Алматы кдласыньщ топырацтары мен 6с1мд1ктер1нщ ауыр металдармен (Pb, Cd, Zn) ластануы Текст научной статьи по специальности «Философия, этика, религиоведение»

УДК 631.4

АЛМАТЫ КАЛАСЫНЬЩ ТОПЫРАЦТАРЫ МЕН 9СШД1КТЕРШЩ АУЫР МЕТАЛДАРМЕН (Pb, Cd, Zn) ЛАСТАНУЫ Р.М. Бiлдебаева, E.Y. Жамалбеков, Б.Е. Шымшы^ов

Эл-Фараби атындагы Кцзац ¥лттыцуниверситету Алматы, аль-Фараби дацгылы,

71, [email protected]

Алматы ;аласы ^азак;станныц ен ipi жэне eндiрiстiк инфра;урылымдары дамыган ;алаларыныц 6ipiHe жатады. Сонды;танда ;аланыц к;оршаган ортасы Yлкен антропогендiк эсерлерге шалдыгуда. Dcipece, соцгы кезде транспорт саныныц кeбеюiне баиланысты Алматы ;аласыныц топыра;тарынын ;урамында адам денсаулыгы Yшiн ец ;аутт ауыр металдардыц бiрi -крргасынныц жэне т.б. мeлшерi улгаюда.

К1Р1СПЕ

K^ipri кезде ipi калалардын корша-ган ортасы KYPделi антpопогендiк эсерлерге шалдыккан. Онын себептеpi кала-лардын коршаган ортасына ^осымша эpтYPлi поллютанттардын келш тYсуi болып табылады. Осындай экологияльщ жагдайды Цазакстаннын ен ipi калалары-нын бipi, елiмiздiн онтYCтiк астанасы -Алматы туралы да айтуга болады. Алматы каласынын коршаган ортасынын сапасы тipшiлiк ету Yшiн ^ннен KYнге нашарлауда. Оган себеп кала халкынын eсуi, eндipiс орындарынын жана тYp-леpiнiн ашылуы, ягни коршаган ортага бeлетiн ластаушы заттардын, авто-келж-теpдiн кeбеюi жэне т.б. Осынын эсеpiнен Алматы халкынын денсаулыгы ^ннен KYнге темендеуде. Ауыр металдар кала жагдайында каркынды жэне YPДiс дамып жат;ан кeлiк ЖYЙелеpi мен eндipiстiк йнфракурылымдардын жэне т.б. фактор-лардын нэтйжесiнде туындайтын негiзгi ластаушылар болып табылады. Себебi eндipiс орындарынан шыгатын катты калды;тар сол eндipiс орындарынын тeнipектеpiнде жйна;тала отырып, кар, жанбыр суларымен еpiп, шайылып, жер асты, жер Yстi суларын ластайды, топы-ра; бетiне тYседi, eсiмдiктеpге eтедi.

Ауыр металдар - ен каушт ластаушы заттардын бipi болып саналатыны ^пте-ген зеpтеушiлеpдiн енбектеpiнде дэлел-денген [1, 2]. Ал непзп ластаушы заттар-

ды жйнактайтын топыра;, осы топыра; аркылы ауыр металдар eсiмдiктеpде жйна;талады, одан кейiн жануарларга eтедi де коректш тiзбектiн басында турган адам оpганйзмiнде жйна;талады.

Бiздiн жумысымызда Алматы каласы-нын коршаган ортасынын экологйялы; жагдайы каралган. Мэселенщ eзектiлiгi ауыр металдардын жогары улылыгымен жэне олардын бйосферага келiп тYсу кeлемiнiн улгаюымен тYсiндipiледi. Алматы каласынын экологйялы; жагда-йына жалпы сйпаттама беpiп, сонын iшiнде табйгй компоненттердщ курамда-рын: топырактын жэне осы жерде eсетiн ;айын агашынын жапырактарынын кура-мындагы ауыр металдар мeлшеpi зерт-телдi. Алматы каласынын непзп ластану-га шалдыккан эр нYKтелеpiнен алынган топыра;, eсiмдiк Yлгiлеpiнiн курамында-гы ауыр металдар мeлшеpлеpi аныктал-ды.

ЗЕРТТЕУ НЫСАНЫ ЖЭНЕ ЭД1СТЕР1

Зерттеу нысаны pетiнде Алматы кала-сынын мына ipi кeшелеpiндегi топыра; жэне eсiмдiк Yлгiлеpi алынды: №1 Орта-лык; парк; №2 Райымбек-Сейфуллйн; №3 Рыс;улов-Сайн; №4 Алматы-2; №5 Эуе-жай маны; №6 Медеу; №7 Цйрк маны (су-рет 1).

Топыра; Yлгiсi ластану дэpежесiне сай алынды. Топыра; кесшдганщ ^лде-нещ 50 см, узындыгы да 50 см шамасында болды. Салмагы шамамен 1кг болу керек,

ягни конверт тэрiздес эдiспен жер ^агаз ^апшы^тарга салынып экелiндi.

бeлiriнщ 4 бурышынан жэне ортасынан Топыра^ Yлгiлерiн бегде ^о^ыстардан

алынады. Yлгiлер ^рекпен ^азу ар^ылы толыщ тазартып (тас, шыны, тамыр),

теренщп 30-40 см терецджтен алдынды. Yгiтiп, арнаиы елеуштен eткiзедi. Сипаттама жазылатын топырац белМ тап- 0сiмдiк Yлгiсi ретiнде цайын, агашы-

талмауы, жэне тас-цоцыстардан таза нын жапырацтары (Bëtula) алынды. Сал-

болуы керек. Алынган топырац Yлгiсi магы шамамен 1 кг болу керек. Муны да

тiркелужурналына жазылды. Онда кескiн конверт тэрiздес эдiспен алады. Кейiннен

нeмiрi, алынган орны, алу терендiгi, топы- алган Yлгiнi агынды сумен, сонынан дис-

рац тYрi, т.б. кeрсетiлдi. Ластану дэрежесi тилденген сумен тазалап жуады.

жэне кескiндi алган KYн ^ркелдь Кептiргiш шкафта оларды 105 0 С темпе-

Алынган Yлгiлер зерттеу мацсатында ратурада кептiрiп, цургац ^шне дейiн

унта^таиды.

Г'в

ГгггЖ, ¿Л 11

гд ■ \ ^

ЗШт I

83 • Н

п

и 0 ' 0

Сурет1 - Топыра^ жэне еймдж Yлгiлерi алынган нYKтелер

Топыра^тьщ физика-химиялы^ ^аси-еттерi топыра^тану саласында ^абыл-данган эдiстермен аны^талды [3, 4].

Жумысты орындау барысында ауыр металдарды аны^тау Yшiн атомды^-абсорбциялы^ эдiс ^олданды [5]. Осы эдкпен топыра^, eсiмдiк жэне су Yлгiле-рiнде ^оргасын, мыс, мырыш аныщталды. Эрбiр компонент eзiнше анализге даиын-далды.

Зерттеуге алынган топыра^тар ара-ластырылып оларды тазартылган сумен дым^ылдаиды да, сонынан 15 мл. ^оиы-тылган азот ^ыш^ылы ^уиылады, Yлгiнiн бет толыщ ашылганша ^аитадан ^ызды-рып ^аинатады. Одан эрi ерiтiндi шама-сын 2,5 мл-ге дейiн келтрш буландыра-ды, 5-10 мл тазартылган су досады, онда-гы туздар ерш кеткенше ^ыздырады да,

шыны ыдыстын iшiндегiсiн epiMereH ^ал-дьщтармен ^оса 15 мл-лi eлшeуiш колбага ауыстырып оган, осы танбага дешн жeткiзiп тазартылган су ^уяды. Ауыр металдар жиынтыгын тeмeндeгi формула бойынша аныщтаИды:

C%=n*V/10*p Мундагы п-ертндщеп ауыр металдардын мeлшepi (мкг/мл); V- ертнщ кeлeмi (мл); р^лп салмагы (мг); Атомды^-абсорбционды^ эдiспeн металдарды аны^тауда элeмeнттepдiн сызы^ты^ резонансты^ ете сeзiмтал сiнipгiш тол^ын узындыщтары ^олданы-лады: Zn- 2139 нм; Pb-28,33 немесе 217,0 нм; Си-324,7нм.

Топыра^ ^урамындагы металдардын концентрациясы (С), мг/кг келес формула бойынша аныщталады: C=a*V/b*V a-колибpлiк график бойынша табыл-ган металл мeлшepi, мкг/см;

V-минерализаттын жалпы кeлeмi, см; V-анализге ^олданылган минерали-зат кeлeмi;

Ь-^олданылган топырактын салма-гы, г.

0лшeнiп алынган eсiмдiк Yлгiсiн ысты^а тeзiмдi сиымдылыгы 150-200 болатын химиялыщ шыны сауыт^а сала-ды да оган 15-20 мл. ЦоИытылган хлор ^ыш^ылын жэне 5 мл ^оИытылган азот ^ыш^ылын ^уИып ыстыщ плиткада дым-^ыл туздар KYИiнe дeИiн буландырады. Yлгi толыгымен ашылмаган жагдаИда оган 5-10 мл. ^оИытылган хлор ^ыш^ы-лын жэне 2-3 мл. ^оИытылган азот ^ыш-^ылын ^уИып тагыда буландырады. Алынган минерализатты кeлeмi 15 мл-ге дешн 5 %-т туз ^ыш^ылы epiтiндiсiмeн толтырады. Алынган epiтiндiдeн ауыр металдардын мeлшepi стандартты epiтiндiлep аркылы ^урылган жэне бeлiктepгe бeлiнгeн графиктердщ ^ме-гiмeн аны^талады. Ауыр металдардын

мeлшepiн тeмeндeгiдeИ формула аркылы есептеп шыгарады:

C%=n*V/10*p Мундагы n-epiтiндiдeгi ауыр металдардын мeлшepi (мг/мл); V- ертнщ кeлeмi (мл); р- eсiмдiк Yлгiсiнiн салмагы (мг). Атомдыщ-абсорбциялыщ спектрометрия еркш атомдардын жарыщты сщруше нeгiздeлгeн элементтер ^урамын аны^-таитын эдiс.

Атомдыщ-абсорбциялыщ спектрометрия эдгамен eлшeу Yшiн, сол эксперимента ^ондыргыны аныщталатын эле-мeнттi атомды^ KYИiнe кeлeтiндeИ eтiп орналастыру ^ажет. Сосын элeмeнттiн резонансты^ сэулeсiн алынган атомдыщ бу ^абатынын сiнipгeн сэулесш тол^ын узындыгын гана сeзeдi, ал детекторда ^ркелген бас^а жары^ сэулелершщ Yлгiсi тeмeндeИдi, сeИтiп, олардын eлшeу сeзгiштiгiн азаИтады.

Аны^талатын элeмeнттiн бip багыты сызы^^а спeктpiн шыгарып турган жарыщ кeзiн жалын аркылы eткiзeдi, оган аныщталатын элeмeнттiн аэрозоль ертндган жiнiшкeлeп бYpкeИдi. Спектр аИмагына сэИкес орналас^ан eлшeнeтiн резонансты^ сызы^ты монохроматордын кeмeгiмeн аИ^ындаИды. АИ^ындалган сызыщтын сэуле фотоэлектрлж детектор-га багытталады, ^бшесе фото^-бeИткiшкe сосын шыгатын сызы^ты^ бeлгi KYшeИтiлгeннeн гальвонометрде сандыщ ^p^ratai бар вольтметрде немесе тельтаИтта ^ркеуге алынады. Бул ара-лы^та eкi eлшeмнiн аИырмашылыгы абсорбция eлшeмi болып табылады жэне аны^талатын элементтщ де eлшeмiнe сэИкес. Атомизатордагы (жалындагы) ^оз-дырылган атомдар сэулeсiндeгi аИ^ында-латын бeлгiнi аластау Yшiн алгаш^ы жарыц кeзiн 50 немесе 100Гц жиiлiккe ауыстырады. Ал KYшeИткiш ^ызметш жиiлiк дэлдiгiндe туралаИды, осынын ар^асында, тура^ты ^ураушы бeлгiнi

жалыннын езше тэн сэуле шыгаруына байланыстырып алуга мYмкiндiк туады .

Аныцталатын элементтiн мелшерi мен сiнiрулердiн елшенетш денгей ара-лыгындагы байланыс калибрлеу процес кезiнде цалыптасады.

Атомдыц-абсорбциялыц спектрометрия эдкш басца да эдктермен салыстыр-ганда бiрнеше артыцшылыгы бар. Льюис атомдыц-абсорбциялыц эдiстiн барлыц артьщшыльщтарын жинацтап, дэлелдеп, кептеген белгiлерiне царап анализ жасау-га, эмбебап эдк екенiн аитты. Бул эдiстiн селективтШк бiр цасиет ете жогары, бiр ерiтiндiнiн бiрнеше элементтерiн аныц-тауда, теменп шектерiн табуда манызы зор. Сонымен цатар, бул эдiс Yлгiнi дайын-дау барысында кеиде концентрация бiрлiгi беинеленген ретiнде аналитика-лыц сигналды сон^ы формасынын тYзiлуiне де кемектеседь Сондай-ац, тагы бiр артыцшылыгы: ол абсолюттi болмаса да, оны барлыц уацытта басца эдiстерден толыгымен тэуелсiз етуге болады.

Кесте 1 - Зерттелген топыракта!

ЗЕРТТЕУ НЭТИЖЕЛЕР1 МЕН ОЛАРДЫ ТАЛЦЫЛАУ Алматы цаласынын топырац жамыл-гысынын цурылымы 1ле Алатауынын тiк белдеулiгiмен аныцталады. Таудын 340 м-ден 3500 м-ге дешн бйiктегенi саиын, онын табиги-климаттыц жагдайы бiр-бiрiнен ажыратылып, белiнедi. Соган бай-ланысты зонанын топырац-есiмдiктер жамылгысы да сэйкес езге-редi. Алматы цаласы жогарыда айтылгандай 1ле Алатауынын солтYCтiк бектерiнде орна-ласцан. Медеуде таулы царатопырацтар таралган[3, 4]. Ал одан жогары царай орманды-шалгынды топырацтар, темен царай царацоныр, цоныр, сур топырацтар орын алган. Бiздiн зерттеуiмiз цаланын барлыц топырац тYрлерiн цамтыды деуге болады. Олардын талдау мэлiметтерi теменде кел^ршген. Зоналыц таралуына сэйкес, топырацтардагы гумус мелшерi цаланын жогарыдан темен жагына царай азайган (кесте 1). Топырац реакциясы цара топырацта бейтарап, цара-цоныр жэне сур топырацта сштшеу.

цын, физикалык-химиялык касиеттерi

Топырац зоналары Yлгiнiн теренд1г1, см Гумус, % С02, % рн

^ара топырац 0-10 12,1 - 6,8

10-20 6,2 - 7,2

20-30 5,6 - 7,3

35-45 4,3 - 7,5

50-60 2,3 - 7,7

75-85 1-3 10,4 8,4

Кара-цоныр топырац 0-10 4,20 1,38 7,5

10-20 2,75 2,04 7,9

20-30 1,90 2,92 8,4

35-45 1,39 3,36 8,5

50-60 1,38 5,47 9,1

75-85 - 8,1 8,3

Сур топырац 0-10 3,0 - 8,0

10-20 2,4 - 8,3

20-30 2,3 0,7 8,3

35-45 1,7 4,0 8,4

50-60 1,3 7,7 8,2

75-85 1,2 8,1 8,3

Алматы цаласынын территориясы рац Yлгiлерiнде байцалды, ол 98,1 мг/кг

боиынша алынган топырац Yлгiлерi цура- тен, бул керсетк1ш ШРК-дан 2 есе жогары. мындагы ауыр металдардын кер- Эймдж цурамындагы ауыр металдар-

сеткiштерi темендегщей болды (кесте 2). дын концентрациясы топырацпен салыс-

Рысцулов-Сайн манынан алынган топы- тырганда элдецайда аз. Жиналган

рацта цоргасын мелшерi ШРК-дан асты есiмдiктерде ауыр металдардын мелше-

85,68 мг/кг. Медеуден алынган топырац- рлерi эртYрлi болды. Мысалы, цоргасын

пен салыстырганда 2 есе кеп, Медеуден Цирк манынан алынган Yлгiде ен жога-

алынган топырац цурамындагы цоргасын ры болды..

мелшерi 35,28 мг/кг тен болып шыцты. Мыс барльщ Yлгiлерде ШрК-дан аспа-

Кадмййдiн концентрациясы алынган ды. Мырыш барлыц нYKтелерде ШРК

нYKтелердiн бэрiнде де ШРК кер- мелшершен асты. Ен жогары концентра-

сеткiшiнен асты. Yшiншi жэне бесiншi циясы Райымбек-Сейфуллин кешеле-

нYKтеде Рысцулов-Сайн жэне Эуежай рiнен аныцталды. Ол жерде мырыштын

манынан алынган топырацта ШРК-дан концентрациясы 100 мг/кг, ягни ШРК-дан 12 есе жогары болды, ягни 6,3 мг/кг мелш- 2 есе жогары. Сонымен цатар есiмдiк цура-

ерiHде болды. мындагы мырыштын концентарациясы

Мырыштын ен жогары концентра- топырацца Караганда кеп. циясы Эуежай манынан алынган топы-

Кесте 2 - Топырац жэне еймдж ^урамындагы ауыр металдардын, мeлшерi, мг/кг

Ауыр металдар РЬ Cd

Улп алынган нYKте Топырац всiмдiк Топырац всiмдiк Топырац всiмдiк

№ 1 Орталыц парк 45,3±3,5 1,8±0,6 4,1±0,6 0,21±0,13 92,1±13,4 97,6±1,8

№ 2 Райымбек-Сейфуллин 47,4±5,8 2,9±0,8 5,2±0,53 0,29±0,11 84,7±8,4 100,1±1,6

№ 3 Рысцулов-Сайн 85,6±4,4 3,1±0,8 6,9±0,6 0,23±0,16 48,3±6,1 60,4±1,2

№ 4 Алматы-2 42,1±3,2 2,7±0,8 4,8±0,8 0,15±0,16 93,1±12,2 88,6±1,4

№ 5 Эуежай маны 57,9±5,2 3,6±0,4 6,3±0,9 0,18±0,15 98,1±6,3 64,9±1,3

№ 6 Медеу 35,2±3,1 1,7±0,8 2,6±0,67 0,09±0,1 91,3±7,5 92,1±1,7

№ 7 Цирк маны 60,4±1,8 4,5±0,7 4,2±0,21 0,27±0,11 92,4±1,9 88,7±1,4

ШРК 32,0 0,5 55,0

Нацты сипаттама алу Yшiн эрбiр ауыр металдардын денгейi диаграмма тYрiнде керсетiлген (сурет 2- 4).

Топырац Yлгiсi алынган Рысцулов-Сайн манынан алынган топырацта цорга-сын мелшерi ШРК-дан 2 есе асты, ягни 85,68 мг/кг. Ен аз цоргасын керсеткiштерi

Медеуден алынган топырацта байцалды 35,28 мг/кг тен, бiрац бул керсетюш те ШРК мелшерiнен жогары болып шыцты. Эсiмдiк цурамындагы цоргасыннын концентрациясы топырацпен салыстырган-да элдецайда аз.

Сурет 2 - Топырац жэне еймдж ^урамындагы ^оргасынныц мeлшерi, (мг/кг)

Сурет 3 - Топырац жэне еймдж ^урамындагы кадмийдщ мeлшерi, (мг/кг).

Топыра^тагы мырыштыц ец жогары Сеифуллин кешелершен аныцталды. Ол

концентрациясы Эуежай мацынан алын- жердiц мырыштыц концентрациясы

ган топырац Yлгiлерiнде байцалды, ол 100,1 мг/кг, ягни ШРК-дан 2 есе жогары.

98,1 мг/кг тец, бул керсетюш ШРК-дан 2 Сонымен ^атар eсiмдiк ^урамындагы

есе жогары. Мырыш барлыц нYKтелерде мырыштыц концентарациясы топыра^а

ШРК мeлшерiнен асты. Эсiмдiкте ец жога- Караганда кеп. р ы ко нце н тр аци я сы Раи ым б е к-

120

100

80

60

40

20

ÉIJI III

/ /• çf JS ^

. N Л

f J? ¿ У f Г *

& .jr s

r , #

4° >

iv

Я

■ Топырак и 9с1мд1к

Сурет 4 - Топыра^ жэне eсiмдiк одрамындагы мырыштыц мeлшерi, (мг/кг)

Алматы цаласыныц топырац жэне микальщ eзгерiстерi де диаграмма eсiмдiк ^урамындагы ец цаушт жэне кeп тYрiнде аицын баицалады (сурет 5). тараган ^оргасынныц мeлшерiнiц дина-

Сурет 5 - Алматы ^аласыныц топырагында 2008 - 2013 жылдар бойынша ^оргасынныц eзгеру динамикасы

Алматы цаласынын территориясы боиынша бурын 2008 - 2013 жылдар ара-лыгындагы алынган топырац Yлгiлерi цурамындагы ауыр металдардын мелше-рлерiмен салыстырылды.

Коргасыннын кеп концентрациясы 2008, 2012 жылдарга Караганда 2013 жыл-дын керсеткiштерi жогары болды. Рысцулов - Саин кешелерiнде цоргасын-нын концентрациясы 2008,2012 жылдар-мен салыстырганда 2 - 2,3 есе кеп. Соны-мен цатар Эуежай жэне Цирк манында алдынгы жылдарга Караганда элдецаида жогары.

Алматы цаласынын территориясын-да цоргасын мелшерiнiн кеп болуы автокелiктiн санынын есуiмен, жанар-маймен цолдануымен аныцталады. Ауыр метадар арасында езiнiн канцерогендi мутаген улылыц эсерiмен тiптi, кептеген радионуклеидтерден асып I цауштШк класына жатады. Бiрацта табигатта улы немесе улы емес элементтер болмаиды, улы немесе улы емес концентрациялар болатындыгын ескеру керек.

Табиги ортаны ластаитын цоргасын-нын кеп белiгi топырац бетiне тYсiп топырац цабатында жинацталады, эсiресе

беткi гумус цабаттарында, есiмдiктi паи-далану кезiнде, эрозия салдары баяу азая-ды. Цоргасыннын жартылаи шыгу мерзiмi 740-5900 жылга тен.

КОРЫТЫНДЫ

Алматы цаласынын цоршаган орта-сынын ауыр металдармен ластануы баи-цалады, сонын iшiнде ен цаушт элемент -цоргасынмен ластануы 2008-2013 жылдар аралыгында ею есе жогарлаганы баи-цалды. Онын топырац цасиеттерiмен баи-ланысы а и ц ы н емес. Коргасын мелшерiнiн артуынын непзп себебi осы жылдар арасында кебеиген автокелiк саны болып табылады.

Зерттелген топырацтарда ауыр металдардын мелшерi басым болган жаг-даида цаиын агаш жапырацтарында да олардын мелшерi артыцтау болды.

Алматы цаласынын экологиялыц жаг-даиы цоршаган ортага жэне адамнын ден-саулыгына эсерiн тигiзетiнiн баицауга болады. Каланын цоршаган ортасынын цолаилы экологиялыц жагдаиын сацтап туру Yшiн, табигатты цоргау шаралары-нын, автокелжтердщ санын азаитып, эко-логиялыц мониторинг жумыстарын ЖYргiзiп туру цажет.

ПАИДАЛАНГАН ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1

1. Панин М.С. Экология почв. Алматы: Раритет. 2008. 528 с.

2. Колумбаева С.Ж., Бглдебаева Р.М.,Шарипова М.А. Экология жэне турацты даму. Алматы: Казац университет^ 2012 ж. 125 б.

3. Жамалбеков E.Y., Бiлдебаева Р.М. Топырацтану жэне топырац географиясы мен экологиясы. Алматы: Казац университетi. 2000 ж. 204 б.

4. Сапаров А.С. и др. Состояние экологии почв Казахстана. Алматы. 2006. С. 686693.

5. Yлкен практикум эдктемелер^ Алматы. 1999. Б. 54-56.

РЕЗЮМЕ

Изучены вопросы загрязнения почв и растении города Алматы тяжелыми металлами (Pb, Cd, Zn). Указываются причины ухудшения экологического состояния города и возможные пути их устранения.

SUMMARY

Questions of contamination of soils and plants in Almaty by heavy metals (Pb, Cd, Zn). The reasons for the deterioration of environmental conditions in the city and possible ways to address them.