Способ выявления загрязнения мерзлотного ландшафта Советский патент 1992 года по МПК G01N33/24 

со

с

Изобретение относится к области диагностики загрязнения окружающей среды и может быть использовано для экологических исследований. Целью изобретения является повышение эффективности способа. Для этого отбирают образцы индикаторного растения, в качестве которых используют стебли побегов текущего года багульника, отбор образцов ведут по линии ландшафт- но-геохимического профиля вкрест простирания полос стока внутрипочвенных вод. Отобранные образцы анализируют путем исследования анатомических изменений в проводящей системе стебля растения, а о наличии загрязнения судят по отсутствию друз оксалатов кальция в ксилемной ткани проводящей системы стебля. Способ определяет выявлять загрязнение на ранних стадиях, когда еще видимых нарушений нет, упростить процесс отбора проб, ускорить процесс выявления загрязнения

Изобретение относится к диагностике загрязнения окружающей среды, возникающего при избыточном поступлении минеральных соединений, углеводородов, тяжелых металлов в почву, растительность, природные воды ландшафтов, прилегающих к промышленным районам, в частности к нефтяным месторождениям, расположенным в Арктике, и может быть использовано для экологических исследовании.

Цель изобретения - повышение эффективности способа.

Пример. На пологом водораздельном склоне в пределах участка тундры, прилегающего к буровой, выделяют полосы стока, индуцируемые ивняково-ернико- во-осоково-багульниковой ассоциацией. Вкрест их простирания проводят ландшафтно-геохимический профиль. По линии профиля в полосах стока отбирают в качестве проб побеги багульника текущего года. Готовят поперечные срезы стеблей этих побегов и проводят их анатомический анализ.

Наличие друз оксалата кальция является следствием нормального проявления физиологических процессов в багульнике, произрастающем в естественных условиях, свидетельствует об отсутствии загрязнения. Отсутствие друз оксалата кальция свидетельствуете наличии загрязнения, поскольку их изчезновение в тканях растения обусловлено растворя ющим действием компонентов загрязнения, проникающих в состав минерального питания внутрь растения. Свидетельством данного процесса служат буроватые включения неопредеVI VI

ю

СЛ

о

ляемой природы, обнаруживаемые на месте оксэлатз кальция.

Внутрипочвенная миграция техноген-. ных потоков локализуется в полосах стока, которые осуществляют функцию местных водосбросов. Как правило, загрязнение от точечного источника поступает с одной стороны. Попадая в полосу стока, техногенные потоки частично разбавляются чистой верховодкой, поэтому концентрация загрязнения в полосе стока снижается до уровня, который нельзя своевременно обнаружить с помощью известных биоиндикаторов. Ведение профилированных вкрест простирания полосы стока позволяет определять место контакта загрязненных вод с водами в полосе стока. Наличие загрязнения при отсутствии в анатомических срезах проб друз оксалата кальция подтверждается анализом химических спектров. Для некоторых элементов отмечается усиление сигнала, в частности для бария. Барий - техногенный элемент, который в виде сульфата бария (барита) используется для утяжеления буровых растворов. Увеличение содержания иттрия, стронция, кобальта обусловлено по-видимому, их высокими концентрациями веточных буровых водах, мигрирующих в составе мерзлотной верховодки,

Исследования по выявлению техногенного загрязнения проводили только на багульнике, поскольку именно у этого, тундрового растения размеры оргзномине- ральных включений достаточно легко обнаруживаемы. Кроме багульника органоминеральные включения имеются у осоки, ивы и некоторых видов споровых (хвощ). Но величина органоминеральных включений у них настолько мала, что их выявление технически сложно осуществить, Использование багульника (и исследование ксилемной ткани стебля именно этого растения повышает эффективность способа.

Было обследовано 12 буровых площадок и примыкающих к ним участков ненарушенной тундры. Исследования проводили на трех нефтяных месторождениях, расположенных в южной зоне Большеземельской тундры. На всех участках было установлено закономерное чередование растительных ассоциаций в структуре растительного покрова краевых зон полос и ложбин стока,- озерно-болотных котловин. Выявленная закономерность обусловлена режимом уелаж- нения и является отражением природно-климатических условий территории. При этом частота встречаемости багульника такая, что при описании структуры растительного покрова он выделяется как типоморфное растение, по которому дается

собственное название растительной ассоциации.

Способ позволяет судить о загрязнении именно качественно, так как важно установить сам факт загрязнения, эффективно выявлять загрязнение на ранних стадиях, когда еще видимых нарушений нет. Известно, что вследствие адаптации тундровых растений к природным условиям объем корневой массы больше надземной. Для багульника это отношение доставляет примерно 6:1. Из-за этого суммарная концентрация даже микроколичества загрязнения будет достаточна, чтобы вызвать

изменения в проводящей системе стебля багульника, а именно частичное или полное растворение оксалатов кальция. Контроль состояния растения по наличию или отсутствию оксалатов кальция в багульнике позволяет однозначно судить о факте загрязнения.

Перебирая по склону все полосы стока, имеющиеся на исследуемой территории,

по отсутствию оксалатов кальция в багульнике выявляют именно ту полосу, по которой осуществляется внутрипочвенный сток загрязнения. А поскольку каждая полоса или ложбина стока имеет свой микроводосбор, то состав мерзлотной верховодки, стекающей с этих микроводосборов, отражает геохимическую обстановку данного участка. Вследствие физиологических особенностей багульника, объясненных выше, при наличип загрязнения происходит его своеобраз: ное усиление.

Кроме этого, отбор проб вкрест простирания проще и требует меньших количеств проб и, следовательно, выполняется быст, рее. Таким образом, за счет снижения трудозатрат и сокращения времени опробования и выявления загрязнения на ранних стадиях достигается повышение эффективности способа.

Технико-экономический эффект по сравнению с прототипом состоит в сокращении времени процесса, выявлении техногенного загрязнения, однозначной интерпретации полученных результатов, при этом повышается качество экологических экспертиз состояния мерзлотных ландшафтов в районах промышленного освоения. Применение способа создает возможность разработки методики проведения биологической индикации

наземных экосистем при решении вопросов защиты окружающей среды, в частности, в Арктической зоне.

Формула изобретения Способ выявления загрязнения мерзлртного ландшафта, включающий отбор об5 1774256б

разцов индикаторного растения по линииния полос стока внутрипочвенных вод, приландшафтно-геохимического профиля вчем анализ образцов ведут путем иссзоне избыточного увлажнения и их анализ,ледования анатомических изменений

отличающийся тем, что, с целью в проводящей системе стебля растеповышения эффективности способа, в каче- 5ний, а о наличии загрязнения судят по

стве образцов индикаторного растения ис-отсутствию друз оксалатов кальция в

пользуют стебли побегов текущего годаксилемной ткани проводящей системы

багульника, их отбор ведут вкрест простира-стебля.