Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ОБРАЗЦЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДРЕВЕСИНЫ (Ю.А. Винокуров, инженер)
Изобретения [1-3] относятся к физико-химическому анализу различных видов загрязнения ландшафтов с наличием деревьев и может быть использовано в инженерной экологии, лесной отрасли, лесном и сельском хозяйствах, а также в системе мониторинга природопользования и охраны окружающей среды.На рисунке 1 приведена схема сечения ствола дерева, вид на спил.
Рис. 1. Спил ствола, ветви или корня дерева
На рисунке 2 показана схема раскроя кружка-спила по древесине на образцы сечением около 20 х 20 мм.
Способ испытания древесины и коры растущих деревьев на загрязнения содержит следующие действия.
Во многих случаях достаточно провести химический анализ и сопоставить полученные данные о химическом загрязнении окружающей модельное дерево среды только на образцах, выколотых из кружка 1 древесины с корой 2 на высоте 1,3 м от корневой шейки.
Рис. 2. Спил с образцами для химанализа
На кружке после его взятия сразу же отмечают границу 3 водопроводящего слоя, которая, как правило, не совпадает с зоной заболонной древесины. Граница 4 ядровой древесины, как правило, заметна и после высыхания кружка до равновесной влажности.
От кружка древесины отслаивают кору по камбиальному слою 5. Кружок древесины раскалывают, например, с использованием длинного ножа бесстружечного резания на радиальные пластины по геодезическим направлениям (север - юг, запад - восток) так, чтобы по осям кружка образовались пластины шириной приблизительно 20 мм и толщиной более 10 мм (это позволяет на молодых деревьях получить достаточное количество образцов по радиусу ствола). При этом, для повышения точности анализа, можно раскалывать образцы толщиной, соответствующей некоторому числу годичных слоев, например 5 слоям. Результаты ультразвуковых измерений, как правило, незначительно зависят от размеров поперечного сечения образца. Поэтому переход на толщину образца по числу годичных слоев является вполне оправданным.
На рисунке 3 показана одна из радиальных пластин крестообразной выколки из кружка древесины, расположенного на высоте 1,3 м с образцами шириной около 20 мм, толщиной равной или более 10 мм и длиной более 100 мм. От сердцеивны образовались 23 образца.
Рис. 3. Раскрой радиальной платины на образцы для озоления дреевсины
На рисунке 4 изображена схема взятия образцов древесины с пятью годичными слоями и в виде слоев коры с периферии кружка древесины по одному из геодезических направлений.
Рис. 4. Радиальная пластина с корой
Затем на каждой радиальной пластине измеряют структуру годичных слоев по радиусу ствола, наносят линии и раскалывают на образцы прямоугольного сечения приблизительно 20 x 20 мм или 10 х 20 мм с измерением числа годичных слоев, находящихся в каждом образце. При этом линию раскола намечают по ранней зоне годичного слоя. Одновременно отмечают середины 6 образцов по их толщине, по которым от центра годичных колец на спиле измеряют радиусы каждого образца древесины. На образцах отмечают номера, начиная от центрального образца 7, которому присваивается нулевой номер (фиг. 3).
Для сравнения с корой особое значение придается образцам 8, находящимся в водопроводящем слое заболони, то есть находящимся между границей 3 и камбиальным слоем 5.
После выкалывания радиальных пластин и образцов из кружка, образуются центральный образец, включающий сердцевинную древесину, средние образцы и периферийные образцы 8, а также сектора. На периферийных образцах, прилегающих к камбиальному слою, измеряют прирост древесины (например, за последние 10 лет), который является одним из важнейших таксационных показателей.
Образцы из коры могут иметь произвольную форму, так как они имеют малую толщину. Чтобы получить достаточную массу для озоления, приходится брать широкие образцы. При этом кора может быть разделена по крайней мере на два слоя (ель, сосна, береза и др.) или на четыре слоя (осина и др.).
На рисунке 4 приведена схема разделения коры осины на четыре слоя (после пропарки в автоклаве): 1) феллема; 2) феллодерма; 3) внутренний слой вторичной флоэмы; 4) наружный слой вторичной флоэмы. После отслоения коры измеряют у отдельных слоев толщины, которые отсчитываются, начиная от кмабиального слоя.
Камбиальный слой 5 соскабливается со всего кружка или его части по геодезическому направлению. Для проведения озоления этого слоя известными способами необходимо получить 2 - 5 г клеточного вещества, полученного из тонкого слоя живых древесных клеток.
Далее проводят испытание образцов древесины на изменение физико-химических свойств, причем испытание выполняют по известному способу (прототипу). Затем после сушки до абсолютно-сухого состояния образцы древесины и коры подвергают озолению для определения содержания химических веществ. Испытаниям, например, поперек образцов коры ультразвуковыми измерениями, и последующему озолению подвергаются также и образцы из отдельных слоев коры.
Литература
- Пат. 2283490 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/46 (2006.01). Способ испытания древесины и коры растущих деревьев / Мазуркин П.М., Винокуров Ю.А. (РФ); заявитель и патентообладатель Марийск. гос. тех. ун-т. - №2005104074/12; заявл. 15.02.05; опубл. 10.09.06, Бюл. № 25.
- Винокурова, Р.И. Закономерности физико-химических параметров древесины растущего дерева / Р.И. Винокурова, П.М. Мазуркин, Е.В. Тарасенко. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 187 с.
- Пат. 2290638 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/46 (2006.01). Способ испытания древесины на содержание химических элементов / Мазуркин П.М., Винокуров Ю.А. (РФ); заяв. и патентообл. Марийск. гос. тех. ун-т. - №2005105154/12; заявл. 24.02.05; опубл. 27.12.06, Бюл. № 36.