Дипломдық жұмыс: Өскемен қаласының атмосфералық ауасы және агроценоздарының ластануын бағалау

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ

ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

 

Биология факультеті

 

Ботаника және экология кафедрасы

 

 

Бітіру жұмысы

 

 

Өскемен қаласының атмосфералық ауасы және агроценоздарының ластануын бағалау

 

 

 

 

      Орындаған

      4 курс студенті        __________________       ДостемесоваА.Б.

 

      Ғылыми жетекші

      б.ғ.к., доцент            _____________________  Алыбаева Р.А.

 

      Норма бақылаушы   __________________        Билялова Г.Ж.

 

       Қорғауға жіберілді

       каф.меңгерушісі

       б.ғ.д., профессор      _____________________   Айдосова С.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы, 2011

МАЗМҰНЫ:

 

КІРІСПЕ                                                                                                                 3                                                                                                               

1        Әдебиетке шолу                                                                                            4    

1.1     Өскемен қаласының жалпы жағдайына сипаттама                                   4

1.2     Техногенді ластанудың қоршаған табиғи ортаға әсері                             5

1.2.1   Қоршаған табиғи ортаның техногенді ластануы                                      5

1.2.2   Шаң және ұсақ бөлшектердің қоршаған ортаға таралуы                        8                        

1.3      Ауыр металдар                                                                                             9

1.3.1   Ауыр металдардың шығатын ошақ көздері, түсу, таралу жолдары      11

1.3.2   Ауыр металдардың атмосферадан топыраққа түсуі                               12

1.3.3    Қоршаған табиғи ортаның ауыр металдармен ластануының          

            өсімдіктерге әсері                                                                                      13                      

• Қоршаған табиғи ортаның ауыр металдармен ластануының

          жануарлар және адам организміне әсері                                                   16

 

2         Зерттеудің шарты және нысандары                                                          19

2.1      Зерттеу нысандары                                                                                     19

2.2      Зерттеу әдістері                                                                                           19

2.2.1   Зерттеу аймақтарынан сынама үлгілерді жинақтау және оларды   

           зерттеуге даярлау                                                                                        19

2.2.2    Қар сынамасының мәліметтерін камеральді сұрыптау                         20

2.2.3    Атомдық спектроскопия әдісі                                                                  21

 

3         Зерттеу нәтижелері                                                                                     22

3.1      Қар жамылғысы қатты қалдығындағы ауыр металдар құрамын

           анықтау нәтижелері                                                                                    22

3.1.1  Қар сынамасының қатты қалдығындағы ауыр металдардың

           сандық қатынасы мен сапалық құрамы                                                    25

3.1.2    Басым ауыр металдардың металдық жүктемесі.                                    26

3.2      Ауыл шаруашылық өсімдіктерінің аэральдық және топырақтық

            жолдармен ластануының арақатынасын зерттеу нәтижелері               28

 

ҚОРЫТЫНДЫ                                                                                                    35

 

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ                                               37

 

 

  

                                                           

                                                                                                                           

 

 

 

 

Кіріспе

 

         Қазіргі кезде қарқынды индустрияландыру процесі жүріп, оның қоршаған ортаға жағымсыз әсері қатар жүруде. Өндірістік кәсіпорындардың қарқынды дамуы, транспорт күшінің артуы экологиялық жағдайдың нашарлауына алып келуде. Осы тұрғыдан Қазақстанның бай табиғи қоры күшті индустрияның дамуына негіз болды, осыған сәйкес көптеген өндірістік орталықтар қалыптасты. Алайда, осы өндірістік орталықтар әртүрлі орталардың улы заттектермен ең көп ластанған аудандары болып табылады. Улы заттектермен ластану қоршаған ортаға және оның барлық компоненттеріне кері әсер ететіні бәрімізге белгілі. Сондықтан осы мәселе қазіргі таңда Қазақстандағы көптеген өнеркәсіп орталықтары орналасқан аймақтарда өзекті мәселенің бірі болып отыр.

Осындай орталықтың бірі ─ Өскемен қаласы. Қаланың аймақтық орналасуы мен табиғи-климаттық жағдайы, қоршаған ортаны белсенді                             ластайтын өндірістік орталардың көптеп шоғырлануы, мекенжай сілемдерінің өндірістік зоналарға өте жақын орналасуы, автотранспорт санының өсуі қоршаған орта ерекшелігін қалыптастырады.

Зерттеу жұмыстарының өзектілігі: Өскемен аймағының орталығының белсенді  ластануына, әсіресе жылу энергетикалық кешенді кәсіпорындары мен металлургиялық өнеркәсіптердің және осылардан шығатын негізгі ластаушылар – ауыр металдардың әсері зор болып отыр. Ауыр металдар мөлшері ағзада қалыпты деңгейден асып кеткен жағдайда ағза үшін қауіпті екені белгілі. Осы айтылған жайттар зерттеу жұмыстарын жүргізуді қажет етті.

Осыған орай, зерттеу мақсаты: Өскемен қаласындағы өндіріс орындарынан шығатын ауыр металдардың қоршаған ортада жинақталуын зерттеу және бағалау.

Зерттеу жұмыстарының міндеттері: өндіріс көздеріне жақын аймақтардағы қар жамылғыларына ауыр металдардың жинақталу көрсеткішін зерттеу;

өндіріс көздеріне жақын аймақтардағы агроценоздарда өсірілетін ауыл шаруашылық көкөніс өнімдерінің құрамындағы ауыр металдар мөлшерін зерттеу;

өсімдіктер орналасқан топырақ қабатындағы ауыр металдар мөлшерін зерттеу;

осы зерттеуден алынған нәтижелерді алдыңғы жылдардағы зерттеу жұмыстарының нәтижелерімен салыстыру.

 

 

 

 

 

 

 

1 Әдебиетке шолу

 

1. 1 Өскемен қаласының жалпы жағдайына сипаттама

 

    Өскемен — Қазақстанның ірі өндірістік орталықтарының бірі, Шығыс Қазақстан облысының әкімшілік орталығы, Қазақстандағы ірі әуе және автомобиль жолдарының торабы. Қала Үлбі өзенінің Ертіске құяр сағасында орналасқан. Тұрғыны 305 мың адам.

    1960- 75 жж. қалада көптеген ірі кәсіпорындар салынды. Олардың қатарында: Өскемен қорғасын – мырыш комбинаты, Өскемен титан-магний комбинаты, конденсатор зауыты, дәл аспаптар зауыты, Өскемен СЭС- і, ЖЭС – і, екі темір–бетон зауыты, электр-техникалық бұйымдар зауыттары, Өскемен жібек комбинаты, «Рассвет» тігін фабрикасы сияқты аса ірі өнеркәсіп орындары пайда болды, Өскеменде қуатты түсті металлургияның, энергетика, машина жасау, құрылыс материалдарын өндіру, жеңіл және тамақ өнеркәсібі салалары өсіп, қалыптасты.

 

 

1 сурет. Шығыс Қазақстан облысының картасы

 

   Қазақстан тәуелсіз ел болғаннан бергі уақытта қала кәсіпорындары мен мекемелерінің меншіктілігінде айтарлықтай өзгерістер болды. Қазір қалада дүние жүзіне танымал аса ірі «Қазмырыш» АҚ пен «Өскемен титан-магний» комбинаттары орналасқан.

    Қазіргі күні Өскемен қаласы түсті металлургияның бірден-бір орталығы болып табылады. Осыған байланысты, Өскемен қаласының ауа бассейнінің ластануында негізінен металлургиялық өнеркәсіптер мен жылу энергетикалық кешендік кәсіпорындарынан шығатын ластаушы заттектердің үлесі басым болып келеді, бірақ соңғы жылдары көптеген табиғат қорғаушылық бағдарламаларды жүзеге асыру нәтижесінде қаланың атмосфералық ауасына ластаушы заттектердің түсуі азайғаны байқалады. [1] 

 

1. 2 Техногенді ластанудың қоршаған табиғи ортаға әсері

 

       Қазіргі кезеңде экологиялық мәселепердің маңыздылығы әрқашан өсуде.Халық артуы,ғылыми-техникалық дамудың өсуі,шаруашылық айналымға айналатын заттардың санының өсуі,осының бәрі адам қоғамының санының қоршаған ортаға әсерін ұлғайтуда.Биосфераның өмірді қамтамасыз ететін негізгі жүйелерінің бұзылуы ең алдымен антропогендік әсерлерге байланысты.Адамның биосфераға жағымсыз әсерінің негізгі және ең көп таралған ластану болып табылады.Адам мен табиғи экожүйелерге қауіпті заттар қоршаған ортаға түсіп,олардың әр түрлі қосылыстары түрлі ағзаларда және ауада жинақталуда.Қазіргі уақытта адамзаттың өндірістік қызметі биосферадағы жердің беткі қабатындағы элементтердің жаңаша таралуына әсер ететін қуатты геохимиялық күшке айналады.Өнеркәсіп көлемінің артуы ұзаққа баратын зардап-салдарға әкеп соғады.[2]

 

 

1. 2. 1 Қоршаған табиғи ортаның техногенді ластануы

 

       Антропогенді ластану көздері,кез келген организмдердің популяциясының ең қауіптісі,өндірістік кәсіпорындар(химиялық,металлургиялық,тау-кен жұмыстары мен т.б.),жылу энергетикасы мен транспорт болып табылады.Соңғы онжылдықтағы қарқынды индустрияландыру қоршаған ортаға жағымсыз әсерімен қатар жүруде.Өндірістік кәсіпорындардың қарқынды дамуы,пайдалы қазбалардың жаңа көздерін табу,транспорт күшінің ұлғаюы экологиялық жағдайдың нашарлануына алып келеді.Ортаның химиялық заттармен ластануы-биосфера компоненттерінің бұзылуының ең күшті факторларының бірі болып табылады.Химиялық ластаушылардың ішінде ең аса қауіптісі-экотоксиканттар болып табылады,оларға ауыр металдармен олардың қосындылары,радионуклидтер мен пестицидтер жатады.[3]

         Қазақстанның бай табиғи қоры күшті индустрияның дамуына негіз болады.Алайда,осы өндірістік орталықтар әр түрлі орталардың ең көп ластанған аудандары болып табылады.Қазақстандағы экологиялық жағдайды тұрақтандырып,одан әрі жақсарту шараларының ішінде маңызды орын экологиялық мониторинг жүйесін қалыптастыруға жұмсалған,негізгі мақсаты экологиялық қауіпсіздік пен табиғатты қорғауда шешімдерді қабылдау шараларын қолдап,ақпаратпен қамтамасыз ету болып табылады.Қоршаған орта мониторингі-адамдардың қоршаған табиғи орта күйін бақылап,адам денсаулығы мен басқа да тірі организмдердің денсаулығына зиянды және қауіпті-шектік жағдайлардың пайда болуын ескертеді.[4]

 

 

2 сурет. Өскемен қаласының атмосфералық ауасының техногендік көздермен ластануының жалпы көрінісі

 

              Мониторингтік зерттеулерде ең алдымен қоршаған ортадағы күйінің ұзақ уақытты өзгертулерге алып кепетін әсер факторын есепке алу және экожүйенің бұзылуына әкелетін негізгі элементтердің бұзылуынан әсер алатын биосфера элементтерін анықтау болып табылады.[5]

       Тек Қазақстан ғана емес,сондай-ақ дамыған мемлекеттердің өздері бұл бағыттағы мониторингті зерттеулердің жетілдірілуіне зәру.Мысалы,ЕО мүшелері,барлық мемлекеттер,қоршаған ортаның пестицидтер,нитраттармен(ең алдымен топырақ пен жер асты сулары),ауыр металдармен ластануынан ауыр зардап шегуде.Қазіргі уақытқа дейін көптеген мемлекеттердің қоршаған орта параметрлерінің сапасы жайлы мәліметтер болмай отыр,бар мәліметтер әдістемелік және тәжірибелік деңгейде сәйкес аспапты және әдістемелі бірдей негіз болуы қажет.          

       Осылайша мониторингтік зерттеулер қазіргі уақытта ғылыми және іс жүзінде де өте маңызды орын алады.Мониторинг бағытындағы зерттеулер қазіргі кезде қоршаған ортада болып жатқан процестердің себебі мен сипатын түсінуде бірқатар нәтижелер береді.

       Осылайша,қара және түсті металлургия қоршаған ортаны ең күшті ластайтын сала екендігі анықталды.Қара металлургия зауыттарының орташа есеппен(1млн.Т) жылдық өндірісі шаң-380,күкірт ангидриді-200,көміртек оксиді-400,азот оксиді-42т/тәулігіне құрайды.

       Қара металлургия зауыттары қоршаған ортаны ауыр металдармен,яғни кадмий,қорғасын,мырыш,темірмен ластайды.Қара металлургия суды ең көп пайдаланатындардың бірі болып келеді.Оның суды тұтынуы барлық су тұтынушы өндірістік кәсіпорындардың ішінде 12-15% құрайды.Технологиялық процесте пайда болатын ағынды сулардың 60-70%-ке жуығы «салыстырмалы-таза» ағын болып келеді(бірақ жоғары температурада болады).Қалған ағынды сулар (30-40%) әртүрлі зиянды қоспалармен ластанған.[6]

       Ірі металлургиялық орталықтардың атмосферасымен сулы ортада зиянды заттар концентрациясы нормадан біршама асып түседі.Зиянды заттардың(күкіртті сутек,күкіртті көміртек,екіншілік қосындылар бензопирен,аммиак,фенол,көмірсутек) шығарымдылары өте үлкен токсикалығына байланысты мөлшері санитарлы-гигиеналық көрсеткіштерден асып түсуінің себебі болып саналады.[7]

       Қоршаған ортаны ластаушылардың ішіндегі басымдысы болып түсті металлургия қалуда.Атмосфераның түсті металлургия кәсіпорындарының ластаушыларының негізгі көзі болып сипатталатыны-күкіртті ангидрид-75%,көміртек оксиді-10,5%,шаң-10,4%.

        Түсті металлургия кәсіпорындары қалдықтарының да ағынды судағы көлемдері біршама үлкен. Бұл сулар минералды заттармен, фторореагенттермен, көбінде токсикалық (цианид,ксаноген,мұнай өнімдері және т.б. құрайды), ауыр металдармен (мыс, никель, қорғасын, мышьяк, сульфат, хлорид, сурьма, фтор және т.б.) ластанған.

       Ірі түсті металлургия кәсіпорындары топырақ қабаттарын күшті ластаушылар болып табылады.Түсті металлургия кәсіпорындары орналасқан қалалардың топырақ қабаттарында ауыр металдар саны ШРК-дан 2-5 есе асып түседі.[8]

       Химиялық мұнай химиясы мен картон өндірістері ауа бассейнін(көмірқышқыл газы,көміртегі оксиді,күкіртті газ,көмірсутектер,азот қосындылары,хлор,мышьяк,сынап және басқалар),су және топырақты(мұнай және мұнай химия өнімдері,фенол мен басқа да улы заттар,қағаз-картон өндірісінің сульфатты ағынды сулары және басқалар) негізгі ластаушылары т.б.

       Химиялық және мұнайлы-химия өндірісі кәсіпорындарының қалдықтары топырақты қала маңында 5км радиуста ШРК мөлшерінен жоғары көрсеткіште ластайды.

       Химиялық және мұнайлы химия өндірісі кәсіпорындары жерасты суларын металдармен,метанол,фенолмен көбінде ондаған квадратты километрлі аумақта жүз мың ШРК көрсеткішті көрсетеді,нәтижесінде бұл суларды ішуге жарамсыз етеді.

       Химия,мұнайлы-химия мен қағаз-картон өндірісімен байланысты қоршаған ортаны қорғау мәселесі,негізінен табиғи ортада ыдырайтын немесе өте баяу ыдырайтын синтетикалық өнімдердің химиялық өндірістегі мөлшерінің ұлғаюымен байланысты.[9]

       Кез келген аймақпен немесе экономика саласының дамуының негізі-энергетика.Кәсіпорындардың даму қарқыны,оның техникалық деңгейі,адамдардың өмір сапасы көбінде энергетиканың дамуымен байланысты.Көптеген мемлекеттерде энергетиканың негізгі көзі болып жылу энергетикасы болған,солай бола да бермек.Ол көмір,мұнай,газ жануынан алынады.

       Энергетикада қоршаған ортаны ластаушылардың негізгі көзі болып жылу энергетикасы болып есептеледі. Ең күштісі жылу мен химиялық ластану. Егерде жанармай жануы толық болмайды,ал қатты ТЕС пен ТЕЦ пештерін жағудан үлкен көлемде күл,күкірт диоксиді,канцерогендер бөлінеді. Олар қоршаған ортаны ластап табиғаттың барлық компоненттеріне әсер етеді. Мысалы,күкірт диоксиді атмосфераны ластағанда қышқыл жаңбыр жауады. [10]

 

1. 2. 2 Шаң және ұсақ бөлшектердің қоршаған ортаға таралуы

 

    Шаң  —  қатты бөлшектердің атмосферадағы жиынтығы. Шаң  —  ол аэрозоль. Аэрозольдер таралған күйдегі (қатты немесе сұйық) бөлшектер. Олар жерге жақын тропосфера және стратосфера қабаттарында таралған. Олардың ауада таралып және сақталып тұру қабілеті әртүрлі: бірнеше сағаттан көптеген жылдарға дейін. Тропосферада бөлшектердің таралуының үш типін ажыратады: фондық, мұхиттық, құрлықтық.

    Атмосфераға бұл бөлшектер Жерден дайын күйінде түседі, бірақ олардың аз ғана бөлігі газ тәрізділердің, сұйық және қатты заттектердің арасындағы химиялық реакциялар нәтижесінде түзіледі.

    Аэрозольдердің көбі табиғи процестердің нәтижесінде пайда болады, алайда антропогендік түзілуі де аз емес. Яғни, шаңның пайда болуына қарай табиғи, жасанды және минералдық, органикалық шаруашылық, коммуналды-тұрмыстық болып бөлінеді. Әр жыл сайын адам іс-әрекетінен жердің ауа бассейніне түсетін бөлшектер  —  1 млрд. тоннаға жуық.

    Шаң құрамы әртүрлі, олар кремний диоксиді  —  құм, улы металдар, пестицидтер және көмірсутектер т.б. Негізінен ауаға ең көп мөлшерде антропогендік әсерден түсетін шаң құрамындағы ластаушы зат  —  сульфаттар. Тропосфераға қарағанда стратосферада аэрозольдар алуан түрлі. Стратосфераның негізгі қатты компоненті болып аммоний сульфаты болып табылады.[11]

    Антропогенді аэрозольдердің негізгі көздері  —  металлургия кәсіпорындары, құрылыс материалдарын өндіру, химия өнеркәсібі.

    Аэрозольдар климатты өзгертуі мүмкін. Аэрозоль бөлшектерінде радиоактивтілік қасиеттерінің болуымен қатар онда вирустар, микробтар, саңырауқұлақтар бар болады және де аэрозольдар смогтың пайда болуына, қышқыл жаңбырлардың жаууына себеп болуы мүмкін. Тек қана тіршілік иелеріне ғана кері әсерін тигізіп қана қоймай машиналарға, механизмдерге, приборларға, таза материалдар сапасына да әсері бар. Сонымен қатар, шаң шығарындыларымен бірге құнды материалдарды алып кетеді және өте күшті жарылыстардың шығуына себеп болады.

    Шаңның түтіннен айырмашылығы желсіз кезде шөгеді. Адамның денсаулығына диаметрі 2,5 мкм-ден кем ұсақ бөлшектер қауіпті болып саналады. Адамдардың түрлі ауруларына өндірістік шаң себеп болады. Шаңның қаншалықты зиянды болатыны құрамына байланысты. Шаң бөлшектері неғұрлым ұсақ болса, олар соғұрлым атмосферада адам өкпесіне енгенде, өкпенің ең терең бөліктерінде (альвеолдарында) ұзақ сақталады. Шаңның әсерінен қазіргі таңдағы жиі кездесетін аурулар қатарына: пневмокониоз бен бронхит жатады [12].

    Егер ауаның құрамындағы шаң мен тозаң 0,02 мг/м³-ден артық болмаса, ондай ауа таза болып есептеледі. Көп жылдар бойына жиналған мәліметтерге қарағанда ауылдық жердегі ауада шаң – тозаң 0,05-0,1 мг/м³, ал қалаларда 2,5-3 мг/м³ болады [13].

    Ал өндірістік шаң – тозаң деп отырғанымыз – шикізаттарды бөлшектеу немесе ұнтақтау, өнім өндіру т.б. технологиялық процестер барысында ауаға шығатын, қоршаған ортаны ластайтын заттектердің ұшпалы жиынтығы. Өндірістік шаң – тозаңға физикалық – химиялық сипаттама беру үшін мынадай көрсеткіштер: оның тығыздығы, фракциялық құрамы, адгезиялық (жабысқақтық) қасиеті, ылғал тартқыштығы, сулануы, электрлік қасиеті, өзінен — өзі жану және жанғыштық қоспалар түзу қабілеттілігі қолданылады. Шаңдар дисперсиялылығына қарай 5 топқа бөлінеді: 1) өте ірі дисперсті, диаметрі d₅₀> 140 мкм бөлшектерден тұратын шаң; 2) ірі дисперсті, d₅₀= 40- 140 мкм; 3) орта дисперсті, d₅₀=10-40 мкм; 4) ұсақ дисперсті, d₅₀h1-10 мкм; 5) өте майда дисперсті, d₅₀=< 1 мкм. Шаңның жабысқақтығы дымқылданған сайын өсіп отырады және ол дисперсиялылығына да байланысты келеді. 4 және 5 топқа жататын шаң бөлшектері жақсы жабысатындарға, 2 және 3 топтағылар орташа жабысатындарға, 1-ші дисперсиялық топтағылар болымсыз жабысатындарға жатады. Осы көрсеткіштер өндірістен шығатын газдарды шаңнан тазалағанда тиімді жабдықтар (шаң тұндырғыш, шаң ұстағыш, сүзгіштер) мен әдістерді (құрғақ, ылғалды) іріктеп алуға пайдаланылады. Мысалы, ылғалды сүзгіштердің майда дисперсті шаңдарды тазалау нәтижелілігі өте жоғары, бұл әдіспен ыстық және жарылғыш қауіптілік тән газдарды шаңнан тазалауға болады.

    Шаң – маңызды көрсеткіш, себебі шаңның ауада шоғырлануына байланысты кәсіби ауру (шахтада жұмыс істегенде силикоз), жарылуға қауіпті жағдайлар, тұмша пайда болады [14].

 

1. 3 Ауыр металдар

 

    Ауыр металдар – бұл тығыздығы 5 гр/см3 болып келетін Менделеев периодтық кестесінің 40-тан астам химиялық элементтер тобы, салыстырмалы атомдық массасы 50-ден жоғары. Ауыр металдар – қоршаған ортаға көп мөлшерде түскенде организмдерді уландыратын металдар. Бұл терминмен соңғы жылдары тек қана мынадай элементтер: Pb, Zn, Cd, Hg, Ni, Mo, Mn, Co, Ti, Cu, V аталады. Бұл элементтер қоршаған ортаға түскенде экожүйелердің өздігінен тазалану процесімен ыдырамайды. Олар топырақта жинақталып, өсімдіктерге өтіп, әрі қарай биологиялық айналымға түсіп отырады.[15]

    Ауыр металдардың жартылай ыдырау мерзімі ұзақ, мысалы, қорғасындікі – 740 жылдан 5900 жылға дейін, кадмийдікі — 13 -110 жыл, мырыштікі — 70 -510 жыл, мыстікі — 310 – 1500 жылдар аралығына дейін созылады. Биологиялық тізбек: топырақ — өсімдік – адам, топырақ — өсімдік — жануар – адам, топырақ — су – адам және топырақ – атмосфералық ауа – адам арқылы адам организміне өтіп, олар әртүрлі ауруларға ұшыратады. Мысалы, 1953ж. Жапонияның Минамат деп аталатын шығанағының жағалауында тұратын балықшылардың және олардың отбасы мүшелерінің орталық жүйке жүйесі ауруымен ауырғандар саны күрт өскен: аурулардың көру қабілеті нашарлап, қол —  аяқтары жиі-жиі ұйып, жүріс-тұрысы шатқаяқтап, сөздері түсініксіз болып қалған. Олардың ішінде қатты ауырғандарының тіпті көздері мүлде көрмей, өліп кеткендері де болған. Кейін дәрігерлер мен ғалымдар, Минамата шығанағына құйылған химия комбинатының ақаба суында сынаптың мөлшері өте жоғары болғанын дәлелдеген. Соның салдарынан шығанақтағы су өсімдіктері шіріп, улы метил сынапқа айналған. Метил сынап қоректік тізбекке түсіп бактериялардан ұсақ организмдерге, атап айтқанда шаяндарға, балық шабақтарына, одан ірі балықтарға өтіп, оларды азық еткен адам организміне түскен. Сөйтіп метил сынап адамдардың миында бірте-бірте жинақталып, осы аурудың пайда болуына апарып соққан. Сол себептен бұл ауруды минамата ауруы деп атаған. Өкінішке орай, мұндай ауру тек Жапонияда ғана емес, кейінгі кезде құрамында сынабы бар ақаба суларын ағызған химия комбинаты бар дүние жүзінің көптеген аймақтарында да кездесуде. Сынап қосылыстарымен қоршаған ортаның ластануы Қазақстанда соңғы жылдары орын алып отыр, мысал ретінде Павлодар аймағындағы Ертіс өзенінің маңайын, Қарағанды облысындағы Нұра өзенін атауға болады. 1920 жылдары Джинцу (Жапония) өзенінің жағалауына орналасқан деревняларда ерекше ауру пайда болған. Бұл ауруға итай-итай деген атау берілген. Осы ауруға шалдыққан адамдардың сүйектері майысып, сүйектің сырқырағанынан өздерін қоярға жер таппай, көбісі көз жұмған. 1968 ж. бұл аурудың шығу себебі — өзеннің жоғары ағысына тазартылмай үнемі шығарылып отырған шахтаның ақаба суында кадмийдің болуына байланысты екені анықталған. Сонымен қатар, металлургия комбинаттарының ақаба сулары ағатын аймағында тұратын адамдар үшін, әсіресе, ең қауіптісі қорғасын болып табылады. Ол сол аймақтағы адамдардың ішек – қарнына немесе өкпесіне сіңіп, қанына, сол арқылы бүкіл денесіне, сүйегіне, бұлшық еттеріне, бауырына, т.б. жерлеріне жинақталады. Бастапқы кезде, тіпті қорғасын уы миға да әсер етеді. Соның салдарынан балалардың өрісі тарылып, қозғалыс үйлесімділігі бұзылады, есту және есте сақтау қабілеті кемиді. [16]

 

 

 

 

 

 

1. 3. 1 Ауыр металдардың шығатын ошақ көздері, түсу, таралу жолдары

 

    Өнеркәсіптің ауыл шаруашылығының, энергетика және транспорттың дамуы және қазба байлықтарды қарқынды түрде алу барысында ауаға, топыраққа, суға, өсімдіктерге жоғары токсикалық химиялық заттардың жиналуына алып келді. [17]

 

1 сызба. Ауыр металдардың таралу көздері

 

Ауыр металдардың таралу көздері

 

 

 

 

Ауа

Топырақ

Су

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Өсімдік

Адам

 

Жануар

 

 

 

 

    Атмосферадағы ауыр металдардың пайда болуы антропогенді және табиғи болып бөлінеді.

    Табиғи көздеріне топырақтың және тау жыныстарының жел эрозиясы, вулкандық іс-әрекеттер, орманның өртенуі, көптеген биологиялық процестер жатады.

    Биологиялық түрде атмосфераға 50% мынадай элементтер түседі: Cd, Zn, Pb, Cu және 50%-тен жоғары Se және Mo түседі.

    Атмосфераға ауыр металдар мынадай антропогендік әрекеттермен түседі: органикалық отындарды жағу, көмір және мұнай, автокөлік, шойынды 1-ші және 2-ші дәрежеде өңдеу және химиялық, мұнай химиялық, цементті тау өндірісі, т.б.

    Қорғасынның негізгі түсу көзі автокөлік жанармайы, ал кадмий, мышьяк, мыс және мырыш – түсті металл өңдеуінен, кобальт, никель, молибден, ванадий және селен – жылу энергетикасынан, сынаптың негізгі түсу көзі – түсті металлургия, отын жағу, химиялық өнеркәсіп.

    Атмосфераға түскен ауыр металдардың 60%-тен астамы антропогендік жолмен түседі. [18]                                                                                                   

 

1. 3. 2 Ауыр металдардың атмосферадан топыраққа түсуі

 

    Топырақ бетіне жауын-шашын арқылы атмосферадан қорғасын, кадмий, мышьяк, сынап, хром, никель, мырыш және басқа элементтер түседі. Мысалы, Бельгияда топыраққа атмосферадан жыл сайын 1 га жерге 250 т қорғасын, 19 г кадмий, 15 г мышьяк, 54 г кобальт, және 3750 г мырыш түседі екен. Әрине ауа аэрозолінен келетін металдардың түрлері және энергетика кәсіпорындарының 13,1% транспортқа, 10,5% түсті металлургия кәсіпорындарына және т.б. кәсіпорындарға тиеді екен. [19]

    Түсті металлургия кәсіпорындары атмосфералық ауаны мыс, мырыш, марганец, қорғасын, кобальт және басқа қосылыстармен ластайды.

    А.А. Беустың (1976) есептері бойынша соңғы 10 жылда түсті металл кендерін өндіру мен өңдеу арқасында 1 шаршы км жер бетіне орташа есеппен 30 кг қорғасын және 80 кг-нан астам мыс пен мырыш таралады екен. Көмір, мұнай және жер қойнауынан алынатын отындарды жаққанда түтінмен бірге ауаға осы отын ішіндегі элементтер тарайды. Тас көмірді жаққанда одан цезий, хром, қорғасын, сынап, күміс, қалайы, титан, уран, радий т.б. элементтер бөлініп шығады. [20]

    Г.А. Гармаштың (1995) деректері бойынша, қара және түсті металлургия кәсіпорындарында ауаға тарайтын ауыр металдардың 95%- тен артығы техногенді шаң түрінде бөлініп шығады.

    М.А. Глазовскаяның (1981) деректері бойынша таскөмір жанғанда жыл сайын биогеохимиялық циклге ғасырлар бойы қатысып келе жатқан мөлшерімен салыстырғанда сынап – 8700 есе, уран – 60 есе, кадмий — 40 есе, нитрий мен цирконий – 10 есе, қалайы — 3- 4 есе көп бөлінеді екен.

    Келтірілген мысалдар жылдан-жылға арта түскен ауыр металдар мөлшері биосфераға тұрақты ықпал жасайтын экологиялық күшке айналғанын көрсетеді.

    Қазақстан аумағында 1 автокөлік жылына орташа есеппен 1,0 – 1,5 тонна ластағыш заттар бөліп шығарады. Оның құрамында 200- ге жуық улы заттар кездеседі. [21]

    Минералды тыңайтқыштардағы ауыр металдар агрорудалар құрамында болғандықтан табиғи қоспа болып табылады. Сондықтан тыңайтқыш құрамындағы олардың мөлшері негізгі шикізаттан және оны өңдеу технологиясына байланысты.

    Фосфор тыңайтқыштары құрамында біраз ауыр металдар кездеседі. Кейбір ғылыми еңбектерге қарағанда Америкада шығатын суперфосфат құрамында кадмий көп кездеседі екен. Бір кг жай суперфосфат құрамында 50- 170 кг кадмий, 66- 243 мг хром,  0- 90 мг кобальт, 4- 79 мг мыс, 7- 9 г мырыш анықталған. [22]

    Каиск жарты аралының аппатитінде кадмий 0,04- 0,6 мг/кг болса, онда алынатын суперфосфатта 0,2- 0,7 мг/кг болған.

    Демек, біздің ауыл шаруашылығында қолданылатын Хобин аппатитінен алынатын суперфосфат қауіпті болып саналмайды, себебі топырақты ластайтын улы кадмий элементінің американ суперфосфатынан жүздеген есе төмен. Фосфор тыңайтқыштарымен бірге тұрақты түрде стронций де түседі. [23]

 

1. 3. 3 Қоршаған табиғи ортаның ауыр металдармен ластануының өсімдіктерге әсері

 

    Биосфераны ластаушылардың ішінде ауыр металдар ең қауіптілер қатарына жатады, олар бірте-бірте экологиялық апатқа алып келеді. Кейбір ауыр металдар тірі организмдер үшін өте қажетті болып келетін биогенді немесе эссенциальді элементтерге жатады (мырыш, мыс, кобальт, хром, молибден). Екіншілері, қарама-қайшы әсер береді, яғни организмге түсіп, оларға жағымсыз жағдай тудырады (Zn, Cd, Hg, Ni, Ba, Ti, қалайы және т.б). Бұл металдар ксенобиотиктер класына жатады. Олардың ішінде Hg, Pb мен Cd аса токсикалы болып келеді. [24]

    Көптеген ауыр металдар клетка энергетикасы, фотосинез реттеуші процестерге әсер ететін метоболитикалық уларға жатады. Ауыр металдардың өсімдіктерге тигізетін тікелей жағымсыз әсері дамуы мен өсуін төмендетіп, өнімділіктің төмендеуіне әсер етуде (тамыр мен өскіндер өсімін әлсіретіп, жапырақ ауқымын кішірейтіп, фенологиялық фазада пайда болу сипаты мен уақытын өзгертеді). [25]

    Өндірістік ластану (шаң, күкірт диоксиді, Co, Pb, Cr, Cu) өсімдік жапырақтарының анатомиялық және морфологиялық белгілерінің өзгеруіне алып келеді. Мысалы, морфологиялық белгілердің ксероморфты реакциясы анықталған (көлемі, жапырақ бетінің ұзындығы мен ауданы, жапырақ кесіндісі өзгерген). Жапырақ эпидермисі өте төмен бейімделуді көрсеткен.

Өндiрiс орындарына жақын аудандарда топырақ бетiндегi ауыр металдардың мөлшерi 30%-i құрайды. Ал еңiсте және желдiң негiзгi бағытында тұрған жағдайда бұл шама 60%-ке дейiн жетедi. Ауыр металдар орман фитоценоздарының әртүрлi компоненттерiнде, яғни ағаш өсiмдіктерiнiң жапырақтарында, қылқандарында, дiңiнде, қабығында, тамырында, мүктерде, қыналарда, саңырауқұлақтар мен төменгi ярустың өсiмдiктерiнде жинақтала алады.Ауыр металдардың жоғары концентрациясы теңiз макрофиттерiнiң жапырақтарында да жиналатыны анықталған (Cd-541, Pb-379, Zn-424, Cu-1О6 мкг/г). Макрофиттердiң ұлпаларында жиналған ауыр металдар олардың тiршiлiгi жойылған соң қайтадан суға таралады. Организмнiң металдарға регуляторлық мүмкiндiгi шектеулi. Ол металдардың жетiспеушiлiгiне немесе артық мөлшерiне өте сезiмтал. [26]

        Ауыр металдар(Zn, Cu) мен күкiрт тотығы (SO₂) ағаш жапырақтарында жүретiн метаболизм процестерiне ингибитор ретiнде әсер етедi.Орталық Европаның орман массивтерiнiң 23% дефолияциамен бүлiнген (интенсивтiлiгi 25%). Қылқан жапырақтыларға қарағанда емен, жөке сияқты жапырақты ағаштар көп зардап шеккен. [27]

        В.С.Николаевский мен Т.В.Николаевскаяның (1995)бақылаулары көрсеткендей, өндiрiс аймағынан алыстаған сайын ластанудың мөлшерi азая түседi. Құрамында ауыр металдардан басқа күкiрт ангидридi, күкiрт қышқылы, фтор қосылыстары, т.б. поллютанттар кездесетiн газ-шаң түрiндегi қалдықтардың әсерiнен топырақ құрамы өзгередi, эрозияға ұшырайды, беткi қабаттарында гумус мөлшерi төмендейдi (кей жерлерде <1 %), қышқылдылығы жоғарылайды (рН-2-3). Мұның әсерiнен ауыр металдар қосылыстарының қозғалғыштығы артып, өсiмдiктерге жеңiл сiңiрiледi.
         Ауыр металдардың өсiмдiктерде жиналуы әр түрдiң өз ерекшелiгiне байланысты. Н.Г.Зыриннiң (1992)зерттеулерi бойынша мыс балқыту өндiрiсiне жақын аймақта топырақ пен өсiмдiктердегi ауыр металдардың мөлшерi бақылау аймағымен салыстырғанда өте жоғары. Мыстың мөлшерi 12 есеге дейiн, ал басқа элементтердiң мөлшерi 2-5 есеге дейiн артады. Сонымен қатар, мырыштан басқа ауыр металдардың мөлшерi топырақта өсiмдiктерге қарағанда әлдеқайда көп. Алайда, топырақта ауыр металдардың мөлшерi 2-3 есе артса, олардың өсiмдiктердегi мөлшерi 5-6 есе артады. Статистикалық талдау қорытындысы бойынша, топырақ пен өсiмдiктер арасында тура корреляциялық байланыс бар. [28]

        Зиянды қалдық заттардың вентиляциялық таралу аймағында жапырақтардың және барлық өсiмдiктердiң морфопатогенезi байқалады. Жапырақтардың зақымдануы формасы мен түсi өзгерген некроз түрiнде, сонымен қатар, хлороз, сарғаю, тургорлық қасиетiн жоғалту, түсi өзгермей қурап қалу, өзгерiссiз немесе болмашы ғана сыртқы зақымданудан соң түсiп қалуымен байқалады. [29]

        Күштi ластану аймақтарында өндiрiстiк шаң да өсiмдiктерге айтарлықтай керi әсерiн тигiзедi. Шаңның iрi бөлшектерi (5-10 мкм) өсiмдiктердiң жер бетiндегi мүшелерiне механикалық түрде әсер етедi.  Шаң бүршiк, гүл, жапырақты зақымдаумен қатар (кескiлеумен) ағаш қабығын да зақымдап, оның жарылып, аршылып қалуына себепшi болады. Қабығы аршылған ағаш организмiндегi суынан айрылып, қурай бастайды, калийдiң қызметi бұзылады, яғни жалпы өсiмдiктер организмiнiң тiршiлiк қабiлеттiлiгi төмендейдi. [30]

        Механикалық әсерден басқа, шаң өсiмдiктер организмiндегi түрлi физиологиялық процестердiң қалыпты жүруiне де керi әсерiн 
тигiзедi. Жапырақтар шаңданып кеткен жағдайда жарық және температуралық режим өзгередi, транспирация, фотосинтез процестерi бұзылады, өсу қарқыны төмендейдi. Өндiрiстiк шаңның фитотоксиндi әсерi оның химиялық құрамына да байланысты. [31]

    Металлургия өндiрiсiнен бөлiнген шаңның құрамында металдар көп кездеседi. [32]

    Техногендi қалдықтар атмосфераның жерге жақын бөлiгiне таралған аймақта жапырақтағы қайтымсыз өзгерiстер және сыртқы зақымдану белгiлерi бiрте-бiрте, яғни жапырақтар бүршiк жарған соң 1-2 немесе бiрнеше айдан кейін пайда болады. [33]

    Бүршiктер мен жас жапырақтардың зақымдануы, ксерофитизация белгiлерiн (мөлшерiнiң кiшiреюi, жүйкеленудiң жиiленуiнi) есептемегенде, жай кезге байқалмайды. Зақымдану көбiнесе алдымен жапырақ жиегiнде, кейiннен бүкiл жапырақ тақтасында бозғылт дақтардың пайда болуынан басталады. Ластанудың күшеюiнен бұл дақтар некрозға айналады да бiрте-бiрте ұлғайып, жапырақтар түскен кезде “жұлмаланған” күйге енедi. Вегетацияның соңында өсiмдiктердiң анағүрлым төзiмдi түрлерiнде зақымдану жапырақ тақтасының кей жерлерiнде кiшiгiрiм некрозды немесе хлорозды дақтардың болуымен сипатталады, кей жағдайда жапырақ тақтасының әр жерi зақымданған клеткалардың әсерiнен iсiнiп, көтерiлiп кетедi. [34]

    Мұндай зақымдану түрлерi төзiмсiз түрлерде жиi кездеседi. Оларда негiзiнен жапырақ түгелдей сарғайып, ұшы мен жиектерi некрозға ұшырап, ағаш басынан тез түсiл қалады. Анағұрлым төзiмдi түрлерiнде мұндай өзгерiстерге кейбiр жеке-дара жапырақтар ғана ұшырайды. [35]

    Бұршақ тұқымдастарда (ак акация, сары акация, жапон сафорасы) күрделi жапырактың жеке жапырақшасы немесе көпшiлiгi түсiп қалады, ал сабағы ағаш басында қалады. [36]

    Химиялық қалдық заттармен ластанған аймақта күзде жапырақтары қызғылт түске боялатын өсiмдiк түрлерiнде жапырақтарға тән күздiк бояу байқалмайды. Бұл химиялық стресс жағдайында фотосинтез бен көмiрсулардың алмасуының бұзылуымен түсiндiрiледi, ал қызғылт, қызыл, қызыл қоңыр түстi тудыратын антоциандардың синтезi ерiгiш қанттардың болуына байланысты. Сондықтан металлургиялық өндiрiс аймағында жапырықтардың күздiк бояуында, хлорофилл құрамына кiретiн және ол зақымданғанда босап шығатын сары пигменттердiң әсерiнен сары түстiң бояуы басым болады. [37]

    Қаланың газданған және автомобиль қозғалысы интенсивтi аудандарындағы жапырақтарда ауыр металдардың мөлшерi күзде көктемдегi жас жапырақтармен салыстырғанда әлдеқайда жоғары және бетi тегiс жапырақтарға қарағанда бетi кедiр-бұдырлы жапырақтарда жоғары.               Қалыпты өсiп тұрған ағаштардың радиальды өсуi өндiрiс қалдықтарының әсерiнен орта есеппен 20%-ке кемiген, ал әлсiз және қурай бастаған ағаштарда 48%-ке кемiген. [38]

        Өндiрiстiк шаңмен интенсивтi ластанған аймақта тiршiлiгiн жойған вегетативтi бүршiктердiң саны күрт өсiп (тыныштық күйдегi бүршiктер) мөлшерi 80%-ке артқан. Ластану аймағынан қашықтағаннан сайын тыныштық күйдегi тiрi бүршiктердiң саны артып, 90%-ке көтерiлген. Соның әсерiнен қабығы тiлiмденiп, бұтақтары деформацияланады. [31]   Экосистемалардың сандық және сапалық өзгерiстерi өндiрiс кездерiне жақындаған сайын арта түседi.Техногендi ластану аймақтарында өскен ағаштардың қабығында экстрактивтi заттардың, яғни илiк заттардың, смола және пектин заттарының мөлшерi азайып кетедi. Осының әсерiнен ағаш қабығындағы целлюлозаның мөлшерi артады, нәтижесiнде өсiмдiктердiң иммунитетi төмендеп, сыртқы орта факторларының әсерiне төзiмдiлiгi төмендейдi (темп., стресс, патогендi микроорганизмдер). [33]

 

1. 3. 4 Қоршаған табиғи ортаның ауыр металдармен ластануының жануарлар және адам организміне әсері

 

    Атмосферадағы және жерге қонған зиянды қалдық заттар жануарлардың организміне тыныс жолдары және шаңданған өсімдіктермен бірге түсіп зақымдайды. Зиянды заттарды көп мөлшерде қабылдағанда жануарлардың қатты улануы мүмкін. Организмге кері әсер етуші антропогенді заттардың ішінен хлорорганикалық пестицидтер мен ауыр металдар қатты алаңдаушылық туғызады. Топыраққа түскен молибден өсімдіктердің мысты сіңіруіне кедергі келтіреді, ал қоректе мыстың болмауы, жануарлардың тәбетін жоғалтып, салмағын азайтады, анемияға ұшыратады. Алайда металлургиялық комбинаттардың айналасындағы мыстың артық мөлшері де жануарлар үшін өте қауіпті.

    Кадмийдің жоғары концентрациясы тұтқырлығы жоғары суда гидробионттардың бүйрегі мен желбезегіне кері әсер етеді. Мысалы, кадмийдың концентрациясы 6мг/л жетсе, бүйрек пен желбезекте күшті дегенеративті өзгерістер байқалады, ұзақ уақыт әсер еткен жағдайда ұлплар түгелдей ыдырап, гипоксия мен организмнің ыдырауы нәтижесінде балықтардың тіршілігі жойылады.

     Ауыр металдардың әсерінен организмнің өсуі бәсеңдеп және бас мидың көру процесіне жауапты бөлімінің қызметі бұзылады. Организмге түскен қорғасын гормондарға әсер етеді, әсіресе адамның тәбетін ашатын гормондардың активтілігін әлсіретеді, нәтижесінде ол организмнің физикалық дамуында көрініс береді. [36]

    Күн сайын қала тұрғындары 20 м³ ауа арқылы 2,10 мг/м³ және қорек арқылы 45 мкг қорғасын жұтады. Организмге түскен қорғасын қанға сіңіріліп (90%) сүйек және жұмсақ ұлпаларға таралады. Халықаралық денсаулық сақтау ұйымының мәліметтері бойынша қандағы қорғасынның қалыпты мөлшері 15-40 мкг/10G мл. АҚШ- та қала балаларының 5%- ке жуығының орталық жүйке жүйесінің қызметі қорғасын тұздарымен зақымданған, ал Шотландияда балалардың 17%-нің қанында 50-80 мкг/100 мл қорғасын кездеседі. Адам қанындағы қорғасынның мөлшері оның ауадағы мөлшерінің артуымен пропорциональді көтеріледі.

    Ауыр металдар адам мен жануарлардың қоректік тізбегіне қосылған соң азды-көпті дәрежеде өздерінің токсигенді, аллергенді, канцерогенді, мутагенді, тератогенді активтілігіне қарай зиянды әсерін тигізіп отырады. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау қоғамының мәліметтері бойынша биосфераны ластаушы заттардың ішінде қорғасын, сынап және кадмий кең таралуымен, улылығымен, политропты әсерімен, сіңіру қабілеттілігімен ерекшеленеді. Қазіргі кезде сынаппен немесе қорғасынмен улану сирек құбылыс емес. Қорғасынмен ұзақ уақыт улану адамның эмбриональді дамуына әсер етеді. Дүниеге келген балаларда невралгиялық зақымдану мен ақыл-ой дамуының кемістігі байқалады. Кейде балалардың өлі туылуы да кездеседі.

    Адамның тіршілік ортасында қорғасын мөлшерінің күрт өсіп кетуіне себепші факторлардың бірі – автотранспорт саласының қарқынды дамуы. Адамның шашында қорғасынның жиналу мөлшері, оның мекен ортасына байланысты екендігі дәлелденген. Мысалы, кейбір қалаларда ол критикалық нүктеге жетіп отыр.

    Қоршаған ортадағы қорғасын мөлшерімен бронхиалды астма, анемия, аллергия, туберкулез, амиотрофикалық склероз ауруларының арасында тура пропорциональді тәуелділік бар. Сынап мөлшерімен бүйрек аурулары, бронхиалды астма, анемия, аллергия арасында, ал берилий концентрациясымен ас қорыту системасы ауруларының жиілігі тура пропорционал. [39]

    Ауыр металдармен ластану деңгейі жоғары территорияларда созылмалы өкпе ауруымен ауыратын тұрғындарды салыстырмалы түрде тексергенде, олардың эритроцитінде мыс, қорғасын, никельдің мөлшері жоғары болып шықты. Өкпенің созылмалы ауруымен ауыратын тұрғындарда микроэлементтердің дисбалансы айқын байқалған (бақылау территориясымен салыстырғанда)

    Физхимиялық табиғаты бар антропогенді күштер әсер ететін ауыл тұрғындарында бронхо-өкпе патологиясының, оның ішінде аллергиялық аурулардың деңгейі жоғары. Мысалы, И.В.Орадовская және оның әріптестерінің анықтамасы бойынша, Солтүстік Оралда мектеп жасына дейінгі ауыл балаларының 15%-де дерматореспираторлы синдром байқалған (15 жасқа дейін олардың емдеу мекемелеріне тіркелуі 2,9%-ке кемиді). Мектеп оқушыларында тыныс алу жолының аурулары ас қорыту жүйесінің патологиясымен сәйкес келеді. 66%-дегипериммуноглобулинемия-Е кездесетіндігі, 33%-де иммуноглобулин-С және –А төмен екендігі анықталған. Бақылаудағылардың 77%-да эндокринді жүйенің мүшелері мен иммунды жүйенің қызметіне тосқауыл болатын мыс, марганец, кадмий сияқты ауыр металдар тұздарының экскрециясы байқалды. Экопатогенді факторлар өсіп келе жатқан жас организмге жүйелі түрде кері әсерін тигізеді. [40]

 

 

 

 

 

 

 

1 кесте

 Ауыр металдардың адам денсаулығына әсері [41]

 

 

Элементтер		Әсер етуінің зардаптары	Ластаушы көздер
Сынап		Жүйке жүйесіне, ас қорыту органдарының, бүйректің қызметіне әсер етеді, хромосомаларда өзгерістер туғызады	Ластанған су мен топырақ
Мышьяк		Терінің рак ауруларын, интоксикация туғызады, жүйке жүйесіне әсер етеді	Ластанған топырақ пен зақымданған дәнді дақылдар
Қорғасын		Сүйек тканьдерін бұзады, қанда протеиннің синтезделуін нашарлатады, жүйке жүйесі мен бүйректің қызметіне әсер етеді	Ластанған топырақ, жер бетілік, жер астылық сулар
Мыс		Тканьдерде органикалық өзгерістер туғызады, сүйек тканьдерін бұзады, гепатит пайда болады.	Ластанған топырақ, жербетілік, жер астылық сулар
Кадмий	Бауырдың циррозын туғызады, бүйректің қызметін бұзады, протеинурия пайда болады.		Ластанған топырақ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Зерттеудің шарты және нысандары

 

2. 1 Зерттеу нысандары

 

   Геохимиялық және гигиеналық зерттеулер бекіткендей, атмосфералық ауадағы металдардың құрамы мен саны арасындағы байланыстар және олардың қалалар аумағына түсуі, табиғи ортада – қар жамылғысы және «топырақ-өсімдік» жүйесіндегі ауытқушылық түрінде жақсы байқалады. Себебі: жер бедерінің қар жамылғысы үлкен сорбциондық қабілетке ие екендігі және «топырақ-өсімдік» жүйесі көп жылдар бойына өз құрамында металдың атмосфералық жаууының мөлшерін тіркеп отыратындығында. Осыған байланысты, Өскемен қаласы қоршаған ортасындағы қар жамылғысындағы, кейбір ауыл шаруашылық өсімдіктердің тауарлық бөлігіндегі және сол өсімдіктердің тамыры орналасқан қабат топырағындағы ауыр металдардың құрамын және мөлшерін зерттеу жұмысы жүргізілді.

   Зерттеу нысандары ретінде көлемі 34 сынамадан тұратын қар жамылғысы іріктемесі (өндіріс көздеріне жақын аумақтардан алынған), өндіріс көздеріне жақын 20 жергілікті жерлерде бірқалыпты кездесетін келесідей ауыл шаруашылық өсімдіктер(қызылша, картоп, орамжапырақ, қызанақ, қияр) және осы өсімдіктердің тамыры таралған топырақ қабаты сынамаларына зерттеу жүргізілді.

2. 2 Зерттеу әдісі

 

Ауыр металдар құрамын анықтау фотопластинкаға түскен спектрден байқалатын плазма доғасындағы атомдардың қозуына негізделген жартылай мөлшерлі спектрлі талдау арқылы жүргізілді. Спектрометр ДФС-18, экспозициясы 30 сек, ток күші 20 А-ді құрайды.

 

• Зерттеу аймақтарынан сынама үлгілерді жинақтау және оларды зерттеуге даярлау

 

        Қар сынамасын зерттеуге даярлау. Қар жамылғысы толық қалыңдықта айқындалғанша сынама шурфта іріктеледі. Шурф ауданы қар жамылғысының қаттылығы мен талдауға керек 7-10 кг-дық қар салмағына байланысты. Сұрыпталатын 7-10 кг қар берік целлофан қапшықтарға салынып, этикеткімен байланады. Журналда сұрыпталу мерзімі нақты көрсетіледі. Сұрыптауға алынған қар түрлері ерітіліп, сүзгілеуге түсіп, бұл арқылы жауын-шашынның қатты түрдегі топтамасы ерекшеленеді. Кептіргеннен кейін, артық араласқан заттардан босатылып, өлшеніп, ұнтақ күйіне келгенше жайылып, спектральді талдау жүргізу үшін лабораторияға жөнелтіледі және камеральді сұрыптаудан өткізіледі.

Өсімдік үлгілерін зерттеуге даярлау. Өсімдік сынамаларының жалпы салмағы 1 кг құрайтын 20 сынамадан тұрды. Сынақ үлгілерін даярлау және улы заттектердің талдауы «азық-түлік өнімдері мен шикізаттар» ГОСТ 26929-94- ке сәйкес орындалды. 1 кг өсімдіктерді жер бетіне жақын келтіріп кесіп алады да оларды араластырып орташа үлгісін алады. Кейіннен алынған үлгіні ағынды сумен, соңынан тазартылған сумен мұқият тазалап жуады. Кептіргіш шкафта оларды 105° C температурада құрғақ күйіне дейін кептіріп күл тәріздес қалпына дейін ұнтақтайды. Аналитикалық таразыда салмағы 1 гр. болатын ұнтақталған үлгінің қатарынан үшеуін өлшеп алады, қалған бөлігін пергаментті қағаздан жасалған қалташаға салып, оған үлгінің қай кезде, қай жерде алынғанын және өсімдік түрін жазып қояды. Өлшеніп алынған өсімдік үлгісін ыстыққа төзімді сыйымдылығы 150-200 мл болатын химиялық шыны сауытқа салады да оған 15-20 мл қойылтылған хлор қышқылын және 5 мл қойылтылған азот қышқылын ыстық плиткада дымқыл тұздар күйіне дейін буландырады. Үлгі толығымен ашылмаған жағдайда оған 5-10 мл қойылтылған хлор қышқылын және 2-3 мл қойылтылған азот қышқылын және құйып тағы буландырады. Алынған минерализатты көлемі 15 мл-ге дейін 5%-ті тұз қышқылы ерітіндісімен толтырады. Алынған ертіндіден ауыр металдар мөлшерін анықтайды.

Өсімдік тамыры орналасқан қабат топырағының үлгісін алу және дайындау. Өсімдіктер үлгілерін алған жерден салмағы 1 кг топырақ үлгілері де алынады. Топырақты бөгде қоқыстардан толық тазартып, соңынан араластырып оны төртке бөлу әдісі арқылы үлгінің орташа қалпын талдауға алады. Қалыпты жағдайда толық кептіріп фарфор келіде күл тәріздес қалпына дейін ұнтақтайды. Салмағы 1кг ұнтақталған топырақ үлгісін ыстыққа төзімді сыйымдылығы 100 мл конус тәріздес колбаға салып оны тазартылған сумен дымқылдайды да, соңынан 15 мл қойылтылған тұз қышқылын қосады. Ертіндіні (5-10мин) қыздырады да ізінше суытады. Сонан кейін бұған 5 мл қойылтылған азот қышқылын құяды, үлгінің беті толық ашылғанша қайтадан қыздырып қайнатады. Одан әрі ертінді шамасын 2,5 мл-ге дейін келтіріп буландырады, 5-10 мл тазартылған су қосады, ондағы тұздар еріп кеткенше қыздырады да колбаның ішіндегісін ерімеген қалдықтарымен қоса 15 мл-лі өлшеуіш колбаға ауыстырып оған осы таңбаға дейін жеткізіп тазартылған су құяды.    

 

2.2.2 Қар сынамасының мәліметтерін камеральды сұрыптау

 

     Көп жылдар бойына топырақ жамылғысы өз құрамында металдың атмосфералық жаууының мөлшерін тіркеп отыратыны белгілі. Атмосфералық жауынның мәліметтерін сақтаушы ретінде және атмосфералық ауаның қазіргі уақыттағы жағдайын сипаттаушы ретінде қар жамылғысы алынады. Зерттеу жұмыстарында камеральді сұрыптау кезінде келесі сандық параметрлер анықталады:

К_с — концентрация коэффициенті, Р_п — бірлік ауданға шаңдық жүктеме, Р_общ – қоршаған ортаға түсуінен пайда болатын жалпы жүктеме, К_р – элементтің жалпы жүктемесінің салыстырмалы ұлғаюының коэффициенті және Z_р – жүктеменің сандық көрсеткіші. Бұларды анықтау келесі формулалармен жүргізіледі:

 

    (1);   (2);        (3);     (4)

  (5);   (6);

Мұндағы:

С — сұрыптамадағы элементтің мөлшері;

С_ф (снег) —  қатты қалдықтың құрамындағы элемент мөлшері;

Р_о  —  сұрыптамадағы шаң мөлшері;

S —  сұрыптама жүргізілген аудан мөлшері;

t  —  қар түзілу басталғаннан бергі уақыт;

Р_ф —  элементтердің фондық жүктемесі;

Р_пф —  Шығыс Қазақстан облысы үшін шаңның фондық жүктемесі, 3,2 кг·км/тәул;

n  — аномальді элементтердің саны.

 

 

 

• Атомдық спектроскопия әдісі

 

         Атомдық спектроскопия әдісі анықталатын элементтің газ тәріздес күйінде болатын атомдарының жарық сәулелерін сіңіріп алып анықталатындығына негізделген.

         Элементтің «булануы» немесе газ күйіне айналуы газ білтесіндегі от жалынының күшімен атқарылады. Атомдық-абсорбциялық спектрофотометрдің құралатын принциптік жүйе бөліктері мыналар:

• жарық көзі (қуыс катодты шам);
• үлгіні «буландыратын» құрылғысы бар газ білтесі;
• монохроматор (түс айырғыш);
• сәуле қабылдағыш (фотоэлектрондық арттырғыш);
• тіркеуші аспап.

Аспаптың газ білтесіне ауа арқылы жанғыш газбен араласқан үлгі шашырандысы беріледі. Газ жалынында жанған зерттелетін элементтің қатты қызған атомдары газ күйіне айналады. Осы атомдар қуыс катодты шамнан шыққан жарық сәулелерін сіңіріп алады. Сонан кейін сәуле шоғыры монохроматорда ыдырайды да шыға берісте анықталатын элементке тән аналитикалық сызық пайда болады. Бұл сызық фотоэлектронды арттырғыштың фотокатодына түседі, бұдан барып ток тіркеуші аспапта тіркеуге алынады. Анықталатын элементтің жарықты сіңіруі фототоктың азаюына себеп болады, ал бұл жағдай лезде тіркеледі. [20]

 

 

 

 

 

• Зерттеу нәтижелері және оларды талдау

 

3. 1 Қар жамылғысы қатты қалдығындағы ауыр металдар құрамын анықтау нәтижелері

 

 

3 сурет. Өскемен қаласының қысқы көрінісі

 

     Өскемен қаласының атмосфералық ауасының ауыр металдармен ластануын зерттеуде қаладағы өндіріс көздеріне жақын аумақтардағы қар жамылғылары қолданылды. Ол өндіріс көздері шоғырланған 34 аймақтан алынды. Бұл туралы мәлімет 2-кестеде келтірілген.

 

2 кесте

 Өскемен аумағының елді-мекендерінен алынған қар сынамалары сүзіндісіндегі ауыр металдардың мөлшері

 

Р/с	Сынама №	Сынамалар алынған жерлер, г	Барлық жау-шашын, г	Құрамы, мг/ д3
				Hg	As	Cd	Pb	Zn
1.	С-1	П.Аблакетка	1.683	<0,0003	<0,01	0,001	<0,025	0,1295
2.	С-3	Промбаза	0.670	<0,0003	0,01	<0,001	<0,025	0,1101
3.	С-4	П.Красина	2.242	<0,0003	0,01	0,001	<0,025	0,2369
4.	С-5	Шмелев лог	1.934	<0,0003	0,01	0,0051	<0,025	0,5679
5.	С-6	Б.мельница	1.421	<0,0003	<0,01	0,0153	0,025	1,6848
6.	С-7	КШТ	2.035	<0,0003	<0,01	<0,001	<0,025	0,0344
7.	С-8	м/у КШТ и лев.бер	0.797	<0,0003	<0,01	<0,001	<0,025	0,0956
8.	С-9	П.Куленовка	2.101	<0,0003	<0,01	<0,001	<0,025	0,0533
9.	С-10	Л.берег	3.109	<0,0003	<0,01	<0,001	<0,025	0,0500
10.	С-11	Лодочная станция	1.089	<0,0003	<0,01	0,002	<0,025	0,2026
11.	С-12	П.Меновное	1.584	<0,0003	<0,01	<0,001	<0,025	0,0772
12.	С-15	П.Ахмирово	0.758	<0,0003	<0,01	<0,001	<0,025	0,0563
13.	С-18	Стрелка	0.161	<0,0003	<0,01	0,002	<0,025	0,1638
14.	С-19	Парк им. Кирова	1.190	<0,0003	<0,01	0,004	<0,025	0,4538
15.	С-20	Библиотека им. Пушкина	0.528	<0,0003	<0,01	0,001	<0,025	0,2408
16.	С-21	Пл. Ушанов	1.137	<0,0003	<0,01	0,009	0,034	0,7401
17.	С-22	П.Октябрьский	0.460	<0,0003	0,02	0,014	0,037	2,2697
18.	С-23	Ул. Ломоносова	0.465	<0,0003	<0,01	0,004	<0,025	0,4701
19.	С-24	Ул. Пограничная	0.415	<0,0003	<0,01	0,005	<0,025	0,5665
20.	С-25	Ул. Центральная, 7	1.915	<0,0003	0,01	0,016	0,039	2,9500
21.	С-26	Ст. Защита, ул. Октябрьская, 23	0.770	<0,0003	0,01	0,010	0,025	1,9444
22.	С-28	КСМ 5-й цех	1.225	<0,0003	<0,01	0,009	<0,025	1,0811
23.	С-29	Р-н Аэропорта, АЗС	0.533	<0,0003	<0,01	0,004	<0,025	0,9797
24.	С-30	Ст.Защита в сторону п.Белоусовка	0.462	<0,0003	0,01	0,008	0,030	1,7145
25.	С-31	Примыкание угол хвостохранилища УМЗ	0.659	<0,0003	<0,01	0,017	0,030	0,2407
26.	С-32	Н.Гавань, Агропробснаб	0.858	<0,0003	<0,01	0,013	0,034	1,0304
27.	С-33	Тер.Северные ворота	1.252	<0,0003	<0,01	0,028	<0,025	3,4750
28.	С-34	Старая Гавань	1.687	<0,0003	0,01	0,053	0,063	4,0750
29.	С-35	С. Согра, ул. Тальниковая	0.767	<0,0003	<0,01	0,005	<0,025	0,4632
30.	С-36	Н.Согра ул. Усть-Каменогорская	1.087	<0,0003	<0,01	0,005	<0,025	0,4338
31.	С-37	Новая Согра	1.327	<0,0003	<0,01	0,001	<0,025	0,0955
32.	С-38	Ул. Героев	0.268	<0,0003	<0,01	0,006	0,064	0,4705
33.	С-39	Строительная площадка	1.048	<0,0003	<0,01	0,005	0,030	0,7010
34.	С-40	За с. Степное	0.953	<0,0003	0,02	0,005	<0,025	0,5842

 

         2 кестеде келтірілгендей, аймақтардың қар жамылғысы құрамындағы Hg, As, Cd, Pb, Zn сияқты ауыр металдар барлық жауын-шашын кезеңі бойынша анықталып, бұл мәліметтер 90-шы жылдардағы мәліметтермен салыстырылып, қазіргі кезде қаланың атмосфералық ауасының ластану деңгейі біршама төмендегені байқалды және осы мәліметтерді негізге ала отырып, төмендегідей мәліметтерге ие болдық.

 

3. 1. 1 Қар сынамаларының қатты қалдығындағы ауыр металдардың сандық қатынасы мен сапалық құрамы

 

         Қар сынамаларының қатты қалдығындағы ауыр металдардың сандық арақатынасы мен сапалық құрамын бағалау үшін интегральдық көрсеткіш Zp – мәні бойынша топырақтар үшін осындай параметріне ұқсас жүктелімнің қосынды көрсеткіші пайдаланылған.

          Қала аумағы бойынша қар жамылғысы ластануының әр түрлі деңгейдегі зоналардың экологиялық параметрлері 3 кестеде көрсетілген.

         Сонымен қала территориясында қар жамылғысының түрлі интенсивті ластануымен 5 зона ерекшеленеді:

 

3 кесте

 Қатты қалдық түріндегі қар сынамаларындағы ауыр металдардың таралу ассоциациясы

 

Аймақ саны	Zp мәні	Zp орташа мәні	Ластану деңгейі	Pb Қатыстық үлесі,%	Ауыр металдардың таралу ассоциациясы	Ауытқыған компоненттер саны
1-2	>256	906	өте жоғары	12,4	Sb, Bi, Pb, Ag, Cd, Zn, As, Cu, Sn, Ba, P, Mn, Cr, Co	14
3	128-256	206	жоғары	32,7	Pb, Ag, Bi, Zn, As, Cd, Sb, Cr, Ba, Cu, Sn, Co, P, V	14
4	64-128	93	Орташа	31,8	Pb, Ag, Bi, Zn, Sb, P, Cu, Ba, Cr, Sn	10
5	32-64	46	Төмен	36,3	Pb, Ag, Bi, P, Zn, Ba, Sn, Cu	8

 

 

Бұл кестеде атмосферадан түсетін заттардың сапалық құрамындағы өзгерістер, зоналар бойынша орташа Zp мәні, ауыр металдардың негізгі ластаушы көз – «Қазмырыш» ӨК-на қатысты орналасуы бойынша сандық қатынасы көрініс тапқан. Қар жамылғысының қатты қалдығындағы ауыр металдар үлесін зерттеу нәтижелері көрсеткендей, ластаушылардың жалпы көлемдік таралымы аймақты-концентрациялы құрылымға ие: «Қазмырыш» ӨК алаңынан алыстаған сайын элементтер спектрі кеми түседі және уытты металдардың концентрациясы төмендейді.

 

3. 1. 2 Басым ауыр металдардың металдық жүктемесі

 

    Зерттелген территорияда металдық жүктеменің таралуы құрылымдық жоспары бойынша көрсетілген ауыр металдарға пара-пар, яғни жел бағдарына бағынады, концентратты-зональді құрылымда болады, яғни бұл ореолдар мен перифериялардың орталық бөлігінен бастап жүктеменің біртіндеп азаюы деген сөз. Ең қарқынды ластану Ертіс өзенінің оң жақ жағалауына шоғырланған және ол Солтүстік ағыстың түйінінің әрекетіне байланысты. Ал, ең аз жүктеме қаланың сол жақ жағалауына тән, оның себебі: мұнда аса ірі өндірістік объектілердің болмауы және Ертіс өзенінің тосқауыл қызметін атқаруынан.

    Уытты металдардың атмосферадан түсетін бір күндік орташа мәндерін салыстыру нәтижесі 4 кестеде келтірілген.

 

 4 кесте

 Өскемен және оның маңайындағы аймақтарға атмосферадан түсетін басым ауыр металдардың бір күндік орташа түсірілімінің салыстырмалы бағасы (1990-92жж. салыстырғанда) 

 

Кезең	Элементтер
	Pb	Sb	Bi	Ag	Cd	Zn	As	Cu
	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул	кгхкм2/тәул
1990-92жж.	395	7,7	0,3	0,8	4,5	573	9	132
2009-2010жж.	77,73	4,235	2,187	0,20	0,70	118,2	4,66	28,06
Төмендеу, есе	5,1	1,8	0,1	4	6,4	4,8	2	4,7

 

 

4 сурет. Ауыр металдардың бір күндік орташа түсірілімінің салыстырмалы бағасы (мг/кг)

 

    Қар жамылғысының қатты қалдығындағы ауыр металдар үлесін зерттеу нәтижелері көрсеткендей, ластаушылардың жалпы көлемдік таралымы аймақты-концентрациялы құрылымға ие: «Қазмырыш» ӨК алаңынан алыстаған сайын элементтер спектрі кеми түседі және уытты металдардың концентрациясы төмендейді. Аса қатты ластанған аймақтарда басым поллютанттар болып Sb, Bi, Pb, Ag, Cd, Zn, Cu, As табылады. Орташа және төмен ластану аймақтарындағы басымырақ поллютанттар ретінде Pb және Ag табылуда.

       Өңделетін шикізаттың негізгі компоненттерінен түсетін жүктемені төмендетудің нақты беталысы байқалды, 90-шы жылдармен салыстырғанда.  Pb, Zn, Cu, Cd, Ag үшін төмендеу бір ретте – 4-пен 6,4 есе аралығында, ал Sb және As үшін -2 есеге дейін. Осылайша, «Қазмырыш» ӨК ауаны қорғау іс-әрекеті өзінің алғашқы жемісін бере бастады. Ол осы жылы жүргізілген қар сынама жұмыстарының нәтижесінде анықталды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Ауыл шаруашылық өсімдіктерінің аэральдық және топырақтық жолдармен ластануының арақатынасын зерттеу нәтижелері

                                                                                      

 

 

5 сурет. Ауыл шаруашылық                        6 сурет. Өсімдіктер орналасқан

азық-түліктік өсімдіктер                               топырақ қабаты

 

 

     Зерттеу жұмысының ендігі бір бөлігі қала аумағы бойынша өндіріс көздеріне жақын аумақтардағы агроценоздардағы азық-түлік өнімдерінің құрамындағы ауыр металдардың мөлшерін анықтау және сол өсімдіктер орналасқан топырақ қабатындағы ауыр металдар мөлшерін анықтау болды, осы бойынша жүргізілген жұмыс нәтижелері 5, 6 кестелерде көрсетілген.

 

• кесте

Өскемен қаласының аумағында өсірілген азық-түліктік өнімдер үлгілеріне жүргізілген лабораториялық зерттеулердің нәтижесі

 

Р/с	А/ш өсімдіктер атауы	Сынама алынған орны	Улы элементтер, мг/кг
			Pb	Cd	As	Hg
1	Ақ қауданды орамжапырақ	«Металлург-1» е/м	0,45	0,027	0,03	<0,005
2	Картоп түйнегі		0,23	0,023	0,03	<0,005
3	Қызылша тамыржемісі		0,28	0,023	0,04	<0,005
4	Қызанақ		0,31	0,029	0,03	<0,005
5	Ақ қауданды орамжапырақ	«Алтайский строитель» е/м ,	0,25	0,020	0,05	<0,005
6	Қызылша тамыржемісі		0,16	0,021	0,04	<0,005
7	Қияр		0,17	0,022	0,04	<0,005
8	Картоп түйнегі		0,45	0,027	0,06	<0,005
9	Ақ қауданды орамжапырақ	«Светоч» е/м,	0,27	0,028	0,03	<0,005
10	Картоп түйнегі		0,36	0,028	0,04	<0,005
11	Қияр		0,18	0,025	0,05	<0,005
12	Қызанақ		0,30	0,029	0,05	<0,005
13	Ақ қауданды орамжапырақ	Дачный массив тәжірибелік алаңы,	0,32	0,027	0,03	<0,005
14	Картоп түйнегі		0,26	0,023	0,05	<0,005
15	Қызылша тамыржемісі		0,24	0,023	0,04	<0,005
16	Қызанақ		0,21	0,028	0,03	<0,005
17	Ақ қауданды орамжапырақ	Меновное а/о 23мкр,	0,24	0,020	0,07	<0,005
18	Картоп түйнегі		0,19	0,021	0,04	<0,005
19	Қызылша тамыржемісі		0,27	0,022	0,06	<0,005
20	Қызанақ		0,15	0,027	0,06	<0,005
21	Ақ қауданды орамжапырақ	Левый берег а/о, ул.Атлантическая, 51	0,25	0,028	0,03	<0,005
22	Картоп түйнегі		0,36	0,027	0,05	<0,005
23	Қызылша тамыржемісі		0,28	0,025	0,04	<0,005
24	Қызанақ		0,16	0,021	0,04	<0,005
25	Ақ қауданды орамжапырақ			0,022	0,06	<0,005
26	Қызылша тамыржемісі			0,027	0,04	<0,005
27	Картоп түйнегі			0,028	0,05	<0,005
28	Қызанақ			0,025	0,06	<0,005
29	Ақ қауданды орамжапырақ	П.Н.Гавань е/м,«Озеленитель	0,28	0,025	0,03	<0,005
30	Картоп түйнегі		0,23	0,026	0,06	<0,005
31	Қызылша тамыржемісі		0,27	0,022	0,04	<0,005
32	Қызанақ		0,18	0,023	0,05	<0,005
33	Ақ қауданды орамжапырақ	Н.База Ул.Попова, 107,	0,28	0,022	0,06	<0,005
34	Картоп түйнегі		0,25	0,021	0,05	<0,005
35	Қызылша тамыржемісі		0,24	0,022	0,05	<0,005
36	Қызанақ		0,20	0,018	0,04	<0,005
37	Ақ қауданды орамжапырақ	Оч.сооружения е/м «Дружба-1» Уч.132	0,24	0,021	0,08	<0,005
38	Қызанақ		0,16	0,017	0,04	<0,005
39	Қызылша тамыржемісі		0,27	0,023	0,06	<0,005
40	Картоп түйнегі		0,23	0,020	0,05	<0,005
41	Ақ қауданды орамжапырақ	Гавань Ул.Краснодонская, 10	0,25	0,024	0,04	<0,005
42	Картоп түйнегі		0,26	0,023	0,05	<0,005
43	Қызылша тамыржемісі		0,28	0,023	0,06	<0,005
44	Қызанақ		0,16	0,020	0,04	<0,005
45	Ақ қауданды орамжапырақ	Мирный а/о, Ул.Башикова, 34	0,27	0,022	0,06	<0,005
46	Қызылша тамыржемісі		0,25	0,024	0,06	<0,005
47	Қияр		0,18	0,018	0,04	<0,005
48	Қызанақ		0,16	0,019	0,04	<0,005
49	Ақ қауданды орамжапырақ	Б.мельница Ул.1-ая Арычная, 13	0,27	0,023	0,07	<0,005
50	Картоп түйнегі		0,28	0,025	0,06	<0,005
51	Қияр		0,20	0,019	0,04	<0,005
52	Қызылша тамыржемісі		0,28	0,022	0,05	<0,005
53	Ақ қауданды орамжапырақ	Н.Согра Пер. Вешний,11	0,26	0,025	0,06	<0,005
54	Картоп түйнегі		0,23	0,024	0,05	<0,005
55	Қызылша тамыржемісі		0,27	0,025	0,06	<0,005
56	Қызанақ		0,18	0,020	0,04	<0,005
57	Ақ қауданды орамжапырақ	П.Мирный е/м, «Металлург-2»	0,25	0,029	0,05	<0,005
58	Картоп түйнегі		0,21	0,028	0,06	<0,005
59	Қызылша тамыржемісі		0,24	0,029	0,05	<0,005
60	Қызанақ		0,24	0,027	0,03	<0,005
61	Ақ қауданды орамжапырақ	Красина,  а/о, ул. Амангельды 29	0,26	0,025	0,05	<0,005
62	Қызылша тамыржемісі		0,27	0,026	0,06	<0,005
63	Картоп түйнегі		0,23	0,027	0,04	<0,005
64	Қызанақ		0,18	0,026	0,03	<0,005
65	Ақ қауданды орамжапырақ	ст. Защита, ул. Тульская 21	0,17	0,025	0,04	<0,005
66	Картоп түйнегі		0,25	0,024	0,04	<0,005
67	Қызылша тамыржемісі		0,25	0,028	0,04	<0,005
68	Қызанақ		0,17	0,026	0,04	<0,005
69	Ақ қауданды орамжапырақ	П.Мирный е/м, «Металлург-2»	0,25	0,022	0,06	<0,005
70	Картоп түйнегі		0,18	0,028	0,05	<0,005
71	Қызылша тамыржемісі		0,28	0,025	0,04	<0,005
72	Қызанақ		0,16	0,028	0,03	<0,005
73	Ақ қауданды орамжапырақ	Красина а/о ул. Амангельды 29	0,27	0,025	0,03	<0,005
74	Картоп түйнегі		0,20	0,025	0,05	<0,005
75	Қызылша тамыржемісі		0,27	0,025	0,04	<0,005
76	Қызанақ		0,22	0,025	0,04	<0,005
77	Ақ қауданды орамжапырақ	Шмелев лог, пер. Каменистый 17	0,26	0,024	0,04	<0,005
78	Қызылша тамыржемісі		0,28	0,028	0,06	<0,005
79	Картоп түйнегі		0,21	0,025	0,04	<0,005
80	Қызанақ		0,18	0,029	0,05	<0,005
6        кесте  Өскемен қаласының аумағындағы өсімдіктердің тамыры орналасқан қабатынан іріктелген топырақ сынамасын спектральді талдау нәтижелері   №   Сынама саны                                                    құрамы, %10-3 Сu Рb Zn Hg As Мn Sn Cd V 1 25п 10 15 10 0,1 20 100 0,5 220 10 2 ЗЗп 10 8 10 0,1 25 100 0,5 200 10 3 45п 10 20 15 0,01 20 130 0,5 250 15 4 53п 10 15 10 0,1 25 110 0,5 250 15 5 73п 10 10 10 0,1 20 120 0,5 250 18 6 77п 8 10 10 0,1 25 150 0,5 220 18 7 13п 8 10 10 0,1 20 140 0,5 220 15 8 29п 5 3 5 0,1 25 150 0,5 220 10 9 37п 4 5 8 0,1 25 130 0,5 200 15 10 41п 8 4 10 0,01 20 150 0,5 220 15 11 65п 5 8 8 0,01 25 80 0,5 200 10 12 1п 80 100 120 0,1 20 80 0,5 200 8 13 5п 5 8 10 0,01 20 50 0,5 200 6 14 9п 8 10 10 0,1 35 80 0,5 230 10 15 49п 30 30 40 0,1 30 150 0,5 250 15 16 21п 8 5 10 0,1 25 120 0,5 250 15 17 69п 10 15 30 0,01 20 60 0,5 200 8 18 57п 5 10 20 0,1 20 50 0,5 200 10 19 61п 10 20 15 0,1 30 140 0,5 250 20 20 17п 8 10 10 0,1 30 130 0,5 230 10

90-шы жылдар басында зерттеуші ғалымдар облыс орталығы шегінде өсірілетін барлық ауыл шаруашылық өнімдер уытты металдар мөлшері бойынша тағамдық талаптарға сай емес деген тұжырым жасаған, ал осы жұмыс барысында қазіргі кезде ауыл шаруашылық өсімдіктердің өсімдік тамыры орналасқан топырақ қабатында ауыр металдардың көп мөлшерінің болуына қарамастан тағамдық талаптарға сай және құрамындағы уытты металдардың мөлшері ШРД-дан аспағандығы анықталды. Топырақтағы ауыр металдардың әлі де болса жинақталуына қарамастан, өсімдіктердегі ауыр металдардың мөлшері қалыпты деңгейден аспаған, бұған 7 кестеде келтірілген өсімдіктердің ауыр металдармен ластануының орташа есебі де дәлел бола алады.

 

 

7 кесте

 Өскемен қаласының аумағындағы көкөністік ауыл-шаруашылық өсімдіктердің улы компоненттермен ластану деңгейінің орташа есебі

 

Р/с	А/ш өсімдіктер атауы	Сынама саны	Ластағыш заттар,мг/кг/ШРД
			Улы элементтер
			Pb	Cd	As	Hg
1	Қызылша тамыржемісі	19	0,26 0,52	0,024 0,80	0,049 0,24	<0,005   <ШРД
2	Картоп түйнегі	18	0,26 0,52	0,025 0,83	0,049      0,24	<0,005   <ШРД
3	Ақ қауданды орамжапырақ	20	0,27 0,54	0,024 0,80	0,049      0,24	<0,005   <ШРД
4	Қызанақ	18	0,19 0,38	0,023 0,77	0,042 0,21	<0,005   <ШРД
5	Қияр	4	0,18 0,36	0,021 0,70	0,042 0,21	<0,005   <ШРД
Токсиканттардың көкөніс өнімдеріндегі жоғары рауалы деңгейі(мг/кг):
Картоп түйнегі			0,5	0,03	0,2	0,02
Қызылша			0,5	0,03	0,2	0,02
Ақ қауданды орамжапырақ			0,5	0,03	0,2	0,02
Қызанақ, қияр			0,5	0,03	0,2	0,02

 

 

7 сурет. Өсімдіктер құрамындағы ауыр металдардың ШРД-ға қатынасы (мг/кг)

 

  Осылайша, қазіргі кезде уытты металдардың Өскемен қаласы территориясындағы көкөністік өнімдердегі ШРД көрсеткішінің артып кетпеуі соңғы жылдардағы атмосфераға тастандылардың төмендетілуіне байланысты агроценоздарға тамырасты түсуінің шектелуімен байланысты.

     90-шы жылдар басында зерттеуші ғалымдар облыс орталығы шегінде өсірілетін барлық ауыл шаруашылық өнімдер уытты металдар мөлшері бойынша тағамдық талаптарға сай емес деген тұжырым жасаған, ал осы жұмыс барысында қазіргі кезде ауыл шаруашылық өсімдіктердің өсімдік тамыры орналасқан топырақ қабатында ауыр металдардың көп мөлшерінің болуына қарамастан тағамдық талаптарға сай және құрамындағы уытты металдардың мөлшері ШРД-дан аспағандығы анықталды. Өскемен территориясының табиғи ландшафтық жағдайына тән қаратопырақтың өзіне тән жоғары буферлік қасиеттері – токсиканттардың жылжымалы формаларын өсімдікке және агроценозға қол жетімсіз етіп, өткізбей тастайды. Сонымен қатар, өсімдіктер өздерінің ұзақ даму эволюциясы үрдісінде артық иондарды тамырында ұстау есебінен полютанттардың токсикалық әсеріне қарсы тұра алу қасиетін қалыптастырды, оларды өздерінің метаболикалық маңызды орталықтары мен репродуктивті органдарына түсуін шектеді.

    Аэральді және топырақтық жолмен металдардың түсуінің екі жолы да өсімдіктердің ластануында айтарлықтай маңызға ие.                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

    Қар түсірілімдерінің нәтижесінде алынатын мәліметтер қоршаған ортаның нақты ластану территорияларын анықтауға, қар жату кезеңіндегі жер көлемі бірлігіне түсетін металдық жүктемесін есептеуге және белгілі бір территорияның жақын болашақтағы ластану деңгейін анықтауға мүмкіндік береді.

    Өсімдік тамыры орналасқан топырақ қабатында ауыр металдардың көп мөлшерінің болуына қарамастан, ауыл шаруашылық көкөніс өнімдерінде ауыр металдардың қалыпты деңгейден аспағандығы байқалды. Себебі: агроценоздарға ауыр металдардың аэральдық (тамырдан тыс) түсуінің азаюына алып келген атмосфераға шығарындылар деңгейін күрт төмендету, Өскеменнің қара топырағы құрамының жоғары буферлік қасиеті және ластанған топырақта өсірілетін өсімдіктердің түрлеріне байланысты болуы мүмкін.

    Өскемен территориясының табиғи ландшафтық жағдайына тән қаратопырақтың өзіне тән жоғары буферлік қасиеттері – токсиканттардың жылжымалы формаларын өсімдікке және агроценозға қол жетімсіз етіп, өткізбей тастайды. Сонымен қатар, өсімдіктер өздерінің ұзақ даму эволюциясы үрдісінде артық иондарды тамырында ұстау есебінен полютанттардың токсикалық әсеріне қарсы тұра алу қасиетін қалыптастырды, оларды өздерінің метаболикалық маңызды орталықтары мен репродуктивті органдарына түсуін шектеді.

    Аэральді және топырақтық жолмен металдардың түсуінің екі жолы да өсімдіктердің ластануында айтарлықтай маңызға ие.

    Олай болса, осы жұмыс нәтижесінде алынған мәліметтер қоршаған табиғи ортаның экологиялық жағдайын бағалауда толықтырушы сапалы ақпарат болып табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осы зерттеу жұмысының нәтижесінде мынадай тұжырымдар жасалды:

 

1. Атмосфераға шығарындылардың төмендетілуіне байланысты атмосфералық ауаның ластану деңгейі төмендеген;
2. Ауыл шаруашылық азық-түлік өнімдеріндегі ауыр металдар мөлшерінің қалыпты деңгейден аспағандығы байқалды;
3. Атмосфераға шығарындылар деңгейін төмендетуге байланысты агроценоздарға ауыр металдардың аэральдық түсуі азайған;
4. Топырақтағы ластану басым, бірақ Өскеменнің қара топырағының жоғары буферлік қасиеті өсімдіктерге ауыр металдардың топырақтық жолмен түсуін шектеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

1. Панин М.С. Тяжелые металлы в технологических и сточнох водах промышленных предприятий города Семипалатинска. Семипалатинск: Изд-во Гос. Универ. Семей, 1997, С. 97.
2. Соколов В.Е., Бочаров Б., Криволуцкий Д.А. Экотоксикация и проблемы защиты окружающей среды от загрязнений. // Экотоксикология и охрана природы. М.: С. 4-19.
3. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984, С, 500.
4. Горелик Д.О., Конопелько Л.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источники выбросов – М.: Изд- во стандартов, С. 433.21.
5. Бутовский Р.О. Проблемы химического загрязнения почв и грунтовых вод в странах Европейского союза. Агрохимия. 2004, №3, С. 74-81.
6. Жучков В.И., Смирнов Л.А., Шешуков О.Ю. Экологические проблемы черной металлургии. // Хим. технол., 2002, №11,С. 33-35
7. Попова О.В. Комплексная характеристика загрязнения воздушной среды крупного металлургического центра (на примере города Липецска) // Вест. Воронеж. Гос.уни-та. Сер. Геогр. Геоэкол.2005, №1, С.65-67.
8. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль. — М.:Мир, С. 640.
9. Эльтерман В.М. Охрана воздушной среды на химических и нефте химических предприятиях. — М.: Химия, 1985. С. 160.
10. Диаров М.Д., Дилажов Е.Г., Шапакова А.К., и др. Состояние загрязнений почвы тяжелыми металлами на нефтепромышлях НГДУ Жайык – нефт // Защита окруж. среды в нефтегаз. комплексе, 2003, № 12, С. 24-26.
11. Скалкин Ф.В. и др. Энергетика и окружающая среда. — Л.: Энергоиздат, 1981. С. 280.
12. Глазовская М.А. Почвенно – геохимическое картографирование для оценки экологической устойчивости среды // Почвоведение, 1992, №6, С. 5- 13.
13. Арэанова В.С., Елпатевская В.П., Елпатевский П.В. Трансформация почв при аэральном и горнорудном типах техногенеза (юг Дальнего Востока России). // Экология и биология почв: Материалы Международной науч. Конференции, Ростов- на – Дону , 21-22 апр. 2005: К 90 летию Ростовского государственного университета. Ростов н/Д: Ростиздат. 2005, С. 28-33.
14. Изотов А.А. Влияние промышленных отходов г. Щевкино на химический состав подземных и поверхностных вод // Проблемы современной гидрохимии: Международный межвузовский сборник. Юж.Рос. гос. техн. ун/т Новочеркасск : Изд-во НПО «ТЕМП», 2003, С. 208-216.
15. Фадеева Т.С., Криллова Г.А., Шнайдер Т.М. Генетический эффект регуляторного действия антропогенных факторов химической природы (пестицидов) в условиях посевов сельскохозяйственных растений. Современные проблемы теории химического мутагенеза. Таллин, 1987, С. 140-148.
16. Wood J.M. Biological cycles for toxic elements in the environment. – Science. 1974, v. 183, p. 1049-1059.
17. Сатаева Л.В., Вертинская Г.К., Малахов С.Г. Загрязнение почв металлами в зависимости от типа преобладающей промышленности. В сб.: Загрязнение атмосферного воздуха, природных вод и почв. Москва: Гидрометеоиздат, 1990, С. 3-8.
18. Копылова Л.И. Оценка загрязнение тяжелыми металлами почв и снежного покрова территории г. Перми. Экология: проблемы и пути решения: Материалы 11 Всероссиской научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Пермь, 15-17 мая, 2003, Пермь: Издательство Перм. Гос. Университета. 2003, С 103-104.
19. Экологиялық энциклопедия / А.Ж. Ақбасова., Е.Ү. Жамалбеков., Т. Қалыбеков, А.Т. Қолұшпаева., Қ.Б. Рысбеков., Г.Ә. Саинова., М.Н. Сәндібеков. – Алматы, 2007ж. 41-43 беттер
20. Дабыдова С.Л., Тагасова В.Т. Тяжелые металлы как супертоксиканты XX века. – М.: Наука, 1990.,- С. 123.
21. Базарбаев С.К. Современное состояние загрязнении основных водотоков Казахстана ионами тяжелых металлов.- А.: Қанағат, 2002, С. 254.
22. Попов Ю.В., Богачев В.П. Технические загрязнение ландшафтов долины реки Каратау // Химия охраны окр. среды. Экология человека, 1991, №1, — С. 45.
23. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. – Л.: Мир, 1987.,-С. 9-11.
24. Момыш М.М. Сельско-хозяйственная экология.- Алматы.: Баспа, 1998.,-С. 55.
25. Информационный экологический бюллетень. –А.: 4- квартал 1998.,-С. 25-29.
26. Мур Джейс В. Тяжелые металлы в природных водах. – м.: Мир, 1987.,-С. 254.
27. Сысо А.И., Бокова Т.И. Влияние доз свинца, кадмия и детоксиканта на урожай и химический состав овса и люцерны // Доклады II Межд. Науч- прак. Конф. «Тяжелые металлы, радионук. и эл- биоф. в окруж среде», Семипалатинск, 2002, С. 126-130.
28. Микроэлементы в окружающей среде / Под ред. Влаюска П.А., Киев, Наукова думка, 1980, С
29. Коев К.С., Димитрова И.Ж. Влияние на индустриального замърсяване върху листата на Fagus sylvatica L. и Populus tremula L.// Науч. тр. Биол. Пловдив.Унив., 2001, т. 37, №6, С.15-20.
30. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987, С. 142.
31. Растения в экстремальных условиях минерального питанияю. Под ред. М.Я. Школьника и Н.В. Алексеевой-Поповой. Л.Наука, 1983, С.
32. Кабата-Пендиас А., Пендиас.Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989, С. 18-31.
33. Надеин А.Ф., Тарханов С.Н., Лобанова О.А. Сравнительная оценка накопления биофильных элементов и экотоксикантов лесными растениями вблизи Архангельска. // Лес. хоз-во, 2005, № 1, С. 32-33.
34. Владимиров А.М. Охрана окружающей среды. – Л.: Мир,, -С. 281-286.
35. Огонесян Э.Т., Книжник А.З. Неорганическая химия. М.: Наука, ,-С. 345-371.
36. Базель В.С., Жуликова Т.В. и др. Структура и специфика накопления тяжелых металлов // Экология, 1998, №4,- С. 376-382.
37. Бессенова Б.П. Влияние загрязнения среды тяжелыми кустарниковых растений // Экология, , № 2, -С. 21-23.
38. Чекунова М.П., Флорова А.Д. Современное представление о биологическом действии металлов // Гигиена и санитария, 1986, №2, — С. 18-21.
39. Микшеевич Н.В., Ковальчук Л.А. Тяжелые металлы в системе «Почва- растение-животные» в зоне действия медиатов предпрития. -М.: Наука, 1988, — С. 127-129.
40. Тулебаев Р.К. Хроническая свинцовая интоксикация. -Алматы: Ғылым, 1995.,- С. 9-11.
41. Асқарова Ұ.Б. Экология және қоршаған ортаны қорғау: жоғары оқу орындарына арналған оқулық. 2007, 65-Б.