Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА АВТОДОРОГАХ

Изобретение относится к области экологии, в частности к очистке воздуха от токсических веществ и может быть использовано в обеспечении благоприятного микроклимата на автодорогах.

Известен способ очистки воздуха, при котором используют древесные опилки, модифицированные мочевиной, фосфорной или азотной кислотой (патент №2223812, опубликован 20.02.2004, Бюл. №5, МПК: B01D 53/72, B01D 53/04).

Однако древесные опилки имеют невысокую сорбционную способность, особенно при заражении воздуха на автомобильных дорогах оксидом углерода, сернистым ангидридом, бензапиреном, углеводородом, соединениями свинца и кадмия.

Известен также способ, при котором для очистки воздуха используют смесь цеолита с аммиаксодержащими опилками при массовом соотношении 1:4 (патент №2381834, опубликован 20.02.2010, Бюл. №5, МПК: В01/20/24, B01J 20/18, B01D 53/02).

В известном техническом решении используют древесные опилки, отработанные в процессе очистки воздуха от аммиака, что снижает эффективность способа из-за их низкой сорбционной способности.

Наиболее близким техническим решением является способ защиты атмосферного воздуха, где создают лесопарковые участки вдоль трасс и для снижения токсичности применяют тополь, сирень, акацию (патент №2588543, опубликован 27.06.2016, Бюл. №18, МПК: A016G 15/00).

Способ-прототип достаточно сложный для его реализации по следующим причинам:

- расположение технологических парков - процесс длительный,

- площади парков рассчитывают по формуле с учетом количества автомобилей и их выбросов,

- определяют удельное поглощение загрязняющих веществ,

- постройка лесотехнических сооружений по розе ветров достаточно затратная и длительна при закладке деревьев и кустарников.

Технический результат упрощение и эффективность способа.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что между лесопосадками участки покрывают слоем цеолитсодержащей глиной Аланит и измельченных кукурузных кочерыжек в соотношении 4:1, при этом кочерыжки предварительно замачивают в минеральной воде «Заманкул», а на поверхности слоя высевают, аккумулирующие токсические вещества, растения: цикория, фацелии, рыжика и однолетних видов клевера.

Способ осуществляется следующим образом.

В отличие от способа-прототипа однолетние виды клевера (шабдар, инкарнантный, александрийский) и рыжик высевают в конце августа - начале сентября, когда высокое напряжение движения автотранспорта. И уже в первый год токсичность воздуха снижается, в отличие от высаженных деревьев. В весенний период высевают многолетний цикорий и однолетнюю фацелию, обладающие гипераккумулирующими свойствами.

Рыжик озимый (camelina sylvestris waller) имеет волоски на листах и стеблях, и поэтому более интенсивно сорбирует токсические вещества из воздуха (соединения серы, свинца, цинка, и других).

Цикорий (cichorium intybus) придорожное, двулетнее растение, обладает высокими сорбционными свойствами за счет крупных надземных органов и мощной корневой системы.

Фацелия (phacelia) - семейство водолистковых, однолетнее растение, сидеральная культура, улучшает состав и структуру почвы. Эта культура способствует накапливанию органических веществ, ускоряет все биологические процессы в почве и выступает в роли ее разрыхлителя. Возделывается на всех видах почв, защищает другие виды растений от нашествия вредных насекомых. В процессе разложения листья фацелии выделяют азот, который принимает участие в развитии и росте высеваемых других видов растений. Это универсальное растение обладает высокими сорбционными свойствами, создавая хорошую атмосферу для лета насекомых-опылителей.

Образуемый травостой между полосами обеспечивает очистку загрязненного воздуха до созревания деревьев тополя, акации и кустарников сирени.

Покрытие участков парковой зоны Аланитом в смеси с кукурузными кочерыжками, насыщенными и растворенными в минеральной воде «Заманкул» местного происхождения, позволяет снизить токсичность воздуха автодорог до предельно допустимых концентраций.

Однолетние виды клевера: шабдар (Trifolium resupinatium), александрийский (Trifolium alexandrinum L), инкарнатный (Trifolium incarnatum L) обладают высокой аккумулирующей способностью поглощать токсические элементы из воздуха и почвы, одновременно накапливая биологический азот, повышая почвенное плодородие.

Цеолитсодержащая глина Аланит (Северо-Осетинского происхождения) содержит (в %): кремний - 52,7; кальций - 32,6; железо - 6,17; марганец, сера, фосфор, калий, медь, цинк (в пределах 0,1-0,9%) и другие микроэлементы.

За счет высокого содержания кальция, реакция среды глины щелочная (рН-9,3), позволяющая снизить кислотность почвы, имеющую место на участке высаживаемых деревьев.

Кукурузные кочерыжки - отход сельскохозяйственного производства как органический носитель, содержит: лигнин - 8%, целлюлозу - 42% и другие безопасные для окружающей среды вещества. Насыщенные минеральными веществами природного источника воды «Заманкул», кукурузные кочерыжки, в течение 2-3 часов, легко измельчаются и смешиваются с Аланитом. Такой субстрат, в соотношении 4 части Аланита и одна часть кочерыжек, обеспечивает значительную очистку воздуха от токсических веществ.

Минеральная вода «Заманкул» содержит (мг/л) - Са - 2,5; Mg - 2,0; Cl - 143; SO₄ - 0,68; Na - 650; K - 21,5; NO₃ - 4,2; NH₄ - 0,04; Zn - 5,0; Cu - 0,5; Fe - 0,1 при pH - 8,1.

Размягченные кукурузные кочерыжки в минеральной воде, насыщаются азотными соединениями (NO₃ и NH₄) при достаточном количестве минеральных веществ обогащают почвенный слой в смеси с Аланитом питательными веществами, одновременно положительно воздействуют на высеваемые аккумулирующие растения - однолетние виды клевера, рыжик, цикорий и фацелию.

Пример 1. Вдоль автотрассы создают лесопарковые зоны с расстоянием 5-6 м между рядами деревьев, высаживая саженцы тополя и акации. Между деревьями располагали смесь Аланита и кочерыжек в соотношении 4 т Аланита 1 т кочерыжек, которые предварительно замачивали в 300 л минеральной воды «Заманкул», расчеты обоснованных доз вели на 1 гектар.

Многие травы, как мелкосеменные, высевали из расчета 2 кг на 1 гектар. Общая норма высева всех высеваемых культур составляла 12 кг/га.

В междурядье высевают осенью (в начале сентября) рыжик озимый и однолетние виды клевера (шабдар, инкарнатный, александрийский). Ранней весной (конец марта - начало апреля) подсевают цикорий и фацелию. При этом рыжик и клевера высевают с междурядьем 45 см сеялкой, а весной в эти промежутки подсевают цикорий и фацелию. При расстоянии 6 метров между деревьями тополя и акации высевают черезрядно с расстоянием 45 см между рядами, а весной в междурядье подсевают цикорий и фацелию.

Пример 2. В придорожных лесополосах размещали приготовленный субстрат как в первом примере. Равномерно размещенный субстрат выравнивали, уплотняли и высевали травы, как в первом примере. Результаты опытов сведены в таблицу (см. табл. 1 и табл. 2).

Предлагаемый способ позволяет за короткий период очистить воздух от токсикантов и создать благоприятную экологическую обстановку на автодорогах.