Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СНИЖЕНИЯ РТУТИ В ЭКОСИСТЕМАХ

Изобретение относится к области экологии и может найти применение при мониторинге экосистем и выявлении растений биоиндикаторов ртути.

Известен способ, при котором проводят с помощью галогенов снижение содержания ртути. Галогены химические вещества (хлор, бром, йод, астат и др.), молекулы, которых взаимодействуют с ртутью, образуя соли (Евразийское патентное ведомство, патент WO №020397, опубликован 30.10.2014, заявка №201101597, в которую входит патент США по заявке 2007051239 - МПК: (INT.CL) ВO1В 53/64, С01В 7/09).

Однако данное техническое решение достаточно сложное, причем направлено на снижение ртути в атмосфере.

В качестве ближайшего аналога выбран способ, при котором снижают содержание ртути с помощью смешивания ртутьсодержащих отходов с измельченным серным колчеданном (патент №2519203, опубликован 10.04.2012, Бюл. №16, МПК: С22В 43/09, С22В 7/00, В09В 3/00).

Техническое решение способа - прототипа недостаточно эффективно для снижения ртути в экосистемах, в частности в растениях, а направлено на снижение в ртутьсодержащих отходах.

Технический результат - снижение ртути в растениях и выявление растений - индикаторов ртути.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что выявляют растения - индикаторы ртути и при содержании в них более 0,1 мг/кг опрыскивают сероводородной минеральной водой, в которую добавляют 1-2% гумата калия от общего объема минеральной воды 250-300 л/га

Способ осуществляется следующим образом.

Из всех тяжелых металлов ртуть является самым токсичным элементов для окружающей среды. При ее увеличении более 0.1 мг/кг нарушаются обмены веществ в растительном сообществе, которые вызывают ингибирование клеточного дыхания, фотосинтеза, газового объема, снижение ферментативной активности. Ртуть сильно связывается с азотом серы в аминокислотах, которые входят в состав многих биоорганизмов, в том числе и растений. Ртуть более 0,1 мг/кг задерживает рост растений, появление всходов и развитие корней, значительно снижает их продуктивность. Большая часть ртути депонируется гуминовыми веществами, содержащимися в гумате калия.

Сероводородная вода («Серноводская» Северо-Кавказского месторождения) содержит (мг/л): калий (К) 6,6; натрий (Na) - 85,5; магний (Mg) - 34,2; кальций (Са) - 52,4; фторит (F) - 1; хлорид (CL) - 115,8; сульфат (S0₄) - 242; гидрокарбонат (НСО₃) - 366,1; природный йод (I) - 0.6.

Гумат калия, как полифункциональное органическое соединение, повышает проницаемость клеточных мембран и способствует накоплению калия, кремния и других жизненно важных микроэлементов, необходимых для почвы и растений экосистемы в первоначальный период роста и весеннего отрастания. Накопление ртути в тканях корней ингибирует поглощение ионов калия растениями. Следовательно, гумат калия снижает содержание ртути, поставляя часть элемента калия в корневую систему. Особенно тонкие корни растений в большей степени, чем крупные, накапливают ртуть и играют роль барьеров. Некоторые растения, имеющие волоски на листьях, более интенсивно сорбируют ртуть, имеющуюся в воздухе. Поэтому опрыскивание растений предлагаемой смесью обеспечивает резкое снижение токсичностью ртутью экосистем. Для некоторых видов растений установлена склонность ртути образовывать нерастворимые соединения с богатыми источниками серы, таких как сероводородная вода. Кроме того, кальций в сероводородной воде (52,5 мг/л) снижает кислотность почв, которые способны аккумулировать ртуть.

Пример 1. Образцы растений (листья и стебли отдельно) подвергали анализу на содержание тяжелых металлов, в том числе и ртуть, физическим методом Оже- спектрометром. В большинстве случаев ртуть накапливается в листьях, как органов дыхания. Исследовали растения 3-х семейств экосистемы: злаковые, бобовые и масличные. Из всех изучаемых растений максимальное количество ртути обнаружено у масличных культур: озимый рыжик, гвизоция аббисинская и крамбе аббисинская, имеющих на листьях тонкие волоски. При обнаружении ртути, превышающие допустимые пределы (санитарная норма для органических веществ 0,02-0.03%) у растений - индикаторов, участок опрыскивали сероводородной водой из расчета 250 л/га с добавлением 2,5 кг гумата калия.

Пример 2. Растения-индикаторы, накапливающие максимальное количество ртути (масличные культуры) опрыскивали сероводородной водой в количестве 300 л/га. Гумат калия в количестве 6 кг/га добавляли в минеральную воду как в первом примере.

Результаты опытов сведены в таблицу 1

Анализируя полученные данные, можно констатировать, что масличные культуры могут быть индикаторами по накоплению ртути. Используя природные источники сырья, можно снизить содержания токсических элементов в экосистеме и одновременно повысить плодородие почв.