УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОЗДУШНЫХ ПОЛЛЮТАНТОВ НА ЛИШАЙНИКИ

Установка для исследования воздействия воздушных поллютантов на лишайники может быть применена для моделирования долговременного воздействия атмосферного воздуха, содержащего поллютанты, на состояние талломов лишайников.
Известна лабораторная установка, предназначенная для культивирования и исследования микроорганизмов, которая включает ферментер с технологическими патрубками и систему отвода и подвода газа, несколько пар выносных емкостей-секций, расположенных вокруг ферментера последовательно по окружности и служащих сепараторами микроорганизмов. Каждая из емкостей-секций снабжена газоотводящей вертикальной трубкой, и культивационной трубкой в виде змеевика, расположенного вертикально вокруг газоотводящей трубки и подключенного к емкости сбоку [1]. Однако эта установка не предназначена для исследования долговременных изменений свойств лишайников в воздушной среде.
Наиболее близким к заявляемому патенту является метод обработки лишайников поллютантами в искусственно созданной воздушной среде, при котором в емкости создают воздушной среду, содержащую поллютанты, туда же помещают лишайник [2].
Типичный эксперимент данного метода: берется некоторое количество емкостей, помещают в них образцы, создаются в них же загрязнения воздушной среды и через определенные промежутки времени образцы вынимаются и исследуются. Полученные результаты отражают однократное воздействие поллютантов на лишайники. Так же данный метод не позволяет исследовать динамику состояния лишайников.
Техническим результатом изобретения является упрощение проведения исследований по долговременной динамике изменения состояния лишайников.
Технический результат достигается тем, что установка для исследования воздействия воздушных поллютантов на лишайники состоит из основной емкости для создания искусственной воздушной среды, согласно полезной модели, содержит дополнительные емкости для исследуемых лишайников, насос для создания циркуляции воздуха, при этом они последовательно соединенные между собой в герметичный контур гибкими трубками, снабженными затворами в виде зажимов.
При этом, зажимы выполнены в виде вентилей.
В установке для исследования воздействия воздушных поллютантов на лишайники создается однородная воздушная среда и при отборе образцов не изменяется состав искусственного воздуха. Создание загрязненной поллютантами искусственной воздушной среды происходит в основной емкости. Образцы лишайников помещают в отдельные емкости, которые можно отсоединить от установки, не нарушая герметичности контура. Однородность среды во всех емкостях обеспечивается тем, что установка представляет собой герметичный контур из последовательно соединенных гибкими трубками емкостей и насоса, который создает циркуляцию воздуха в установке.
Сущность установки представлена замкнутой системой разных по объему емкостей, из которых: в основной - формируется загрязненная воздушная среда, в дополнительных - помещают образцы талломов лишайников. Емкости последовательно соединены между собой гибкими полиэтиленовыми трубками в замкнутую систему с насосом, создающего циркуляцию воздуха между емкостями для образования однородной воздушной смеси (фиг. 1).
На чертеже (фиг. 1) представлена схема установки.
Установки для исследования воздействия воздушных поллютантов на лишайники состоит из основной емкости 1, дополнительных емкостей 2, насоса 3, которые последовательно соединены между собой в герметичный контур гибкими трубками 4, снабженных затворами в виде зажимов 5 и вентилем 6. Насос 3 создает циркуляцию воздуха в системе как показано на фиг. 1.
Установка работает следующим образом.
Предварительно очищают основную емкость 1 и дополнительные емкости 2. Затем в емкости 2 помещают образцы лишайников, в основной емкости 1 создают заданную воздушную среду и герметизируют систему. После герметизации установки снимают зажимы 5, открывают вентиль 6 и включают насос 3. Через промежуток времени, определенный исследователем, отключают насос 3, накладывают зажим между дополнительными емкостями 2а и 2b, закрывают вентиль 6 и отсоединяют дополнительную емкость 2а. Отсоединение дополнительной емкости происходит следующим образом: отсоединяется трубка, соединяющая вентиль 6 и дополнительную емкость 2а; разрезается трубка, которая соединяет дополнительные емкости 2а и 2b, перед зажимом 5; соединяется трубка, идущая к дополнительной емкости 2b, с вентилем 6. Потом снимают зажим 5, открывают вентиль 6 и запускают насос 3. Из дополнительной емкости 2а вынимают образцы лишайников для измерений. Дальнейшее извлечение образцов из следующих дополнительных емкостей 2 происходит аналогично.
Пример конкретного использования установки в моделировании загрязнения воздуха диоксидом серы и оценки состояния лишайника в течении четырех недель.
В примере 1. использовались образцы эпифитных видов лишайника HYPOGYMNIA PHYSODES (L.) NYL. Образцы собраны и определены по стандартам полевых методов исследований: в урбанизированной зоне (городской сквер г. Долгопрудный 55° 93' 20'' с.ш. 37° 51' 45'' в.д.) со стволов деревьев и в фоновой зоне (пос. Банино, 56° 26' 56'' с.ш. 37° 19' 48'' в.д.). Перед экспериментом из лишайника при помощи пинцета удалялся макроскопический инородный материал (мхи, частицы грунта, щебень). Образцы промывали три раза по 5 минут в дистиллированной воде, а затем клали на фильтровальную бумагу и в течение трех дней выдерживали при комнатной температуре. В четыре дополнительные емкости помещали образцы лишайника. В основной емкость помещали пробирку с 5 мл концентрированной серной кислотой (94,3%), затем добавляли 100 мкл раствора сульфита натрия (концентрация 40 мг/мл), и немедленно герметизировали крышку. Объем и концентрацию раствора рассчитывали по уравнению реакции:
2
4
конц.
2
3
2
2
2
4
(HSO)+NaSO→HO+SO↑+NaSO
3
Концентрация диоксида серы в воздушной среде установки составляла 0,5 мг/м. Через каждую неделю одну дополнительную емкость отсоединяли от системы, вынимали из нее образцы талломов лишайника и измеряли концентрацию парамагнитных центров (ПМЦ).
17
Концентрация ПМЦ (10 спин/мг) образцов лишайника H. PHYSODES
Таблица 1.
Концентрация ПМЦ (10<sup>17</sup> спин/мг)
Фон
3,2±0,3
Урбанизированная территория
4,4±0,4
Модельный эксперимент
3,2±0,2 (контроль)
2,4+0,3 (1 неделя)
2,3±0,1 (2 неделя)
2,3±0,3 (3 неделя)
4,6±0,3 (4 неделя)
17
17
17
17
В модельном эксперименте на лабораторной установке за четырех недельный период воздействия на лишайник диоксидом серы были получены результаты, которые можно применить для оценки качества воздуха. При сравнении значений концентрации ПМЦ (4,6 10 спин/мг) лишайника модельного эксперимента с уровнем значения концентрации ПМЦ (3,2 10 спин/мг) в фоновой зоне получили разницу 1,4 10 спин/мг. Установлено в процессе эксперимента, что при действии диоксида серы на талломы лишайника увеличивается концентрация ПМЦ. Значение концентраций ПМЦ образцов лишайника урбанизированной зоны больше на 1,2 10 спин/мг, по сравнению с фоновой зоной. Это значение свидетельствует о неблагополучном качестве окружающей среды в городском сквере. Следовательно, можно оценить качество окружающей среды в городском сквере как неблагополучное, поскольку уровень ПМЦ в лишайнике, собранного в городском сквере соответствует уровню ПМЦ лишайника, обработанного диоксидом серы в течении четырех недель. Таким образом, установка эффективна для изучения долговременной динамики изменения состояния лишайников.
Вывод.
Установка позволяет достоверно определять влияния отдельных факторов окружающей среды на лишайники. Изучение токсичного действия различных поллютантов на лишайники представляет большой интерес, так как это является основой индикации окружающей среды для картирования и ранжирования территорий по степени загрязнения, а также новый разработанная установка может служить основой при разработке программ долговременного мониторинга качества окружающей среды.
Список литературы.
1. SU 1785529 A3.
2. РФ RU 2430357 C1.