ӨСКЕМЕН ҚАЛАСЫНЫҢ ТОПЫРАҒЫНЫҢ ЖӘНЕ АГРОЦЕНОЗЫНЫҢ ЛАСТАНУЫН БАҒАЛАУ

Биология факультеті

Ботаника және экология кафедрасы

Дипломдық (бітіру) жұмысы

ӨСКЕМЕН ҚАЛАСЫНЫҢ ТОПЫРАҒЫНЫҢ ЖӘНЕ АГРОЦЕНОЗЫНЫҢ ЛАСТАНУЫН БАҒАЛАУ

Орындаған

4 курс студенті Құлназарова Г.

Ғылыми жетекші:

б. ғ. к. Алыбаева Р. А.

Зерттеу жұмысының өзектілігі: Өскемен қаласының экологиялық табиғи, атмосфералық жағдайы, жері өте ластанған, топырағы ауыр металдармен залалданған, Қазақстан бойынша ең ластанған қала болып табылады. Өскемен қаласының топырағы мен агроценозын бағалау қажеттілігі туындады. Себебі адам денсаулығына тигізер ластанған ауыр металдар тұрғылықты халықтың денсаулығына зиянын тигізуі. Топырақтың экологиялық күйін жақсарту үшін оның агрохимиялық, механикалық күйін жақсартуға баса көңіл аудару қажет.

Жұмыстың мақсаты мен міндеті Дипломдық жұмыстың мақсаты мен міндеті Өскемен қаласының топырағы мен агроценозыңың ластануын бағалау үшін қала аумағының экологиялық талдау болып табылады. Зерттеу нысаны Өскемен қаласының топырағы мен агроценозінің ластануын бағалау және экологиялық жағдайын жақсарту мақсатында жүргізілген іс-тәжірибелер алынды.

Зерттеу жұмысының теориялық және әдістемелік негіздері.

Дипломдық жұмыста тақырыпқа орай жинақталған мәліметтер мен ғылыми әдебиеттер қорындағы деректерді талдауы негіз болды. Дипломдық жұмысты орындау барысында Шығыс Қазақстан облысының аумақтық табиғи ресурстарды қорғау комитетінің статистикалық мәліметтері, фото-түсірулер пайдаланылды.

Зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы.

Аймақ тарихында Өскемен қаласының топырағы мен агроценозін бағалау жұмысы мемлекеттік тілде алғаш рет жүргізілуде. Өскемен қаласының топырағына экологиялық тұрғыдан талдау берілді.

1. 1. Өнеркәсіптік және оның қоршаған ортаға әсері

Қазіргі кезенде экологиялық мәселелердің маңыздылығы өсуде. Халық санының артуы, ғылыми-техникалық дамудың өсуі, шаруашылық айналымға айналатын заттардың санының өсуі, осының бәрі адам қоғамының қоршаған ортаға әсерін ұлғайтуда.

Биосфералық өмірді қамтамасыз ететін негізгі жүйелерінің бұзылуы ең алдымен антропогендік әсерлерге байланысты. Адам мен табиғи экожүйелерге қауіпті заттар қоршаған ортаға түсіп, оның әртүрлі элементтерінде жинақталуда.

Қазіргі уақытта адамзаттың өндірістік қызметі биосферадағы жердің беткі қабатындағы элементтердің жаңаша таралуына әсер ететін қуатты геохимиялық күшке айналады. Өнеркәсіп көлемінің артуы ұзаққа баратын зардап-салдарға әкеп соғады.

Өскемен техногендік ластандырулардың саны ның көп болуымен сипатталады, оларды өнеркәсіп өндірістері, көлік, жанар-жағармай құю бекеттері, тамақ өндірісі саласы, жер тұрғын үй секторы деп бөлуге болады.

Өскемен қаласының ауа бассейніне «Қазмырыш» МК ААҚ және «Өскемен ЖЭО АЭС-і» ААҚ, Өскемен ТМК ААҚ, ҮМЗ АҚ қалдықтары негізі әсерлерін тигізеді. Жер асты суларына - «Қазмы рыш» МК ААҚ, ҮМЗ АҚ, Өскемен ТМК ААҚ өнеркәсіп алаңқайларынан шыққан ағындылар әсер етеді.

Өнеркәсіп кәсіпорындарының арасында ең көп ластандырушылар болып: Өскемен МҚ «Қазмы рыш» ААҚ, «Өскемен ЖЭО АЭС-і» ААҚ, ҮМЗ АҚ, Өкемен ТМК ААҚ табылады.

Өскемен қаласы Қазақстанның ірі өнеркәсіп орталығының бірі болып табылады және өзінің әртүрлі техногендік бағыттағы өнеркәсіп кәсіпорындарымен аса қаныққан бірегей урбанизацияланған жүйесін көрсетеді.

Өскемен қаласының экологиялық жағдайына ықпал ететін факторлар:

а) қаланың экологиялық жағдайына ықпал ететін көздер:

-техногендік, соның ішінде тарихи

-табиғи

-сәулеттік-жоспарлау шешімдерінің әсері

ә) Себепкер шарттар:

-химиялық

-физикалық

-биологиялық

Химиялық әсері

Жер бетіндегі топырақ экологиясының жағдайы химиялық ластанудан болады. Әлемдік статистикаға сүйенсек, топырақ атмосфералық тұнбалармен, улы химикаттармен, ауыр металдармен және т. б. заттармен ластанған.

Химиялық ластаушы заттар жердің үстіңгі қабатына зиянын көбірек тигізеді. Топырақ бетіне түсетін химиялық заттар әртүрлі болады.

Биоклиматтық және топырақ-геохимиялық жағдайында азқозғалатын түрге (аккумуляция процесі) өтеді. Басқа жағдайда топырақтың органикалық және минералдық қосылыстарымен химиялық реакция түсіп, оның қасиетін өзгертеді.

Олар топырақтың қозғалысты қосылысына (трансфор мация процесі) өтеді. Химиялық қосылыстың ең қозғалыстысы - шынайы немесе коллоидты ерітінділерді құрайды.

Металдардың әсері

Химиялық элементтердің ішіндегі ең токсикалық болып ауыр металдар саналады. Әртүрлі орталарды қарастырғанда, ауыр металдардың, әсіресе өндірістік орталықтар ластанған

Ауыр металдар - қоршаған ортаға көп мөлшерде түскенде организмдерді уландыратын металдар. Бұл терминмен соңғы жылдары тек қана мынадай элементтер: қорғасын, мырыш, кадмий, сынап, никель, молибден, марганец, калайы, кобальт, титан, мыс аталады. стік орталықтар ластанған.

Олар топыраққа жинақталып өсімдіктерге өтіп, әрі қарай биологиялық айналымға түсіп отырады. Ауыр металдардың жартылай ылырау мерзімі ұзақ, мысалы: қорғасын - 740 жыл, мыстікі 310 жыл - 1500 жылға дейін т. б.

Ауыр металдардың таралу көздері

Ауа

Топырақ

Су

Өсімдік

Адам

Жануар

Ауыр металдардың агроценоздарға әсері

Агроценоз, агрономикалық ценоз (егіс) - белгілі территория егістерін құрайтын ауылшаруашылық дақылдарының жиынтығы; мағынасы тұрғысынан алғанда өсімдік өніп-өсу жағдайын (фотосинтез) және егістік жердің өнімділігін (немесе топырақтың органикалық затты түзуін, құнарлығын) талдау деген сөз.

Қазіргі кезде ауылшаруашылық өсімдік қорғау ісіне фосфороорганикалық қосындылардың препарат -тары кең түрде қолданылады. Олар табиғи ортада күн сәулесінің және ауа температурасының әсерінен жылдам ыдырап, өздерінің улылық қасиетін тез жояды.

Өсімдіктердің мүшелеріне сіңген соң ондағы ішкі құбылыстардың жүйесі арқылы ферменттер жүйесінің күшімен біраз уақыттан кейін-ақ улылық қасиеттерінен айрылады.

Инсектицидтердің қатарына фазалон, фосмамид, гардон, бромофос, ционокс сияқты зиянды жәндіктерді жоюға өте әсерлі препататтар жатады.

Ауыр металдардың топыраққа әсері

Топырақтағы ауыр металдар техногенді әсерден кейін табиғи миграционды процеске өтеді. Олардың қозғалысты түрі топырақтың минералды сорбенттеріне айналады. Бір бөлігі өсімдік ценозына өтсе, көп бөлігі топырақтың механикалық құрамына өтеді.

Ауыр металдар бір ортадан екінші ортаға ауысып (аэрозолдер - топыраққа сіңуі - өсімдік - өсімдіктердің шіріп түсуі - топырақ), өз түрін өзгерте отырып жер бетінде қалып отырады.

Ластауыш заттар және оның адам денсаулығына әсері

ІI. Зерттеу әдістерінің объектісі

Топырақтың ластануына мониторинг Өскемен қаласында жүргізілді. Сынаманы іріктеп алу қаланың бес нүктесінде, көктемде - қардың жаууына дейін және күзде - оның еруінен кейін Нүктелердің таңдалуы жүктелген автожолдарды, өнеркәсіп нысандарын, мектептерді және рекрацоиндық аумақтарды ескере отырып, қаланы толық қамтумен шартталған.

Сынаманы алу тереңдігі (25 см), іріктеу әдістемесі ГОСТқа сәйкестікпен реттеленеді.

2. 2. Топырақтағы ауыр металдарды спектроскопиялық әдіспен анықтау

Ең жоғары ластанған аудан Рабочая к. - Бажов к., ол жерде кадмидің шоғырлануы көктем мен күзде 13 ШРК арттырды, көктемде қорғасын - 11 ШРК арттырды. Көктемде және күзде мыстың, хромның, қорғасынның құрамы 0, 8 - 3, 0 ШРК шегінде болды.

Объектілер Өскемен қаласының және оның аймақтарының әртүрлі экологиялық нашарлығын салыстырмалы бағалау

Экологиялық нашар аймақтар

Алаңы, м2

Pbкг/т орташа болуы

0- қабатындағы қорғасын мөлшері

2004.

2009ж.

2004.

2009ж.

2004.

2009ж.

ІZc>128

738

15031250

203, 6

8, 926

1, 531

17, 2

есептелмеген

IIZc=32-128

2292

52818750

230, 4

0, 359

110

540, 70

1379

255

IIIZc+16-32

4791

60756250

126, 8

0, 149

0, 200

134, 2

425, 9

757, 3

177, 8

IVZc+4-16

16647

111856250

67, 2

0, 078

0, 088

112, 8

652, 5

516, 8

79, 2

VZc<4

1932

23537500

121, 8

0, 05

0, 045

37, 8

37, 9

100, 3

Барлығы

264

100

∑ ІІ-Vаймақ

1656, 9

2691, 1

162, 4

Өскемен қаласының топырағының және агроценозының ластану картасы

Өсімдік өніміндегі ауыр металдардың шекті мөлшері мг/кг

Анықталатын металдар бойынша концентрацияның рұқсат шегі:

Cd - топырақтың 0. 5 мг/кг

Pb - топырақтың 32 мг/кг

Cu - топырақтың 33 мг/кг

Cr - топырақтың 6 мг/кг

Zn - топырақтың 21 мг/кг

2. 3. Көкөніс құрамындағы ауыр металдарды спектрометриялық анықтау

Өскемен қаласы аймағының ауылшаруашылық өнімдері, яғни көкөніс пробаларының құрамынан ауыр металдарды анықтау үшін, негізгі ластанған ошақ көзі болып табылатын «Казцинк» АҚ аймағындағы тамаққа пайдаланатын өсімдіктердің поллютантты концентрациясындағы өзгерістерді тексеруге бағытталды.

Пробалауға тұрғылықты халық тамағына пайдаланатын картоп, капуста, қызылша, сәбіз, қияр, томат көкөністері алынды. Көкөніс өнімдерінің құрамынан Pb, Cu, Zn, Cd анықталды. Өсімдік пробасының салмағы 1 кг. Пробалау ГОСТ 26929-94 «Сырье и продукты пищевые» стандартына сәйкес (пробалауға дайындық, зиянды элементтерді анықтау үшін минерализациялау) жүргізілді.

Жалпы пробалау 75 пробадан тұрды. Өсімдіктердің құрамын тексерумен қатар сол өсімдік өскен жердің топырақ құрамы да тексерілді. Барлығы 22 проба іріктелді.

ІІІ. Өскемен қаласының топырағының және агроценозының ластануын бағалау

Өскемен қаласының топырағына 5 жыл өткенде жүргізілген зерттеу нәтижесі сапасы мен сандық жағынан өзгерістерін көрсетті.

Пробалар Өскемен қаласының әрбір топырақ орындарынан белгіленіп алынды. Алынған топырақтар 1-2 км аралығын құрады. Облыстық орталық аумағындағы эколого-геохимиялық тексеру 1:100 000 масштабымен есептелді.

Топырақтың тереңнен алынған пробасы вертикалдық кескінмен алынды. Алынған іс-тәжірибе барысында Өскемен топырағы ауыр металдармен 0-15 см жоғарғы қабатында ластаған.

Пробалап тексеру «. . . . геохимиялық әдіспен іздеу нұсқауына» сәйкес жүргізілді және пробалау көлемі 3% тәртібін құрады. Топырақтың техногендік ластану деңгейін бағалауда жартылайсапалы спектрлі анализ таңдалды. Спектрометр ДФС-18, 30 сек экспозиция, 20 А ток күші пайдаланылды. Бұл әдісте жоғары өндірістік, азкөлемді (30мг), кең көлемді элементтер көрсетіліп, бағасы да төмен, дәл анализдер жасалынды. Жартылайсапалы спектрлі анализді жасауда топырақтағы элементтердің дәл көрсеткіштері алынды.

Топырақтың экологиялық жағдайын бағалауда Zc ластану деңгейі де жоғары екенін көрсетті.

Бұл метал да топырақты ластайтын аса қауіпті зат болып табылады.

3. 1. Топырақтағы ауыр металдардың қосылысын зерттеу

Зерттеу нәтижелері. 2009 жылы жасалған талдау нәтижесі бұрынғы топырақ қабатының ластану деңгейінің жоғарыламаса төмендемегенін көрсетеді. Өскеменнің 2002жылдардағы топырақ ластануы концентриялық-аймақтық құрылысын белгіледі. Иртыш және Үлбі аймағы өзгеріске ұшыраған. Иртыш өзгерісі термогидродинами калық жағдайында қалған.

«Стрелка», «набережный Иртыш», Жаңа Согра аймақтары экологиялық ластануы жоғары деңгейде қалды.