Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды антарктиды по состоянию цианобактериальных матов (варианты)

Авторы патента:

Краева Людмила Александровна (RU)

Болехан Василий Николаевич (RU)

Власов Дмитрий Юрьевич (RU)

Абакумов Евгений Васильевич (RU)

Панин Александр Леонидович (RU)

Ценева Галина Яковлевна (RU)

G01N33/24 - грунтов (G01N 33/42 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2546287:

Федеральное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера" (ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера) (RU)

Группа изобретений относится к экологии и санитарии. Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды с использованием биологических индикаторов, по состоянию изменений в которых делают вывод о загрязнении окружающей среды, характеризуется тем, что в качестве биологических индикаторов применяют цианобактериальные маты. Способ осуществляется в трех вариантах:

1) по физико-химическим показателям цианобактериальных матов;

2) по микробиологическим показателям цианобактериальных матов;

3) по содержанию в цианобактериальных матах тяжелых металлов.

Выбраны и обоснованы значения параметров, по величине которых делается вывод о степени загрязнения окружающей среды. Группа изобретений обеспечивает точность и безопасность осуществления мониторинга за антропогенным и орнитогенным загрязнением. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области профилактической медицины и может быть использовано для комплексной оценки загрязнения почвы Антарктиды.

Актуальность охраны почвы Антарктиды связана с глобальным потеплением климата, в результате чего возможно ухудшение эпидемиологической ситуации на континенте. В значительной степени это обусловлено циркуляцией в окружающей среде патогенных и условно-патогенных энтеробактерий, псевдомонад и других малоисследованных возбудителей. Для своевременного ограничения их циркуляции за счет проведения профилактических мероприятий необходимо иметь достоверные способы оценки загрязненности почвы в экстремальных условиях Антарктиды, где существуют уникальные возможности исследования биологических систем в естественной изоляции.

В таких экологических нишах, в отсутствие или слабо выраженной конкуренции со стороны более развитых форм жизни, образуются цианобактериальные маты (ЦБМ), представляющие собой высокоинтегрированные прокариотные сообщества, зачастую связанные синтрофическими отношениями. Основными компонентами ЦБМ являются фотосинтезирующие цианобактерии, факультативные аэробы и анаэробы, грибы. ЦБМ заселяют грунты после освобождения пространства от ледников, участвуют в почвообразовании и первыми реагируют на экологические изменения. Они приурочены к местам таяния льда, концентрации птиц и постоянного антропогенного загрязнения, в том числе и на удалении от объектов РАЭ. Поэтому ЦБМ могут включать в себя соли тяжелых металлов и нефтепродукты. Они являются динамичной системой и реагируют на любые изменения в состоянии окружающей среды.

Для повышения надежности экологических оценок различных видов загрязнения и прогнозов в отношении неблагоприятных последствий этих процессов необходимо использовать не один, а 3-5 методов биоиндикации. Причем в условиях Антарктиды такой выбор весьма ограничен. Поэтому чрезвычайно важно иметь возможность оценить состояние почвы Антарктиды по комплексу наиболее значимых показателей вместо разрозненных единичных данных.

Известно использование в качестве биологических индикаторов высших растений (фитоиндикация загрязнения атмосферного воздуха) [Неверова О.А. Применение фитоиндикации в оценке загрязнения окружающей среды / О.А. Неверова // Биосфера. - Том №1. - №1. - 2009. - С.82-92], а также губок (индикация загрязнения воды) [Анакина Р.П. Губки - биологические индикаторы и оздоравливающие составляющие пресноводных экологических систем / Р.П. Анакина // Биосфера. - Том №2. - №3. - 2010. - С.397-408].

В связи с отсутствием высших растений на территории Антарктиды на роль биоиндикаторов загрязнения воздушной среды М.М. Андреевым [Андреев М.П., Курбатова Л.Е. Ботанические исследования на Южных Шетландских островах в сезоне 54-й РАЭ / М.П. Андреев, Л.Е. Курбатова // Российские полярные исследования. - №1. - 2012. - С.21-23; Андреев М.П., Курбатова Л.Е. Современные ботанические исследования российских ученых в континентальной Антарктике / М.П. Андреев, Л.Е. Курбатова // Российские полярные исследования. - №1. - 2012. - С.23-24] предложено использовать состояние лишайников.

Однако они не могут служить универсальными индикаторами для всех объектов РАЭ, поскольку в основном присутствуют вокруг полевой базы Беллинсгаузен. Описание немногочисленных видов губок озер Антарктиды носят скудный характер и для их изучения необходимы навыки погружений аквалангиста.

Поэтому к недостаткам вышеперечисленных биологических индикаторов необходимо отнести отсутствие универсальных индикаторов на прибрежных объектах РАЭ.

По мнению авторов такую роль могут выполнять цианобактериальные маты (ЦБМ).

Известно, что цианобактериальные маты могут накапливать в себе химические и биологические элементы окружающей среды, увеличиваясь при этом в объеме, становясь полихромными. Увеличение биологических включений в них приводит к снижению показателя pH ЦБМ. Поэтому всесторонняя оценка матов может помочь оценить уровень загрязнения объекта РАЭ. Цианобактериальные маты представлены в условиях Антарктиды повсеместно, а описание их характеристик не представляет технических сложностей.

Наиболее близким к заявляемому способу оценки загрязнения окружающей среды является оценка санитарного состояния почвы по микробиологическим показателям, представленная в МУ №1446-76. Однако в методических указаниях не учитываются данные о качественных и количественных показателях содержания микромицетов, хотя они являются неотъемлемой частью данного биоценоза и представлены в разном количестве и соотношении в ЦБМ в зависимости от степени загрязненности объекта.

Изобретение направлено на разработку способа объективной оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды на территории расположения научных станций и полевых баз РАЭ Антарктиды и для контроля качества выполнения экологических, санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий при помощи универсального биологического индикатора - ЦБМ.

Технический результат от использования изобретения выражается в обеспечении повышенной точности, простоты и безопасности осуществления мониторинга за антропогенным и орнитогенным загрязнением.

Авторами предложено 3 варианта оценки:

1) по физико-химическим показателям матов;

2) по микробиологическим показателям;

3) по содержанию в них тяжелых металлов.

Согласно изобретению способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды предусматривает использование в качестве биологических индикаторов ЦБМ по состоянию изменений, в которых делают вывод о загрязнении окружающей среды.

В образцах ЦБМ определяют физико-химические показатели, а вывод о степени загрязнения делают путем измерения площади, высоты мата, pH, описания его цвета, характеристики подстилающего грунта, наличия биологических включений, при этом если площадь мата составляет <1 м², высота <5 см, pH среды мата 6,5-9, цвет мата монохромный, подстилающий грунт не подвергнут антропогенному воздействию, биологических включений в матах нет, то почва оценивается как чистая; если площадь матов составляет 1-3 м², высота 5-10 см, pH среды мата 5-6,5, <50% площади матов отличается полихромностью, отмечается антропогенное воздействие без нарушения рельефа местности, наблюдаются биологические включения в виде перьев, погадок, бумаги, стройматериалов, то почва считается загрязненной; если площадь мата составляет >3 м², высота >10 см, pH среды мата 3-5, полихромность мата превышает 50% его площади, подстилающий грунт подвергнут антропогенному воздействию с нарушением рельефа местности и изменением водотока, отмечаются биологические включения в виде помета, костей животных и рыб, отходов из мусоросборников, тяжелого мусора, нефтепродуктов, фрагментов металла и строительного мусора, сточных вод, то такая почва считается сильно загрязненной.

Проведенные исследования физико-химических свойств ЦБМ позволили установить уровни загрязнения объектов РАЭ по значениям площади, высоты, цвета, pH ЦБМ, по характеристике подстилающего грунта и наличию биологических включений в них. Выбор значений параметров вытекает из Таблицы 1.

Согласно второму варианту способа в образцах ЦБМ определяют микробиологические показатели, а вывод о степени загрязнения делают путем количественной оценки содержания в матах энтеробактерий, псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий, клостридий, термофильных микроорганизмов, микромицетов, причем если в образцах матов определяется энтеробактерий <1 KOE/г (колониеобразующих единиц), псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий <10 KOE/г, клостридий <100 KOE/г, термофильных микроорганизмов <1000 KOE/г, микромицетов <1000 KOE/г, при этом в составе матов преобладают индигенные Coniosporium spp., Geomyces pannorum, Thelebolus microsporus, Thelebolus globosus, Phaeosclera dematioide, неспорулирующие и микроколониальные формы грибов, то такая почва считается чистой; если в образцах матов содержание энтеробактерий составляет 1-10 KOE/г, псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий 10-1000 KOE/г, клостридий 100-10000 KOE/г, термофильных микроорганизмов 1000-100000 KOE/г, микромицетов 1000-2000 KOE/г, при этом в составе матов представлены индигенные и привнесенные Penicillium, Trichoderma, Cladosporium, Geomyces, то такая почва считается загрязненной; если в образцах матов содержится энтеробактерий >10 KOE/г, псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий >1000 KOE/г, клостридий >10000 KOE/г, термофильных микроорганизмов >100000 KOE/г, микромицетов >2000 KOE/г, при этом в составе матов доминируют обитатели антропогенных субстратов с преобладанием Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Trichoderma, то такая почва считается сильно загрязненной.

Многочисленными исследованиями микробного пейзажа грунта Антарктиды было показано, что основными представителями являются энтеробактерии, псевдомонады, клостридии, термофильные микроорганизмы и микромицеты.

Выбор значений параметров вытекает из Таблицы 1.

Согласно третьему варианту способа в образцах ЦБМ определяют содержание тяжелых металлов (ртути (Hg), кадмия (Cd), свинца (Pb), мышьяка (As), цинка (Zn), никеля (Ni), кобальта (Со), хрома (Cr), молибдена (Мо), меди (Cu), сурьмы (Sb)), а вывод о степени загрязнения делают путем расчета суммарного показателя загрязнения по формуле Zc=Σ(Kci+…+Kcn)-(n-1), где Kci, … Kcn - отношение показателя найденного тяжелого металла в цианобактериальном мате к его фоновому значению, n - число определяемых суммируемых веществ, при этом, если суммарный показатель загрязнения Zc<16, то почва считается чистой; если Zc находится в пределах от 16 до 128, то почва считается загрязненной; если Zc>128, то такая почва считается сильно загрязненной.

Исследования, направленные на определение в ЦБМ тяжелых металлов, показали, что в условиях Антарктиды их концентрация и состав сильно отличаются в различных пунктах РАЭ. В связи с этим оценка по отдельным химическим показателям, предложенным в СанПиН 2.1.7.1287-03 будет затруднена. Более объективная характеристика будет получена при оценке загрязненности тяжелыми металлами в их суммарном показателе, как предложено в ГОСТ 17.4.3.06.-86 и МУ 2.1.7.730-99. Способы оценки, представленные в этих документах, могут служить аналогами заявляемому способу оценки загрязнения окружающей среды Антарктиды с условием, что содержание тяжелых металлов определяется не в почве, а в цианобактериальных матах, кумулирующих в себе загрязнители воздушной, водной и грунтовой среды.

Кроме того, использование всесторонней оценки загрязнения окружающей среды Антарктиды не предусмотрено ни одним имеющимся документом. Поэтому предлагаемый комплексный подход, включающий 3 варианта оценки, позволит более полно охарактеризовать состояние окружающей среды Антарктиды.

Данные, подтверждающие выбор критериев оценки санитарного состояния объекта ВАЭ по физико-химическим и микробиологическим характеристикам ЦВМ, представлены в Таблице 1.

Учитывая аккумулирующие свойства ЦБМ, возможно определять пороговые величины токсических веществ, которые в данной местности могут находиться в подпороговых количествах и располагаться неравномерно. В сводных данных по вышеперечисленным параметрам будут определяться критерии оценки санитарного состояния окружающей среды (почвы и воды) по микробиологическим и физико-химическим показателям (Таблица 2), что позволит прогнозировать влияние этих вредных воздействий на здоровье полярников и жизнь фауны. Полученные объективные параметры будут использоваться в составлении Предписаний руководству РАЭ для принятия управленческих решений.

Возможность сохранения матов при температуре бытового холодильника позволит продолжить их исследования в стационарных условиях для выявления покоящихся (некультивированных) форм бактерий, что может дать материал для прогноза активации патогенных бактерий во внешней среде. Именно с ними могут быть связаны механизмы сохранения возбудителей сапронозных инфекций в межэпидемические и межэпизоотические периоды, как и необъяснимая сегодня «внезапность» возникновения эпидемий и эпизоотии.

Изобретение реализуется следующим образом.

Часть физико-химических показателей оценивается на месте без изъятия образцов: высота, площадь цианобактериальных матов, цвет, характеристика подстилающего грунта, наличие биологических включений. Показатель pH среды мата определяется либо на месте, либо в лаборатории РАЭ после изъятия образца мата.

Микробиологические показатели определяются в условиях лаборатории на РАЭ согласно нормативным документам, предусматривающим выделение микроорганизма из объекта внешней среды. Отбор проб, их регистрация и исследование проводят в соответствии с установленными требованиями.

Содержание тяжелых металлов допускается определять в стационарной лаборатории после возвращения из научной экспедиции. Все показатели, полученные из каждой отдельной пробы, заносят в общую таблицу (Таблица 2) и дают оценку санитарного состояния каждого объекта РАЭ.

Примеры оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды по состоянию цианобактериальных матов представлены в Таблице 2.

Таблица 1
Критерии оценки санитарного состояния объекта РАЭ по физико-химической и микробиологической характеристике ЦБМ
Оцениваемые показатели ЦБМ	Категория почвы
	Чистая	Загрязненная	Сильно загрязненная
1. Физико-химическая характеристика матов:
Площадь (м²)	<1	1-3	>3
Высота (см)	<5	5-10	>10
Цвет (пигментообразование)	Монохромный*	Полихромный <50%	Полихромный >50%
Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Не подвергнут антропогенному воздействию	Антропогенное воздействие без нарушения рельефа местности	Антропогенное воздействие с нарушением рельефа местности и изменением водотока
Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Нет	Перья, погадки, бумага, стройматериалы	Помет, кости животных и рыб, отходы из мусоросборников, тяжелый мусор, нефтепродукты, фрагменты металла и строительного мусора, сточные воды
PH среды матов	6,5-9	5-6,5	3-5
2. Микробиологическая характеристика матов (КОЕ/г)
Энтеробактерии	<1	1-10	>10
Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	<10	10-1000	>1000
Клостридии	<100	100-10000	>10000
Термофильные микроорганизмы	<1000	1000-100000	>100000
Микромицеты	<1000**	1000-2000***	>2000****

3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	<16	16-128	>128
Примечания:
* в зависимости от подстилающего грунта
** в составе матов преобладают индигенные Coniosporium spp., Geomyces pannorum, Thelebolus microsporus, Thelebolus globosus, Phaeosclera dematioide, неспорулирующие и микроколониальные формы грибов
*** в составе матов представлены индигенные и привнесенные Penicillium, Trichoderma, Cladosporium, Geomyces
**** в составе матов доминируют обитатели антропогенных субстратов с преобладанием Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Trichoderma
***** Zc - суммарный показатель загрязнения. Расчитывается по формуле: Zc=Σ(Kci+…+Kcn)-(n-1), где Kci, … Kcn - отношение показателя найденного тяжелого металла в ЦБМ к его фоновому значению, n - число определяемых суммируемых веществ. Фоновые значения тяжелых металлов представлены в нормативно-технической документации (ГН 2.1.7.2041-06. ГН 2.1.7.2042-06. Москва 2006).

Таблица 2
Примеры оценки санитарного состояния объекта РАЭ по характеристике ЦБМ
Пример 1 - чистый объект.	Оцениваемые показатели ЦБМ	Результаты оценки
Полевая база Дружная-4 S 69044,877′ E 073042,417′ ЦБМ с доминированием нитчатых водорослей, между камнями на склоне к дороге от станции	1. Физико-химическая характеристика матов:
	Площадь (м²)	1
	Высота (см)	3
Цвет (пигментообразование)	Монохромный (зеленый)
	Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Не подвергнут антропогенному воздействию
	Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Нет
	PH среды матов	7
	2. Микробиологическая характеристика матов (KOE/г)
	Энтеробактерии	0
	Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	5
	Клостридии	0
	Термофильные микроорганизмы	500
	Микромицеты	900
3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	12
Пример 2 - загрязненный объект	1. Физико-химическая характеристика матов:
Станция Прогресс S 69022,976′ E 076024,009′ Орнитофильное местообитание, грунт с зачаточными мхами и водорослями	Площадь (м²)	3
	Высота (см)	5
	Цвет (пигментообразование)	Полихромный (<50%)
	Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Антропогенное воздействие без нарушения рельефа местности
	Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Перья, погадки, стройматериалы
	PH среды матов	6
	2. Микробиологическая характеристика матов (КОЕ/г)
	Энтеробактерии	10
	Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	1000
Клостридии	500

	Термофильные микроорганизмы	10000
	Микромицеты	1300
3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	30
Пример 3 - загрязненный объект	1. Физико-химическая характеристика матов:
Станция Мирный	Площадь (м²)	3
S 66031,817'	Высота (см)	10
E 092059,463'	Цвет (пигментообразование)	Полихромный (<50%)
Остров Хасуэл, недалеко от колоний пингвинов	Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Антропогенное воздействие без нарушения рельефа местности
	Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Перья, погадки, стройматериалы
	PH среды матов	5,5
	2. Микробиологическая характеристика матов (KOE/г)
	Энтеробактерии	10
	Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	500
	Клостридии	1000
	Термофильные микроорганизмы	10000
	Микромицеты	2000
3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	56
	1. Физико-химическая характеристика матов:
Пример 4 - загрязненный объект	Площадь (м²)	3
Полевая база Дружная-4	Высота (см)	8
S 69044,877′	Цвет (пигментообразование)	Полихромный (50%)
E 073042,417′	Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Антропогенное воздействие без нарушения рельефа местности
ЦБМ на склоне к дороге от станции

	Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Перья, погадки, отходы горюче-смазочных материалов
	PH среды матов	5
	2. Микробиологическая характеристика матов (KOE/г)
	Энтеробактерии	5
	Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	1000
	Клостридии	1000
	Термофильные микроорганизмы	100000
	Микромицеты	2000
3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	120
Пример 5 - сильно загрязненный объект	1. Физико-химическая характеристика матов:
Площадь (м²)	10
Станция Прогресс	Высота (см)	15
S 69023,128' E 076023,367′ Поверхностный слой первично почвы с ЦБМ, в понижении рельефа, по ручью	Цвет (пигментообразование)	Полихромный (>50%)
Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Антропогенное воздействие с нарушением рельефа местности и изменением водотока
	Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Помет, кости животных и рыб, отходы из мусоросборников, нефтепродукты, сточные воды.
	PH среды матов	4,5
	2. Микробиологическая характеристика матов (KOE/г)
	Энтеробактерии	100
	Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	5000
	Клостридии	20000
	Термофильные микроорганизмы	500000
	Микромицеты	3000
3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	140
Пример 6 - сильно загрязненный объект	1. Физико-химическая характеристика матов:
Площадь (м²)	15

Станция Мирный	Высота (см)	25
S 66031,784′ E 092059,501′	Цвет (пигментообразование)	Полихромный (>50%)
Остров Хасуэл, грунт из глубокой трещины в породе, толстый слой, покрытый ЦБМ, следы пингвинов	Характеристика подстилающего грунта в зависимости от антропогенного воздействия	Антропогенное воздействие с нарушением рельефа местности и изменением водотока
	Наличие биологических включений (орнитогенных, антропогенных)	Помет, кости животных и рыб, отходы от нефтепродуктов, сточных вод.
	PH среды матов	4,5
	2. Микробиологическая характеристика матов (KOE/г)
	Энтеробактерии	50
	Псевдомонады и др. нитрифицирующие бактерии	2000
	Клостридии	20000
	Термофильные микроорганизмы	100000
	Микромицеты	3500
3. Характеристика загрязнения тяжелыми металлами (Zc)*****	140

1. Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды с использованием биологических индикаторов, по состоянию изменений в которых делают вывод о загрязнении окружающей среды, отличающийся тем, что в качестве биологических индикаторов применяют цианобактериальные маты, в образцах которых определяют физико-химические показатели, а вывод о степени загрязнения делают путем измерения площади, высоты мата, pH, описания его цвета, характеристики подстилающего грунта, наличия биологических включений, при этом если площадь мата составляет <1 м², высота <5 см, pH среды мата 6,5-9, цвет мата монохромный, подстилающий грунт не подвергнут антропогенному воздействию, биологических включений в матах нет, то почва оценивается как чистая; если площадь матов составляет 1-3 м², высота 5-10 см, pH среды мата 5-6,5, <50% площади матов отличается полихромностью, отмечается антропогенное воздействие без нарушения рельефа местности, наблюдаются биологические включения в виде перьев, погадок, бумаги, стройматериалов, то почва считается загрязненной; если площадь мата составляет >3 м², высота >10 см, pH среды мата 3-5, полихромность мата превышает 50% его площади, подстилающий грунт подвергнут антропогенному воздействию с нарушением рельефа местности и изменением водотока, отмечаются биологические включения в виде помета, костей животных и рыб, отходов из мусоросборников, тяжелого мусора, нефтепродуктов, фрагментов металла и строительного мусора, сточных вод, то такая почва считается сильно загрязненной.

2. Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды с использованием биологических индикаторов, по состоянию изменений в которых делают вывод о загрязнении окружающей среды, отличающийся тем, что в качестве биологических индикаторов применяют цианобактериальные маты, в образцах которых определяют микробиологические показатели, а вывод о степени загрязнения делают путем количественной оценки содержания в матах энтеробактерий, псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий, клостридий, термофильных микроорганизмов, микромицетов, причем если в образцах матов определяется энтеробактерий <1 KOE/г (колониеобразующих единиц), псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий <10 KOE/г, клостридий <100 KOE/г, термофильных микроорганизмов <1000 KOE/г, микромицетов <1000 KOE/г, при этом в составе матов преобладают индигенные Coniosporium spp., Geomyces pannorum, Thelebolus microsporus, Thelebolus globosus, Phaeosclera dematioide, неспорулирующие и микроколониальные формы грибов, то такая почва считается чистой; если в образцах матов содержание энтеробактерий составляет 1-10 KOE/г, псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий 10-1000 KOE/г, клостридий 100-10000 KOE/г, термофильных микроорганизмов 1000-100000 KOE/г, микромицетов 1000-2000 KOE/г, при этом в составе матов представлены индигенные и привнесенные Penicillium, Trichoderma, Cladosporium, Geomyces, то такая почва считается загрязненной; если в образцах матов содержится энтеробактерий >10 KOE/г, псевдомонад и других нитрифицирующих бактерий >1000 KOE/г, клостридий >10000 KOE/г, термофильных микроорганизмов >100000 KOE/г, микромицетов >2000 KOE/г, при этом в составе матов доминируют обитатели антропогенных субстратов с преобладанием Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Trichoderma, то такая почва считается сильно загрязненной.

3. Способ оценки антропогенного и орнитогенного загрязнения окружающей среды Антарктиды с использованием биологических индикаторов, по состоянию изменений в которых делают вывод о загрязнении окружающей среды, отличающийся тем, что в качестве биологических индикаторов применяют цианобактериальные маты, в образцах которых определяют содержание тяжелых металлов (ртути (Hg), кадмия (Cd), свинца (Рb), мышьяка (As), цинка (Zn), никеля (Ni), кобальта (Со), хрома (Сr), молибдена (Мо), меди (Сu), сурьмы (Sb)), а вывод о степени загрязнения делают путем расчета суммарного показателя загрязнения по формуле Zc=Σ(Kci+…+Kcn)-(n-1), где Kci,… Kcn - отношение показателя найденного тяжелого металла в цианобактериальном мате к его фоновому значению, n - число определяемых суммируемых веществ, при этом если суммарный показатель загрязнения Zc<16, то почва считается чистой; если Zc находится в пределах от 16 до 128, то почва считается загрязненной; если Zc>128, то такая почва считается сильно загрязненной.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и почвоведения. Способ включает нарезку канавки вдоль площадки для определения влагоемкости почвы длиной 0,5-0,7 м, шириной 0,25-0,30 м на глубину расчетного слоя почвы.

Устройство для профилирования поверхности почвы и определения направления стока атмосферных осадков в полевых условиях // 2543813

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для изучения водной эрозии, и может быть использовано в почвоведении, мелиорации и гидрологии.

Способ определения сроков проведения очередных вегетационных поливов // 2543266

Изобретение относится к области мелиорации, в частности к орошаемому земледелию. В способе сроки проведения очередных вегетационных поливов в условиях Северного Кавказа определяют с использованием датчика.

Способ определения фитотоксичности почв с использованием биоиндикатора // 2540580

Изобретение относится к области сельского хозяйства, лесоводству и экологии. Способ включает определение индекса ветвления как отношения числа особей с отклонениями к числу всех особей в выборке мха.

Способ определения коэффициента фильтрации грунта // 2540458

Способ относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам определения коэффициента фильтрации плывунного грунта в зоне распространения черноземных почв.

Устройство для исследования физико-механических характеристик слоя почвогрунта // 2540432

Изобретение относится к области сельского хозяйства, строительства и машиностроения, а именно - к устройствам для исследования физико-механических характеристик слоя почвогрунта небольшой толщины, преимущественно средней и низкой плотности.

Устройство для контроля грунта // 2540252

Изобретение относится к устройствам контроля грунта, использующим для оценки состояния грунта измерения распределения деформации волоконно-оптического чувствительного элемента, связанного с грунтом.

Способ и устройство автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур // 2538997

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к полевому растениеводству. Способ предусматривает оценку состава почвы возделываемого угодья и ее продукционного потенциала по пробам почвы, контроль состояния развития сельскохозяйственных культур по видеоизображениям сельскохозяйственных культур, полученным с помощью модуля визуального контроля, и техногенные воздействия на технологические процессы.

Устройство для внутрипочвенного измерения агротехнологических характеристик пахотного слоя почвы в движении // 2537908

Устройство относится к области сельского хозяйства, в частности к технологиям точного земледелия. Устройство содержит несущую раму, соединенную со средством передвижения по полю, опорный элемент, установленный на раме и определяющий ее положение над почвой, размещенный на раме нож-щелерез, создающий при движении продольный щелевой канал в почве, измерительный блок с измерительными датчиками, выполненный вытянутым вдоль направления движения, одинаковой толщины с ножом-щелерезом и установленный за ним в направлении движения, узел ступенчатой регулировки глубины положения измерительного блока в продольном щелевом канале при движении по полю, узел защиты измерительного блока от повреждения при наезде ножа-щелереза на препятствия, блок управления измерениями, сбора и преобразования измерительной информации, бортовой компьютер и приемник системы геопозиционирования для регистрации измерительной информации и картирования.

Лабораторный способ определения нитрификационной способности почвы // 2537240

Изобретение относится к области сельского хозяйства: агрохимии, почвоведению, агроэкологии. Лабораторный способ определения нитрификационной способности почв включает компостирование почвы и определение количества нитратов, накопившихся в почве в результате нитрификационных процессов, причем компостирование образцов почвы проводят в условиях активной аэрации внутреннего объема закрытого сосуда с образцом почвы нагнетанием воздуха.

Способ определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта // 2548725

Изобретение относится к области испытаний при инженерных расчетах в сельском хозяйстве, строительстве и машиностроении, в частности к способам определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта при воздействии на него вибрационной нагрузкой. Для этого слой почвогрунта нагружают в цилиндрических координатах через круглый штамп одновременно в вертикальном и сдвиговом направлениях согласно закону Хевисайда. Сдвиговую нагрузку прикладывают к круглому штампу с размещенными под ним равномерно по окружности в радиальном направлении ближе к краю штампа грунтозацепами длиной не более половины его радиуса. При этом измеряют вертикальную и сдвиговую деформации слоя почвогрунта, определяют мгновенные модули линейной и сдвиговой деформации слоя и параметры опытных кривых ползучести как минимум при любых трех значениях времени деформации t1, t2 и t3, ограниченных временем проведения измерений. При этом вертикальная нагрузка является вибрационной и включает статическое и динамическое нагружение. Определение мгновенных линейного и сдвигового модулей деформации слоя и параметров опытных кривых ползучести производится из математических выражений с учетом функции подобия между базовой и любой другой из кривых ползучести, полученной экспериментальным путем. Изобретение позволяет повысить точность воспроизведения процесса нагружения, точность измерения деформаций и точность определения физико-механических характеристик слоя почвогрунта. 4 ил., 1 табл.

Устройство для измерения деформаций грунта при сезонном промерзании-оттаивании // 2548749

Изобретение относится к области строительства и предназначено для измерения деформаций грунта при сезонном промерзании-оттаивании. Устройство представляет собой гофрированную обсадную трубу, внутри которой установлен шток, соединенный с вертикальным анкерным стержнем при помощи упругой связи, например пружины, на штоке размещены датчики перемещения, а на стенках обсадной трубы размещены магнитные марки. Устройство позволяет измерять как вертикальные, так и горизонтальные деформации грунта при сезонном промерзании-оттаивании, а также повышает достоверность и надежность получаемых данных, 2 ил.

Способ измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта // 2550207

Изобретение относится к области исследований параметров грунтов. Представлен способ определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта. Новым является то, что фиксируют величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации больше 8% от начального значения вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, раствор полиакриламида, восстанавливая величину концентрации полиакриламида в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Достигается расширение функциональных возможностей. 1 пр., 1 табл.

Способ оценки загрязненных земель // 2552057

Изобретение относится к области экологии и сельского хозяйства, в частности к рекультивации земель. Способ включает использование фитоиндикаторов, их морфологические и физиологические признаки в начальные периоды роста. При этом в качестве индикатора используют зерновые культуры, у которых в раннем онтогенезе определяют загрязненность почв по величине корней и надземных побегов у проростков. По изменению соотношения 1:1 их морфометрических параметров делают вывод о токсичности почв. Способ позволяет упростить техническое решение без дополнительных затрат на химические анализы и повысить эффективность. 1 табл., 3 пр.

Способ определения коэффициента фильтрации почвогрунтов, сформировавшихся на покровных отложениях // 2552327

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно может быть использовано в комплексной мелиорации агроландшафтов при осушении почвогрунтов, строительстве дренажных систем и использовании осушаемых земель. Для этого проводят описание генетических горизонтов почвенного профиля с установлением степени их оглеения, отбор образцов почвогрунта естественного сложения по генетическим горизонтам почвенного профиля режущим цилиндром малого объема. Способ отличается тем, что на образцах проводят определение плотности сложения сухой массы почвогрунтов, а после завершения этой работы и разрушения образцов - отбор смешанной пробы почвогрунта и определение его гранулометрического состава, по соотношению содержания в мелкоземе частиц крупнее пыли - размером больше 0,05 мм к плотности сложения почвогрунта на предварительно построенном калибровочном графике судят о величине среднегеометрического значения коэффициента фильтрации р%-ной вероятности занижения по генетическим горизонтам почвенного профиля с учетом степени их оглеения. Изобретение обеспечивает снижение затрат на проектно-изыскательские работы, более рациональное использование средств на мелиорацию земель, эксплуатацию мелиоративных систем и использование мелиорируемых земель. 1 табл., 1 ил.

Способ анализа образцов горных пород // 2554654

Изобретение относится к спектрохимическим способам анализа образцов горных пород, а именно к способам определения нефтепродуктов при геологоразведке углеводородного сырья, основанным на молекулярной люминесценции пород. Способ заключается в том, что образцы горных пород измельчают, измельченную породу обрабатывают бензо-спиртовым растворителем (4:1), выдерживают 18-20 часов при температуре 60°C, отстаивают и фильтруют. Полученную вытяжку облучают УФ светом с резонансными линиями ртути 184,9 и 253,6 нм, регистрируют люминесценцию фотометром с набором абсорбционных светофильтров, определяют легкие и тяжелые фракции углеводородных соединений, устраняют помехи люминесценции горных пород сдвигом измеряемой полосы люминесценции в более коротковолновую область. Изобретение позволяет повысить точность определения насыщенности нефтяными веществами горных пород за счет повышения точности анализа в вытяжке по калибровочным графикам. 3 ил.

Прибор для определения деформаций морозного пучения грунта // 2556681

Изобретение относится к приборам для измерения деформаций морозного пучения грунта в лабораторных условиях. Прибор содержит гильзы для образцов исследуемого грунта, которые составлены из колец, поддон с водой, штампы, теплоизоляцию и датчики температуры. При этом гильзы размещены на телескопических стаканах различной высоты, установленных на поддоне. Прибор позволяет повысить достоверность определения деформации морозного пучения. 3 ил.

Прибор для определения деформационных и прочностных свойств грунта // 2558819

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения деформационно-прочностных свойств органических и органо-минеральных грунтов. Прибор содержит гильзу для образца грунта, перфорированное днище, поршень, механизм нагружения поршня, штамп и механизм нагружения штампа. При этом штамп размещен в цилиндрической выемке на нижней поверхности поршня и имеет диаметр меньше диаметра поршня. Прибор позволяет расширить возможности приборов для определения деформационно-прочностных свойств грунтов. 6 ил.

Способ оценки пригодности почвы для возделывания культур // 2560515

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для оценки пригодности почвы для возделывания культур. Способ включает отбор испытуемых образцов почвы, проращивание семян в испытуемой почве, помещенной в вегетационные сосуды или кювет. Отбор образцов почвы осуществляют с разных полей предполагаемого посева весной в закрытые пакеты за 10-15 дней до посева с глубиной забора почвы от 5 до 25 см. Разделяют образцы испытуемой почвы на две доли, в первую долю добавляют воду и полученную суспензию. Кипятят в течение 12 ч для уничтожения микрофлоры и расщепления соединений аммиака и нитратов. Дают остыть до температуры окружающей среды. Вторую долю оставляют в естественном виде, далее производят пробный посев нескольких сортов культур с учетом оптимальной площади питания корневой системы культуры, для каждого сорта культуры по крайней мере в шести пробах, таких как на предварительно прокипяченной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на предварительно прокипяченной почве с внесением минеральных удобрений, на предварительно прокипяченной почве с внесением микрофлоры, на естественной почве без внесения минеральных удобрений и микрофлоры, на естественной почве с внесением только минеральных удобрений, на естественной почве с внесением только микрофлоры. После этого устанавливают наблюдение за всхожестью семян. На основании наблюдений за всхожестью семян, динамикой роста культуры и изменения агрохимического состояния грунта путем сравнения проб выносят заключение о пригодности почвы для возделывания тех или иных сортов культур на выбранной почве. Заявленный способ позволяет эффективно оценить почву на пригодность для возделывания тех или иных культур. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Способ хрусталёва е.н. определения предельно критического по прочности и устойчивости давления материального полупространства // 2561239

Изобретение относится к «Физике материального взаимодействия» при контакте твердого жесткого плоского тела штампа с полупространством деформируемой материальной среды в начале фазы ее предельно критического (провального разрушающего) по прочности и устойчивости состояния. Сущность: на заданной отметке материального полупространства на глубине h под плоским жестким штампом по результатам испытаний определяют физические характеристики сжимаемого материала с ненарушенной структурой: удельный вес - γстр, удельное сцепление с=сстр, угол φ=φстр внутреннего трения, гравитационное (бытовое) давление рб, принимают величину атмосферного давления ратм=1,033 кГ/см2, для приближенного определения минимального разрушающего давления в среде под краем нагруженного штампа используют схему Н.П. Пузыревского и условие предельного равновесия среды, а для установления величины разрушающего давления под центром подошвы штампа рассматривают схему Л. Прандтля - Г. Рейснера. Минимальное разрушающее давление сжатия среды под краем подошвы штампа по схеме Н.П. Пузыревского приближенно определяют по зависимости . Технический результат: возможность определить границы фазового предельно критического (разрушающего) напряженно-деформированного состояния массива связной материальной среды под давлением от плоского жесткого штампа средних размеров в момент начала развития поверхностного трещинообразования. 3 ил.