Ауыр металдардың өсімдіктерге биологиялық әсері

     Мыс - өсімдіктердің тіршілігіне қажетті микроэлемент. Бірақ мыстың өсімдіктер организмінде артық мөлшерде жиналуынан тамыр  системасының дамуы мен өсуінің  тежелуі, өсімдіктердің жер үстіндегі бөлімдерінің баяу өсуі  және жапырақ ұштарының бозаруы байқалады. Мыстың артық мөлшерінен туындайтын  патологиялық өзгерістердің  нәтижесінде мәдени өсімдіктердің өнімі күрт төмендейді . Мырыш та өсімдіктер тіршілігіне қажетті микроэлемент қатарына жатады. Алайда, мырыштың жоғары концентрациясы өсімдіктерде  жиналуы кері әсерін тигізеді. Бұл металдың улылығының бір себебі - өсімдіктерде  өте интенсивті жиналуына байланысты. Әсіресе  қызыл емен және кәдімгі шырша мырышты өте жылдам сіңірітіні сонша, тіпті бұл процестің жылдамдығы мен қоректік  ортадағы мырыш мөлшері арасында тікелей  байланыс орнайды. өсімдіктерде мырыштың көп жиналуынан некроз пайда болады,  тамыр мен жер бетіндегі

23

мүшелерінің өсуі баяулайды, жапырақтар  солып қалады және ерте түседі . Кадмийдің көп мөлшері  автомобиль жолдары бойында өскен  өсімдіктерде анықталған. Осындай жағдай қоршаған ортаны осы токсикантпен ластайтын  өндірістердің жанында өскен  өсімдіктерде  де байқалады. Кадмийдің  артық мөлшерінің жиналу белгілері  өсімдіктердің жапырақтарының ұшы  мен өркені қызыл- бурыл  түске  боялады. Жапырақтар жиырылып немесе түсіп  қалады, өсімдіктердің өсуі баяулайды. Топырақта кадмий мөлшері 30 мг/кг–нан артса, өсімдіктер  тіршілігін жояды. Кадмийдің көп мөлшері топыраққа  мырыш рудаларын өндіру және өңдеу  кезінде түседі . Кадмийдің әсерінен өсімдіктердің өсуінің тежелуі-фотосинтез  процесінің әлсіреуіне байланысты. 1кг жапырақта 96 мг кадмийдің  болуы  фотосинтез қарқындылығын 50% төмендетеді.

3.2. Ауыр металдардың экологиялық рөлі

       Қазіргі  заманда қоғамның екпінді шаруашылық  қызметі биосферада химиялық  элементтердің миграциясын (жылжуы) күшейтіп отыр. Оған себеп, қоршаған  орта өнеркәсіп өндірісінің, мал  шаруашылығының, ірі қалалардың, жанған  отынның әр түрлі химиялық  заттардан тұратын қалдықтармен  ластануда, яғни, біз өмір сүріп  отырған ортаның жағдайы мәз  емес. Тірі табиғаттың компоненттерін  ластайтын көптеген химиялық  элементтердің ішінде ауыр металдар  соңғы кезде  көбірек назар  аудартуда. Оларға бір текше  сантиметр көлемінің тығызығы 5 грамнан  артығырақ болатын химиялық элементтер  тобы жатады. Кезінде ғылыми техникалық  әдебиетте  металдарды жеңіл  және ауыр деп топтаған. Сонан  бастап ауыр металдар тірі  организмдер үшін улы деген  ұғым қалмай келеді. Салыстырмалы  атомдық массасына 40-тан артық  болатын металдардың барлығын  осы ауыр металдар тобына жатқызуға  болады. Алайда, ауыр металдардың  барлығы бірдей улы 

 

24

болмайтынын айта кеткен жөн. Олардың ішінде биологиялық маңызы үлкен элементтер бар, мысалы, мыс, мырыш, молибден, темір. Кейбіреулері белгілі  концентрацияда тірі организмге өте  қажет болғандықтан олар микроэлементтер  деп аталады. Демек, ауыр металдар мен  микроэлементтер тең ұғымды білдіреді, бірақ олар әртүрлі концентрацияда өздерін түрліше көрсетеді. Кейбіреулерін  өте аз мөлшерде өсімдікке тыңайтқыш  немесе мал азығына қоспа ретінде  қолданылады. Сондай-ақ кейбір ауыр металдардың  тірі организмдерді уландыратын  қасиеттері бар, мысалы, сынап, кадмий, қорғасын. Сондықтан осы соңғылары  қоршаған ортаны ластайтын ең қауіптілері  болып саналады. Осылардың ішінде өндірісте және автокөлікте көп  қолданылатыны, соған орай айналаға көбірек таралатыны қорғасын. Адамның  шаруашылық қызметін қорғасынды айнала ортаға шашыратып, тарататын көзі.Қоршаған ортаның жекелеген экотоптарын  алатын болсақ, солардың ішінде ауыр металдардың  ең көп түсетіні топырақ. Оған себепші  болатын ең алдымен атмосфера. Атмосфераға  ауыр металдар көбіне жер бетінен  көтерілетін шаң тозаңның құрамында  енеді. Сондықтан атмосферадан қар  мен жаңбыр жер бетіне түскенде олардың  құрамында көбінесе қорғасын, кадмий, мышьяк т.б. элементтер болатыны содан. Атмосфераны негізгі ластайтындардың  қатарында электр стансалар, метал  қорытатын зауыттар, мұнай өнеркәсібі, құрылыс металдарын шығаратын кәсіпорындар мен автокөлік. Іштен жанатын  қозғағыштар жұмыс істегенде  азоттың, қорғасынның тотықтары, көмірсутектер  т.б. заттар бөлініп шығып, топырақ  бетіне түседі. Бұл жағдайда аталмыш  заттар топыраққа түскен соң, қоректену  тізбегі арқылы зат айналымға  енеді. Улы заттар топыраққа жинала келе оның химиялық құрамының өзгеруіне  себеп болады, содан тірі ағзалар  мен ортаның бірлігі бұзылады (Нұрғызарынов А.,2003). Топырақта жиналатын  металдарың ауыры бар, басқалары  бар, түрлері көп, мысалы, темір (Fe) , қорғасын  (Pb), сынап  (Hg), мыс (Cu) т.б. осылардың ішінде ең

25

қауіптісі сынап болса, соның  жыл сайын топыраққа 4,0-5,0 мың тоннасы  түсетіні көрінеді, ал өндірілетін  қорғасынның әр тоннасынан қоршаған ортаға 25,0 келісі түседі.әдетте, ауыр шаруашылығы  аудандармен салыстырғанда өнеркәсіп  өндірісі дамыған аймақтарда топыраққа 25-27 есе көп қорғасын түседі екен. Жыл сайын әр шаршы метр жер  бетіне техногендік жолмен 35,0 келі мыс түседі.  Осы аталмыш металдардың концентрациясы ортаның нысандарында көбейген сайын өсімдіктің өсуі баяулайды, өнімі төмендейді. Бар мәліметтерге қарағанда, Республикада топырақ бетінің ауыр металдармен ластануы көбінесе метал өндірісі мен химия өнеркәсіп салаларына қарасты ірі нысандар шоғырланған қалалардың төңірегінде болады. Республиканың табиғат қорғау министрлігінде арнайы зерттеудің нәтижесінде жиналған мәліметтер топырақта қорғасын, мыс, мырыш, кадмий металдары мен басқа ауыр металардың қосылыстары және түсті металдардың көбейіп кеткенін көрсетіп отыр. Ауыр металдарды топыраққа бірге ала келетін, сол ортада олардың көбірек жиналуына себепке болатын басты көзінің бірі минерал, ең алдымен фосфор тыңайтқыштары. Олардың ондағы мөлшері сол тыңайтқыштарды алатын ішкі заттар мен өңдеу технологиясына байланысты болады. Қоршаған ортаның жекелеген экотоптарын алатын болсақ, солардың ішінде ауыр металдардың ең көп түсетіні топырақ. Оған себепші болатын ең алдымен атмосфера. Атмосфераға ауыр металдар көбіне жер бетінен көтерілетін шаң тозаңның құрамында енеді. Сондықтан атмосферадан қар мен жаңбыр жер бетіне түскенде олардың құрамында көбінесе қорғасын, кадмий, мышьяк т.б. элементтер болатыны содан. Атмосфераны негізгі ластайтындардың қатарында электр стансалар, метал қорытатын зауыттар, мұнай өнеркәсібі, құрылыс металдарын шығаратын кәсіпорындар мен автокөлік. Іштен жанатын қозғағыштар жұмыс істегенде азоттың, қорғасынның тотықтары, көмірсутектер т.б. заттар бөлініп шығып, топырақ бетіне түседі. Бұл жағдайда аталмыш заттар топыраққа түскен соң, қоректену тізбегі арқылы зат айналымға енеді. Улы заттар топыраққа жинала

26

келе оның химиялық құрамының  өзгеруіне себеп болады, содан  тірі ағзалар мен ортаның бірлігі  бұзылады.

3.3. Өсіміктердегі ауыр металдардың мөлшері. Кеніштен қашықтаған сайынғы өсімдіктердегі ауыр металдардың мөлшері

      Өсiмдiктердiң  ауыр металдармен ластануы, өндірістiң  және автокөлiктердің қарқынды дамуынан және де  топырақ - өсiмдiктердің ластануының  жалғыз көзі емес.  Ауыр  металдармен өсiмдiктер атмосфера арқылы да ластануы мүмкін. Өсiмдiктердiң құрамындағы кадмийден барлық атмосферадағы кадмиймен ластану 20-60% құрайды. Атмосфера арқылы түскен  кадмий өсiмдiктің өн бойын ластауы мүмкін.  Қорғасын  негiзiнен  өсiмдiктерге тамыры  арқылы немесе жапырағы арқылы да түседі.  Атмосфералық  қорғасынның автокөлік жолдары маңайындағы өсiмдiктердің құрамындағыға қарағанда 40% жетуі мүмкін. Қорғасынның негiзгi мөлшері вегетативтiк мүшелеріне шоғырланады, ал репродуктивті мүшелерде өсiмдiк құрамынан 4-7%  жиналады.

        Ауыр  металдардың қуаттылығының тез  арада жиналу қабiлеттiлiгіне байланысты  әр түрлі үйлесімді  келесi  қатарларда орналасқан:

Бидайық     Cd>Cu>Zn>Cr>Ni>Mn

Жусан         Cd>Ni>Pb  немесе  Cd>Pb>Zn

Изен            Cd>Zn>Ni>Co

Сексеуіл      Cd> Cu >Zn>Pb 

Өсімдіктердегі ауыр металдардың  мөлшерін анықтау үшін  Ақшабұлақ  кен орыны төңірегінде әртүрлі арақашықтықтарда өсіп тұрған жусан, изен, сексеуіл және бидайық өсімдіктерінен алынған зерттеу жұмысының нәтижелері 13-16 кестелерде келтірілген.

27

3- кесте. Ақшабұлақ кен  орыны маңайындағы өсімдіктер  ағзасындағы кадмийдың мөлшері,  мг/кг

 

Өсімдік тер	500 метр арақашықтықта		1000 метр арақашықтықта		1500 метр арақашықтықта		2000 метр арақашықтықта		500-2000 м арақатынас мөлшері
	n	%	n	%	Р	%	n	%	Р
Жусан	0,667	100	0,550	82,4	0,999	64,9	0,316	47,3	0,95
Изен	0,213	100	0,176	82,6	0,95	65,2	0,102	47,8	0,97
Сексеуіл	0,666	100	0,538	80,7	0,99	61,7	0,283	42,4	0,99
Бидайық	0,136	100	0,103	75,7	0,999	56,6	0,057	41,9	0,999

 

3-кесте нәтижесіне көз жіберсек, кен орнындағы негізгі шөлейт өсімдіктері құрамындағы кадмийдың мөлшері кеніштен қашықтаған сайын азаятыны байқалады.

4 - кесте.  Ақшабұлақ кен  орыны маңайындағы өсімдіктер  ағзасындағы мырыштың мөлшері,  мг/кг

 

28

Өсімдік тер	500 метр арақашықтықта		1000 метр арақашықтықта		1500 метр арақашықтықта		2000 метр арақашықтықта		500-2000 м арақатынас мөлшері
	n	%	n	%	n	%	n	%	Р
Жусан	64,4	100	50,9	79,0	37,5	58,2	24,1	37,4	0,999
Изен	46,2	100	40,1	86,7	34,1	73,8	28,0	60,6	0,95
Сексеуіл	74,7	100	61,0	81,6	41,5	55,5	16,0	21,4	0,99
Бидайық	115,1	100	65,8	57,1	34,7	30,0	21,7	18,8	0,999

 

 

Сонымен зерттеулер нәтижелері көрсеткендей Ақшабұлақ мұнай кенішінің  әр түрлі қашықтықта (500-2000м) топырақ  құрамындағы анықталынған ауыр металдар мөлшері әртүрлі деңгейде болатындығын байқатады. Соған сәйкес сол кеніш  маңайындағы шөлейттік өсімдіктер құрамында да әр түрлі мөлшерде ауытқиды екен. Ауытқу жақын маңайдан салыстырғанда  кадмийдың мөлшері 17,6-78,9% аралығында төмендейді

 

 

29

Қорытынды

Жоғарыдағы зерттеулердің  нәтижелеріне сүйеніп, төмендегі пайымдаулар  жасалынды: Ақшабұлақ кен орыны мен оның маңайындағы топырақтың ауыр металдардың құрамында кадмий кеніштен 500 м қашықтықтағы мөлшері 0,3 мг/кг болса, 2000 м қашықтықта 16,6% құрайды. Мырыштың мөлшері 500 м қашықтықта 30 мг/кг болса, 2000 м қашықтықта 40% құрайды. Ақшабұлақ кенішінен алынған сынамалар әрбір ауыр метал элементтерінің мөлшері мұнай шикізатын  өңдеу әдістеріне байланысты да әртүрлі ауытқулар байқалады.Зерттеулер нәтижелері көрсеткендей Ақшабұлақ мұнай кенішінің әр түрлі қашықтықта (500-2000м) топырақ құрамындағы анықталынған ауыр металдар мөлшері әртүрлі деңгейде болатындығын байқатады. Соған сәйкес сол кеніш маңайындағы шөлейттік өсімдіктер құрамында да әр түрлі мөлшерде ауытқиды екен. Ауытқу жақын маңайдан салыстырғанда ауыр металдардың жалпы ауытқуы 17,6-78,9% аралығында төмендейді.Кен орнындағы негізгі шөлейт өсімдіктері құрамындағы ауыр металдардың мөлшері кеніштен қашықтаған сайын азаятыны байқалады,   атап айтсақ, жусан, изен, сексеуіл, бидайықтарда 41- 47 %. Шөлейттік өсімдіктер негізінен зерттейтін жусан, изен, сексеуіл, бидайық ағзаларындағы ауыр металдардың мөлшері, әсіресе кадмий өте жоғары дәрежеде жинақталады екен. Сондай-ақ өсімдіктердің жусан және  изеннің сабағында жинақталады екен.

 

 

 

 

 

30

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1.Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. –190б. 

2. Өтесінов Ж.Ө., Кульсумакова  А.И.  Ақшабұлақ кен орыны маңайындағы топырақ және өсімдіктер ағзасындағы ауыр металдардың мөлшері. – Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің хабаршысы,  Қызылорда, 2012

3. Садовникова Л.К. и  др. Экология и охрана биосферы  при химическом загрязнении. –  М.: Высшая школа, 2002. –60б. 

4. Орлов Д.С., Малинина  М.С., Мотузова Г.В. Химические  загрязнение почв и их охрана. М.:Агропромиздат. 1995. – 120б. 

5. Жұмағұлов Т.Ж.,  Сакитжанов М.Ш., Кульсумакова А.И., Өндірістік  кәсіпорындардың апаттық-технологиялық қоймалары мен мұнай жинау алаңдарындағы мұнай қалдықтарының құрамын анықтау // - Труды Международной научно технической конференции п-к 20летью Независимости Казахстана. Караганда 2011, 283-286.                                                   6. Кульсумакова А.И., Ауыр металдардың Арал өңірінің Қызылорда бөлігі аймағында таралуы - Космос и человек, М-Н. н-п-к 50лет К.Эры. Киев-Кызылорда  2011 жыл.

 

 

 

 

 

 

31

ҚОСЫМШАЛАР

Арнайы ластағыш заттар, соның ішінде сынап, кадмий, қорғасын, мышьяк, фтор үшін тән (1.1 кесте).

1.1 кесте –Табиғи антропогенді  экожүйедегі уытты және потенциалды  уытты заттар.

№	Зат	Ортаға түсу көздері	Ортадағы мөлшері	Адам ағзасына түсуі	Ауру түрі
1	Мышьяк	Өнеркәсіптік өндірістер, пестицидтер	Дәріленген тұқым, гербицидпен өңделген топырақ және қала ауасында 0,02мкг/м	Сумен, тамақпен сырамен  түседі	Интоксикация, өкпе және тері ісік аурулары, асқазан функциясының
2	Қорға-сын	Металдарды балқыту, пестицидтер, ішкі жану двигательдер,өнеркәсіп маңайындағы топырақ, ауа	Әдеттегі суда 10мкг/л, теңіз суында 7, тыңайтылған топырақта 8-20 мкг/кг	Ауамен (0,01-0,2мг/м3) Сумен (0,1мг/л) тамақпен, түседі	Интоксикация, орталық жүйе жүйесінің, бүйрек, бауыр, ми, жыныс мүшелерінің функциясының бұзылуы
3	Селен	Теңіз шөгінділері су	Әдеттегі суда 3-5 мкг/л, кен  орындарында 50-300мкг/л дейін	Сумен (0,01мг/л)	Ішек ауруы, дерматит, сленоз, артрит
4	Никель	Никельденген бұйымдардың  өнеркәсіптік өндірісі	Теңіз ағзаларында жинақталады, никельденген ыдыс-аяқта, суда 1-70мкг/л	Ауамен, тағаммен	Қолқа ісігі, дерматит, интоксикация, аллергия
5	Молиб-ден	Топырақ, табиғи су, металдарды балқыту	Балқымаларда, бояғыштарда, шыныда, кейбір топырақта	Ауамен (4-5мг/м3) тамақпен, сумен	Орталық жүйе жүйесінің бұзылуы
6	Хром	Химиялық өнеркәсіп	Балқымаларда, бояғыштарда, отқа төзімді  қышта, малмада	Ауамен	Қолқа ісігі
7	Мырыш	Түсті металдарды балқыту, топырақта	Мырышталған ыдыс-аяқта, өнеркәсіптік жерлерде	Ауамен (5мг/м3)	Интоксикация
8	Мыс	Мыстан жасалған өнеркәсіп  өнімдері	Жезден жасалған электр техникалық бұйымдар, ыдыс-аяқ, химикаттар	Су және тағаммен	Интоксикация, қан аздық, гепатит
9	Темір	Өнеркәсіп өндірісі	Темір ыдыс-аяқ, табиғи су	Су және тағаммен	Бауыр циррозы, қан айналым  жүйесінің бұзылуы
10	Сынап	Пестицидтер, органикалық  отынды жағу	Ауада 0,05мкг/м3, тұщы суда 0,2, теңіз суында 0,3, ластанған суда 5	Сумен (0,001 мг/л), ауамен, сынап  буы, тамақпен	Интоксикация, минамат ауруы, сал ауруы, жаңа туылған нәрестелердің  психикалық дамымауы
11	Кадмий	Түсті металдарды балқыту, тыңайтқыш-тар, пестицидтер, кен орындары	Өнеркәсіпке жақын ауада 0,5 мкг/м3, қалада 0,02-370 мкг/м3	Сумен (0,01 мг/л), тамақпен ауамен	Бүйрек аурулары, бездің ісік аурулары