Қазақстан топырағының ауыр металдармен ластануы

 

 

Ескерту: Зерттеу нысандары бойынша ластану көрсеткіштерінің жинағы (Z _C) 2009, [16]

Зерттеу нысандары бойынша ластану  көрсеткіштерінің жинағы Z_C=51,6  құрайды. Бағалау шкаласы бойынша бұл нысандар ластану көрсеткіші бойынша қауіпті болып табылады, яғни тұрғындардың денсаулығана жағымсыз әсер етуі кесте 3 берілген.

Кесте 3 - Топырақтың ауыр металдармен ластану көрсеткіші

Зерттеу нысандары	Ластаушы көздер	Элемент- тер	ШЖК	ШЖБ конц. жоғарғы мөлшері	Ластану бойынша көрсеткіш
Қарғалы	АХҚЗ ЖЭО АФҚЗ Автокөліктер Автокөліктер	Cr Zn Cu Pb Cd	6 23 3 32 0,5	67 2,4 4,09 0,2 2,6	Cr, Cu, Cd, Zn, Pb
Саябақ	АХҚЗ ЖЭО Автокөліктер АФҚЗ Автокөліктер	Cr Zn Pb Cu Cd	6 23 32 3 0,5	15,6 2,9 0,5 5,1 2,4	Cr, Cu, Zn, Cd, Pb
Зауыт	АХҚЗ ЖЭО АФҚЗ Автокөліктер Автокөліктер	Cr Zn Cu Pb Cd	6 23 3 32 0,5	237,3 3,8 7,1 0,6 3,5	Cr, Cu, Zn, Cd, Pb
ТЖВ	ЖЭО АХҚЗ Автокөліктер АФҚЗ Автокөліктер	Zn Cr Pb Cu Cd	23 6 32 3 0,5	4,8 17,15 1,1 10,2 5,4	Cr, Cu, Cd, Zn, Pb

 

Ескерту: Топырақтың ауыр металдармен ластану көрсеткіші 2009, [16]

Ақтөбе қаласының әр түрлі жерінен  алынған топырақ үлгілерін талдау кезінде басты ластаушы элементтер және негізгі ластаушы көздер анықталды. Топырақтың ауыр металдармен ластануының карта-схемасы және топырақтың негізгі ауыр металдармен ластану көрсеткіші сурет 8, 9 көрсетілген.

 

Сурет 8 - Топырақтың ауыр металдармен ластануының карта-схемасы

 

Ескерту: Топырақтың ауыр металдармен ластануының карта-схемасы 2009, [20]

Сурет 9- Топырақтың негізгі ауыр металдармен ластану көрсеткіші

 

 

Ескерту: Топырақтың негізгі ауыр металдармен ластану көрсеткіші 2009, [21]

 

Ауыр  металдардың ағаш тектес өсімдіктердің  жапырақтарында жинақталуы. Адам және жануарлар ағзасына ауыр металдардың сіңіп, жинақталуының негізгі көзі өсімдік болып табылады. Көптеген ғалымдардың деректері бойынша, өсімдікпен топыраққа 40-тан 80 % -ға дейін ауыр металдар түседі және олардың тек 20-40%-ы ғана ауа және су арқылы түседі. Өсімдіктің химиялық құрамы топырақтың элементтік құрамын көрсететіні белгілі. Сондықтан өсімдікте ауыр металдардың артық мөлшерде жиналуына, ең алдымен олардың көп мөлшерде топырақта шоғырлануы себеп болады. Сурет 9 деректері бойынша әр түрлі көп жылдық ағаш өсімдіктерінің жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері зерттеу нысандарында біркелкі болмайтындығы анықталды. Зерттеу нәтижелерінің көрсетуі бойынша зауыт пен темір жол маңынан алынған қарағаш пен терек жапырақтарында ауыр металдардың мөлшерін Zn > Cr > Pb > Cu > Cd қатар бойынша орналастыруға болады. Темір жол маңынан алынған терек жапырағын зерттеу кезінде қорғасынның үлесі 13,09±0,23 мг/кг, мырыштың мөлшері 50,40±3,97 мг/кг, хром мөлшері 12,81± 0,17 мг/кг, кадмий 0,98±0,05; зауыт маңында ол көрсеткіштер қорғасын бойынша 12,14±0,30 мг/кг, мырыш 46,20±2,65 мг/кг, хром 13,67±0,69 мг/кг, мыс 6,73±0,08 мг/кг, кадмий 0,88±0,03 мг/кг көрсетті. ТЖВ-да терек жапырағы қарағаш жапырағына қарағанда мырышты көп жинақтаған, ал қалған ауыр металдар жинақталуы қарағаш жапырағында молырақ болатынын көрсетті. Өсімдіктер жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері сурет 10 берілген.

Сурет 10 - Өсімдіктер жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері, мг/кг

 

 

Ескерту: Өсімдіктер жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері 2008, [18]

 

Зауыт маңынан алынған терек  жапырағы құрамында қорғасынның  мөлшері ШМК 24 есеге, кадмий 4 есеге  жоғарлығы анықталды.

Зерттеуге күзгі жапырақтардың  үлгілері де алынды. Алынған нәтижелерін  талдаған кезде ТЖВ маңынан алынған  күзгі қарағаш жапырақтарының құрамында  мырыштың мөлшері 57,75±3,47 мг/кг, хром мөлшері 33,43 ±2,78 мг/кг, қорғасын мөлшері 17,97±1,22 мг/кг, кадмий мөлшері 1,04±0,05 мг/кг, мыс 17,59±0,72 мг/кг аралықтарында болды. Барлық көрсеткіштер бақылау аймағынан  жоғары. Бұл аймақтың ауыр металдармен  ластануына темір жол вокзалының орналасуымен байланыстыруға болады. Т.А. Пилипенконың деректері бойынша  темір жол көліктері өсімдіктің жер бетіндегі фитомассасының құрамында  ауыр металдардың жинақталуына әсер етеді. Өсімдікке темір жол вокзалы  маңындағы топырақтағы мөлшерінің жоғары болуына байланысты қорғасын, мырыш, хром және кадмий үлкен әсер етеді. Сол сияқты зауыт аумағынан алынған қарағаш жапырағы құрамында да, ауыр металдардың жоғары болу жағдайлары тіркелді. Мұндағы мырыштың мөлшері 56,40±4,13 мг/кг, хром мөлщері 37,89 ±1,33 мг/кг, кадмий 0,96±0,07 мг/кг, қорғасынның мөлшері 20,79±0,49 мг/кг, мыстың мөлшері 15,74±1,26 мг/кг аралығында. Берілген мәліметтерге сәйкес Ақтөбе қаласының әртүрлі аймақтарынан алынған үлгілердің барлығында қарағаш жапырақтарында ауыр металдардың мөлшері жоғары. Бұл осы маңнан алынған топырақ үлгілерінің құрамындағы ауыр металдардың мөлшерінің жоғары болуымен байланысты. Қаланың топырақ грунттарының ластануы, атмосфералық шығарылымдар және қаланың экологиялық ортасының өзгеруі өсімдіктің жағдайының нашарлауына әкелді. Зауыт пен темір жол маңынан алынған қарағаш пен терек жапырақтарында ауыр металдардың мөлшерін Zn > Cr > Pb > Cu > Cd қатар бойынша орналастыруға болады. Күзгі жапырақтардың үлгілерінде де ауыр металдардың мөлшері темір жол және зауыт маңынан алынған жапырақ үлгілерінде жоғары кездеседі, әсіресе мырыш пен хром мөлшері жоғары (15-сурет). Перельман (А_х>1) бойынша ауыр металдардың биологиялық сіңіріліу коэффиценті мынаны көрсетті. Қарғалыда өсетін қарағаштың жапырағында Pb > Zn > Cu, терек жапырағында Pb > Cu > Cd > Zn жоғары концентрацияда  жинақталады. Саябақта өсетін қарағаштың жапырағында Pb > Cd > Cu > Zn, теректе қорғасын, мыс, кадмий, мырыш жинақталады. Өсімдіктердің күзгі жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері сурет 11 көрсетілген.

Сурет 11 - Өсімдіктердің күзгі жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері

Ескерту: Өсімдіктердің күзгі жапырақтарындағы ауыр металдардың мөлшері 2008, [18]

Зауыт маңында  өсетін қарағаш пен терек жапырақтары  қорғасынды жоғары мөлшерде жинақтайды. Қарағаш Pb > Cd > Zn > Cu, терек Pb > Cd > Zn > Cu. Темір жол вокзалы маңында  өсетін өсімдіктердегі ауыр металдардың  биологиялық сіңіру қатары бойынша  қарағаш пен терек кадмийді жоғары мөлшерде сіңіреді: Cd > Zn > Pb > Cu. Барлық зерттеу нысандарында өсімдіктер хромды аз мөлшерде сіңіреді. Ағаш өсімдіктерімен қала топырақтарынан элементтердің биологиялық жинақталу қатары кесте 4 берілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кесте 4 - Ағаш өсімдіктерімен қала топырақтарынан элементтердің биологиялық жинақталу қатары

 

Алынған жер, ағаш атауы	Өсімдік мүшесі	Элементтердің биологиялық сіңірілу қатары	Элементтердің сіңірілуіңің биологиялық  коэффиценті
			Биол. жинақталуы	Биол. ұсталымы
1	2	3	4	5
Қарғалы (қарағаш)	Жапырақ	Pb        Zn       Cu        Cd        Cr 0,82 > 0,58 >  0,49 >  0,16  > 0,04	Pb, Zn, Cu, Cd	Cr
(терек)	Жапырақ	Pb        Cu      Cd        Zn      Cr 1,01 > 0,46 > 0,42 > 0,40 > 0,01	Pb, Cu, Cd , Zn	Cr
Саябақ (қарағаш)	Жапырақ	Pb      Cd        Cu      Zn       Cr 0,77> 0,55 > 0,53 > 0,49 > 0,05	Pb ,Cu , Cd ,  Zn	Cr
(терек)	Жапырақ	Pb         Cu        Cd      Zn      Cr 0,76 >  0,76 > 0,49 > 0,48 > 0,04	Pb , Cu, Cd , Zn	Cr
Зауыт (қарағаш)	Жапырақ	Pb       Cd         Zn       Cu       Cr 0,97 > 0,78  > 0,78  > 0,73 > 0,05	Pb , Cd, Zn,  Cu	Cr
(терек)	Жапырақ	Pb        Cd       Zn     Cu       Cr 0,90 > 0,75 > 0,72 > 0,47 > 0,02	Pb, Cd ,  Zn, Cu	Cr

 

 Ескерту: Ағаш өсімдіктерімен қала топырақтарынан элементтердің биологиялық жинақталу қатары 2009, [18]

Қаланың топырақ экологиясын қарастыра  отырып келесі тұжырымдарды жасауға  болады:

1. Ақтөбе қаласының топырақтарының  морфогенетикалық сипаттарында  зоналдық топырақтың барлық ерекшеліктері  толығынан сақталып қалған. Гумустың  мөлшері, химиялық, физика-химиялық  көрсеткіштері қарақоңыр  топырақтың  типтеріне, ауаның ластануының  еркешеліктеріне сай келеді.

2. Ақтөбе қаласының стационарлық көлік шығарылымдары мен әр түрлі кәсіпорындардың, қала топырағының ластануына қосатын үлесі өте зор. Жыл сайын  топыраққа 79,8 мың тонна қалдық заттар шығарылады, оның 11,4 тоннасы стационарлық көлік  көздерінің үлесіне тиеді. Ластаушы заттар біртіндеп өсімдіктер бетіне шөгіп, адам ағзасына әсерін тигізуде.

3. Ақтөбе қаласының топырақтарының ауыр металдармен ластануын зерттеу нәтижелері қала топырағында хром мөлшерінің өте жоғары екенін көрсетті.

Әсіресе, зауыт маңынан алынған  топырақ үлгілерінде хромның  мөлшері шектеулі жол берілген концентрациядан 102-371 есе артық. Мырыштың және басқа  ластаушы қосындылардың ең көп жинақталған  мөлшері зауыт және темір жол  вокзалы маңындағы топырақтарда кездеседі. Ауыр металдардың фондық деңгейі зерттелген жеке нысандарда бірнеше есе жоғары болып, қала топырағын  ең негізгі ластаушылар қатарын  хром, мыс, мырыш қорғасын және кадмий құрайтыны анықталды. Оларды ластану деңгейі бойынша келесі сапта орналастыруға болады Cr > Cu > Zn > Pb > Cd. Ауыр металдар топырақтың беткі қабатында шоғырланады, бірақ кескінінің төменгі қабаттардағы мөлшерінің жоғары екені байқалды.

4. Зауыт пен темір жол маңынан алынған қарағаш пен терек жапырақтарында ауыр металдардың мөлшерін Zn > Pb > Cu > Cd қатар бойынша орналастыруға болады. Темір жол маңындағы терек жапырағында қорғасынның үлесі 13,09±0,23 мг/кг, мырыштың мөлшері 50,40±3,97 мг/кг, мыс 8,65±0,18 мг/кг, ал зауыт маңында мырыш 46,20±2,65 мг/кг, мыс 6,73±0,08 мг/кг, кадмий 0,88±0,03 мг/кг көрсетті. Зауыт маңындағы терек жапырағының құрамындағы қорғасынның мөлшері ШЖК 24, кадмий 4 еседен жоғары болды. Зауыт маңында өсетін қарағаштың жапырағында мырыш және қорғасынмен қатар хром да көп  мөлшерде жинақталады.

5. Ағаш өсімдіктерінің санитарлық  жағдайының нашар болуы көпшілік  жағдайда тікелей немесе жанама  антропогендік әрекеттерге байланысты, сонымен қатар рекреациялық жүктеменің  жоғарлығы және қала топырағының  беткі қабатының  тығыздалуы  болып табылады. Саябақтар мен  скверлерде рекрациялық қысымның  нәтижесінде, оның физикалық,  химиялық және биохимиялық қасиеттері  өзгереді. Топырақтың тығыздалуы, су  өткізгіштік пен топырақтағы  ауа алмасуының төмендеуіне әкеледі.

6.Ақтөбе қаласының зауыт және  темір жол вокзалы аймақтарының  топырағында ауыр металдардың  топырақта көп жинақталуына байланысты  қала экологиясын жақсарту үшін  ағаш жапырақтарына арнайы орын  дайындап сақтау керек. Топырақтың  органикалық затын молайту үшін  шөптесін өсімдіктер өсіріп, олардың  тамыр жүйесін топырақта қалдырып  отыру керек. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Курстық жұмыстың нәтижелеріне сүйене отырып келесі қорытындылар жасауға болады:

1. Бірінші бөлімінде топырақтың құрамы мен ластау көздері қарастырылып, сипатталды;
2. Қазақстан өңірінің әр түрлі аймақтарында 2007-2009 жылдарда топырақта   ауыр  металл иондарының мөлшерінің жоғары болғаны сақталды, 2008 жылы топырақта токсиканттардың құрамы бойынша қорғасын (0,09±0,001 мг/дм3), мыс (0,56±0,03 мг/дм3), кадмий (0,009±0,001 мг/дм3) және темір (0,35±0,02 мг/дм3), ал 2009 жылы топырақта аммоний (0,4-3,0 мг/дм3), сульфаттар (550-550 мг/дм3), нитраттар (21-55 мг/дм3) және хлоридтер (328-508 мг/дм3) ШРК-дан жоғары болды. Қорғасын, мыс, мырыш, кадмий элементтерінің қоршаған орта объектілеріне таралуы аймақтағы өндіріс орындарының әсерінен екенін байқалды.
3. Негізгі бөлімде ғылыми басалымдарға анализдер жасалып, Ақтөбе қаласының күңгірт қарақоңыр топырағына сипаттама беріліп, классификация жасалып, қала топырағының антропогендік ағындар табиғи компоненттердегі ластаушы заттардың қала ландшафтында тез таралуы туралы айтылған. Сонымен қатар шетел және Қазақстандық топырақтанушылардың еңбектерін басшылыққа ала отырып, Ақтөбе қаласы топырағының жағдайы сипатталған.