[go: up one dir, main page]

RU2683637C1 - Method for reducing mercury content in ecosystems - Google Patents

Method for reducing mercury content in ecosystems Download PDF

Info

Publication number
RU2683637C1
RU2683637C1 RU2018108256A RU2018108256A RU2683637C1 RU 2683637 C1 RU2683637 C1 RU 2683637C1 RU 2018108256 A RU2018108256 A RU 2018108256A RU 2018108256 A RU2018108256 A RU 2018108256A RU 2683637 C1 RU2683637 C1 RU 2683637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mercury
plants
ecosystems
ecosystem
hydrogen sulfide
Prior art date
Application number
RU2018108256A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Борисович Заалишвили
Тамерлан Таймуразович Магкоев
Сарра Абрамовна Бекузарова
Туган Аланович Дулаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный научный центр "Владикавказский научный центр Российской академии наук" (ВНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный научный центр "Владикавказский научный центр Российской академии наук" (ВНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный научный центр "Владикавказский научный центр Российской академии наук" (ВНЦ РАН)
Priority to RU2018108256A priority Critical patent/RU2683637C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2683637C1 publication Critical patent/RU2683637C1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00Methods of fertilising, sowing or planting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/09Bromine; Hydrogen bromide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B43/00Obtaining mercury
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: invention relates to the ecology. Toxicant disinfection is carried out when mixed with sulfur. In ecosystems, mercury-indicating plants are identified. When the content of mercury in them is more than 0.1 mg/kg, an ecosystem area with indicator plants is sprayed with hydrogen sulfide mineral water in an amount of 250–300 l/ha, to which 1–2 % potassium humate is added.
EFFECT: reduced levels of toxic elements in the ecosystem and at the same time increased soil fertility is provided.
1 cl, 2 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области экологии и может найти применение при мониторинге экосистем и выявлении растений биоиндикаторов ртути.The invention relates to the field of ecology and may find application in monitoring ecosystems and identifying plants with bio-indicators of mercury.

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).There is a method in which a halogen reduction of mercury is carried out. Halogens are chemicals (chlorine, bromine, iodine, astatine, etc.), molecules that interact with mercury to form salts (Eurasian Patent Office, patent WO No. 020397, published October 30, 2014, application No. 201101597, which includes US patent for Application 2007051239 - IPC: (INT.CL) BO1B 53/64, C01B 7/09).

Однако данное техническое решение достаточно сложное, причем направлено на снижение ртути в атмосфере.However, this technical solution is quite complex, and is aimed at reducing mercury in the atmosphere.

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).As the closest analogue, a method was selected in which the mercury content is reduced by mixing mercury-containing waste with crushed sulfur pyrite (patent No. 2519203, published April 10, 2012, Bull. No. 16, IPC: 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.The technical solution of the prototype method is not effective enough to reduce mercury in ecosystems, in particular in plants, and is aimed at reducing mercury-containing wastes.

Технический результат - снижение ртути в растениях и выявление растений - индикаторов ртути.The technical result is the reduction of mercury in plants and the identification of plants - indicators of mercury.

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/гаThe technical solution of the claimed object is that mercury indicator plants are detected and when they contain more than 0.1 mg / kg, they are sprayed with hydrogen sulfide mineral water, to which 1-2% of potassium humate from the total volume of mineral water is added to 250-300 l / ha

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

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.Of all the heavy metals, mercury is the most toxic element to the environment. With its increase of more than 0.1 mg / kg, metabolism in the plant community is disrupted, which causes inhibition of cellular respiration, photosynthesis, gas volume, and a decrease in enzymatic activity. Mercury is strongly associated with sulfur nitrogen in amino acids, which are part of many bioorganisms, including plants. Mercury greater than 0.1 mg / kg delays plant growth, emergence of seedlings and root development, significantly reduces their productivity. Most of the mercury is deposited with humic substances contained in potassium humate.

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.Hydrogen sulfide water (Sernovodskaya North-Caucasian field) contains (mg / l): potassium (K) 6.6; sodium (Na) - 85.5; magnesium (Mg) 34.2; calcium (Ca) - 52.4; fluorite (F) - 1; chloride (CL) - 115.8; sulfate (S0 4 ) - 242; bicarbonate (HCO 3 ) 366.1; natural iodine (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.Potassium humate, as a multifunctional organic compound, increases the permeability of cell membranes and contributes to the accumulation of potassium, silicon and other vital trace elements necessary for the soil and ecosystem plants in the initial period of growth and spring regrowth. The accumulation of mercury in root tissues inhibits the absorption of potassium ions by plants. Therefore, potassium humate reduces the mercury content by supplying part of the potassium element to the root system. Especially thin plant roots, to a greater extent than large ones, accumulate mercury and play the role of barriers. Some plants with hairs on the leaves more actively absorb the mercury in the air. Therefore, spraying plants with the proposed mixture provides a sharp reduction in the toxicity of mercury ecosystems. For some plant species, the tendency of mercury to form insoluble compounds with rich sources of sulfur, such as hydrogen sulfide, has been established. In addition, calcium in hydrogen sulfide water (52.5 mg / l) reduces the acidity of soils that can accumulate mercury.

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.Example 1. Plant samples (leaves and stems separately) were analyzed for the content of heavy metals, including mercury, by the physical method of an Auger spectrometer. In most cases, mercury accumulates in the leaves, like respiratory organs. We studied plants of 3 ecosystem families: cereals, legumes and oilseeds. Of all the plants studied, the maximum amount of mercury was found in oilseeds: winter saffron milk cap, Abbisin guisotia and Abbisin krambe with thin hairs on the leaves. If mercury was found that exceeded the permissible limits (sanitary norm for organic substances 0.02-0.03%) in indicator plants, the site was sprayed with hydrogen sulfide water at a rate of 250 l / ha with the addition of 2.5 kg of potassium humate.

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.Example 2. Indicator plants that accumulate the maximum amount of mercury (oilseeds) were sprayed with hydrogen sulfide water in an amount of 300 l / ha. Potassium humate in an amount of 6 kg / ha was added to mineral water as in the first example.

Результаты опытов сведены в таблицу 1The results of the experiments are summarized in table 1

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

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.Analyzing the data obtained, it can be stated that oilseeds can be indicators of mercury accumulation. Using natural sources of raw materials, it is possible to reduce the content of toxic elements in the ecosystem and at the same time increase soil fertility.

Claims (1)

Способ снижения ртути в экосистемах, включающий обеззараживание токсиканта при смешивании с веществом серы, отличающийся тем, что в экосистемах выявляют растения-индикаторы ртути и при содержании в них ртути более 0,1 мг/кг участок экосистемы с растениями-индикаторами опрыскивают сероводородной минеральной водой в количестве 250-300 л/га, в которую добавляют 1-2% гумата калия.A method for reducing mercury in ecosystems, including disinfecting a toxicant when mixed with a sulfur substance, characterized in that mercury indicator plants are detected in the ecosystems and when the mercury content in them is more than 0.1 mg / kg, an ecosystem portion with indicator plants is sprayed with hydrogen sulfide mineral water in the amount of 250-300 l / ha, in which add 1-2% of potassium humate.
RU2018108256A 2018-03-06 2018-03-06 Method for reducing mercury content in ecosystems RU2683637C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108256A RU2683637C1 (en) 2018-03-06 2018-03-06 Method for reducing mercury content in ecosystems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108256A RU2683637C1 (en) 2018-03-06 2018-03-06 Method for reducing mercury content in ecosystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683637C1 true RU2683637C1 (en) 2019-03-29

Family

ID=66090182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108256A RU2683637C1 (en) 2018-03-06 2018-03-06 Method for reducing mercury content in ecosystems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683637C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA6499U (en) * 2004-09-10 2005-05-16 Univ Do Nat Method of testing the soil pollution with mercury
RU2519203C1 (en) * 2012-12-13 2014-06-10 Анатолий Николаевич Шумицкий Method of neutralisation of household and industrial mercury-containing wastes
CN106358553A (en) * 2016-09-08 2017-02-01 常州大学 Method for applying phosphate fertilizer to reduce content of mercury in rice grains of heavy mercury polluted rice field
CN106385925A (en) * 2016-09-08 2017-02-15 常州大学 Nitrogen fertilizer applying method for reducing Hg content of rice grains in heavy mercury pollution type rice field

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA6499U (en) * 2004-09-10 2005-05-16 Univ Do Nat Method of testing the soil pollution with mercury
RU2519203C1 (en) * 2012-12-13 2014-06-10 Анатолий Николаевич Шумицкий Method of neutralisation of household and industrial mercury-containing wastes
CN106358553A (en) * 2016-09-08 2017-02-01 常州大学 Method for applying phosphate fertilizer to reduce content of mercury in rice grains of heavy mercury polluted rice field
CN106385925A (en) * 2016-09-08 2017-02-15 常州大学 Nitrogen fertilizer applying method for reducing Hg content of rice grains in heavy mercury pollution type rice field

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЕКУЗАРОВА С.А. Растения-индикаторы загрязнения почв тяжелыми металлами//Успехи современной науки, 2017, том 1, N 9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bonanomi et al. Soil quality recovery and crop yield enhancement by combined application of compost and wood to vegetables grown under plastic tunnels
Keller et al. Reduction of cadmium availability to tobacco (Nicotiana tabacum) plants using soil amendments in low cadmium-contaminated agricultural soils: a pot experiment
Bengtsson et al. Influence of aluminium on phosphate and calcium uptake in beech (Fagus sylvatica) grown in nutrient solution and soil solution
Cao et al. Straw composts, gypsum and their mixtures enhance tomato yields under continuous saline water irrigation
Molina-Herrera et al. Synergistic and antagonistic interactions among organic amendments of contrasted stability, nutrient availability and soil organic matter in the regulation of C mineralisation
Mindari et al. Efficiency of various sources and doses of humic acid on physical and chemical properties of saline soil and growth and yield of rice
Prietzel et al. Recent carbon and nitrogen accumulation and acidification in soils of two Scots pine ecosystems in Southern Germany
Di Lonardo et al. Biochar-based nursery substrates: The effect of peat substitution on reduced salinity
Hannachi et al. Effects of cultivation on chemical and biochemical properties of dryland soils from southern Tunisia
Hejazi Mehrizi et al. The effects of some humic substances and vermicompost on phosphorus transformation rate and forms in a calcareous soil
Ciećko et al. The magnesium content in plants in soil contaminated with cadmium.
Emilia et al. Use of biostimulants to improve salinity tolerance in agronomic crops
Ratanaprommanee et al. Chemical characterization of leonardite and its potential use as soil conditioner and plant growth enhancement
RU2683637C1 (en) Method for reducing mercury content in ecosystems
DE3921805A1 (en) Composition for fertilisation, soil improvement and protection of waterways
Shruthi et al. The benefits of gypsum for sustainable management and utilization of acid soils
Rolka Effect of soil contamination with cadmium and application of neutralizing substances on the yield of oat (Avena sativa L.) and the uptake of cadmium by this crop
Ma et al. Recalcification stabilizes cadmium but magnifies phosphorus limitation in wastewater-irrigated calcareous soil
de Souza Oliveira Filho et al. Changes in soil phosphorus pools induced by drainage in tropical peatlands: Evidence in monoculture and intercropping long-term systems
Sousa et al. Wrack composed by Fucus spp, Ascophyllum nodosum and Pelvetia canaliculata limits metal uptake and restores the redox homeostasis of barley plants grown in Cu-contaminated soils
Dambrine Soil acidity and acidification
Matichenkov et al. Detoxification of organic sludge from water-treatment plants by active forms of Ca and Si
RU2582352C1 (en) Method for biological treatment of soil
Urminská et al. The effect of the selected remediation medium on the cadmium bioavailability in the selected ecosystem in the Southwestern locality of Slovakia
Swarnalatha et al. Leaf litter breakdown and nutrient release in three tree plantations compared with a natural degraded forest on the coromandel coast (Puducherry, India)