Ақтөбе қаласының топырақтарының ауыр металдармен ластану жағдайы

                                                  МАЗМҰНЫ

 

КІРІСПЕ.......................................................................................................................3

 

1.ҚАЗАҚСТАН ТОПЫРАҒЫНЫҢ АУЫР МЕТАЛДАРМЕН ЛАСТАНУЫ

 

1.1 Топырақ туралы түсінік.......................................................................................5   

1.2 Топырақтың ауыр металдармен ластануы.........................................................8

 

2. АҚТӨБЕ ҚАЛАСЫНЫҢ ТЕХНОГЕНЕЗ ЖАҒДАЙЫНДАҒЫ

ТОПЫРАҚ - ӨСІМДІК ЖҮЙЕСІНДЕГІ АУЫР МЕТАЛДАР ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚАЛАНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫНА ӘСЕРІ

 

2.1 Ақтөбе қаласының топырақтарының физика – географиялық сипаттамасы..............................................................................................................11

2.2 Ақтөбе қаласының топырақтарының ауыр металдармен ластану

жағдайы.............................................................................................................17

 

ҚОРЫТЫНДЫ.........................................................................................................27

 

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.............................................................................................28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

  Жұмыстың көкейкестілігі. Қазақстанның көптеген аймақтарындағы экологиялық  жағдай сын көтермейді. Ғылыми-техникалық прогресс қоршаған ортаның көптеген мөлшерде зиянды заттармен ластанып, қалыптасқан табиғи тепе-теңдіктің бұзылуымен қатар жүруде. Республиканың көптеген аймақтары газ, сұйық және қатты күйдегі өндіріс қалдықтарымен, сульфаттармен және ауыр металдармен ластануда. Қоршаған ортаның зиянды заттармен ластану деңгейі жоғары болуына байланысты олардың топыраққа, суға, ауаға түсуіне, тигізетін зияны мен биологиялық рөлін зерттеуге ерекше көңіл бөлініп отыр. Өндіріс ошақтары орналасқан аудандардың топыраққа көп мөлшерде  әр түрлі химиялық қосылыстар, ауыр металдар түсуде. Топырақ  ресурстары жер бетіндегі тіршілікке қажетті ең маңызды алғы шарттардың бірі болып табылады. Алайда оның шын мәніндегі маңызы мен рөлін өз дәрежесінде бағалай алмай келеміз.  Топырақ  биосфераның компоненттерінің бірі ретінде адам, жануарлар мен өсімдіктер үшін биохимиялық орта болып саналады, ол энергетикалық сыйымдылығы жоғары,  топырақ  биотасы мен адамдар арасындағы тікелей және жанама әсерлерді тепе – теңдікте сақтап тұра алатын өздігінен тазару процестерінің механизмдерінің аса маңызды резерві болып табылады. Адамдарға азық – түлік пен жануарларға қоректі өндіру үшін қажетті жағдай тек  топырақ  арқылы ғана жасалынады. Топырақ  ешнәрсеге айырбастамайтын табиғи ресурс. Қазіргі таңда, ғылыми әлі күнге дейін топырақтың орнын баса алатын жасанды материал таба алған жоқ. Өсімдіктерді топырақсыз өсірудің кез келген әдісі топырақтың рөлін дәл өз мәнінде орындай алмайды. Сондықтан адамзат қоғамы алдында тұрған және әлі де маңызды болып қала беретін аса маңызды мәселе топырақтың  топырақ  түзілу процесіндегі өздігінен қалпына келу, сақтап қалуға барынша жағдай жасау.

Қазіргі кезде ауыр металдардың топырақта жинақталуын және олардың қоректік тізбек арқылы ауысуын зерттеу маңызды мәселелердің бірі болып табылады, себебі олар барлық тірі ағзаларға, оның ішінде адамдар ағзасына ұзақ уақыт бойы уытты әсер етеді. Ғылыми деректер бойынша, трофикалық байланыстар арқылы адам ағзасы тағам өнімдерінен 40-50%, судан 20-40%, ауадан 20-40% улы заттарды қабылдайды. Сондықтан осындай жолмен жинақталған ауыр металл иондары адам ағзасында әр түрлі аурулардың қозуы мен пайда болуының басты себебі болып табылады. Техногенді ластанған ауруларда асқазан ауруы бірінші орында, тыныс алу жүйелері аурулары екінші орында, қан айналу жүйелері аурулары үшінші орында тұр. Сондықтан да Қазақстан топырақтарында ауыр металдардың жинақталуын және олардың қоректік тізбек арқылы ауысуын зерттеу қазіргі таңдағы ең өзекті мәселелердің бірі болып отыр.

Жұмыстың мақсаты. Қазақстан топырағындағы ауыр металдардың таралу мен жинақталу ерекшеліктерін зерттеп, олардың  тірі ағзаларға тигізген   экологиялық  әсерін анықтау.

 

Жұмыстың міндеті.

• Қазақстан топырағындағы ауыр металдардың мөлшерін және олардың таралу динамикасын қарастыру;
• Ақтөбе қаласының топырақ жүйесі химиялық, соның ішінде ауыр металдармен ластану ерекшеліктерін және қауіптілігін анықтау;

Жұмыстың ғылыми жаңалығы. Қазақстан топырағының ластануын негізге ала отырып, өндіріс ошақтарынан бөлінген ауыр металдардың  мөлшері мен динамикасын анықтау арқылы олардың қоршаған ортаға тигізген кері әсері  экологиялық тұрғыдан толығымен бағаланды.

Жұмыстың практикалық маңызы. Жұмыс нәтижелерін экология сабағында оқыған кезде пайдалануға болады.

 

 

 

 

 

               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Қазақстан топырағының ауыр металдармен ластануы

                                  1.1 Топырақ туралы түсінік

 

Топырақ  – барлық материалдық игіліктердің көзі. Ол азық- түлік, малға жем, құрылыс материалдарын береді. Топырақтың ең маңызды байлық екенін айта отырып, К.Маркс « еңбек – байлықтың әкесі болса, топырақ  – анасы» деген. Топырақтың физикалық касиеттері су, ауа өткізгіштігі, су сақтағыштығы, құрамы мен құрылым ерекшелігіне байланысты. Топырақтын негізгі бөлігін бастапқы  топырақ  түзуші аналық жыныстан бастау алатын минералды құрамы анықтаса (85 — 99%), біршама бөлігін  топырақ  түзілу процесінде, негізінен осында өскен өсімдіктер қалдықтары (шіріген тамыр, түскен жапырақ, тағы басқа.) ыдыраған кезде синтезделіп түзілетін органикалық (қара-шірінді) заттар кұрайды (1 — 15%). Жануарлар дүниесі (негізінен омыртқасыздар) тіршілігінің әрекетінен органикалық заттардың ыдырауы жылдамдайды. Адамның шаруашылық әрекеті (орманды кесу, шөп егу, жер жырту, мелиорация, органикалық, минералды тыңайтқыштар қолдану)  топырақ  түзуші кейбір факторларға (мыс, өсімдікке) әсер етіп,  топырақ  түзілу процесінің бағытына тез өзгертеді.[1]

Топырақ  қатты, сұйық, газ құрамды және тірі организмдерден тұрады. Олардың ара-қатынасы әр түрлі, топырақта  ғана емес, тіпті бір топырақтың әр қабаттарында әр түрлі болады. Топырақтың жоғары қабатынан төмен қабатына қарай органикалық заттар мен тірі организмдер азая түседі, ал жыныстардың түзілу қарқындылығы төмен қабатынан жоғарғы қабатына қарай арта түседі.

Топырақтың қатты бөлігінде алғашқы (кварц, дала шпаты, слюда, т.б.) және екінші ретті минералдар (гидрослюда, монтмориллонит, каолинит, т.б.) басым келеді.  Топырақ  борпылдақтығының қалыптасуы осы қатты бөлігінің кұрамы мен оның кұрылымының ерекшеліктеріне байланысты. Топырақтың негізгі массасын, негізінен түйірлері 1 мм-ден кіші болатын ұсақ  топырақтар  құрайды. Табиғи түрінде  топырақ  массасы көлемінің бір бөлігін — қатты бөлігі, ал қалған бөліктерін  топырақ  ерітіндісі мен  топырақ  ауасынан тұратын бөлігі құрайды. Топырақтың қатты бөлігінің минералды және химиялық құрамына қарай көбіне оның құнарлылығын анықтауға болады. Органикалық заттар ыдыраған кезде оның құрамындағы азот өсімдіктерді сіңіре алатындай түрге айналады. Топырақтың сапасы морфологиялық, генетикалық, химиялық және физикалық қасиеттеріне байланысты болады. Осы қасиеттерге сәйкес топырақтың сапасын анықтауға қажетті негізгі табиғи диагностикалық белгілерге мыналар жатады: қарашірік қабатының қуаты (қалыңдығы); қарашіріктің, тұнбаның және саз балшықтың проценттік мөлшері; топырақтың қарашірінділігі; топырақтағы қозғалмалы қоректік элементтердің (фосфордың және калцийдің) қоры (запасы); топырақтың механикалық құрамы, қышқылдығы және тағы басқалары.

Адамның жерді өңдеуінің нәтижесінде,  топырақ  құрғақта, ылғалды да құнарлы не құнарсыз да болуы мүмкін. Бірақ, қандай жағдайда да тегі әр түрлі минералды және органикалық бөлшектерден тұрады. Қабат-қабат болып жатқан бөлшектердің аралығында ауа, су және көптеген организмдер толы саңылаулар болады. Осы бөлшектердің үлкен-кішілігіне қарай ірі және ұсақ түйірлі  топырақ  деп бөлінеді. Ұсақ түйірлі  топырақтар  саңылаулығы ірі түйірлі  топыраққа  қарағанда жоғары болады. Егер ұсақ түйірлі  топырақ  саңылаулығы 85 пайызға жетсе, ірі түйірлі  топырақ  саңылаулығы 30 пайыздан кем. Саңылаулықтың санитариялық мәні зор. Мәселен, жекелеген саңылау көлемі мен  топырақ  бөлшектерінің көлемі үлкен болған сайын ауа және су жақсы өтеді. Дәлірек айтқанда, ірі түйірлі құмдақ топырақтың су өткізгіштігі ұсақ түйірлі сазды  топыраққа  қарағанда көп есе артық. Ірі түйірлі  топырақтан  белгілі бір уақыт өлшемінде ұсақ түйірлі  топыраққа  қарағанда ауа көптеген есе көп өтеді. Топырақ  саңылауы 60-65 пайыз болса онда биологиялық және химиялық ластанудан өздігінен тазару процестері үшін қолайлы жағдай туады.

Топырақтың ылғал тартқыштық қасиеті. Топырақ  түйірлерінің беткейі ауадағы су буын, яғни ылғалдылығьш тартатын әрі  топырақ  саңылауларында кептіретін қабілеті бар үлкен жазықтықты құрайды.  Топырақ  қаншалықты ұсақ түйірлі болса, оның ылғал тартқыштығы соншалықты жоғары болады. Сондай-ақ,  топырақта  шірінді және коллоидты заттар көп болса да және ауаның атмосфералық ылғалдылығы жоғары болса да өседі. Органикалық заттармен ластанған сазды топырақтың да ылғал тартқыштықтары жоғары келеді.Топырақтың коллоидты заттары суды өзіне ең көп сіңіреді. Фермалардың ластанбаған территориялары мен шаруашылықтардың жайылымдық учаскелерінің ірі түйірлі топырақтарының ылғал тартқыштығы өте аз. Топырақтың булану қабілеті қаншалықты нашар болса, оның құрамындағы ылғал да соншалықты көп ұсталады. Сөйтіп, ол анағұрлым сазды болады. Мысалы, ұсақ түйірлі өсімдік аз шығатын, күн сәулесі нашарлау түсетін сұр (боз)  топырақта  ірі түйірлі  топыраққа  қарағанда ылғал тартқыш қабілетін арттыратын еріген тұздар болса, ауа ылғалды келсе, жауын-шашын және қар суы топырақты шайып жатса  топырақ  бетінде ылғалдың булану деңгейі төмендейді. Топырақтың ауа өткізгіштігі деп — топырақтың өз бойынан ауа өткізу қабілетін айтады. Ауа топырақтың су болмаған саңылауында, ал сіңірілген күйінде  топырақ  бөлшектерінің құрамында болады. Сонымен, жер асты суында ауа еріген күйінде болатыны белгілі. Құрамы жағынан  топырақ  ауасы атмосфералық ауадан біраз айырмашылығы бар. Мысалы топыраққа  тереңдеген сайын оттегі мөлшері азаяды, органикалық заттарды тотықтыруға көп жұмсалады, ал көмірқышқылы құрамы керісінше көбейеді. Органикалық заттарға бай  топырақтарда  оттегі мөлшері 10 пайызға дейін, тіпті одан да азаяды да, көмірқышқылы құрамы 15 пайызға дейін және одан да артық көбейеді. Ластанған  топырақтарда  газ тәрізді қоспалар (СН4, Н28, N11,), сондай-ақ , май қышқылдары тағы басқа болуы мүмкін. Топырақтың ауа өткізгіштігі барометрлік қысымның өсуіне байланысты артып, топырақтың үстіңгі қабатының қалыңдығы және ылғалдылығы ұлғайған сайын кемиді. Саңылауларды толтыратын су олардан ауаны сығып шығарады да, ауаның  топыраққа  енуіне кедергі жасайды.  Топырақ  ауасының құрамыңда шаң да, микроорганизмдер де болмайды. Олар ауа  топырақта  сүзілген кезде ұсталып қалады да,  топырақ  бөлшектері ыдыратып жібереді. Топырақтың ауа өткізгіштігінің және оның оттегімен баюының  топырақта  өтетін тотығу және оны адам мен жануарлар енгізетін органикалық лас затгардан босату тәрізді биохимиялық процестерге байланысты гигиеналық маңызы зор. Тағы  топырақ  түйірлі ірі және құрғақ болуға тиіс.Өйткені, ылғал және ұсақ түйірлі  топырақ  өте нашар желдетіледі. Сондықтан да онда өздігінен тазару процесі айтарлықтай жүрмейді. Топырақтың жылулық қасиеттері - топырақ  негізінде күннен қызуы. Бұл процесс топырақтың жылу сыйымдылығына, жылу өткізгіштігіне және радиациялау қабілетіне көп байланысты болады. Сыртқы ауа температурасынан  топырақ  температурасының едәуір айырмашылығы бар. Тәулік және жыл бойында онша көп ауытқымайды және  топырақ  тереңдеген сайын бірте-бірте азая береді. Тереңдеген сайын топырақтың тәуліктік және жылдық ең жоғары температурасы ауа температурасынан едәуір төмен. Қыстыгүні топырақ температурасы ауа температурасынан жоғары, ал жаздыгүні керісінше салқын болады. Топырақтың жылу өткізгіштігі нашар болады. Әсіресе, борпылдақ, ұсақ түйірлі, ылғалды шірінді заттары көп, ақ шағыл, шөп өспейтін түсті  топырақтар  аз қызады. Ірі түйірлі, құрғақ, қоңыр түсті және шөп жақсы өсетін  топырақтар , сондай-ақ тасты, тығыз  топырақ  нағыз жылу аккумуляторы болып табылатын таулы жер  топырақтары  жылуды тым-тәуір өткізеді. Борпылдақ  топыраққа  қарағанда тығыз  топырақта  жылу тереңге енеді. Топырақ  саңылауларын толтыратын су сол саңылауларды толықтыратын ауаға қарағанда жылуды 21-26 есе көп өткізеді екен. Жылуды ылғал топырақтың оңай да терең өткізетіні сондықтан.[2]

 Топырақ  температурасының өте үлкен маңызы  бар. Ол жергілікті жердің климатына, ал жергілікті климат-микроклиматқа әсер етеді. Топырақ  температурасы ерекшеліктерінің өсімдік тіршілігі үшін маңызы зор. Олардың тамырлары қыстыгүні топырақтың жылы қабатында жатады да, суықтан сақталады. Ол, яғни  топырақ  температурасы сол топырақтың өзінде жүрілетін физико-химиялық және биологиялық процестеріне де әсер етеді. Жануарлар, әсіресе олардың төлдері мен әлсіздерінің денсаулығы үшін күннің суығы, яғни үсік айтарлықтай қауіп төндіреді. Ол ауаның суық массасы келіп, жиналып тұрып қалатын ойпат жерлерде жиі байқалады. Суық, қатып қалған жемшөптің қаупі де ешнәрседен кем емес. Ол да жануарлардың ішін кептіреді, іш тастатады, тағы басқа жағдайларға ұрындырады. Топырақтың қатқақ болып келетін беті, әсіресе жер асты суының деңгейі өте жоғары болған жағдайда құрылыстың іргетасын бүлдіріп ғимаратқа зиян тигізеді. Сондай-ақ  топырақ  температурасына қарап суы қатып қалмас үшін канализация мен су құбырларын салу терендігі анықталады. Топырақ  минералды және органо-минералдық заттардан тұрады. Минералдық заттардың көзі жер қабатының қатты қабығын (литосфера) құрайтын таулы жыныстар. Минералдық бөлік топырақтың 80-90 пайызын құрайды, ал органикалық заттар  топырақта  10 пайыздан кем болады. Топырақтың органикалық бөлігі өсімдік пен жануарлар тектес заттардың ыдырауынан және осы процесс кезінде жүретін реакциялар арқасында пайда болатын заттардың өнімдерінен тұрады. Топырақтың құрамында барлық белгілі химиялық элементтер анықталған. Топырақтың химиялық қосылыстарының ішінде үлесі жағынан ең көбін кремний тотығы, содан кейінгі орындарды аллюминий, темір, калий, натрий тотықтары иеленеді. Карбонатты  топырақтарда  бәрінен де кальций мен магний тотықтары, ал сор  топырақтарда  — хлорлы калий және хлорлы натрий тотықтары көп болады.  Топырақта  өте аз кездесетін микроэлементтер: кобальт, мыс, марганец, бор, йод, фтор, бром, никель, стронций, селен, молибден, мырыш, литий, барий тағы басқа неорганикалық қосылыстардың көзі тек  топырақ  пайда болатын жыныспен шектелмей, сонымен бірге микроорганизмдер әсерімен ыдырайтын өсімдік және жануарлар тектес органикалық қалдықтар болып табылады.

 

 

2.1 Топырақтың ауыр металдармен ластануы

 

Қазақстанның барлық жер көлемі 2724,9 мың км. Жер қорымыздың көлемі өте үлкен болғанымен оның сапасы соңғы жылдары күрт нашарлап отыр. Жерді дұрыс пайдаланбау салдарынан  топырақ  деградацияға ұшырап, құнарсыздану, шөлге айналу процестері күшейе түсуде. Соңғы мәліметтер бойынша Республика жерінің 180 миллион га жазық жерлер, 185 миллион га жайылым және 34 миллион га құнарлы жердің 180 миллион га жері жарамсыз жерлерге ұшырап, оның 30 миллион  га  топырақ  эрозиясы 60 миллион га тұздану, 10 миллион га химиялық және радиактивті заттармен ластанған. Республиканың 30 миллион га жерлерін өнеркәсіп, көлік, байланыс, елді мекендер алып жатыр. Солтүстік облыстарды тың игеру науқанына байланысты және бірегей бидай дақылын егу топырақ қарашірігінің 25-30%-ын жоғалтты. Батыс Қазақстан аймағында мұнай-газ өнеркәсібінің қарқындап дамуы 1000 га астам жерді қамтыса, топырақтың техногенді бүлінуі 2,5 миллион га, ал тозған жайылым 3 миллион га жерді алып жатыр. Сол сияқты Азғыр мен Тайсойған сынақ полигондарының игілігіне 1,4 миллион га жер бұйырған. Оның үстіне Каспий теңізінің көтерілуі болашақта осы аймақтың шамамен 2,8 миллион га жерін су басады деп болжам жасалуда.[3]