CC BY
5ЭОЖ 57.044
А. Б. Керимкулова1, Б. Е. Шимшиков2, А. Е. Оразбаев3, А. Б. Достемесова4
1 Теракты даму бойынша ЮНЕСКО кафедрасыньщ докторанты (Эл-Фараби атындагы Казак улттык университетi, Алматы, Казахстан)
2Б.г.к., Теракты даму бойынша ЮНЕСКО кафедрасыныц доцентi (Эл-Фараби атындагы Казак улттык университетi, Алматы, Казахстан) 3Х.г.к., Теракты даму бойынша ЮНЕСКО кафедрасыныц доцент м.а. (Эл-Фараби атындагы Казак улттык университет^ Алматы, Казакстан)
4Жаратылыстану институты, биология кафедрасыныц окытушысы (Казак улттык кыздар педагогикалык университетi, Алматы, Казакстан)
ТЕМ1РТАУ ЦАЛАСЫНЬЩ ТОПЫРАК ЖАМЫЛГЫСЫНЫЦ
ЖАГДАЙЫН БАГАЛАУ
Аннотация. Темiртау каласыныц енеркэсштж аймагыныц топырагыныц ластануы туралы мэлiметтер келтiрiлген. АК "АрселорМиттал Темiртау" металлургия комбинатыныц ыкпал ету аймагында бiркатар ауыр металдар бойынша ШРК децгеш елеулi арткандыгы байкалган. Ец каркынды тYPде топыракта мырыш, хром, жэне никельмен ластанганы аныкталды. Топырак; жагдайы экологиялык апатты децгейде турганы керсе-тiлген.
ТYЙiн сездер: ауыр метал, топырак, топырак жамылгысы, сынама алу, ШРК.
К1ркпе. Жер ресурстары-мацызды табиги байлыктардыц б1р1, экономиканы, енд1рю курал-дарын, оныц салаларын жэне ец алдымен ауыл шаруашылыгын дамыту мен орналастырудыц кещс-•пкпк непз1. 0нд1рютщ, ауыл шаруашылыгыныц, келштщ дамуымен топырак жамылгысыныц то-зуы орын алуда, осыган байланысты б1здщ ел1м1зде Жер ресурстарын коргау жэне тшмд1 пайда-лану проблемасы каз1рп уакытта ете езекп. Б1здщ ел1м1здщ эртурл1 аймактарындагы экологиялык жагдайдыц ерекшелштершен туындайтын экологиялык мэселлер жергшкп табиги жагдайлармен жэне оларга келштщ, енеркэсштщ, ауыл шаруашылыгыныц жэне коммуналдык шаруашылыктыц эсер ету тур1мен байланысты [1].
Тем1ртау каласында орналаскан АК «АрселорМиттал Тем1ртау» зауыты непзп ластаушы кездершщ б1р1 болып табылады. Тем1ртау каласында тем1р жэне марганц кендершщ, кокстелшетш кем1рдщ, су жэне энергия ресурстарыныц жакын жерде орналасуы кэсшорынныц ецщрюш экономикалык тшмд1 етед1. Отын рет1нде кэсшорында кем1р, мазут, коксты, доменд1 газдар пайда-ланылады Бул технологиялык урдютердщ барлыгы едэу1р мелшерде ластагыш заттардыц эмис-сияларыныц тузшу1мен катар журед1 [2].
АК "АрселорМиттал Тем1ртау" - Казакстан Республикасыныц тау-кен металлургия секторы-ныц 1р1 кэсшорны. Тем1ртау каласыныц жанында кокстелетш кем1р, марганец жэне тем1р кендер1, су жэне энергетикалык ресурстар кен орындары орналаскан. Сондыктан осы кэсшорында металл илегш енд1ру экономикалык тшмд1 болып табылады. Аталган металлургиялык кешенде отын ре-тшде мазут, кем1р, Кокс, суйытылган жэне домна пеш1 газдары колданылады. Осындай технологиялык процестердщ нэтижесшде ластаушы заттардыц едэу1р келем1 пайда болады. Жыл сайын "АрселорМиттал Тем1ртау" кэсшорныныц кызмет1нде атмосферага ШРК нормативтершщ артуы, акаба суларды тегу кезшде жэне калдыктармен жумыс ютеу кезшде экологиялык талаптардыц бузылуы т1ркелед1. Мундай бузушылыктар ушш компания жыл сайын шамамен 1,7 млрд тецге айыппул телейдь КР-да экологиялык зацнама элс1з, сондыктан шагын айыппулдар кэсшорынга экологиялык талаптар мен нормаларды бузуды жалгастыруга мумюндш беред1 [3].
Тем1ртау каласы енеркэсштш кала, сондыктан мундагы топырак жамылгысын зерттеудщ практикалык мацызы зор. Тем1ртау сиякты енеркэсштш аудандардагы топырак жамылгысы атмосфера мен гидросфера сиякты зиянды эсерлерге катты ушырайды. Бул аймактарда топы-рактыц едэу1р ластануына байланысты барлык жерде деградация журедь
Зерттеу материалдары мен эдктерь Зерттелетш нысан: Темр1тау каласыныц АК "АрселорМиттал Тем1ртау" металлургиялык кешеш жэне оган жакын жаткан аумактар. Зерттеу журпзу кезшде келес жумыс турлер1 орындалды:
География жэне геоэкология Macenenepi / Вопросы географии и геоэкологии / Issues of Geography and Geoecology
1. Зерттелетш аймактыц топырак жамылгысын сипаттау.
2. Атомдык-абсорбциялы; эдiспен кэсiпорын аумагындагы жэне одан тыс жерлердегi ауыр металдардыц к^рамы бойынша зертханалы; талдау.
3. Зауыттыц эсер ету аймагындагы топырак жамылгысыныц экологиялы; жагдайын багалау.
Топырак сынамалары конверт эдiсiмен шпательмен алынды, оларды араластыру аркылы
бiрiктiрiп, жинакты тYрде 1 кг болатын топырак сынамасын алынды. Сынамаларды зауыт бойынша санитарлы; коргау аймагынан жэне кэсшорын аймагынан тыс жерлерден эр тYрлi кашыктыкта алынды. Сынамалар МЕМСТ 17.4.4.02-84 "Табигатты коргау. Топырак. Химиялык, бактериология-лык, гельминтологиялык талдау Yшiн сынамаларды iрiктеу жэне дайындау эдютерГ' сэйкес алын-ды [4].
Тацдалган нысанды зерттеу Yшiн жалпы кабылданган эдiстемелер колданылды: топырактыц гранулометриялык к¥рамы Н. А. Качинский эдiсiмен; жалпы гумус И. В. Тюрин эдгамен; Грабаров модификациясындагы Каратаев жэне Маметова эдю бойынша натрий мен калийдщ ищршген негiздерi; Грабаров модификациясындагы Аринушкин эдiсiне сэйкес кальций мен магнийдщ ищршген негiздерi; ауыр металдардыц жалпы к¥рамы оларды атомдык-абсорбциялык эдiспен кышкыл аркылы ыдыратканан кейiн аныкталды. Алынган нэтижелердi багалау топырактагы заттардыц ШРК-га катысты жэне СанЕжН 2.1.7 "Калдыктардыц зат-компоненттершщ уыттылык дэрежесiн сипаттайтын экологиялык-гигиеналык параметрлер" бойынша барлык компоненттердщ уыттылык дэрежесi бойынша жYргiзiлдi. Алынган нэтижелер статистикалык эдiспен ецдеуден erri.
Зерттеу жэне оларды талкылау. Темiртау каласы ^сак шокылара бар Сары-
арканыц орталык бeлiгiнде орналаскан, геоморфологиялык т^ргыдан бiртектi емес табиги жYЙе болып табылады. Б^л аймакка эртYрлi топырак жамылгысы, сор жэне сортац топырактардыц болуы тэн болып келедь Б^л аймактагы топырак тYзетiн жыныстар негiзiнен тeрттiк шeгiндiлер болып табылады.
Кала топырагыныц бiршама бeлiгi кара коцыр топыракты болып келедi. Кейбiр жерлерде б^л топырактар сор жэне сортац (10 %-га дейiн) топырактармен кешендi тYрде кездеседi. Темiртау ка-ласындагы кара коцыр сортац топырактарында негiзiнен сортацдык анык кeрiнедi. Кара-коцыр толы; дамымаган топырак, т^зданбаган жэне к¥рамында органикалык заттардыц едэуiр мeлшерi бар болып келедi. Зерттелiп отырган топырак к¥рамында гумус мeлшерi калыпты жагдайда дамыган (1-кесте).
%
1-кесте - Темфтау к;аласыныц топыра; жамылгысы, 2020 жыл,-
№ Алынган нукте Жалпы гумус, % Т^здардыц жалпы мeлшерi, % Сштшп Cl" SO42- Ca2+ Mg2+ Na+ K+
Жалпы НСО3- Калыпты карбонат-тардан СО3
1 Санитарлы; коргау аймагы 3,29 0,139 0,044 0,021 0,059 0,014 0,010 0,007 0,005
0,72 0,59 1,23 0,70 0,82 0,30 0,13
4 Кэсшорын аумагынан тыс топыра; (1000 м) 3,26 0,115 0,039 0,001 0,042 0,018 0,002 0,008 0,005
0,64 0,03 0,87 0,90 0,16 0,35 0,13
9 Кэсшорын аумагынан тыс топырак; (2000 м) 4,39 0,112 0,061 0,002 0,000 0,019 0,002 0,001 0,026 0,003
1,00 0,07 0,00 0,39 0,10 0,08 1,13 0,08
10 Кэсшорын аумагынан тыс топырак; (3000 м) 5,04 0,091 0,041 0,000 0,021 0,004 0,004 0,002 0,019
0,67 0,00 0,44 0,20 0,33 0,09 0,49
Каладан алган сынамаларда хлорлы т^здардыц мeлшерi шамалы, ал санитарлык коргау айма-гында eндiрiс кызметше байланысты олардыц децгей арткан. ^юрткышкылды т^здар жиi кез-деседi. Натрий мен магнийдiц жогары болуы осы аймактагы т^зды топыракка тэн.
Кара коцыр сортаиданган топырактар сор топырактармен бiрге eте жш кездеседi. Б^ларды игеру кезiнде физикалык-химиялык касиеттердi жаксарту Yшiн терец копсытуга, шагын норма-лармен гипстеуге, карды токтату жэне т. б. багытталган iс-шараларды жYргiзу кажет.
Топырак жамылгысы биосфераныц баска компоненттершен курылымныц уйымдастырылу децгеш мен курделшп жагынан айтарлыктай ерекшеленедь Топырак жогары жинактау жэне сщ1ру кабшетше ие, табигатка тэн геохимиялык акпаратты жинайды жэне бузады. Егер топырак биосфераныц курамдас белт ретшде жойылса, онда биосфераныц калыптаскан кызмет калпына келт1ршмейд1. Топырак атмосфера мен гидросфера сиякты езш-ез1 тазарту кабшетше ие емес, сондыктан зиянды заттар, мысалы, металл оксидтер1 топыракта жиналып, нэтижес1нде оныц кура-мы езгеред^ сэйкесшше ес1мд1ктер мен жануарлар элемвде де осындай процесс журед1 [4]. Сол себепт б1з топырак жамылгысыныц ауыр металдармен ластануын аныктауды езекп деп таптык, ауыр металдар-мутагендш, канцерогендш жэне баска да уытты эсерлер1 бар коршаган ортаныц ец каушт ластаушыларыныц б1р1 [2].
2-кесте - Темiртау каласыныц топырак жамылгысындагы ауыр металдардыц курамы, 2020 жыл, кектем, мг/кг
Ауыр металдар Санитарлык коргау аймагы Кэсшорын аумагынан тыс топырак; (1000 м) Кэсшорын аумагынан тыс топырак (2000 м) Кэсшорын аумагынан тыс топырак (3000 м) Топырактагы ауыр металдардыц ШРК
1 Zn 853 746 595 521 100
2 Cd 6 4,1 4,5 3,1 1,0
3 Со 12 10 9,5 11 5,0
4 Cr 112 95 98 89 6,0
5 Cu 241 220 212 225 55
6 Мп 2922 1331 1659 1245 1500,0
7 Fe 24495 18165 12120 8901 4200
8 N1 53 45 42 31 4,0
9 РЬ 89 61 38 35 32,0
2-кестеде АК "АрселорМиттал Тем1ртау" металлургиялык кешенше 1ргелес аумактагы депо-зиттеуш1 орта рет1ндеп топырактагы ауыр металдардыц курамы жешндеп деректер талданган. Кэсшорын аумагындагы топырактагы мырыштыц мелшер1 853 мг/кг, кэсшорын аумагынан тыс жерде ец аз керсетюш1 521 мг/кг курайды, бул ШРК-дан 5-9 есе асады. Топырактыц мырышпен ластануы елеул1 экологиялык салдарга экелед^ мысалы, ес1мд1ктердщ кептеген турлер1 зардап шегедь Егер рН мэш>6 болса, сазды минералдармен эрекеттесуге байланысты топырак жамыл-гысында мырыш кеп мелшерде жиналады.
Кадмийдщ максималды концентрациясы санитарлык-корганыс аймагында жэне аумактан тыс жерлерде 3,1-6 мг/кг ауыткиды. Кадмий биоконцентрацияга бешм, нэтижесшде ол кыска уакыт ш1нде артык концентрацияда жиналады. Осыган байланысты кадмий баска ауыр металдармен салыстырганда топырактыц ец кушт токсиканты болып табылады (Cd > N > Си > 2п).
Кобальттыц мелшер1 аз дегенде 9,5 мг/кг курайды, бул ШРК-дан 2 есе асады. Хромныц ец жогары концентрациясы санитарлык коргау аймагында байкалады - 112 мг/кг, ал аумактан тыс жерде хром мелшер1 кала шше карай темендеген. Хромныц фитоуыттылыгы оныц валенттшшне байланысты, ол топырактагы элементтщ козгалгыштыгын жэне ес1мд1ктерге кол жет1мдшшн аныктайды. Тем1рдщ концентрациясы да ШРК децгешнен 2-5 есеге артып кеткен.
Мыстыц ШРК (4-5 есе) айтарлыктай артуы т1ркелген - зауыт аумагында оныц 241 мг/кг шо-гырлануы, жэне комбинат аумагынан тыс жерлерде де ШРК-дан артатынын керуге болады. Мыс топырак жамылгысыныц жогаргы горизонттарында жиналуга улкен бешмдшкке ие. Мыс т1р1 организмдердщ белсендшп ушш аз концентрацияларында кажет болганына карамастан, ес1м-дштерде оныц курамында кургак заттыц кг-на 20 мг болган кезде улы эсер байкалады.
СКА топырагындагы никельдщ ец жогары концентрациясы - 53 мг/кг, кэсшорын аумагынан тыс - 31-45 мг/кг (ШРК 8-12 есе артуы). Бугшп тацда никель табиги ортага металлургиялык ке-шендердщ шыгарындыларымен юретш мацызды толтыргыш болып табылады деп саналады. Марганецтщ мелшер1 ШРК-дан 2 есеге дешн гана арткан. Б1рак ол тасымалдану аркылы топы-рактардан ес1мд1ктерге енед1. Сол жерден ауа мен суга туседь Биологиялык т1збектер аркылы
География жэне геоэкология мэceлeлepi / Вопросы географии и геоэкологии / Issues of Geography and Geoecology
элемент жануарлар мен адам агзасына енедуi mymkíh. Марганецтщ мeлшерi артык болганда жYЙке жасушалары eлтiредi. Б^л eлiмге экелетiн бiркатар б^зылуларга экелуi mymkíh
Кэсiпорын аумагындагы коргасынныц концентрациясы 35-89 мг/кг к¥райды, ягни шектi р^ксат етiлген концентрациядан асады. Химиялык ластану Ke3Í^4e топыракка енетiн коргасын бей-тарап немесе сiлтiлi ортада гидроксидi тYзедi. Егер топыракта еритiн фосфаттар болса, онда коргасын гидроксидi киын еритiн фосфаттарга eтедi. Эпидемиологиялык зерттеулердщ нэтижелерi бойынша коргасынныц биологиялык эсершщ кец аукымы туралы айтуга болады: жYЙке жYЙесiне, гемопоэтикалык процестерге, бYЙректерге, жYрек-тамыр жYЙесiне, репродуктивтi мYшелерге, эндо-криндiк жYЙеге, бауырга жэне асказан-шек жолдарына эсерi Yлкен [5].
Топырактыц ауыр металдардан eздiгiнен тазалану кeрсеткiшi темен. Калыпты аймактыц органикалык заттарга бай орман топырактарынан атмосферадан келетiн коргасынныц шамамен 5 % -ы жэне мырыш пен мыстыц шамамен 30 %-ы алынады. Калган ауыр металдар топырактыц беткi кабатында толыгымен калады, eйткенi оладыц топырак профилiнен тeмен тYсу eте баяу жYредi: жылына 0,1-0,4 см жылдамдыкпен. Сондыктан топырактыц тYрiне байланысты коргасынныц жартылай шыгарылу уакыты 150-ден 400 жылга дейiн, ал мырыш пен кадмий Yшiн - 100200 жыл болуы мYмкiн. Ягни, Темiртау каласыныц топырагыныц жогарыда аталган ауыр металдардан eздiгiнен тазалану мYмкiндiгi жок екендiгiн жэне де м^ндагы топырактыц ластану дэрежесi жогары эрi экологиялык аппатты жагдайда екендш айкын.
^орытынды. Сонымен, жYргiзiлген зерттеу аймагындагы ауыр металдардыц мeлшерi сани-тарлык коргау аймагынан бастап кала шшде 3,0 км-ге дейiнгi радиустагы барлык сына-маларда нормативтерден асып тYсетiнiн кeрсеттi. Санитарлык коргау аймагы зауыттыц мацы болгандыктан ластагыщ заттардыц концентрациясы да жогары болады. Ал кала шшде авто^л^-тер, баска да eндiрiстiк нысандардыц эсер ету нэтижесiнен кала шшщ ластану децгейдi де жогары болып отыр. Санитарлык коргау аймагында жэне кала iшiндегi алынган сынамаларда бiркатар ауыр металдар (Zn, Cr, Ni) бойынша ШРК-ныц айтарлыктай артуы байкалды. Бiрак баска ауыр метал-дардыц (мыс, кобальт, кадмий, коргасын, темiр) мeлшерi де ШРК-дан (2-4 есе) артып отыргандын кeруге болады. Б^л eнеркэсiптiк кэсiпорындардыц атмосфералык ауага гап мeлшерде шыгаратын шыга-рындыларымен, сондай-ак eнеркэсiптiк аландарда улы калдыктардыц сакталуымен тYсiндiрiледi. КэсiпорынFа iргелес аумактыц топырак жамылгысыныц гап^идык техногендiк ластануы халыктыц денсаулык жаFдайына терiс эсер етуi мYмкiн. Ауыр металдардыц аймактык миграциясын аныктау Yшiн топырак жамылFысыныц мониторингш жалFастыру жэне тазарту эдiстерiн эзiрлеу кажет деп санаймыз.
ЭДЕБИЕТ
[1] Груздев В.С. Влияние черной металлургии на состояние окружающей среды // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2008. - № 4. - С. 47-51.
[2] История АО «АрселорМиттал Темиртау» // III Казахстанская металлургическая конференция, 2010. - [Электронный ресурс]. http://kаz.rusmet.ru/histоry.php
[3] Кожахметов М.К., Чистякова Г.Н., Дюсекеева Ш.Е., Глыва Н.А. Геоэкологические проблемы земельных ресурсов Карагандинской области // Современные проблемы экологии Центрального Казахстана: Материалы респ. науч.-практ. конф., посв. 25-летию КарГУ им. Е. А. Букетова. - Караганда, 1996. - С. 181-185.
[4] Омирбаева С.М., Намазбаева З.И., Крашановская Т.Р. и др. Методические указания по контролю загрязнения почвы, растений и снега тяжелыми металлами // Методические указания. - № 1. 05.074.02. - Караганда, 2002. - 42 с.
[5] Сембаев Ж.Х., Хантурина Г. Р., Бактыбаева З. Б., Сулейманов Р. А., Валеев Т. К., Рахматуллин Н. Р. Загрязнение почвенного покрова горнорудных территорий Республик Казахстана и Башкортостана тяжелыми металлами // Медицина труда и экология человека. - 2019. - № 1. - С. 16-22.
REFERENCES
[1] Gruzdev V.S. Influence of ferrous metallurgy on the state of the environment // Land Management, cadastre and land monitoring. 2008. N 4. P. 47-51 (in Russ.).
[2] History of JSC "ArcelorMittal Temirtau" // III Kazakhstan metallurgical conference, 2010. [Electronic resource]. http://kаz.rusmet.ru/histоry.php (in Russ.).
[3] Kozhakhmetov M.K., Chistyakova G.N., Dyusekeeva Sh.E., Glyva N.A. Geoecological problems of land resources of the Karaganda region // Modern problems of ecology of Central Kazakhstan: Materials of the Rep. scientific-practical conf., dedicated to the 25th anniversary of E. A. Buketov KarSU. Karaganda, 1996. P. 181-185 (in Russ.).
[4] Omirbaeva S. M., Namazbaeva Z. I., Krashanovskaya T. R., and others: Guidelines for monitoring soil, plant, and snow contamination with heavy metals // Methodical instructions. N 1. 05.074.02. Karaganda, 2002. 42 p. (in Russ.).
[5] Sembaev Zh. Kh., Khanturina G. R., Baktybayeva Z. B., Suleymanov R. A., Valeev T. K., Rakhmatullin N. R. Contamination of the soil cover of the mining territories of the republics of Kazakhstan and Bashkortostan by heavy metals // Occupational medicine and human ecology. 2019. N 1. P. 16-22 (in Russ.).
А. Б. Керимкулова1, Б. Е. Шимшиков2, А. Е. Оразбаев3, А. Б. Достемесова4
1 Докторант кафедры ЮНЕСКО по устойчивому развитию (Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан)
2К.б.н., доцент кафедры ЮНЕСКО по устойчивому развитию. (Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан)
3К.х.н., и.о. доцента кафедры ЮНЕСКО по устойчивому развитию (Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан) ^Преподаватель кафедры биологии института естествознания (Казахский национальный женский педагогический университет, Алматы, Казахстан)
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ГОРОДА ТЕМИРТАУ
Аннотация. Приведены данные о загрязнении почв промышленной зоны г. Темиртау. В зоне влияния металлургического комбината АО "АрселорМиттал Темиртау" отмечается значительное повышение уровня ПДК по ряду тяжелых металлов. Наиболее интенсивно было выявлено загрязнение почвы цинком, хромом и никелем. Показано, что состояние почв находится на экологически катастрофическом уровне.
Ключевые слова: тяжелый металл, почва, почвенный покров, отбор проб, ПДК.
A. B. Kerimkulova1, B. Ye. Shimshikov2, A. Ye. Orazbaev3, A. B. Dostemesovа4
1PhD student of the UNESCO Chair on Sustainable Development (Al-Farabi Kazakh national university, Almaty, Kazakhstan) 2Candidate of biology, acting Associate Professor of the UNESCO Chair on Sustainable Development
(Al-Farabi Kazakh national university, Almaty, Kazakhstan) 3Candidate of chemistry, acting Associate Professor of the UNESCO Chair on Sustainable Development (Al-Farabi Kazakh national university, Almaty, Kazakhstan) 4Senior Lecturer Department of biology of the Institute of natural Sciences (Kazakh national women's pedagogical university, Almaty, Kazakhstan)
ASSESSMENT OF THE STATE OF THE SOIL COVER OF THE CITY OF TEMIRTAU
Abstract. This paper presents data on soil contamination in the industrial zone of Temirtau. In the zone of influence of the metallurgical plant of JSC "ArcelorMittal Temirtau" there is a significant increase in the MPC level for a number of heavy metals. Soil contamination with zinc, chromium and nickel was most intense. It is shown that the state of the soil is at an ecologically catastrophic level.
Keyword: heavy metal, soil, soil cover, sampling, MPC.
