Корисна модель відноситься до охорони навколишнього природного середовища, зокрема до методів зниження негативного впливу гірничої промисловості на стан грунтів.A useful model refers to the protection of the natural environment, in particular to methods of reducing the negative impact of the mining industry on the state of the soil.

Відомий спосіб детоксикації та рекультивації грунтів, заснований на внесенні у землі та грунти гумінового сорбенту в ефективній кількості.A well-known method of soil detoxification and reclamation is based on the application of humic sorbent in an effective amount to the land and soil.

Використання способу дозволяє перешкоджати поглинанню рослинами іонів металів та забруднюючих грунт органічних сполук, забезпечити вологоутримання грунту, у результаті підвищуючи його родючість. Оцінка ефективності зниження токсичності грунтів проводилась шляхом пророщування сільськогосподарських культур на забруднених грунтах з додаванням гумінового сорбенту та без нього, і порівняння інтенсивності росту та врожайності рослин. (ВО 2205165 С2, СО5Е11/02, СО9К17/40, АО1879/02, 2003).The use of the method makes it possible to prevent plants from absorbing metal ions and soil-contaminating organic compounds, to ensure soil moisture retention, and as a result, to increase its fertility. Evaluation of the effectiveness of reducing soil toxicity was carried out by germinating agricultural crops on contaminated soils with and without the addition of humic sorbent, and comparing the intensity of growth and yield of plants. (VO 2205165 C2, СО5Е11/02, СО9К17/40, АО1879/02, 2003).

Недолік відомого способу - при складній технології не спостерігається можливість зниження мутагенності деградованих грунтів.The disadvantage of the known method is that, with complex technology, there is no possibility of reducing the mutagenicity of degraded soils.

Найбільш близьким за суттю до корисної моделі є спосіб детоксикації земель та рекультивації грунтів, що містять токсичні сполуки, що включає внесення до земель та грунтів водорозчинних гумінових кислот, значення рН» г оо - ми )/ев г рН яких відповідає наступній умові: ,де М/! - вологість грунтів та земель, що підлягають рекультивації, мас.9о.The closest in essence to a useful model is the method of land detoxification and soil reclamation containing toxic compounds, which includes the introduction of water-soluble humic acids into land and soil, the pH value of which corresponds to the following condition: where M/! - humidity of soils and lands subject to reclamation, mass. 9o.

Названі гумінові кислоти хімічно зв'язують токсичні речовини, що містяться у землях та грунтах, з утворенням нерозчинних у воді сполук, забезпечуючи таким чином рекультивацію земель та детоксикацію грунтів.The named humic acids chemically bind toxic substances contained in lands and soils with the formation of water-insoluble compounds, thus ensuring land reclamation and soil detoxification.

Ефективність зниження токсичності забруднених грунтів оцінювалась шляхом визначення вмісту іонів важких металів у грунтах, необроблених та оброблених гуміновими кислотами, та у рослинній продукції, вирощеній на цих грунтах (ВИ 2031095 С1, СО5Е11/02, АО1879/02, АО1М65/00, СО7С 63/33, 1995) (прототипі|.The effectiveness of reducing the toxicity of contaminated soils was evaluated by determining the content of heavy metal ions in soils, untreated and treated with humic acids, and in plant products grown on these soils (ВЯ 2031095 С1, СО5Е11/02, АО1879/02, АО1М65/00, СО7С 63/ 33, 1995) (prototypes|.

Недолік - не спостерігається будь-якого зниження мутагенності деградованих грунтів при їх обробці гуміновими сполуками.The disadvantage is that there is no reduction in the mutagenicity of degraded soils when they are treated with humic compounds.

В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення відомого способу детоксикації грунтів, в якому шляхом введення інших технологічних параметрів досягається можливість одночасного значного зниження їх токсичності та мутагенності, за рахунок чого досягається значне прискорення процесів відновлення природних властивостей деградованих грунтів, незалежно від їх виду (чорноземні, лугові, підзолисті, дернові та ін.).The basis of a useful model is the task of improving a known method of soil detoxification, in which, by introducing other technological parameters, it is possible to simultaneously significantly reduce their toxicity and mutagenicity, due to which a significant acceleration of the processes of restoring the natural properties of degraded soils is achieved, regardless of their type (chernozem, meadow , podzolic, sod, etc.).

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі зниження токсичності грунтів, що включає їх обробку природним адаптогеном, згідно з корисною моделлю, обробку грунтів ведуть 0,01-0,0595 розчином гумату натрію.The task is solved by the fact that in the known method of reducing the toxicity of soils, which includes their treatment with a natural adaptogen, according to a useful model, the soil is treated with a 0.01-0.0595 solution of sodium humate.

Деякі фактори та речовини, що потрапляють у навколишнє середовище внаслідок техногенезу, здатні викликати негативні зміни у процесах росту та розвитку живих організмів. На відміну від повітря та води, де відбуваються процеси періодичного самоочищення, грунти являються акумуляторами забруднень та мають дуже низьку активність самоочищення.Some factors and substances entering the environment as a result of technogenesis can cause negative changes in the processes of growth and development of living organisms. Unlike air and water, where periodic self-cleaning processes occur, soils are pollution accumulators and have very low self-cleaning activity.

У промислово розвинених гірничодобувних регіонах пріоритетними забруднювачами грунтів виступають важкі метали, накопичення яких чинить негативний вплив на рослинні організми і призводить до зниження біопродуктивності та деградації природних і штучних фітоценозів. Надзвичайну небезпеку представляє акумуляція важких металів у тканинах рослин, бо з'являється можливість їх надходження у рослинні продукти харчування, а також через корми - до тваринницької продукції та в організм людини.In industrialized mining regions, heavy metals are priority soil pollutants, the accumulation of which has a negative effect on plant organisms and leads to a decrease in bioproductivity and degradation of natural and artificial phytocenoses. The accumulation of heavy metals in plant tissues poses an extreme danger, because there is a possibility of their entering into plant food products, as well as through feed - into livestock products and into the human body.

У зв'язку з вищенаведеним, актуальною є необхідність зниження токсичності та мутагенності забруднених грунтів шляхом обмеження надходження важких металів із грунтів до рослин та організму людини. Гумінові сполуки відносяться до групи природних адаптогенів. Вони, виконуючи найважливіші протекторні функції в біосфері, сприяють блокуванню шляхів міграції важких металів в екосистемах, виконують радіомодифікуючу дію та зменшують чисельність порушень в клітинах живих організмів.In connection with the above, there is an urgent need to reduce the toxicity and mutagenicity of contaminated soils by limiting the flow of heavy metals from soils to plants and the human body. Humic compounds belong to the group of natural adaptogens. Performing the most important protective functions in the biosphere, they contribute to blocking the migration paths of heavy metals in ecosystems, have a radiomodifying effect and reduce the number of disorders in the cells of living organisms.

Спосіб реалізується наступним чином: спочатку готують матковий 1,095 водний розчин гумату натрію при температурі води 957"С. Переважніше використовувати гумат натрію безбаластовий. Розчин для обробки забруднених грунтів готують шляхом розбавлення маткового розчину до концентрації 0,01-0,0595 водою кімнатної температури, контролюючи рН у діапазоні 7,5-8,0. Експериментальним шляхом встановлено, що при обробці грунтів розчином гумату натрію у концентрації менше 0,0195 не відбувається значного зниження їх токсичності та мутагенності. При збільшенні концентрації гумату натрію більше 0,0595 відбувається підвищення токсичності та мутагенності оброблених грунтів. В результаті досліджень також встановлено, що між токсичністю та мутагенністю грунтів існує тісний взаємозв'язок (коефіцієнт кореляції близько 0,9), тобто при зниженні токсичності та мутагенності відбувається відповідно зниження мутагенності та токсичності. Та навпаки, підвищення рівня одного із параметрів призводить до відповідного підвищення рівня іншого.The method is implemented as follows: first prepare a mother liquor 1.095 aqueous solution of sodium humate at a water temperature of 957 "C. It is preferable to use ballast-free sodium humate. The solution for treating contaminated soils is prepared by diluting the mother liquor to a concentration of 0.01-0.0595 with water at room temperature, controlling pH in the range of 7.5-8.0. It was experimentally established that when soil is treated with a solution of sodium humate in a concentration of less than 0.0195, there is no significant decrease in their toxicity and mutagenicity. When the concentration of sodium humate is greater than 0.0595, there is an increase in toxicity and mutagenicity of treated soils. As a result of research, it was also established that there is a close relationship between toxicity and mutagenicity of soils (correlation coefficient of about 0.9), i.e., when toxicity and mutagenicity decrease, mutagenicity and toxicity decrease accordingly. Conversely, an increase in the level of one of parameters leads to the corresponding p raising the level of another.

На обраній ділянці розчин гумату натрію рівномірно розподіляють по оброблюваній поверхні грунту до отримання вологості 70956. Перед внесенням розчину доцільно розпушити грунт на глибину корененаселеного шару.On the selected site, the sodium humate solution is evenly distributed over the treated surface of the soil until the moisture content is 70956. Before applying the solution, it is advisable to loosen the soil to the depth of the root layer.

Гумат натрію має не тільки фізіологічну активність, але й високі сорбційні властивості, при взаємодії з рухомими формами важких металів він утворює слабо розчинні металоорганічні комплекси. При цьому значно знижується рухомість важких металів в об'єктах навколишнього середовища, що зменшує їх негативну біологічну активність. Проведені експерименти підтверджують технічний результат - значне зниження токсичної та мутагенної активності оброблених грунтів незалежно від їх виду.Sodium humate has not only physiological activity, but also high sorption properties, when interacting with mobile forms of heavy metals, it forms weakly soluble organometallic complexes. At the same time, the mobility of heavy metals in environmental objects is significantly reduced, which reduces their negative biological activity. The conducted experiments confirm the technical result - a significant reduction in the toxic and mutagenic activity of treated soils, regardless of their type.

ПрикладExample

Оцінка ефективності обробки гуматом натрію грунтів, забруднених важкими металами.Evaluation of the effectiveness of sodium humate treatment of soils contaminated with heavy metals.

У лабораторних умовах оцінювали ефективність зниження токсичності та мутагенності грунтів, оброблених 00195 розчином гумату натрію. Зразки грунтів відбиралися в різних за рівнем забруднення грунтів містахIn laboratory conditions, the effectiveness of reducing the toxicity and mutagenicity of soils treated with 00195 sodium humate solution was evaluated. Soil samples were taken in cities with different levels of soil pollution

Дніпропетровської та Донецької областей: Дніпропетровськ - гранітне родовище, Жовті Води - уранове родовище і Селідово - вугільне родовище.Dnipropetrovsk and Donetsk regions: Dnipropetrovsk - granite deposit, Zhovti Vody - uranium deposit and Selidovo - coal deposit.

Оцінка рівня зниження токсичності та мутагенності грунтів проводилась шляхом цитогенетичних досліджень.Assessment of the level of reduction in toxicity and mutagenicity of soils was carried out by means of cytogenetic studies.

Задля цього на зразках грунтів пророщувалось насіння високочутливої тест-культури - АПит сера Г. (цибуля ріпчаста) протягом З діб. В чашку Петрі клали лист фільтрувального паперу, на нього насипали 1 грам висушеного та подрібненого грунту, який рівномірно розподіляли по чашці. Потім грунт зволожували мл,For this purpose, seeds of a highly sensitive test crop - Sir G.'s APit (onion) were germinated on soil samples for 3 days. A sheet of filter paper was placed in a Petri dish, and 1 gram of dried and crushed soil was poured onto it, which was evenly distributed over the dish. Then the soil was moistened ml,

наприклад, 0,0195 розчину гумату натрію і на нього висаджували по 50 насінин індикаторної рослини. При появі первинних корінців їх фіксували в ацетоалкоголі, потім орарблювали реактивом Шифа за Фьольгеном, після чого з тканин меристем готувалися цитологічні препарати, на яких підраховувалися усі фази мітозу. Величину мітотичного індексу (МІ) визначали як відношення числа клітин, що діляться, до загальної кількості проаналізованих клітин та виражали у проміле. Клітини меристеми, що активно діляться, дуже чутливі до різного роду впливів, тому зниження величини мітотичного індексу в порівнянні з контролем свідчить про токсичний вплив забруднювачів, що містяться в досліджуваних зразках.for example, 0.0195 sodium humate solution and 50 seeds of the indicator plant were planted on it. When primary roots appeared, they were fixed in acetoalcohol, then stained with Schiff's reagent according to Fölgen, after which cytological preparations were prepared from meristem tissues, on which all phases of mitosis were counted. The value of the mitotic index (MI) was determined as the ratio of the number of dividing cells to the total number of analyzed cells and expressed in ppm. Actively dividing meristem cells are very sensitive to various influences, so a decrease in the value of the mitotic index compared to the control testifies to the toxic effect of pollutants contained in the studied samples.

На цих же препаратах враховувалися клітини з аберантними хромосомами: мости і фрагменти в анафазах і телофазах, а також злипання і пульверизація хромосом у метафазі. Частоту зустрічальності патологічних аберантних хромосом (Аж) виражали у відсотках від кількості клітин, що діляться. Збільшення кількості патологічних фаз мітозу в порівнянні з контролем свідчить про збільшення мутагенності досліджуваних зразків.On the same preparations, cells with aberrant chromosomes were taken into account: bridges and fragments in anaphases and telophases, as well as clumping and pulverization of chromosomes in metaphase. The frequency of occurrence of pathological aberrant chromosomes (Azh) was expressed as a percentage of the number of dividing cells. An increase in the number of pathological phases of mitosis compared to the control testifies to an increase in the mutagenicity of the studied samples.

Результати проведеного експерименту приведені в таблиці 1. У чисельнику - значення коефіцієнта Стьюдента при порівнянні з необробленими грунтами, у знаменнику - при порівнянні з контролем.The results of the experiment are shown in Table 1. The numerator shows the value of Student's coefficient when compared with untreated soils, the denominator shows the value when compared with the control.

Таблиця 1Table 1

Результати експерименту ом.Дніпропетровськ ФО01ЇГ /: Гр 553 БО 2,85 ББА 2,08 221 140 331 245 2А7 830 514 ад 221 327 284 590 291 572 БІ 938 59 6,66 Зл3 5АБ 385The results of the experiment in the district of Dnipropetrovsk FO01YIG /: Gr 553 BO 2.85 BBA 2.08 221 140 331 245 2A7 830 514 ad 221 327 284 590 291 572 BI 938 59 6.66 Zl3 5AB 385

ББА 304 5,63 578 687 АБО 742 631 779 379 956 620BBA 304 5.63 578 687 OR 742 631 779 379 956 620

89,75-8,857 | 320 | 8,36х1,46 22089.75-8.857 | 320 | 8.36x1.46 220

Теж з 0,0195 гуматом натрію 110,21-8,85 431 | 4,73250,92977 196 69,25ж7,867 | 671 | 15,5242187| 434Also with 0.0195 sodium humate 110.21-8.85 431 | 4.73250.92977 196 69.25x7.867 | 671 | 15.5242187| 434

Теж з 0,0195 гуматом натрію 112,25:29,78 383 5,79521,10 2,72 72,5048,037 | 633 | 18,9752,307| 617Also with 0.0195 sodium humate 112.25:29.78 383 5.79521.10 2.72 72.5048.037 | 633 | 18.9752.307| 617

Теж з 0,0195 гуматом натрію 113,5059,82 3,3 | 4,8551,017 203 м. Селідово, 20040.Also with 0.0195 sodium humate 113.5059.82 3.3 | 4,8551,017 203 m. Selidovo, 20040.

Територія ш. Коротченко 59,67528,477 6,77 | 13,4152,557 2,70The territory of Korotchenko 59.67528.477 6.77 | 13.4152.557 2.70

Теж з 0,0195 гуматом натрію 105,5059,51 483 6,64:1,21 325 77,3349,557 | 423 | 14224229и| 293Also with 0.0195 sodium humate 105.5059.51 483 6.64:1.21 325 77.3349.557 | 423 | 14224229y| 293

Теж з 0,0195 гуматом натрію 109,00511,14 392 6,73521,39 314Also with 0.0195 sodium humate 109.00511.14 392 6.73521.39 314

Територія ЗШ Ме1 63,1857,187 684 | 10,0721,81 237Territory of ZSh Me1 63,1857,187 684 | 10.0721.81 237

Теж з 0,01 95 гуматом натрію 106,395210,07 458 | 5,2221,1477 2,23Also with 0.01 95 sodium humate 106.395210.07 458 | 5.2221.1477 2.23

Контроль (дистильована вода) 135,33248,65. | - | 1720 Ав | 00 -Control (distilled water) 135.33248.65. | - | 1720 Av | 00 -

Примітка: х - достовірне відхилення від варіанту з обробленими грунтами ї іо; 001)-258. хх - недостовірне відхилення від контролю І ро; 001)-258Note: x is a reliable deviation from the variant with treated soils и ио; 001)-258. xx - unreliable deviation from control I ro; 001)-258

З таблиці 1 видно, що у багатьох з досліджених варіантів спостерігається зниження інтенсивності мітотичної активності та підвищення частоти зустрічаємості аберантних хромосом у порівнянні з контролем, що свідчить про токсичну та, відповідно, мутагенну активність грунтів на територіях, що піддаються впливу діяльності гірничодобувних підприємств. При обробці цих грунтів, згідно з прикладом, 0,0195 розчином гумату натрію майже в усіх варіантах дослідження відбувається, як видно із таблиці, зниження токсичності та мутагенності оброблених грунтів до рівня контролю, тобто відбулося відновлення природних властивостей деградованих грунтів.It can be seen from Table 1 that in many of the studied variants there is a decrease in the intensity of mitotic activity and an increase in the frequency of occurrence of aberrant chromosomes compared to the control, which indicates the toxic and, accordingly, mutagenic activity of soils in the territories affected by the activities of mining enterprises. When treating these soils, according to the example, with a 0.0195 solution of sodium humate, in almost all variants of the study, as can be seen from the table, the toxicity and mutagenicity of the treated soils are reduced to the control level, that is, the natural properties of the degraded soils are restored.

На Фіг.1, 2 показано зниження токсичності та мутагенності грунтів при обробці 0,0195 розчином гумату натрію.Figures 1, 2 show a reduction in the toxicity and mutagenicity of soils when treated with a 0.0195 sodium humate solution.

Як видно з фіг, залежність зниження рівня токсичності грунтів при обробці розчином гумату натрію наближена до лінійної та може бути представлена рівнянням у-0,52х-76,68. При цьому, чим вище рівень токсичності деградованих грунтів, тим вище ефективність застосування цього природного адаптогену.As can be seen from the figure, the dependence of the reduction in the level of soil toxicity when treated with sodium humate solution is close to linear and can be represented by the equation y-0.52x-76.68. At the same time, the higher the level of toxicity of degraded soils, the higher the effectiveness of the use of this natural adaptogen.

Фіг.2 також наявно ілюструє ефективність обробки забруднених грунтів природним адаптогеном. Залежність зниження рівня мутагенності також має лінійний характер та описується рівнянням у-0,23х1,96. Інтенсивність зниження мутагенності при обробці гуматом натрію залежить від рівня мутагенності вихідних деградованих грунтів.Fig. 2 also illustrates the effectiveness of treatment of contaminated soils with a natural adaptogen. The dependence of the decrease in the level of mutagenicity also has a linear character and is described by the equation y-0.23x1.96. The intensity of reduction of mutagenicity during treatment with sodium humate depends on the level of mutagenicity of the original degraded soils.

Усе вище наведене робить гумінові речовини перспективними для зниження токсичності та мутагенності грунтів, забруднених внаслідок діяльності гірничопромислового комплексу.All of the above makes humic substances promising for reducing the toxicity and mutagenicity of soils contaminated by mining activities.

Досягненням способу являється статистично достовірне зниження токсичності та мутагенності забруднених грунтів при високому рівні достовірності ( -001 ), а також використання природних матеріалів, що здешевлює та спрощує технологію відновлення природних властивостей грунтів.The achievement of the method is a statistically reliable reduction of the toxicity and mutagenicity of contaminated soils at a high level of reliability (-001), as well as the use of natural materials, which reduces the cost and simplifies the technology of restoring the natural properties of soils.

Зниження токсичні груятів при оброб МИ ї розчином гумату натрію : 81 ї- улодах те. нини ох Джус вReduction of toxic gruyats during treatment with sodium humate solution: 81 units. now oh Jus v

Ши : Е Го:Shi : E Guo:

СВО перрі питиSVO Perry to drink

Не Н НИ нс Н гNe N NI ns N g

Ел пон нн і 02040 60080100 120140 160.El Mon Sun and 02040 60080100 120140 160.

ФіFi

: Зниження мутагенності грунт пря обробці 00195 : : розчином сумах натрію : : 1540 понині п :: Reduction of mutagenicity of soil after treatment 00195 : : sodium sumac solution : : 1540 so far p :

НУ ! НоWell! But

НУ : НеNU: No

І 8 : у ого 196 НоAnd 8: in the same 196 No

НШкУ ! зе ке ЛЕ ям ві Не 7 Я М 2 НеNShkU! ze ke LE yam vi No 7 I M 2 No

Гуд рити нянні : Ой п ! : о 5 ю 15 20 25 за зв : А, по бех обробки :Hud rit nanny: Oi p! : at 5 o'clock 15 20 25 per call : A, after processing :

Фіг, 7Fig, 7