Способ очистки почвы от техногенных загрязнений

Классификация по МПК: A01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2282508
Дата публикации: 
Воскресенье, Август 27, 2006
Начало действия патента: 
Понедельник, Май 30, 2005

Изобретение относится к сельскому хозяйству, охране окружающей среды, а именно, к снижению содержания в почве 137 Cs. Способ очистки почвы от 137Cs включает выращивание на загрязненной почве в течение трех вегетационных периодов подряд растений-накопителей, в качестве которых используют чечевицу и топинамбур, и отчуждение всей биомассы растений из почвы в конце вегетационного периода. Степень очистки почвы определяют по формуле: Сη.GIF; =(Сн-Сп/Сн)·100 (%), где Cη.GIF; - степень очистки почвы, Сн - уровень 137Cs в почве до посадки растений, Сп - уровень 137Cs в почве после изъятия всей биомассы растений из почвы в конце вегетации. Технический эффект - снижение удельной активности 137 Cs в почве, очистка ее от радионуклидов, возможность получения экологически чистой растительной продукции, уменьшение внешнего и внутреннего облучения людей. 2 табл.



Изобретение относится к сельскому хозяйству, охране окружающей среды, а именно, к снижению в почве удельной активности 137Cs в почве.

Известен способ снижения 137 Cs в почве в результате переворачивания загрязненного слоя почвы при глубокой вспашке [1].

Недостатком данного способа является закрытие загрязненного верхнего слоя почвы менее загрязненным нижним слоем. При этом загрязненный слой почвы и заключенный в нем радиоактивный цезий остаются доступными для корневой системы большинства растений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ снижения концентрации тяжелых металлов (ТМ) в почве посредством выращивания рапса, растения, обладающего способностью накапливать в своей биомассе ТМ [2]. По этому способу на почве, загрязненной ТМ, выращивают рапс. В конце вегетации удаляют всю биомассу растения - и корни, и надземные органы. Отторжение биомассы растений из почвы способствует снижению в почве таких ТМ, как кадмий, кобальт, свинец, никель, железо.

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает эффективного снижения в почве основного дозообразующего радионуклида - 137Cs.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в снижении уровня удельной активности 137Cs в почве.

Это достигается тем, что в способе очистки почвы от техногенных загрязнений, заключающемся в выращивании на загрязненной почве растений-накопителей и отчуждении всей биомассы растений из почвы в конце вегетационного периода, в отличие от прототипа почву очищают от 137Cs, в качестве растений-накопителей используют чечевицу или топинамбур, которые выращивают в течение трех вегетационных периодов подряд, а степень очистки почвы определяют по формуле:

Сη.GIF; =(Сн-Сп/Сн)·100 (%),

где Сη.GIF; - степень очистки почвы,

Сн - уровень 137 Cs в почве до посадки растений,

Сп - уровень 137 Cs в почве после изъятия всей биомассы растений из почвы в конце вегетации.

Способ осуществляется следующим образом. На радиационно-загрязненной почве в продолжение трех вегетационных периодов подряд выращиваются растения, способные накапливать 137Cs - чечевица и топинамбур. В конце каждого вегетационного периода вся биомасса растений отчуждается из почвы. Максимальное снижение уровня 137Cs происходит через три года культивирования растений (таблица 1).

Таблица 1
Снижение уровня удельной активности 137Cs в почве (в %% от первоначального количества)
 
Варианты Сроки культивирования растений (годы)
123 4
Контроль (без растений) 0-2,51,1-12,73,3-26,3 4,1-27,8
Почва после рапса (прототип)2,2-2,5 25,7-26,026,7-27,2 27,1-36,5
Почва после топинамбура 10,8-21,323,0-25,5 39,6-42,722,2-47,8
Почва после чечевицы 2,6-4,917,7-29,834,6-47,3 22,5-42,9

В почве после выращивания топинамбура уровень 137Cs снизился через три года на 39,6-42,7%, после чечевицы - на 34,6-47,3%. В почве после рапса за этот срок уровень 137Cs снизился в 1,3-1,7 раз меньше. При увеличении срока культивирования растений до 4-х лет снижение уровня 137Cs в почве существенно не меняется.

Степень очистки почвы после культивирования растений меняется следующим образом (таблица 2).

Таблица 2
Степень очистки почвы (в %%, min-max)
ВариантыСроки отбора проб
12 34
Контроль (без растений)0-2,5 0,1-7,60,9-12,90,1-2,1
Почва после рапса (прототип) 2,2-2,52,2-2,800,0-1,0 0,0-21,2
Почва после топинамбура10,8-21,3 12,6-14,619,7-21,2 14,8-16,7
Почва после чечевицы 2,6-4,92,7-9,1 12,8-20,66,9-17.2

Максимальная степень очистки почвы наблюдается в вариантах с топинамбуром и чечевицей после третьего срока культивирования растений.

Примеры расчета степени очистки почвы (на примере чечевицы):

Первый срок культивирования - уровень 137 Cs в почве до посадки растения Сн=210,4-977,8 Бк/кг. Уровень 137Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=200,1-952,2 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη.GIF; =(977,8-952,2)/977,8·100=2,6% (минимальное значение); Сη.GIF; =(210,4-200,1)/210,4·100=4,9% (максимальное значение).

Второй срок культивирования - уровень 137Cs в почве до посадки растения Сн=190,4-705,8 Бк/кг.

Уровень 137Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=173,1-686,7 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη.GIF; =(705,8-б86,7)/705,8·100=2,7% (минимальное значение); Сη.GIF; =(190,4-173,1)/190,4·100=9,1% (максимальное значение).

Третий срок культивирования - уровень 137Cs в почве до посадки растения Сн=158,0-643,1 Бк/кг.

Уровень 137Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=137,7-510,3 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη.GIF; =(643,1-510,3)/643,1·100=20,6% (максимальное значение); Сη.GIF; =(158,0-137,7)/158,0·100=12,8% (минимальное значение).

Четвертый срок культивирования - уровень 137Cs в почве до посадки растения Сн=175,3-674,0 Бк/кг.

Уровень 137Cs в почве после изъятия всей биомассы растения из почвы в конце вегетационного периода Сп=163,2-558,1 Бк/кг.

Степень очистки почвы Сη.GIF; =(674,0-558,1)/674,0·100=17,2% (максимальное значение); Сη.GIF; =(175,3-163,2)/175,3·100==6,9% (минимальное значение).

Данный способ позволяет снизить удельную активность 137 Cs в почве, тем самым очистить ее от радионуклидов, дает возможность получать экологически чистую растительную продукцию, уменьшить внешнее и внутреннее облучение людей.

Источники информации

1. Руководство по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения части территории РСФСР, Украинской ССР и Белорусской ССР на период 1988-1990 г.г., М.: АгроНИИТИИТЭ, 1998, 41 с.

2. B.C.Громова, В.В.Сафронов. Использование растений для очистки почв от техногенных загрязнений - Липецк: ЛГТУ // Экология РФ, №1, 1998 (прототип).


Формула изобретения


Способ очистки почвы от техногенных загрязнений, заключающийся в выращивании на загрязненной почве растений-накопителей и отчуждении всей биомассы растений из почвы в конце вегетационного периода, отличающийся тем, что почву очищают от 137Cs, в качестве растений-накопителей используют чечевицу или топинамбур, которые выращивают в течение трех вегетационных периодов подряд, а степень очистки почвы определяют по формуле

Сη.GIF; =(Сн-Сп/Сн)·100 (%),

где Сη.GIF; - степень очистки почвы;

Сн - уровень 137 Cs в почве до посадки растений;

Сп - уровень 137 Cs в почве после изъятия всей биомассы растений из почвы в конце вегетации.




MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 31.05.2007

Извещение опубликовано: 27.12.2008        БИ: 36/2008