, iron, magnesium dioxides and other elements).
- растения метлицы обыкновенной (Apera spica-venti), у которой пластинчатые листья: плоские, шероховатые, винтообразные, без волосков; ушко листового влагалища отсутствует, язычок равномерно глубокий и изящно надрезан. Стебель прямо либо коленчато приподнимающийся, высотой до 30…120 см. (факультативно двулетний, то есть иногда зимующий), реже однолетний. Всходы появляются осенью и весной.- Plants of the common broomstick (Apera spica-venti), which has lamellar leaves: flat, rough, helical, without hairs; the auricle of the sheath is absent; the uvula is evenly deep and gracefully incised. The stem is straight or elbowed, up to 30 ... 120 cm high (optionally biennial, that is, sometimes wintering), less often one-year. Seedlings appear in autumn and spring.
Обоснование параметра шириной посева, в пределах 3-4 метра доказано экспериментально. Менее 3 метров полосы не позволяют достичь нужного эффекта по сорбированию токсических веществ.Justification of the parameter by the sowing width, within 3-4 meters, has been proven experimentally. Less than 3 meters of strip does not allow achieving the desired effect on the sorption of toxic substances.
Пример 1. На участке автотрассы Владикавказ-Ростов, протяженностью 100 км на обочинах дорог подготовили полосы шириной 3 м. После обработки почвы и прикатывания полос, высевали смесь мелкосемянных трав: никандру в количестве 40% от нормы высева на гектар, то есть 7 кг/га, рыжик озимый 3 кг/га, цикорий 4 кг/га, пайза и клевер (Trifolium incarnatum) по 2 кг/га. Высеянные травы оставляли в течение 2-3 лет для самообновления.Example 1. On a section of the Vladikavkaz-Rostov highway, 100 km long, strips of 3 m wide were prepared on the roadside. After processing the soil and rolling the strips, a mixture of small-seeded grasses was sown: Nikandra in an amount of 40% of the seeding rate per hectare, that is, 7 kg / ha, winter camelina 3 kg / ha, chicory 4 kg / ha, paise and clover (Trifolium incarnatum) 2 kg / ha. The sown grasses were left for 2-3 years for self-renewal.
Пример 2. На участке, протяженностью 10 км и шириной 4 м аналогично высевали смесь трав: никандра 9 кг/га, рыжик озимый 5 кг/га, цикорий 5 кг/га, пайзу и клевер однолетний по 3 кг/га.Example 2. On a plot 10 km long and 4 m wide, a mixture of herbs was similarly sown: Nikandra 9 kg / ha, winter camelina 5 kg / ha, chicory 5 kg / ha, paizu and annual clover at 3 kg / ha.
Обоснование выбранных параметров способа по количеству высеваемых культур установлены экспериментально и результаты опытов сведены в таблицу 1.The substantiation of the selected parameters of the method according to the number of crops sown were established experimentally and the results of the experiments are summarized in Table 1.
Кроме указанных токсикантов в воздухе снизились показатели оксидов углерода, серы, хлорбромидов, оксидов азота, углеводородов топлива.In addition to these toxicants, the indicators of carbon oxides, sulfur, chlorine bromides, nitrogen oxides, and fuel hydrocarbons decreased in the air.
Таким образом, за счет аккумулирующей способности растений можно снизить количество токсичных элементов в воздухе и сохранить окружающую среду и здоровье людей.Thus, due to the accumulating ability of plants, it is possible to reduce the amount of toxic elements in the air and preserve the environment and human health.
При использовании растений - гипераккумуляторов значительно снижается количество вредных веществ в атмосфере и улучшается экологическая обстановка на автодорогах.When using plants - hyperaccumulators, the amount of harmful substances in the atmosphere is significantly reduced and the ecological situation on the roads improves.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110423A RU2728600C1 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Method for automotive roads phytoremediation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110423A RU2728600C1 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Method for automotive roads phytoremediation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728600C1 true RU2728600C1 (en) | 2020-07-30 |
Family
ID=72085521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020110423A RU2728600C1 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Method for automotive roads phytoremediation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728600C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2829028C1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-10-22 | Валерий Михайлович Мусин | Method for nature-like technology of reducing amount of carbon dioxide along roads and reinforcing slopes when growing amaranth |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665073C1 (en) * | 2017-10-20 | 2018-08-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Phytoremediation method for cleaning heavy metal contaminated soils |
-
2020
- 2020-03-11 RU RU2020110423A patent/RU2728600C1/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665073C1 (en) * | 2017-10-20 | 2018-08-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Phytoremediation method for cleaning heavy metal contaminated soils |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗАЙНУТДИНОВА Э.М. и др. Фиторемедиация технонарушенных территорий//Вестник технологического ун-та, Казань, Т.20, N6, 2017, с.157-159. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2829028C1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-10-22 | Валерий Михайлович Мусин | Method for nature-like technology of reducing amount of carbon dioxide along roads and reinforcing slopes when growing amaranth |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wong et al. | The uptake of cadmium by Brassica chinensis and its effect on plant zinc and iron distribution | |
Berry et al. | Injury to eastern white pine by unidentified atmospheric constituents | |
Bell et al. | Atmospheric change: effect on plant pests and diseases | |
CN103392741B (en) | Spraying agent for reducing cadmium absorption of tobacco in soil, and preparation and use methods thereof | |
GAWRONSKI et al. | Plant taxonomy for phytoremediation | |
Dikilitas | Effect of salinity and its interactions with Verticillium albo-atrum on the disease development in tomato (Lycopersicon esculentum Mill) and lucerne (Medicago sativa L & M. media) plants | |
Sahid et al. | Allelopathic effects of'Chromolaena odorata'(L.) King and Robinson and'Mikania micrantha'HBK on three selected weed species | |
RU2728600C1 (en) | Method for automotive roads phytoremediation | |
CN111700078A (en) | Application of firework extract in plant virus disease prevention and control | |
Mohamed et al. | Influence of maternal habitat on salt tolerance during germination and growth in Zygophyllum coccineum | |
Ellison et al. | First report of Colletotrichum truncatum causing stem cankers on Jatropha curcas in Burkina Faso | |
Stevovic et al. | Environmental impact quantification and correlation between site location and contents and structure of Tansy | |
Fáveri et al. | The Azteca‐Cecropia association: are ants always necessary for their host plants? | |
RU2768277C1 (en) | Method for recultivation of disturbed lands from toxicants and reduction of greenhouse gases in atmospheric air by cultural plantings of woody plants | |
RU2342822C1 (en) | Method of biological cleaning up soil from heavy metals | |
RU2716111C1 (en) | Method for protection of atmospheric air on highways | |
Konaka et al. | Tolerance evaluation of Jatropha curcas and Acacia burkei to acidic and copper/nickel-contaminated soil | |
Jaffer et al. | Lead pollution levels in Sultanate of Oman and its effect on plant growth and development | |
RU2694182C1 (en) | Method for biological control of diseases and pests of urban green plantations | |
Kohli | Allelopathic implications of Eucalyptus in Agro ecosystems | |
Maitra et al. | Mycorrhizal association in agriculture and their role in preventing climate change | |
SETYANINGSIH et al. | Positive interaction of trembesi (Samanea saman) and arbuscular mycorrhizae fungi in Pb stabilization of gold-mine tailing media | |
El-Tokhy | Efficacy of glyphosate and fluazifop-P-butyl herbicides with adjuvants at different levels of cutting for the common reed (Phragmites australis) | |
Terefe et al. | Biocontrol (formulation of Bacillus firmus (BioNem)) of root-knot nematode, Meloidogyne incognita on tomato plants in the field | |
Ahmad et al. | Eco-friendly use of fly ash for the management of root-knot nematode and acid rain in pumpkin crop |