CC BY
84Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
УДК 581.5(575.2) https://doi.org/10.33619/2414-2948/43/8409
AGRIS F40
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ ХВОСТОХРАНИЛИЩ В КЫРГЫЗСТАНЕ
©Ахматова А. Т., ORCID: 0000-0003-4507-5383, канд. биол. наук, Киргизский национальный университет имени Жусупа Баласагына, г. Бишкек, Кыргызстан, [email protected] ©Жолдошбек кызы М., Киргизский национальный университет имени Жусупа Баласагына,
г. Бишкек, Кыргызстан, [email protected]
THE CONTENT OF HEAVY METALS IN ENVIRONMENT OF TAILING DUMPS IN KYRGYZSTAN
©Akhmatova A., Ph.D., Kyrgyz National University named after Jusup Balasagyn,
Bishkek, Kyrgyzstan, [email protected] ©Joldoshbek kyzy M., Kyrgyz National University named after Jusup Balasagyn, Bishkek, Kyrgyzstan, [email protected]
Аннотация. Одна из острых проблема Кыргызстана — возможное загрязнение окружающей среды вокруг хвостохранилищ. Объект данного исследования — хвостохранилища. Изучалось содержание тяжелых металлов вокруг хвостохранилищ. Для исследования были взяты пробы почвы, воды и растений пгт Мин-Куш Джумгальского р-на, п.г.т. Ак-Тюз Кеминского района, хвостохранилищ в районе Майлуу-Суу. Методы: спектрографический метод, статистический и аналитический. В результате были получены данные, подтверждающие наличие тяжелых металлов на исследуемой территории. Концентрация металлов различна и зависит от удаленности от источника загрязнения. Наибольший интерес для исследования представляет содержание тяжелых металлов в поселке, находящемся вблизи рудника. В заключении делается вывод о необходимости проведения постоянного мониторинга содержания тяжелых металлов и разработке мер по защите населения.
Abstract: One of the acute problems of Kyrgyzstan is the possible pollution of the environment around the tailings. The object of this study is tailings. The content of heavy metals around tailings was studied. For the study, samples were taken of soil, water and plants of the village of Min-Kush, Jumgal region, p. Ak-Tyuz Kemin district, tailings in Mailuu-Suu. Methods: spectrographic method, statistical and analytical. As a result, data were obtained confirming the presence of heavy metals in the study area. The concentration of metals varies and depends on the distance from the source of pollution. The greatest interest for the study is the content of heavy metals in the village, located near the mine. In conclusion, the conclusion is made about the need for continuous monitoring of heavy metals and the development of measures to protect the population.
Ключевые слова: окружающая среда; радиоактивные хвостохранилища; мониторинг; тяжелые металлы.
Keywords: environment; radioactive tailing dump; monitoring; heavy metals.
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
Техногенное загрязнение территории отходами горнодобывающей промышленности в современную эпоху стало одной из острых проблем экологической безопасности многих стран, в том числе и Киргизской Республики. На территории Кыргызстана, по данным МЧС [1], расположено 33 хвостохранилища и 25 отвалов (Рисунок 1), оставшихся после закрытия разработок урана, ртути, свинца, полиметаллов и других.
В Кыргызстане урановые могильники находятся в трех областях: в Чуйской области — Ак-Тюз, Кара-Балта, Каджи-Сай, в Нарынской — Мин-Куш и в Джалал-Абадской области — Майлуу-Суу.
Состояние хвостохранилищ вызывают опасения в связи тем, что в основном они находятся на берегах горных рек и соответственно подвержены влиянию различных природных явлениий (селям, землетрясениям, ливням, возможным подтоплениям водами и т.д.) [2-4].
Радиоактивные отходы, тяжелые металлы и другие токсические вещества, хранящиеся в них, могут вызвать загрязнение окружающей среды: воздуха, воды, почвы, живых организмов. Они вызывают угнетение растений и уменьшение численности животных [5-10].
Негативное воздействие на окружающую среду отражается на здоровье населения, проживающего на этих территориях [11, 12]. Угроза загрязнения требует постоянного мониторинга техногеннозагрязненных территорий хвостохранилищ радиоактивных и токсичных отходов.
Материалы и методы их исследования Для изучения загрязнения тяжелыми металлами хвостохранилищ были собраны пробы почвы, воды и растений пгт Мин-Куш Джумгальского р-на, п.г.т. Ак-Тюз Кеминского района, хвостохранилищ в районе Майлуу-Суу.
Определение содержания тяжелых металлов в пробах воды, почве и растениях проводили спектрографическим методом.
На всех участка были проведены замеры уровня радиактивного излучения при помощи партитивного прибора (детектора квартекс РД8901 и ДР56).
Рисунок 1. Радиоактивные хвостохранилища в Кыргызстане. Источник: Кадастр отходов горнодобывающей промышленности Киргизской Республики
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
Результаты и их обсуждение Почва. Определение содержания тяжелых металлов в почве приобретает особо важное значение в связи с антропогенным загрязнением растительно-почвенного покрова.
Анализ состава и количества элементов в почве пгт Мин-Куш свидетельствует о том, что происходит изменение химических параметров почв. Всего было обнаружено в пробах почвы 20 тяжелых металлов. Среди них отмечена высокая концентрация Mn, Cr,Co,Pb,Zn,Ga. Сравнение с ПДК показало, что пробы с Mn превышает в 60, ^-17, Pb-12, Zn — в 13 раз.
Анализ состава почв п.г.т. Ак-Тюз (Таблица) показал, что к «загрязнителям» можно отнести 3 элемента, относящихся к 1 классу опасности: медь, свинец и ртуть [7].
Содержание этих элементов в почвах для меди находится на уровне ПДК (150 мг/кг), для свинца, превышает ПДК в 6-7,5 раз. В 10 из проанализированных образцов содержание свинца превышает допустимый уровень. Пространственно загрязненные участки сосредоточены как в самом поселке, так и около рудников. Загрязнения этими элементами относительно невысоки, однако следует учитывать, что загрязнение происходило за относительно короткий промежуток времени (менее 40 лет). При сохранении существующей тенденции уровень загрязнения может, существенно возрасти.
Таблица.
СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ РУДНИКА АК-ТЮЗ КЕМИНСКОГО РАЙОНА (мг/кг)
Элемент В Вблизи На Элемент В Вблизи На
поселке рудника расстоянии от рудника поселке рудника расстоянии от рудника
V 70 120 9 Li - 300 300
Ti 200 500 300 Ni 150 400 500
Cr 200 400 400 Co 30 50 90
Zr 90 150 200 Mo - 15 40
Ba 200 400 400 Cu 200 400 500
Sc 200 200 200 Zn 30 40 50
Sr 200 200 200 Pb 120 150 120
Hg - 300 400 Sn - 20 40
Проведенные исследования верхней части почвы на территории хвостохранилищ г. Майлуу-Суу показали аномальное содержание бария, хрома, титана, молибдена, марганца, свинца, меди. Во всех проанализированных образцах содержание свинца превышало допустимый уровень, особенно загрязненные участки были обнаружены в хвостохранилищах № 3, 9 и на территории вблизи хвостохранилищ (Рисунок 2).
Следует отметить высокую концентрацию марганца, бария, титана, хрома, меди, никеля, стронция в большинстве проанализированных образцов.
Содержание хрома превышало ПДК в 8-11, меди в 6-16, никеля в 3-5, кобальта более чем в 2 раза.
Особенно сильное загрязнение барием, никелем, кобальтом, ванадием было обнаружено в хвостохранилище №3 и вблизи хвостохранилищ.
На территории города было отмечено высокое содержание меди, хрома, цинка (Рисунок
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
Рисунок 2. Хвостохранилища в районе г. Майлуу- Суу [14]
400 400
Mn Cr Си РЬ
Рисунок 3. Содержание тяжелых металлов в почве хвостохранилищ г. Майлуу-Суу
В последующие годы хвостохранилище №3 в соответствии с проектом Всемирного Банка было перенесено в хранилище №6 [13], однако уровень загрязнения повысился после завершения рекультивацинных работ, остались ассоциации загрязнителей: ^-Со-М-Мо [14].
Хвостохранилища №5 и №6 расположены на правом берегу река Майлуу-Суу, хвостохранилище №2 находится на участке Айлампа-Сая.
Экспозиционная доза на поверхности хвостохранилищ составляет: №5 — 50-85, (125175) мкр/час; №6 — 25-30, (135-380) мкР/час; №2 — 40-60 мкР/час [8].
По результатам измерений, повышенный радиационный фон отмечался на хвостохранилищах: №№1, 3, 5, 6 и №13.
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
На №3 до рекультивации экспозиционная доза в некоторых точках была более 800 мкР/час, после завершения работ снизилась до 175-360 мкР/час [14].
Почвы, покрывающие территорию хвостохранилищ, содержат тяжелые металлы и являются источниками загрязнения окружающей среды. В процессе исследования было выявлено, что окраинные части хвостохранилищ аккумулируют тяжелые металлы гораздо в большей степени, чем почвы с поверхности дамб.
Вода. Вода является одним из наиболее важных и уязвимых компонентов природной среды, которая очень быстро меняется под влиянием деятельности человека. От ее качества зависит благополучие населения. Источники загрязнения воды многочисленны и весьма разнообразны. Большую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представляют радиоактивные загрязнения.
В пробах воды пгт Мин-Куш отмечено наличие следующих тяжелых металлов: Mn, Ni, Ti, Mo, Cu, Sn и др. Было выявлено превышение Cu — в 300, Mn — в 1200, Pb — в 167 раз соответственно по сравнению с ПДК. Вода в реке была более загрязненной по сравнению с почвой.
В окрестностях пгт Ак-Тюз анализировались пробы арычной, водопроводной и речной воды. Во всех случаях наблюдалось повышенное содержание практически всех элементов.
В первой пробе содержание марганца превышало ПДК в 94 раза, никеля — в 50, хрома — в 1000, меди — в 400, свинца — в 667, цинка — в 3000 раз.
Вторая проба отличалась повышенным содержанием никеля — в 150 раз, хрома — в 8000 раз, меди — в 400 раз, свинца — в 133 раза, марганца — в 3 раза. В ней было также много марганца, содержание которого превышало ПДК в более чем 3 раза.
Никеля оказалось в 150 раз больше нормы, меди — в 500 раз, свинца — в 667 раз. Особенно высокой оказалась доля хрома. Кроме тех элементов, для которых установлены ПДК, в пробах воды было определено высокое содержание, как и в почве, бария, стронция, титана, молибдена, стронция. Особенно настораживает высокий уровень загрязнения питьевой воды, что не может не сказаться на здоровье жителей поселка Ак-Тюз [7].
Исследование воды в Майлуу-Суу показало повышение содержания марганца, никеля, хрома, меди, свинца, цинка, стронция в речной воде около хвостохранилищ, в центре города, в воде, вытекающей из хвостохранилищ.
Растения. Растительность как биотический компонент любой природной экосистемы играет решающую роль в структурно-функциональной организации экосистемы.
Растительность не только весьма чувствительна к нарушениям окружающей среды, но и наиболее наглядно отражает изменения экологической обстановки территории в результате антропогенного воздействия.
В районе хвостохранилищ Ак-Тюза были исследованы 6 образцов растений: щавель конский Rümex confirtus Willd., полынь эстрагон Artemisia dracünculus L., люцерна полевая Medicägo sativa L., костёр кровельный Bromus tectorum L., клевер луговой Trifolium pratense L., морковь посевная Daucus carota subsp. sativus (Рисунок 3). В Daucus carota subsp. sativus, Rümex confertus Willd., Trifolium pratense L., как и в Medicägo sativa L., наблюдалось увеличение содержания марганца, меди, молибдена, свинца. Однако необходимо отметить превышение ПДК по хрому в Medicägo sativa L. Для Artemisia dracünculus L. и Bromus tectorum L. отмечено превышение ПДК по марганцу, хрому, свинцу, меди и особенно молибдена. Кроме того, во всех пробах наблюдалось высокое содержание никеля, титана, олова, фосфора, стронция, для которых ПДК не установлены. Необходимо отметить повышенное содержание тяжелых металлов в кормовых растениях (костер кровельный, люцерна полевая, клевер луговой) и в культурном растении — моркови [7].
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice https://www.bulletennauki.com
Т. 5. №6. 2019 DOI: 10.33619/2414-2948/43
В пгт Мин-Куш исследовали подмаренник джунгарский Galium soongoricum Schrenk, календулу лекарственную Calendula officinalis, картофель Solanum tuberosum (Рисунок 4). В подмареннике и календуле было обнаружено увеличение содержание марганца, никеля, хрома, молибдена. В картофеле наблюдалось увеличение марганца, никеля и незначительное превышение содержания свинца и молибдена.
В окрестностях хвостохранилищ г. Майлу-Суу взяты пробы щавеля конского Rümex confértus, являющегося лекарственным растением (Рисунок 5). В первой пробе (хвостохранилище №3) наблюдался высокий уровень загрязнения марганцем (в 1600 раз), молибдена (660 раз), свинца (233 раз), меди (7 раз), никеля (80 раз). В щавеле, собранном в районе хвостохранилища №9 было превышение ПДК по марганцу (1600), молибдену, меди, свинца. Третья проба вблизи хвостохранилищ показало высокое содержание марганца, никеля, хрома и свинца. В четвертой пробе из центра г. Майлуу-Суу имелось повышенное содержание меди, марганца, хрома, титана.
Рисунок 4. Содержание тяжелых металлов в растениях, собранных в районе хвостохранилищ пгт Мин-Куш
Рисунок 5. Содержание тяжелых металлов в Rûmex confértus Willd., отобранных в окрестностях хвостохранилищ г. Майлуу-Суу
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
Вывод
Мониторинг окружающей среды исследованных хвостохранилищ показывает загрязнения почвы, воды и растений. Несмотря на предпринимаемые меры по изменению обстановки в данных хвостохранилищах, опасность экологической катастрофы в этих местах остается реальностью, а также и негативное воздействие на организмы: растения, животные и население.
Список литературы:
1. Дженбаев Б. М. Геохимическая экология наземных организмов. Бишкек. 2009. 240 с.
2. Дженбаев Б. М., Жолболдиев Б. К., Калдыбаев Б. К. и др. Проблемы бывших урановых производств и радиоэкологии в Кыргызстане // Проблемы радиоэкологии и управления отходами уранового производства в Центральной Азии: материалы Международной конференции. Бишкек, 2011. С. 46-55.
3. Карпачев Б. М., Менг С. В. Радиационно-экологические исследования в Кыргызстане. Бишкек. 2000. 100 с.
4. Акматова Р. Э., Рыскулова Д. З. Проблемы хвостохранилищ Кыргызстана (на примере Майли-Суу) // Вестник Киргизского национального аграрного университета им. К. И. Скрябина. 2017. №4 (45). С. 167-171.
5. Акынбек К. С. Изучение кариотипа некоторых позвоночных Майлысуйского радиоактивного хвостохранилища // Известия вузов Кыргызстана. 2018. № 2. C. 32-36.
6. Ахматова А. Т., Жапаралиева А. О. Экомониторинг окружающей среды пгт Ак-Тюз: Сб. мат. II межд. конф. Бишкек. 2007. С. 105-108.
7. Кармышова У. Ж., Дженбаев Б. М., Тиленбаев А. М. Содержание тяжелых металлов в органах растений уроновой биогеохимической провинции Майлуу-Суу // Известия Вузов Кыргызстана. 2014. № 5. C. 135-138.
8. Кармышова У. Ж. Эколого-биогеохимическая оценка растительно-почвенного покрова природно-техногенной урановой провинции Майлуу-Суу: автореф.... канд. биол. наук. Бишкек. 2018. 27 с.
9. Радиационная безопасность населения и территорий Киргизской Республики. Бишкек: Изд-во КРСУ, 2016, 192 с.
10. Шаназарова А. С., Ахматова А. Т. Биомониторинг состояния окружающей среды // Вестник Киргизско-Российского славянского университета. 2015. Т. 15. № 1. С. 162-164.
11. Шаназарова А. С., Ахматова А. Т. Оценка содержания тяжелых металлов в растениях хвостохранилища п. Сумсар (Джалал-Абадская область) // Вестник Киргизско-Российского славянского университета. 2015. Т. 15. № 1. С. 165-167.
12. Тухватшин Р. Урановые хвостохранилища - опасно! Бишкек. 2012. С. 12.
13. Тухватшин Р. Р., Абдылдаев А. А. Анализ состояния здоровья жителей урановых провинций Кыргызстана. Вестник Джалал-Абадского государственного университета. 2015. №2. С. 173-178.
Список литературы:
1. Dzhenbaev, B. M. (2009). Geokhimicheskaya ekologiya nazemnykh organizmov. Bishkek.
240.
2. Dzhenbaev, B. M., Zholboldiev, B. K., & Kaldybaev, B. K. (2011). Problemy byvshikh uranovykh proizvodstv i radioekologii v Kyrgyzstane. In Problemy radioekologii i upravleniya otkhodami uranovogo proizvodstva v Tsentral'noi Azii: materialy Mezhdunarodnoi konferentsii, Bishkek, 46-55.
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 5. №6. 2019
https://www.bulletennauki.com DOI: 10.33619/2414-2948/43
3. Karpachev, B. M., & Meng, S. V. (2000). Radiatsionno-ekologicheskie issledovaniya v Kyrgyzstane. Bishkek. 100.
4. Akmatova, R. E., & Ryskulova, D. Z. (2017). Problemy khvostokhranilishch Kyrgyzstana (na primere Maili-Suu). Vestnik Kyrgyzskogo natsional'nogo agrarnogo universiteta im. K. I. Skryabina, 4 (45). 167-171.
5. Akynbek, K. S. (2018). Study of kariotypes of some vertebrate's animals near Myilysuish tailing [Izuchenie kariotipa nekotorykh pozvonochnykh Mailysuiskogo radioaktivnogo khvostokhranilishcha]. Izvestiya vuzov Kyrgyzstana, (2). 32-36.
6. Akhmatova, A. T., & Zhaparalieva, A. O. (2007). Ekomonitoring okruzhayushchei sredy pgt Ak-Tyuz: In Sb. mat. II mezhd. konf. Bishkek. 105-108.
7. Karmyshova, U. Zh., Dzhenbaev, B. M., & Tilenbaev, A. M. (2014). The content of heavy metals in plant organs uranium biogeochemical province Maili-Suu [Soderzhanie tyazhelykh metallov v organakh rastenii uronovoi biogeokhimicheskoi provintsii Mailuu-Suu]. Izvestiya Vuzov Kyrgyzstana, (5). 135-138.
8. Karmyshova, U. Zh. (2018). Ekologo-biogeokhimicheskaya otsenka rastitel'no-pochvennogo pokrova prirodno-tekhnogennoi uranovoi provintsii Mailuu-Suu: avtoref.... kand. biol. nauk. Bishkek. 27.
9. Radiatsionnaya bezopasnost' naseleniya i territorii Kyrgyzskoi Respubliki. (2016). Bishkek: Izd-vo KRSU, 192.
10. Shanazarova, A. S., & Akhmatova, A. T. (2015). Biomonitoring of Environment [Biomonitoring sostoyaniya okruzhayushchei sredy]. Vestnik Kyrgyzsko-Rossiiskogo slavyanskogo universiteta, T. 15. № 1. S. 162-164.
11. Shanazarova, A. S., & Akhmatova, A. T. (2015). The estimation of heavy metal contaminations of plants in sumsar tailing dump [Otsenka soderzhaniya tyazhelykh metallov v rasteniyakh khvostokhranilishcha p. Sumsar (Dzhalal-Abadskaya oblast')]. Vestnik Kyrgyzsko-Rossiiskogo slavyanskogo universiteta, 75(1). 165-167.
12. Tukhvatshin, R. (2012). Uranovye khvostokhranilishcha - opasno! Bishkek. 12.
13. Tukhvatshin, R. R., & Abdyldaev, A. A. (2015). Analiz sostoyaniya zdorov'ya zhitelei uranovykh provintsii Kyrgyzstana. Vestnik Dzhalal-Abadskogo gosudarstvennogo universiteta, (2). 173-178.
Работа поступила Принята к публикации
в редакцию 12.05.2019 г. 17.05.2019 г.
Ссылка для цитирования:
Ахматова А. Т., Жолдошбек кызы М. Содержание тяжелых металлов в окружающей среде хвостохранилищ в Кыргызстане // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5. №6. С. 6067. https://doi .org/10.33619/2414-2948/43/8409
Cite as (APA):
Akhmatova, A., & Joldoshbek kyzy, M. (2019). The Content of Heavy Metals in Environment of Tailing Dumps in Kyrgyzstan. Bulletin of Science and Practice, 5(6), 60-67. https://doi.org/10.33619/2414-2948/43/8409 (in Russian).
