способ оценки загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами

Формула изобретения

Способ оценки загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, включающий подготовку пробы биоиндикатора, сухую или неполную минерализацию, определение содержания тяжелых металлов из ряда Сu, Zn, Pb, Ni, Co, Cr, Mn, Fe на атомно-абсорбционном спектрофотометре и оценку полученных результатов, отличающийся тем, что для пробы используют наземные органы полыни (Artemisia austriaca) в период их вегетации, произрастающие на территории санитарно-защитных зон промышленных предприятий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области защиты окружающей среды, в частности определению степени ее загрязнения тяжелыми металлами.

Известен способ оценки загрязнения окружающей среды цинком (заявка №20001046, опубл. 20.12.2001), по которому состригают верхнюю часть пера у кур-несушек и определяют в ней содержание цинка, а затем по концентрации цинка оценивают загрязнение им окружающей среды.

Известный способ не позволяет определить степень загрязнения окружающей среды другими тяжелыми металлами и предполагает использование живых биологических объектов.

Известен способ определения содержания меди, свинца, кадмия, цинка, олова, железа, хрома, никеля, алюминия и мышьяка в пищевом сырье и продуктах по ГОСТ 26929-94. Данный способ включает подготовку проб и подготовку минерализации, сухую, мокрую и неполную минерализацию для определения содержания токсичных элементов и оценку полученных результатов.

Этому способу не присущи недостатки предыдущего, однако оценку производят по уже загрязненному пищевому сырью и продуктам.

Целью изобретения является использование наземных органов сосудистых растений, являющихся естественными для данной местности, в частности полыни (Artemisia austriaca), в качестве биоиндикатора на загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе, включающем подготовку проб, сухую или неполную минерализацию, определение содержания тяжелых металлов и оценку полученных результатов, для пробы используют наземные органы полыни, произрастающей на территории санитарно-защитных зон промышленных предприятий, в период вегетации, высушивают открытым способом, измельчают до воздушно-мелкого состояния и после минерализации определяют содержание тяжелых металлов на атомно-абсорбционном спектрофотометре.

Отличительными признаками предложенного способа является то, что для пробы используют наземные органы полыни, произрастающей на территории санитарно-защитных зон промышленных предприятий, в период вегетации, высушивают открытым способом, измельчают до воздушно-мелкого состояния и после минерализации определяют содержание тяжелых металлов на атомно-абсорбционном спектрофотометре.

Это позволяет установить степень загрязнения окружающей среды, в частности, почв вблизи предприятий черной и цветной металлургии, по естественно произрастающим в данной местности растениям.

Способ осуществляют следующим образом. В период вегетации на пробных площадках 100×100 см санитарно-защитных зон промышленных предприятий отбирают пробы для биохимических анализов. Объектом исследования выбирают вид - Artemisia austriaca, так как он наиболее активно аккумулирует тяжелые металлы, в 2-3 раза больше, чем другие сосудистые растения. Отбор проб проводят в течение полевого сезона один раз. Отбирают случайно 20-30 растений с каждого участка, производят открытым способом высушивание наземных органов, затем пробу измельчают до воздушно-мелкого состояния. Затем проводят сухую или неполную минерализацию, а после минерализации в растворе золы определяют содержание тяжелых металлов. Полученные результаты оценивают в сравнении с нормальным содержанием тяжелых металлов, предельно допустимой концентрацией, а также с критическим и избыточным содержанием тяжелых металлов в растениях.

Пример 1. Сухую минерализацию проводят в следующей последовательности: подготовку к минерализации и непосредственно саму минерализацию. Новую или сильно загрязненную лабораторную посуду (чаши или тигли) после обычной мойки в растворе любого моющего средства промывают водопроводной или ополаскивают дистиллированной водой, затем выдерживают чаши или тигли с раствором уксусной кислоты 1:19 на кипящей водяной бане в течение 1 часа. Чашу с пробой помещают на электроплитку и проводят осторожное обугливание, не допуская сильного дымления. После чашу помещают в электропечь, проводят минерализацию до получения серой золы, после охлаждения содержимое смачивают минимальным количеством раствором азотной кислоты. Параллельно в двух чашках проводят минерализацию добавляемых к пробе реактивов для контроля их чистоты. Определение содержания Сu, Zn, Pb, Ni, Co, Cr, Mn, Fe в растительных образцах проводят в растворе золы после минерализации на атомно-абсорбционном спектрофотометре типа С-410. Для оценки зависимости параметров травостоя от дозы техногенной нагрузки вычисляют коэффициент линейной корреляции Браве-Пирсона. Все данные обрабатывают с использованием компьютерных статистических пакетов BIOMstat (Rohlf, Slice, 1995) и SAS (SAS Institute, 1988).

Пример 2. Подготовку к неполной минерализации (экстракции) проводят в той же последовательности, что и при сухой минерализации. Затем в термостойкую колбу с пробой вносят раствор соляной кислоты (1:1) по объему. Экстракционную смесь переносят в делительную воронку. Колбу ополаскивают 10 см ³ раствора используемой кислоты, который сливают в ту же воронку. После разделения слоев нижний водный слой сливают через фильтр, смоченный раствором используемой кислоты, в сосуд, затем фильтр промывают 5-7 дм³ воды. Полученную экстракционную смесь фильтруют в кварцевую или фарфоровую чашу. Жидкость осторожно выпаривают, а затем обугливают на электроплитке. Затем чашу помещают в электропечь и далее продолжают как сухую минерализацию.

Предлагаемый способ наиболее эффективно может быть использован для определения санитарно-защитных зон предприятий черной и цветной металлургии степной зоны Урала для установления степени загрязнения почв вблизи предприятий и степени деградации степных ландшафтов.