Ауыр металдардың топырақ қасиеттеріне әсері
Мазмұны
Кіріспе
3
1
Қорғасынның Өскемен қаласындағы экологиялық жағдайы
6
1.1
Қорғасын элементі
6
1.2
Өскемен қаласының қорғасынның экологиясы
11
1.3
Қорғасынның қоршаған орта объектілеріндегі шоғырлануы
20
1.4
1.5
Қорғасынның адам ағзасындағы аккмуляциясы жане денсаулығына зиянды әсерінын салдары
Өскемен қаласының қорғасынмен ластанған аймақтар бойынша 2015-2019 жылдар аралығындағы көрсеткіштер
23
28
2
Өскемен қаласының ластанған аймақ топырақтарында қорғасынды анықтау материалдар мен әдістер
36
2.1
Өскемен қаласының аумағында автокөлік жүктемелерін анықтау және зерттеу аудандарын таңдау
36
2.2
2.3
2.4
Белгіленген 11 аймақтарынан лабораториялық зерттеулерге топырақ пробаларын алу әдісі ГОСТ 17.4.2.01-81 және ГОСТ 17.4.2.02-83
Зерттеу аймақтарынан алынған топырақ пробаларында қорғасын концентрациясын химиялық аналитикалық анализбен анықтау әдісі
Зерттеу аймақтарынан алынған топырақ пробаларында қорғасын концентрациясын ерітінді күйінде спектрофометриялық аппаратымен анықтау әдісі
37
40
44
3
Өскемен қаласының ластанған аймақ топырақтарындағы қорғасының нәтижелері мен талқылауы
48
3.1
Автокөліктер жұмысының нәтижесінде қоршаған ортаға түсетін антропогендік ластанудың мөлшерін анықтауы
48
3.2
Өскемен қаласының зерттелінген 11 аймақтан алынған топырақ морфологиясы
51
3.3
Зерттеу аймақтарынан алынған топырақ пробаларында қорғасын нәтижелері
54
Қорытынды
59
Әдебиеттер тізімі
Қосымша А
Кіріспе
Өзектілігі. Қала аумақтары жоғары антропогендік жүктемені бастан кешіруде, оның нәтижесінде топырақтың ауыр металдармен қатты ластануы орын алады. Ауыр металдардың топыраққа түсуі автокөліктің, өнеркәсіптік кәсіпорындардың, жылу электр станцияларының шығарындыларына, үйінділер мен ашық карьерлерден көші-қонға байланысты.
Өскемен қаласы Қазақстан Республикасының ең ірі және индустриялық орталынығының бірі болып табылатын Шығыс Қазақстан облысының орталығы.Территориясының қолайлы орналасуына байласынты (түсті және сирек металдар кеңдер,алтын, көмір, құрылыс материалдары және т.б), сулы (Өскемен және Бұқтырма СЭС) гидроэнергетикасының бар болуы қаланың экономикалық потенцианалының тез дамуы мен тұрғызылуына себеп болды.Демек, қала территориясында халық санының көп болуы,ірі өнеркәсіп объектілерімен аса тығыздығы, өнеркәсіптің жарты ғасырлық іс-ірекеттері экологиялық тұрғыдан мілде мінсіз еместігі қоршаған орта компоненттерін улы компоненттермен , ең алдымен- ауыр металдармен ластануына әкеліп соқты.Күні бойы бірнеше жүздеген көлік өтеді.Автокөлік ауаны ластану көздерінің бірі болып табылады,қозғалтқыштың жұмысы нәтижесінде қоршаған ортаны қорғасын қосылыстарымен ластайды.Автокөліктің шығуы қорғасын мен кадмийдің көп бөлігін береді,шиналар тозған кезде мырыш ауаға түседі.Тұрғын үй ғимараттары тас жолдың бойында орналасқандықтан,жолдан қорғасынның ластануы қаншалықты таралатынын зерттеу жұмысын жүргізу керек болды.
Өнеркәсіптің көптеген түрлері, әсіресе химиялық және металлургиялық, сонымен қатар автокөлік құралдары, қоршаған ортаға ксенобиотиктер, яғни адам ағзасына жат заттар қосылуы арқылы ластану көзі болып табылады.Оларға :пестицидтер,ауыр металдар, фенолдар, жуғыш заттар, пластмассалар жатады.Бірқатар қалалардың ауасында олардың кейбіреулерінің шоғырлануы рұқсат етілген шекті мәннен 10,тіпті 25 есе асып кетуі мүмкін.Кеобиотиктер тобына темірдің тығыздығынан жоғары металдар, атап айтқанда қорғасын, мыс, мырыш, никель, кобальт, қалайы, хром және сынап кіреді.
Бірақ қазіргі заманғы табиғат қорғау заңнамасында топырақ сияқты күрделі объектілердің сапа нормативтерінің ғылыми негізделген сараланған жүйесі жеткілікті түрде әзірленген жоқ, бұл олардың экологиялық бағасы мен қалпына келтірілуін қиындатады. Гомогенді шектес ортаға (су, ауа) қарағанда, физикалық тұрғыдан елеулі біртектес күрделі ұйымдастырылған,
бейінді - бөлінген объект ретінде, тек беткі қабаттағы ластаушы заттың шоғырлану көрсеткішімен ғана репрезентативті түрде сипатталуы мүмкін емес. Осыдан, өмірлік маңызды ресурс ретінде олардың сапасын барабар экологиялық бағалау үшін осы объектілердің физикалық ұйымдастырылуын
ескере отырып, қала топырағының ластану өлшемдерін одан әрі әзірлеу қажеттілігі туындайды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Өскемен қаласындағы топырағындағы қорғасынның шоғырлануын зерттеу
Зерттеу жұмысының міндеттері:
1) Әдеби көздерді талдау арқылы топырақтағы ауыр металдарды анықтау әдістерін зерттеу;
2) 2015-2018 жылдар аралығындағы Өскемен қаласындағы топырақтағы қорғасынның шоғырлануы бойынша Казгидромет мәліметтерін қарастыру;
3) Топырақтағы қорғасынның ластанған аймақтарын белгілеу;
4) 11 аймақтан алынған топырақ сынамасын зерттеу;
5) Топырақ пробаларында химиялық-аналитикалық әдіспен спектрофотометриялық әдіспен раствордағы қорғасын концентрациясын анықтау.
Зерттеу объектісі: Өскемен қаласының топырақ жамылғысы.
Зерттеу нысаны: Топырақтағы қорғасынның шоғырлануы.
Зерттеудің ғылыми жаңашылдығы.Өнеркәсіптік қалдықтармен және автокөлік құралдарының ауыр металдармен рұқсат етілмеген үйінділер аумағында топырақтың ластану дәрежесін кешенді бағалауды жүргізу болып табылады.
2015 - 2019 жылдар аралығында Өскемен қаласының топырағының жағдайын зерттеу, талдау және бағалау.
Зерттеудің тәжірибелік маңыздылығы. Өнеркәсіптік қалдықтар үйінділерінің топырақтың химиялық құрамына әсерін зерттеуге және Өскемен қаласының тас жолдары мен қала шетіндегеді аумақтарындағы рұқсат етілмеген үйіндісі мысалында топырақтың қорғасын ауыр металдармен ластануына бағалау жүргізуге негізделеді.
Зерттеу нәтижелерін оқушылар, студенттер,оқутышулар және экология басқарма мамандары қолданылуы мүмкін.Материалдарды мониторинг жасауға және ғылыми-зерттеу жұмыстарына қолдана алады. Өскемен қаласындағы топырақтағы қорғасынның ластануы ірі өнеркәсіп кәсіпорындары (Қазмырыш ЖШС, ТМК АҚ) болып табылады. Олардың үлесі жалпы ластанудың 40-50% ын құрайды. Сонымен қатар, ластануда автокөліктер ерекше рөл атқаруда.
Қазіргі ғылыми мәселелерді шешу.Қазіргі топырақтың ластануы экологиялық проблеманың бірі болып табылады.Және оларды зерттеуге көптеген ғалымдар зерттеді.Солардың бірін атап кетсек Корчагина Кристина Викторовна. Оценка загрязнения городских почв тяжелыми металлами с учетом профильного распределения их объемных концентраций атты дессертациясында зерттеген.Онда қорғасынның топырақта шоғырлануын атап кеткен.Және қорғасынның шығу көздерін,қалай таралатының зерттеген.
Тағы да зерттенген Б.Н. Мыңбаева, Т.Г. Иманбекова Топырақтың ауыр металдармен ластану нормативтерін бағалау мақаласында қарастырылған.
Ахуалын бағалау.Қоршаған ортаның ластануын бақылап отыру,зерттеу ахуалын бағалау болып келеді.ҚР экологиялық кодексінде өзіндік бөлімдері бар.Олар:1-Тарау 5-бап, 7-бап, 4-Тарау 23-бап, 27-бап, 29-бап, 6-Тарау 38-баптар негізделінген.Өскемен қаласындағы Казгидромет, Экологиялық департамент қоршаған ортаның жай күйін бақылайды.Казгидромет жылына 3 рет ақпараттармен бөлісіп отырады.Нормативтік құжаттарға сай жұмыс атқарады.
Жұмыстың (апробациясы). Дипломдық жұмыстың негізгі нәтижелері келесі басылымдарда мақала түрінде шығарылды: Топырақтың маңыздылығы мен ластануы Записки Усть-Каменогорского филиала казахского географического общества 2020 жыл; Өскемен қаласындағы топырақтағы қорғасын мен мырыштың шоғырлануына сипаттама .XXI ғасырдағы ғылым және білім аты халықаралықконференциясы. Нұр-Сұлтан, Қазақстан 2020 жыл.
Дипломдық жұмыстың құрылылымы: Дипломдық жұмыс 6 беттен, 3 бөлімнен тұрады. Дипломдық жұмыста 14 кесте, 18 сурет көрсетілген. Әдебиеттер тізімінің жалпы саны 51, оның ішінде 2 мақала жұмыстары, 39 кітап, 4 интернет сілтемелері көрсетілген.
1 Қорғасынның Өскемен қаласындағы экологиялық жағдайы
0.1 Қорғасын қандай элемент
Қорғасын (лат. Plumbum), Pb - элементтердің периодты жүйесінің IV-тобындағы химиялық элемент, асыл металдардың бірі. Реттік нөмірі 82, атом массасы 207, 2 [1].
Қорғасын өте ерте заманнан белгілі, одан жасалған тиын ақша, медальондар ертедегі Египет қазбаларынан көп табылған. Жер қыртысындағы мөлшері 1.6 07 %, ол жеке күйінде кездеседі. Ең маңызды кені- галенит- қорғасын жылтыры PbS; Қазақстандағы кендері Оңтүстік және Шығыс Қазақстанда және Қарағанды облысында кездеседі. Қорғасын бос күйінде көкшіл-сұр түсті жұмсақ және ауыр металл, оңай балқиды. Қорғасынды өндіру үшін, оның рудасын алдымен байытады, одан шыққан концентратта 40-78% қорғасын болады. Концентраттағы қорғасын көбіне полиметаллургия әдісімен алынады. Қорғасын-өнеркәсіп пен техникада кең пайдаланылатын түсті металл. Ол атмосферада коррозия және қышқылдар әсеріне төзімді болғандықтан, химиялық аппаруталар (әсіресе, күкірт қышқылы өндірісінде) және кабель, оқ, бытыра дайындауда, радиоактив сәулелерінен қорғануда, медицинада кең қолданады [2,3].
Қорғасын көптеген мыңжылдықтар пайдаланылады, өйткені ол кең таралған, оңай өндіріледі және өңделеді. Ол өте шөмішті және оңай балқиды. Қорғасын балқыту адамға белгілі металлургиялық процестердің бірі болды. Моншақ кездесті қорғасын, сәтінен тіркеліп, сақталған 6400 ж. б. э. дейінгі табылған мәдениет Чатал-Хююк [4]. Қорғасыннан жасалған ең көне зат болып саналады. б.з. д. 3100-2900 жж. датирленетін Египеттің бірінші әулетінің ұзақ юбкасында тұрған әйелдің мүсіні (инвентарлық нөмірі EA 32138) [5]. Ол Абидоста Осирис храмынан табылған және 1899 жылы Египеттен әкелінген. Ежелгі Мысырда қорғасыннан жасалған медальондар қолданылды. Ерте қола дәуірінде қорғасын сүрме мен мышьякпен қатар қолданылған. Қорғасынға белгілі бір металл сияқты нұсқау ескі өсиетте .
Жазулары бар ежелгі Рим су құбырының қорғасын құбырлары.Индустрияға дейінгі дәуірдегі қорғасынның ең ірі өндірушісі 80 000 тонна жылдық өндіріспен Ежелгі Рим болды. Қорғасын римдіктерімен өндіру Орталық Еуропада, Рим Британияда, Балкандарда, Грецияда, Кіші Азияда және Испанияда болды. Римдіктер су құбырларына арналған құбырлар өндірісінде қорғасынды, қорғасын құбырларында Рим императорларының жазулары жиі болды. Рас, пештер мен Витрувий бұл қоғамдық денсаулық үшін жаман емес деп есептеді.
Б. з. V ғ. Рим империясының құлауынан кейін Еуропадағы қорғасынды пайдалану құлдырап, 600 жылға жуық төмен деңгейде қалды. Содан кейін қорғасын Шығыс Германияда өндіре бастады. Қорғасын қант Рим заманынан оның дәмдік сапасын жақсарту үшін шарапқа қосылды, бұл кең таралған және 1498 жылы Папа булласына тыйым салынғаннан кейін де жалғасты. Орташа ғасырларда қорғасынның мұндай қолданылуы қорғасын шаншу індетіне алып келді[6]. Ежелгі Ресейде қорғасын шіркеулердің шатырын жабу үшін пайдаланды, сондай-ақ грамоталарға аспалы мөрлердің материалы ретінде кеңінен қолданылды. Кейін 1633 жылы Кремльде қорғасын құбырларымен су құбыры салынды,ол бойынша су-су мұнарасынан су жүрді, ол 1737 жылға дейін жұмыс істеді [4-144 б].
Алхимияда қорғасын Сатурн планетасымен байланыстырылып, оның символымен белгіленді . Ежелгі заманда қалайы, қорғасын және сурьма бір -бірінен ерекшеленбеді, оларды бір металдың әртүрлі түрлері деп санаған, бірақ үлкен плиталар қалайы мен қорғасынды ажыратқанымен, қалайы plumbum album деп атаған, ал қорғасын - plumbum nigrum [5].
Индустриялық революция қорғасынға деген қажеттіліктің жаңа өсуіне әкелді. 1840 жылдардың басында тазартылған қорғасынның жылдық өндірісі алғаш рет 100 000 тоннадан асып, келесі 20 жыл ішінде 250 000 тоннадан астам өсті. XIX ғасырдың соңғы онжылдығына дейін қорғасынды өндіру негізінен үш ел: Британия, Германия және Испаниямен жүргізілді. XX ғасырдың басында Еуропада қорғасын өндіру АҚШ-та, Канадада, Мексикада және Австралияда ұлғайған өндірудің арқасында басқа әлемге қарағанда аз болды. 1990 жылға дейін қорғасын көп мөлшерде (сүрмемен және қалайымен бірге) баспаханалық қаріптерді құю үшін, сондай-ақ тетраэтил қорғасыны түрінде-моторлы отынның октандық санын арттыру үшін қолданылған[7].
Қорғасын өте кең таралған ауыр металл-жер қыртысында 13 мгкг (Гринвуд, Эрншо, 2008). Pb-минералдардың жалпы саны - 315, олардың көпшілігі-халькогенидтер. Pb едәуір таралуы қорғасынның төрт табиғи изотоптарының үшеуі (206, 207 және 208 массалары бар) радиоактивті элементтердің түпкілікті тұрақты өнімдері болып табылатындығымен түсіндіріледі. Шыққан тегіне байланысты қорғасынның изотоптық құрамы өзгереді.
Қорғасын-топырақтың жағдайына көліктің әсерін бағалау кезінде қарастыру қажет бірінші элемент. Бензинге қосымша ретінде тетраэтил қорғасынның кеңінен қолданылуы бензиндегі қорғасынның 75% - ға жуығы жану кезінде аэрозоль түрінде бөлініп, ауада шашырайды. Мысалы, А-76 маркалы бензинде қорғасынның құрамы 380 мг жетуі мүмкін, ал тетраэтил қорғасынның жалпы құрамы 1 гл жетеді [8]. Қорғасынның жол аномалияларының ені 50-100 м-ге жуық, сирек 300 м-ге жетуі мүмкін [9]. Топырақтағы қорғасынның ең үлкен концентрациясы жолдан 1-2 метр қашықтықта, 500-600 мгкг концентрациясына жетеді. Кейбір авторлар бірнеше километр қашықтықта Елеулі ластанудың барын атап өтті [10]. Изотоптармен жүргізілген зерттеулер қорғасын жолдан 50 км дейінгі қашықтыққа ауыстырылады [9-691б].
Қорғасын елімізде ШРК мәні 32 мгкг. Ресейде ШРК мәні өте қатаң-30 мг кг. Батыс және Орталық Еуропада қорғасынға арналған нормативтер жұмсақ: Германияда, Данияда, Швецияда - 50 мгкг; Нидерландыда - 85 мгкг; Польшада - 100 мгкг [11]. В. И. Савичтің пікірінше, Ресейде бұл нормативтік мәндер төмендетілген [12].
Қорғасын топыраққа қорғасын кендерін өндіру кезінде металлургия қалдықтары ретінде, қорғасын қосылған бензинді тұтынатын автомобиль қозғалтқыштарынан, сондай-ақ қоқыс тастайтын жерлерден (пайдаланылған электр аккумуляторлары, бояулар, металл қорытпалары) түседі. Қорғасынның жоғары құрамы қалалық сарқынды суларда (3000 мкг-ға дейін), сондай-ақ пиритті оттарда (4500 мгкг-ға дейін) байқалады [13].
Қорғасынды құрылыста және сәндік мақсаттар үшін пайдалану оның атмосферадағы коррозияға жоғары төзімділігімен (қорғасын бетін тотықтар мен карбонаттар қабатымен жабу есебінен) байланысты; суда бұл жабын болмаған кезде қорғасын баяу ериді (әсіресе қышқыл ортада); қатты суда су құбыры құбырларының қабырғаларын кальций карбонатының қорғау қабатымен жабу жүргізіледі, бұл қорғасынды ерігеннен қорғайды. Қорғасын қосылыстары кез келген беттерде жабын жасауда кеңінен қолданылады қызыл қорғасын Pb3O4 - болатты жабу үшін;
Хром қорғасын pbcro4 - Еуропада, Азияда, Солтүстік Америкада сары мектеп автобустарын бояу үшін; ақ қорғасын 2pbco3::Pb(OH)2-темір шатырларды бояу үшін). Бұл жабындар қышқыл жаңбырдың түсуі жағдайында оңай ыдырайды.
Қорғасын хрусталь өндірісі кезінде, сондай-ақ радиоактивті заттармен жұмыс істеу кезінде қорғаныс жабындарын кем дегенде пайдаланады.
Қорғасынды пайдалану электротарьлар мен аккумуляторлар өндірісін қамтиды [14].
Қорғасынның ең маңызды минералы - PBS галениті. Одан басқа, жер қыртысының арасында негізгі Pb-минералдар бар болғаны төрт: англезит PbSО4, церуссит PbСО3, пироморфит Pb(РО4)3Сl және миметизит Pb5(AsO4)3Cl [22]. Жер қыртысындағы қалған минералдардың құрамы өте аз. Тау-кен түзуші минералдарда қорғасын максималды байытылған, орташа 40 мгPb кг, акцессорлық минералдардың арасында сфен - 221 және гранаттар - 180 мг Pbкг.топырақтағы қорғасын минералдарының құрамы олардың жер қыртысындағы құрамынан ерекшеленеді.
Тас көмірінде орташа есеппен 7-18 мг Pbкг бар, оларды өрткеннен кейін күлдегі Pb концентрациясы айтарлықтай артады. Жыныстардың арасында сланец қорғасынмен барынша байытылған: орташа есеппен 20-23 мгкг.мұхиттық Fe-Mn конкрецияларында орташа есеппен 900 мг Pbкг. марганецпен қорғасынның ұрықтануы туралы марганец оксидтеріндегі Pb жоғары үлесі айтады (0.3-2%), ал темір гидроксидтерінде оның барлығы 0.05-0.14% [15].
Қорғасын халық шаруашылығында кеңінен қолданылады: әртүрлі қорытпалар, аккумуляторлар, электротехникалық бұйымдар, оптика құрамында, радиациялық қорғау үшін, автомобиль отынына қоспалар үшін.
Металл қорғасын кендерін өндіру кезінде, металлургия қалдығы ретінде, қорғасын қосылған бензинді тұтынатын автомобильдерден, сондай-ақ пайдаланылған электр аккумуляторлары, бояулар, металл қорытпалары түсетін үйінділерден топыраққа түседі. Соңғы 12370 жыл ішінде Pb аэральді құлдырау тарихын зерттеу, Швейцарияның Юриялық тауларында (Shotuk et al. Бұл деңгей табиғи аянан 1570 есе жоғары, ол жылына 0.01 мг Pbм2 құрайды. АҚШ-та және басқа да дамыған елдерде 70-жылдары енгізілген қорғасын тетраэтилді бензинге қосуға қатаң шектеулерден кейін топырақтың қорғасынмен ластануының жаһандық деңгейі айтарлықтай азайды [24]. Бірақ ол кеніштердің және Металлургиялық зауыттардың әсер ету аймағындағы жергілікті аномалиялардағы, сондай-ақ қала топырақтарындағы қорғасын бояулары мен этилденген бензиннің жану өнімдерінің түсуі есебінен табиғи фонды ретке келтіреді.
Қорғасын жоғары уыттылығымен ерекшеленеді және қауіптіліктің бірінші класына жатады. Ресейде ол үшін ШРК-20 мгкг. кешірек топыраққа арналған ОДК - ның неғұрлым Жомарт мәндері қабылданған: (су)құмды - 32 мг Pbмг, қышқыл (су)сазды - 65 мг Pbмг, бейтарап (су)сазды-130 мг Pb мг.
Автокөлік - қоршаған ортаны қорғасынмен басты ластаушы. Топырақтағы Pb кларкының үдемелі жоғарылауы техногенді қорғасынмен байланысты деген пікір бар. 1962 жылы А. П. Виногадов Pb 10 мг Pbкг кларкінің мәнін ұсынды.одан кейінгі кларкалар жоғары: 1979 жылы Боуэн 35 мг Pbкг, 1986 жылы Кабатой-Пендиас және Пендиас - 25 мг Pbкг, 1990 жылы Сает және Овчинникова - 40 мг Pbкг (Иванов, 1996) мәнін ұсынды. Боуэн бойынша топырақтағы қорғасын саны индустриялық дәуірде 12 мгкг-дан 35 мгкг-ға дейін өсті.
Әсіресе ірі қалалардың топырақтарындағы қорғасынның көбеюі байқалады. Петербург саябақтарының топырақтарында 40 жыл ішінде 1940 жылдан 1982 жылға дейін қорғасын мөлшері 4-17-дан 78-162 мгкг-ға дейінге өсті[15]. Басқа елдердің қалалық саябақтарында АҚШ-та 15240 дейін, Канадада-880 мг дейін Pb кг.
Дания, Ирландия, Ұлыбритания аумағында көптеген топырақ ластанған (100 мг Pbкг жоғары). Өнеркәсіптік кәсіпорындардың әсер ету аймағында топырақтың қорғасынмен ластануы өте жоғары деңгейге жетеді. Түсті сынықтарды қайта өңдеу кәсіпорындарының жанында орташа топырақта 2470 мг Pbкг, түсті металл қорытпаларын қайта өңдеу - 1610 мг Pbкг, аккумуляторлар өндірісі - 560 мг Pbкг [15] болады. Pb жалпы құрамы төмендеген кезде ластау көздерінен алыста, оның жылжымалы нысандарының мазмұны маңызды болып қала береді. Еритін Pb формасындағы мұндай аномалиялар қуатты шығарынды көздерінен 10 км дейінгі қашықтыққа созылады. Түрлі елдерде Түсті металдарды өндіру аудандарында ол сондай - ақ үлкен: АҚШ - та - 1300, Англияда - 4500, бұрынғы КСРО - да - 3040 мг Pbкг. Металл өңдеу кәсіпорындарының маңында топырақта одан да жоғары: АҚШ - та-6500, Канадада-12000, Грецияда-18500 мг Pbкг [15].
Pb нысандарының құрамы кең түрленеді, бұл геохимиялық ландшафттарда оның биологиялық қол жетімділігінің айырмашылығын түсіндіреді. Элементтің химиялық нысаны мен биожетімділігі арасындағы тәуелділікті түсіну тек топырақ пен кен үйінділеріндегі Pb формаларын толық, дәл және тура сәйкестендіргеннен кейін ғана мүмкін болады. Осы мақсатқа жету үшін синхротронды рентген техникасын [16].
Экстракцияның химиялық әдістері Органикалық затпен Pb байланыс түрін орнатуға ғана емес, сонымен қатар топырақтағы Pb-органикалық қосылыстардың шамамен мөлшерін анықтауға да мүмкіндік бермейді. Бұл туралы А. А. Понизовский және Е. В. Мироненко әділ жазады ... әдебиетте ұсынылатын әдістемелер кейбір белгілі бір қосылыстарға жатқызуға болмайтын қорғасынның шартты фракцияларын ғана бөліп көрсетуге мүмкіндік береді... өзі фракциялау , салыстырмалы түрде аз ақпараттық. Химиялық фракциялау жиі топырақтағы Pb-органикалық қосылыстардың төмендетілген үлесін береді, топырақ химиясы оқулығында қорғасынның бұл қосылыстары жоқ. Оның үстіне химиялық фракциялау қорғасынның органикалық лигандтармен байланыстарының сипаты туралы ешқандай ақпарат бермейді. Бұл ақпаратты рентген абсорбциялық спектроскопияны пайдалану кезінде ғана алуға болады. Қорғасын-ластанған топырақтың бірінші ауыр металл, оның бөлшектері 1994 жылы EXAFS - спектроскопия әдісімен зерттелген. Синхротронды рентгендік радиация әдісімен Pb зерттеулері жұмыс құнын төмендетіп және топырақ мелиорациясының тиімділігін арттыра отырып, практикалық қолдануды тапты.
Топырақтың ластануын экологиялық бағалаудың шетелдік тәжірибесі. Топырақтың ауыр металдармен ластануы және оның экологиялық бағалануы тақырыбына шетелдік зерттеушілер мен ғалымдардың көптеген жұмыстары арналған[17, 18, 19, 20, 21].
Пинскийдің пікірінше, қазіргі уақытта қолданылып жүрген нормативтер маңызды сын тудырады және қайта қарауды қажет етеді [22]. Ең тұтас түрде Экологиялық нормалау Федеративтік Республикасында іске асырылды.
Германия Республикасында DIN стандарттары жүйесінде [23]. Топырақ сапасының германдық нормативтері, ең алдымен, жер асты суларын ластанудан қорғау мақсатында белгіленген; бұл ретте ластану өлшемдері жер асты су көздерін қорғау белдеуіне (аймағына), сондай-ақ топырақтың өткізгіштігіне және түріне байланысты. Германияда болашақта зерттелетін алаңдарды әлеуетті пайдалану тұрғысынан топырақтың сапасын бағалау бойынша ұсыныстар әзірленді. Нидерландыда қазіргі уақытта 2000 жылы кептірілген топырақтың сапасын бағалау өлшемдері қолданылады. Құжатта топырақтың фондық ластануы туралы, сапаның мақсатты көрсеткіштері туралы мәліметтер, сондай-ақ шұғылдық пен араласу ауқымына (тазалау, жою және көму және т.б.) қатысты шешімдер қабылдауға мүмкіндік беретін бағалау өлшемдері бар. АҚШ-та қоршаған ортаның сапасын бағалау кезінде топырақта және жер асты суларында қауіпті химиялық қосылыстар мен мұнай өнімдерін ұстау стандарттарын пайдаланады. Зерттелетін учаскелердегі осы қосылыстардың шоғырлануын олардың стандарттарымен салыстыру адам денсаулығы, қоғамдық әл-ауқаты және қоршаған орта үшін ластаушы заттарды білдіретін әлеуетті қауіптілік өлшемін сандық бағалауға мүмкіндік береді. Мұндай тәсіл ластану қаупінің сипаттамасы деп аталады. 1996 жылдың шілдесінде шығарылған топырақтың ластануының ықтимал зиянды салдарын бағалау және бақылау бойынша тиісті ұсыныстар АҚШ қоршаған ортаны қорғау агенттігінің (US EPA) сайтында ұсынылған [24].
Қазіргі ресейлік табиғат қорғау заңнамасында топырақты күрделі ұйымдастырылған, бір текті емес объект ретінде бағалауға ғылыми негізделген көзқарас жоқ .
Топырақтың ластануын экологиялық бағалауды жүзеге асыру кезінде шектес, жеткілікті гомогенді, бір фазалы орта - ауа (атмосфера) мен судың жай-күйін экологиялық бағалаумен және нормалаумен айналысатын басқа ғылымдардан көшірілген тәсіл қалыптасты. Бұл ШЖК (ОДК) түріндегі концентрациялық стандарттар (нормативтер) туралы болып отыр.Немесе олардың қайтымсыз бұзылуын тудыратын біртекті орта массасына. Гетерогенді, биокосты бірліктер болып табылатын, тірі және жансыз, сұйық, қатты және газ фазаларын біріктіретін топырақ үшін мұндай тәсіл өте қиын. Заттардың бейінді бөлудегі, көлемдік массалардағы (тығыздықтардағы) және басқа да көптеген қасиеттердің айырмашылықтары экологиялық бағалауда тек концентрациялық өлшемдер бойынша белгісіздікке әкеледі[25]. Топырақтың ластануын экологиялық бағалауды жүзеге асыру кезінде топырақтың құрылымдық-функционалдық ұйымдастырылуын, оның гетерогендігін, күрделі поликомпонентті, көпфазалы кеңістіктік-бөлінген объект ретінде елеулі тік анизотропияны есепке алу қажет.
0.2 Өскемен қаласындағы қорғасынның экологиясы
Өскемен қаласының территориясының көлемі Үлбі өзенінің Ертіске құйылатын жерінде 230 шаршы км құрайды. Облыс орталығының географиялық координаталары 49°59′с.е. және 82°37′ш.б. ШҚО-ның жақын ірі орталықтарынан - Семей, Риддер мен Зыряннан Өскемен қаласы, сәйкесінше, 200, 120 мен 150 км қашықтықта орналасқан және олармен теміржол қатынасы мен автокөлік жолдары арқылы байланысады.
Өскемен Үлбі мен Ертіс өзендерінің қосылуы кезінде пайда болған аңғарлармен және солтүстіктен, шығыстан, оңтүстіктен және оңтүстік-батыстан 800 м биіктікке дейінгі тау жотасының тарамдарымен қоршалған жазық аймақта орналасқан. Алқап тек солтүстік-батыс және аз мөлшерде оңтүстік-шығыс бағытта ғана ашық болып қалады, ал ол қаланың ауа бассейніне ластаушы кәсіпорындардан шығарылатын улағыш заттардың тез сейілу мүмкіндігіне кедергі болады.
Қала территориясы 280-340 м биіктік шегіндегі аймақта орналасқан. Қаланың биіктік бойынша негізгі бөлігі көлденеңінен 300 метрге, негізінен террассалық ымыралармен, өткелдермен жасанды қазындылармен және үйінділермен, күрделіленген тегіс бетімен шектелген.
Қаланың жан-жағынан төмпешіктермен шектелген далада орналасуы және тұрғын үйлер тұрғызылған жерлерде өндірістік кәсіпорындардың орналасуы, экологиялық жағынан жағымсыз болып табылады, өйткені қалалық ауа бассейнінің ластануының табиғи тазалануын қиындатады.
Аймақтың негізгі жер үсті су жүйелері - су ресурстары шектескен территорияларда қалыптасатын және транзитті болып табылатын Ертіс пен Үлбі өзендері. Өзендердің ағып түсуі жер үсті және грунт суларынан қалыптасады. Негізгі бөлігін қармен қоректену құрайды. Ертіс өзенінің ағуы Бұқтырма және Өскемен су қоймаларымен реттелген. Үлбі өзенінің ағуы аздап Кіші Үлбі су қоймасымен реттелген [26].
Ертіс өзені кең, жақсы көрсетілген аңғар жасайды. Өзеннің басты арнасының ені 170-380 м, мойнымен және аралдарымен қосқанда жалпы ені 3 кей жерлерде 5 м-ге дейін тереңдікте 3-3,5 км-ге жетеді. Қаланың жоғарғы жағында Ертістегі орташа жылдық шығысы жуық шамамен 400 м3с құрайды. Ертіс өзенінің алабында ауыл шаруашылық кәсіпорындардан басқа ірі ластағыштар - Зырян мен Белогор тау-кен комбинаттары, ағаш өндейтін кәсіпорындар және т.б. орналасқан. Сонымен қатар, Ертіс өзенінің суларын тазалауға су қоймалар да әсер етеді. Сондықтан Ертіс өзенінің сулары әр түрлі бөлімшелерде ластанудың түрлі дәрежесінде болады. Өскемен аймағындағы Ертіс өзенінің гидрологиялық режімі, негізінен, Өскемен ГЭС жұмысының режімімен анықталады. Ертіс өзенінің үстінен ағып өтетін сулар, инверсті үрдістер қала экологиясына жағымды әсер ететін атмосфералық кедергіні қалыптастырады, өйткені ол Ертістің сол жақ жағасына Солтүстік өндірістік белдемдердегі кәсіпорындардан шығарылатын улы заттардың енуіне кедергі жасайды.
Үлбі өзені қала территориясының шегінде Үлбі-Өткел гидробөлімшесінен Ертіс өзеніне құйғанға дейін 24 км-ге созылады. Жоғарғы Согра ауданынан бастап өзен алабы жақсы өнделген және 150-200 км-ден 4 км-ге дейін көптеген мойындармен және аралдардың пайда болуымен террассаланған. Қалалық қоныстанған және өндірістік салуларының көп бөлігі аллювиальды валундармен салынған, қуаттылығы 2-3 м балшық және құм қабатымен жабылған бірінші жайылма бетілік террасада орналасқан. Жайылмаға өтер жол бір қалыпты. Қаланың орталық бөлігінде жайылма бетілік террасаның ені 200 м-ден 3 км-ге дейін. Екінші жайылма бетілік терраса делювиальды-пролювиальды сары топырақты балшықтармен, құм қабаттары бар құмдақтармен, сирегірек - қиыршық таспен, кесектелген және ұсақ тастармен жасалады. Қаланың Солтүстік өндіріс алаңының және одан оңтүстікке қарай балшықтар мен ұсақ құмдардың рөлі өсе бастайды, ал ол жағымсыз экологиялық фактор болып табылады, өйткені қабаттар аса өткізгіш бола бастайды және өндірістік ластанулардың төсеніш су тасығыш аллювиальды горизонтқа жамылғылық қабат арқылы сүзгілеу жолымен өту мүмкіндігі өседі.
Үлбі алабында Риддердегі жартылай металлдық кешен (кен орындары, өңдеуші фабрика, қорғасын, мырыш зауыттары, тазалау құралдары т.б.) кәсіпорындары, Шеремшанка құс фабрикасы кәсіпорындарының кешені, мал шаруашылығы және т.б. өзен суының ластануына әсер ететтін кәсіпорындар орналасқан. Өскемен қаласының аймағындағы Үлбі өзенінің суы қала кәсіпорындарының улы шығарындыларымен ластанады. Осыған байланысты Үлбі өзенінің ластануы автокөлік көпірінің жоғарғы жағы - орташа дәрежеден осы көпірден төмен ағын бойынша қатты дәрежеге дейін өзгереді.
Үлбі мен Ертіс өзендерінің жер үсті сулары негізінен, өзен суларынан қалыптасатын, төртінші сатылық аллювиальды горизонттың жер асты суларымен гидравликалық байланысы бар. Осыған байланысты, жер асты суларының ластануында үлкен рөлді ластанған өзен сулары алады. Көбінде бұған Ертіс өзеніне қарағанда реттелген ағысы жоқ және деңгейлерінің маусымдық тербелістеріне көп ұшыраған, аса ластанған Үлбі өзені үлкен әсер етеді.
Өскемен қаласының аймағында климаты тым континентальды. Ең суық ай - орташа температурасы минус 16,1° қаңтар айы. Аз байқалатын температура минус 49°C. Жазы ыстық, орташа температурасы шілдеде плюс 20,6°C. Жылдық жауын-шашын мөлшері жуық шамамен 500 мм.
Желдің орташа жылдамдықтары 2,5-3,5 мс, қатты желдердің жылдамдығы - 15 мс-қа дейін. Өскемен мен оның маңында байқалатын желдер - солтүстік-батыс пен оңтүстік-шығыс бағытындағы (Ертіс өзені аңғарының маңы) желдер болып табылады. Желді күндер жыл ішіндегі 50-70% құрайды. Басқа жағдайларда бәсең желдер мен штильдік құбылыстар байқалады, ал бұл кезде қала атмосферасының зиянды заттармен ластануы жылдам өседі.
Өскемен аймағы жауын-шашынмен аз қамтылған ауданға жатады. Жауын-шашынның ең аз орташа айлық мөлшері қыс айларында (қаңтар-ақпан - 20-22 мм) көрінеді. Жауын-шашынның ең көп мөлшері маусым мен шілдеде (56-60 мм) байқалады. Басқа кезеңдерде (жаз айлары) жауын-шашын климаттық норманы 2-3 есе, негізінен, нөсерлік жаңбыр есебінен асуы мүмкін [27].
Экологиялық шарттарды бағалау үшін ерекше қызығушылықты турбулентті алмасуға кедергі келтіретін және жер үсті қабатында кірнеулердің шоғырлануына көмектесетін ауа температурасының инверсиясын көрсетеді. Ауа қабатының шекарасындағы (0-500 м) температура инверсиясының жыл ішіндегі қайталануы 50%-дан асады. Әсіресе қайталану қыс айларында жоғары болады. Бұл осы кезеңдегі ауа-райының антициклондық сипатта болуымен байланысты. Атмосфераның жер үсті қабатындағы (0-100 м) температура инверсиясы көбінде қарашадан ақпанға дейін байқалады, ол антициклондардың дамуымен байланысты. Сонымен қатар, температура инверсиясының 50 %-ы және көп қайталанулар шілдеден қыркүйекке дейін де көрінеді. Бұл айларда, жоғарыда көрсетілген себептермен қоса, осы кезеңдерде пайда болатын термиялық депрессиялар да әсер етеді.
Жел бағыттарының сипаты Өскемен аймағының орографиясының ерекшеліктерімен анықталады. Бүкіл жыл ішіндегі маңызды жел бағыттары солтүстік-батыс пен оңтүстік-шығыс болып табылады. Бұл бағытта Өскемен аймағындағы Ертіс өзенінің аңғары орналасқан.
Өскемен экологиясы үшін маңызды фактор тұманды күндердің мөлшері мен олардың ұзақтығы болып табылады. Ертісте Өскемен ГЭС-нің салынуының арқасында тұманды күндердің мөлшері өсті (35-40-тан 65-70-ке дейін). Тұмандардың ұзақтығы бірнеше сағаттан бірнеше тәулікке дейін өзгереді. Ұзақтығы үш сағаттық тұмандар 50 % құрайды. Тұман кезінде әуе кеңістігінің ластануының сапалы өзгерісі байқалады. Ең көп таралған ластаушы - күкіртті газ - тұман тамшысында күкірт қышқылының кірнеуігінің пайда болуымен ериді. Тұманды күндер саны мен атмосфера ластануының (корреляция коэффициенті 0,9) арасында тығыз байланыс орнатылған. Ластанудың аса жоғары деңгейлері штильдердің тұманмен және инверсиямен байланысы кезіде байқалады.
Қалалық пен өндірістік салулардың көп бөлігі су тасығыштық горизонттың даму шегінде орналасады, сондықтан жер үстінің және өзен суларының кез-келген ластануы жер асты суының горизонтқа сүзгілеу есебінен ластануына әкеледі. Ластанудың түрі мен дәрежесі әр жағдайда көптеген факторлармен анықталады. Жайсыз және канал жүргізілмеген қалалық салулар шегінде нитраттармен, органикалық заттармен тұрмыстық ластанулар болады, сондай-ақ, бактериялық ластану.Алайда, бұл құраушы ластанулар техногенді ластанулармен салыстырғанда аз. Нөсерлік ағындарды өлшенген заттардан (оңай орындалатын шара) тазалау су ресурстарының ластануын осы көздерден 70-80 %-ға азаюын шешеді. Өндірістік алаңдарда, үймелерде, түрлі қоқысты жерлерде жер асты сулары суда еритін заттармен, жауын суымен шайылатын, кәсіпорын қызметінің азық-түлігінен, өндірістік қалдықтардан және ақаба сулардан, сондай-ақ АҚ Қазмырыш, АҚ ҮМЗ, АҚ ТМК, ТЭЦ және т.б. өндірістік кәсіпорындардың канал жүргізу мен технологиялық жүйелерінен ластанады. Қала шегінде бұл ластағыш заттардың горизонтқа түсетін негізгі, бастапқы каналы. Жылжу жолы бойынша жер асты сулары араласады, ал ол ластанудың еруіне не түрлі ластағыш көрсеткіштердің қалыптасуына әкеледі.
Барлық тексерілген су қақпаларында есептелген және бекітілген жер асты суларының пайдаланымдағы қорлар сапасы бойынша бактериялогиялық залалсыздандыру мен фторлау кезінде ауыз су нормаларының талаптарын қанағаттандырады. Залалсыздандыру - горизонттың ластанудан қорғалмаған кезінде, ал фторлау - фтор құрамының төмендеген кезінде міндетті. Басқа сынамаларда ауыз су нормаларының кезеңмен кадмий, талий, нитрат бойынша өсуі көрінеді. Жер асты сулары атмосфералық жауын-шашын мен жер үсті суларының инфильтрациясы есебінен қалыптасады. Өзеннен алыс жерлерде табиғи ресурстардың қалыптасуында атмосфералық жауын-шашынның рөлі 10-20 %, жер үсті суларының рөлі - 80-90 % мөлшерде бағаланады. Өзен маңында жер асты суларының пайдаланымдық қорларының қалыптасуы кезінде жер үсті суларының рөлі 95-99 %. Үлбі мен Ертіс өзендерінің жер үсті суларының сапасы, жер асты суларының қалыптасуының көзі ретінде, химиялық көрсеткіштер бойынша ауыз су нормаларының талаптарын қанағаттандырады.
Сөйтіп, су тасығыштық горизонтқа инфильтрленетін атмосфералық жауын-шашындар атмосфералық ауадан және мүмкін топырақтан да шайылатын ластаушы заттарды (аммоний, алюминий, қорғасын, маргенец, кадмий, таллий, титан, мырыш, күшән) жеткізуші болып табылады.
Соның бір ауыр металына тоқталатын болсақ қорғасын.
Қала бойынша морфологиялық ерекшеліктері мен жоғарғы сапалы уытты заттар, олардың мөлшерінің қатынасынан пайда болған техногенді ауытқыған дала екі бөлікке бөлінеді: оңтүстік-батыс, солтүстік-шығыс. Әрине бұл даланы Ертіс өзені бөліп жатыр.
Қорғасын шаңы топырақтың беткі қабатына шөгеді, органикалық заттармен адсорбцияланады, топырақ ерітінділерімен профилденген бағытта қозғалады, бірақ топырақ құрамынан біраз бөлігі шығарылады. Күлгінді топырақта қорғасынның жоғарғы қабаттан төменге миграциялануы мүмкін. Сонымен қатар топырақта гумусты горизонттардың болу себебінен қорғасын толығымен сонда бекиді.
Қорғасын алу процесінде қоршаған ортаның ластануы. Қорғасын және оның қорытпаларын өндіру процестері кезінде атмосфераға қорғасын тозаңының едәуір мөлшері шығарылады. Бұл шаңдағы қорғасын биологиялық айналымға, бұл ретте барлық тірі заттарға теріс әсер етеді [28].
Қоршаған ортаны ластаушы қорғасын аккумуляторы. Адам, қоршаған орта үшін қауіптер көбінесе пайдаланылған аккумуляторларды кәдеге жарату кезеңінде пайда болады. Пайдаланғаннан кейін көптеген батареялар қоқыс құбырларына шығарылады. Сараптамалық бағалаулар бойынша, қоқыс тастайтын жерлерде, көлік алаңдарында және басқа да жерлерде қазіргі уақытта өз мерзімінде пайдаланылған аккумуляторларда 1 млн. т. қорғасын бар. Оларды қайта өңдеу жағдайында бұл шама жыл сайын 50-60 мың тоннаға өседі. Қоқыс тастайтын жерлерде немесе компостациялауға арналған қондырғыларда аккумуляторлар ыдырайды,бұл ретте топыраққа және жер асты суларына көптеген қорғасын түседі. Рециклинг кезінде қоршаған орта, әсіресе құрамында қорғасын бар шаңмен ластанады. Қорғасын аккумуляторларды дайындау кезінде Қорғасын қосылыстары бар шаң тәріздес бөлшектердің едәуір мөлшері пайда болады. Қорғасын аккумуляторлар қоршаған ортаның ластануына үлкен үлес қосады. [29].
Қорғасын аккумуляторынан басқа көптеген аккумуляторлар қолданылады. Орташа есеппен әр шаршы метрге бір аккумулятордан келеді; қоршаған ортаның ауыр металдармен, концентрацияланған электролиттермен және басқа да зиянды химиялық қосындылармен жаппай ластану процесі айқын [30].
Табиғи ластанбаған топырақтағы ауыр металдардың жалпы құрамы олардың бастапқы аналық жыныстағы концентрациясына байланысты және органикалық заттардың құрамы, ортаның реакциясы, гранулометриялық құрам сияқты топырақ түзуші процестер мен топырақ сипаттамаларының ықпалында болады. Алайда, қазіргі уақытта ауыр металдардың деңгейі антропогендік фактордың әсерінен өзгерді.
Қала аумағының шегінде топырақтың химиялық, биологиялық және радиоактивті ластануы тексеріледі. Топырақтың химиялық ластануын бағалауда ауыр металдармен және органикалық токсиканттармен ластануға ерекше көңіл бөлінеді.
Әр түрлі бейіндегі өнеркәсіптік кәсіпорындарды қоршаған топырақта шекті рұқсат етілген шоғырланудан (ШРК) ондаған және жүздеген есе асатын мөлшерде уытты элементтер болады. Тау-кен және металлургия өнеркәсібінің кәсіпорындары (шамамен 35%), жылу электр станциялары (27%), кәсіпорындар топырақты ауыр металдармен ластаудың негізгі өнеркәсіптік көздері болып саналады мұнай өңдеу (15%), көлік (13%) және құрылыс өнеркәсібі (8% дейін) [31].
Ауыр металдардың аномалиялары, әдетте, көзден 10 км дейінгі қашықтыққа таралады, бұл металдардың өнеркәсіптік шығарындылардың шаңды фракциясына басым бағытталуымен байланысты. Метеорологиялық жағдайлар мен жер бедері өз түзетулерін енгізе алады (басым жел бағыты бойынша ластану 15-30 км - ге, сирек-100 км-ге дейін таралуы мүмкін). Элементтердің жылжымалы формасының ауытқулары жалпы мазмұны бойынша анықталатындарға қарағанда едәуір ұзын және қарама-қарсы.
Нақты кәсіпорынның немесе өнеркәсіптік аймақтың экожүйелердің ауыр металдармен іргелес ластануына әсерін анықтау кезінде ластану құрылымына назар аудару маңызды(металдардың түсуі өнеркәсіптік шығарындылар, Өндіріс қалдықтарын орналастыру немесе сарқынды сулармен төгінділер нәтижесінде болады). Қалдықтарда бар металдар едәуір қашықтықтарға ауыстырылмайды және өнеркәсіптік шығарындыларға қарағанда тек жергілікті ластану көздері болып табылуы мүмкін. Тиісті түрде жабдықталған қатты қалдықтарды сақтау және көму алаңдарының жетіспеуі себебінен, құрамында ауыр металдар бар қалдықтар компоненттерінің су және ауа көші-қон қаупі ұлғаюын атап өткен жөн, бұл іргелес аумақтардың ластану алаңы мен дәрежесін ұлғайтады.
Ауыр металдар бар форманы да ескеру қажет . Құйма өндірісінің қалдықтарының металдары ең аз қозғалмалы болып табылады: жанған жер, қалыптау қоспаларының қалдықтары, түрлі қождар. Олардың босату жылдамдығы бастапқы тау жыныстарының желдену жылдамдығынан азырақ асып түседі. Атмосфералық жауын-шашынның жеңіл әсер ететін гальвано-шламдар металдары едәуір қозғалмалы. Өнеркәсіптік және коммуналдық ағындардың тазарту құрылыстарының тұнба шөгінділері үлкен мәнге ие болады, олардың қауіптілігі шайылу мен үрлеуге әлсіз төзімділікке, сондай-ақ ауыр металдардың жоғары концентрациясына байланысты. Кейбір түрлерін пайдалану.
Аумақты жоспарлау кезінде органикалық тыңайтқыштар мен материал ретінде пайдаланылатын материалдың құрамын жеткіліксіз бақылау кезінде қосымша ластану көзін жасайды.
Топырақтағы ауыр металдардың ең ірі көздерінің бірі этилденген бензинмен жұмыс істейтін және жылына 250 мың т. астам қорғасынды топырақ бетіне шығаратын автомобиль қозғалтқыштарының газдары бар автомобиль көлігі болып табылады[32]. Ауыр металдар автокөліктің өзінің жұмысы барысында, сондай-ақ жол жамылғысының үйкелуі кезінде қоршаған ортаға түседі. Нәтижесінде автотрассадан топыраққа қорғасын, кадмий, темір, никель, мырыш, марганец және басқа элементтер түседі.
Жол бойындағы аймақтың топырағы да мырышпен қатты ластанған, оның құрамы фондық құрамы 30-220 мгкг болғанда 400 мгкг жетуі мүмкін . Шиналардың тозуы және асфальтобетонды пайдалану нәтижесінде қоршаған ортаға кадмий түседі. Мәселе жол жабындарын дайындау үшін кадмий-бар қалдықтарды пайдаланумен қиындатады. Сонымен қатар, майлау және дизель майлары, кейбір бөлшектер қозғалтқыштар, шасси де кадмий көзі болуы мүмкін. Никель және хром шанақ жабындарының тозған өнімдері болып табылады, ал қозғалтқыш бөліктерінің үйкелуі кезінде темір бөлінеді .
Біздің елімізде автожолдарға жақын жердегі топырақтың ластану деңгейі шет елдерге қарағанда төмен екенін атап өткен жөн, өйткені этилденген бензинді пайдалану қазіргі уақытта шектеулі. Алайда, бұған қарамастан, көлік жоғары көлік жүктемелерін сынайтын қалалық ортада ауыр металдардың елеулі көзі болып табылады.
Қорғасын топыраққа қорғасын кендерін өндіру кезінде металлургия қалдықтары ретінде, қорғасын қосылған бензинді тұтынатын автомобиль қозғалтқыштарынан, сондай-ақ қоқыс тастайтын жерлерден (пайдаланылған электр аккумуляторлары, бояулар, металл қорытпалары) түседі. Қорғасынның жоғары құрамы қалалық сарқынды суларда (3000 мкг-ға дейін), сондай-ақ пиритті оттарда (4500 мгкг-ға дейін) байқалады [32].
РН өсуі ауыр металдардың топырақ компоненттерімен қосылыстарының беріктігін арттыруға әкеледі. Негізінен бірқатар адсорбция бар: қорғасын мыс мырыш кадмий. Соңғысы өте белсенді сорбцияланады, бірақ басқа металдардың ерітіндісінде болуы кадмийдің сорбциясын 2-14 есе төмендетеді; негізгі бәсекелес-мырыш болып табылады,ол сондай-ақ ПКП минералды компоненттерімен және төмен молекулалы органикалық қосылыстарынан топырақта әлсіз тіркеледі. Ауыр металдардың үлкен көлемі топыраққа түскен жағдайда, оларды бекітудің негізгі жолы спецификалық емес адсорбция болып табылады; нәтижесінде қозғалу дәрежесі 63% - ға жетуі мүмкін.
Қорғасын, сынап, кадмий және басқа да ауыр металдар саз топырақты гумус қабатының жоғарғы қабаттарында (бірнеше сантиметр) жақсы сіңіріледі. Олардың бейіндері бойынша қоныс аударуы және топырақ бейінінен тыс шығарылуы шамалы. Жеңіл гранулометриялық құрамның, қышқыл және гумуспен азайған топырақтарда осы ауыр металдардың қоныс аудару процестері өседі. Мыс пен мырыш аз улы, бірақ қорғасын мен кадмийге қарағанда жылжымалы. Миграциялық қабілеті органикалық заттың жоғары болуы және топырақтың гранулометрлік құрамының ауырлауы кезінде төмендейді.
Ауыр металдардың радиалды және латеральды миграциясы суда еритін органикалық қосылыстар құрамындағы көші-қонмен, ал бірқатар жағдайларда лессиваж процесімен де байланысты. Ауыр металдардың жоғары шоғырлануы трансаккумуляциялық позициялардың топырақтарында байқалуы мүмкін. Демек, кәсіпорындардың әсер ету аймақтарының суперквалды және трансаккумулятивті ландшафтары көбінесе техногендік әсерге ұшырайды. Зерттеу мәліметтері бойынша топырақтан жартылай шығару кезеңі (сілтілеу) антропогендік әкелінген мырыш үшін 70-510 жылды, кадмий - 13-110 жылды, мыс - 310-1500 жылды, қорғасын-740-5900 жылды құрайды.
Жазғы кезеңде эрозия процестерімен және жер асты суларының қызметі ауыр металдардың жер үсті суларына көшуі орын алады. Тіпті гумидті жағдайда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
3
1
Қорғасынның Өскемен қаласындағы экологиялық жағдайы
6
1.1
Қорғасын элементі
6
1.2
Өскемен қаласының қорғасынның экологиясы
11
1.3
Қорғасынның қоршаған орта объектілеріндегі шоғырлануы
20
1.4
1.5
Қорғасынның адам ағзасындағы аккмуляциясы жане денсаулығына зиянды әсерінын салдары
Өскемен қаласының қорғасынмен ластанған аймақтар бойынша 2015-2019 жылдар аралығындағы көрсеткіштер
23
28
2
Өскемен қаласының ластанған аймақ топырақтарында қорғасынды анықтау материалдар мен әдістер
36
2.1
Өскемен қаласының аумағында автокөлік жүктемелерін анықтау және зерттеу аудандарын таңдау
36
2.2
2.3
2.4
Белгіленген 11 аймақтарынан лабораториялық зерттеулерге топырақ пробаларын алу әдісі ГОСТ 17.4.2.01-81 және ГОСТ 17.4.2.02-83
Зерттеу аймақтарынан алынған топырақ пробаларында қорғасын концентрациясын химиялық аналитикалық анализбен анықтау әдісі
Зерттеу аймақтарынан алынған топырақ пробаларында қорғасын концентрациясын ерітінді күйінде спектрофометриялық аппаратымен анықтау әдісі
37
40
44
3
Өскемен қаласының ластанған аймақ топырақтарындағы қорғасының нәтижелері мен талқылауы
48
3.1
Автокөліктер жұмысының нәтижесінде қоршаған ортаға түсетін антропогендік ластанудың мөлшерін анықтауы
48
3.2
Өскемен қаласының зерттелінген 11 аймақтан алынған топырақ морфологиясы
51
3.3
Зерттеу аймақтарынан алынған топырақ пробаларында қорғасын нәтижелері
54
Қорытынды
59
Әдебиеттер тізімі
Қосымша А
Кіріспе
Өзектілігі. Қала аумақтары жоғары антропогендік жүктемені бастан кешіруде, оның нәтижесінде топырақтың ауыр металдармен қатты ластануы орын алады. Ауыр металдардың топыраққа түсуі автокөліктің, өнеркәсіптік кәсіпорындардың, жылу электр станцияларының шығарындыларына, үйінділер мен ашық карьерлерден көші-қонға байланысты.
Өскемен қаласы Қазақстан Республикасының ең ірі және индустриялық орталынығының бірі болып табылатын Шығыс Қазақстан облысының орталығы.Территориясының қолайлы орналасуына байласынты (түсті және сирек металдар кеңдер,алтын, көмір, құрылыс материалдары және т.б), сулы (Өскемен және Бұқтырма СЭС) гидроэнергетикасының бар болуы қаланың экономикалық потенцианалының тез дамуы мен тұрғызылуына себеп болды.Демек, қала территориясында халық санының көп болуы,ірі өнеркәсіп объектілерімен аса тығыздығы, өнеркәсіптің жарты ғасырлық іс-ірекеттері экологиялық тұрғыдан мілде мінсіз еместігі қоршаған орта компоненттерін улы компоненттермен , ең алдымен- ауыр металдармен ластануына әкеліп соқты.Күні бойы бірнеше жүздеген көлік өтеді.Автокөлік ауаны ластану көздерінің бірі болып табылады,қозғалтқыштың жұмысы нәтижесінде қоршаған ортаны қорғасын қосылыстарымен ластайды.Автокөліктің шығуы қорғасын мен кадмийдің көп бөлігін береді,шиналар тозған кезде мырыш ауаға түседі.Тұрғын үй ғимараттары тас жолдың бойында орналасқандықтан,жолдан қорғасынның ластануы қаншалықты таралатынын зерттеу жұмысын жүргізу керек болды.
Өнеркәсіптің көптеген түрлері, әсіресе химиялық және металлургиялық, сонымен қатар автокөлік құралдары, қоршаған ортаға ксенобиотиктер, яғни адам ағзасына жат заттар қосылуы арқылы ластану көзі болып табылады.Оларға :пестицидтер,ауыр металдар, фенолдар, жуғыш заттар, пластмассалар жатады.Бірқатар қалалардың ауасында олардың кейбіреулерінің шоғырлануы рұқсат етілген шекті мәннен 10,тіпті 25 есе асып кетуі мүмкін.Кеобиотиктер тобына темірдің тығыздығынан жоғары металдар, атап айтқанда қорғасын, мыс, мырыш, никель, кобальт, қалайы, хром және сынап кіреді.
Бірақ қазіргі заманғы табиғат қорғау заңнамасында топырақ сияқты күрделі объектілердің сапа нормативтерінің ғылыми негізделген сараланған жүйесі жеткілікті түрде әзірленген жоқ, бұл олардың экологиялық бағасы мен қалпына келтірілуін қиындатады. Гомогенді шектес ортаға (су, ауа) қарағанда, физикалық тұрғыдан елеулі біртектес күрделі ұйымдастырылған,
бейінді - бөлінген объект ретінде, тек беткі қабаттағы ластаушы заттың шоғырлану көрсеткішімен ғана репрезентативті түрде сипатталуы мүмкін емес. Осыдан, өмірлік маңызды ресурс ретінде олардың сапасын барабар экологиялық бағалау үшін осы объектілердің физикалық ұйымдастырылуын
ескере отырып, қала топырағының ластану өлшемдерін одан әрі әзірлеу қажеттілігі туындайды.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Өскемен қаласындағы топырағындағы қорғасынның шоғырлануын зерттеу
Зерттеу жұмысының міндеттері:
1) Әдеби көздерді талдау арқылы топырақтағы ауыр металдарды анықтау әдістерін зерттеу;
2) 2015-2018 жылдар аралығындағы Өскемен қаласындағы топырақтағы қорғасынның шоғырлануы бойынша Казгидромет мәліметтерін қарастыру;
3) Топырақтағы қорғасынның ластанған аймақтарын белгілеу;
4) 11 аймақтан алынған топырақ сынамасын зерттеу;
5) Топырақ пробаларында химиялық-аналитикалық әдіспен спектрофотометриялық әдіспен раствордағы қорғасын концентрациясын анықтау.
Зерттеу объектісі: Өскемен қаласының топырақ жамылғысы.
Зерттеу нысаны: Топырақтағы қорғасынның шоғырлануы.
Зерттеудің ғылыми жаңашылдығы.Өнеркәсіптік қалдықтармен және автокөлік құралдарының ауыр металдармен рұқсат етілмеген үйінділер аумағында топырақтың ластану дәрежесін кешенді бағалауды жүргізу болып табылады.
2015 - 2019 жылдар аралығында Өскемен қаласының топырағының жағдайын зерттеу, талдау және бағалау.
Зерттеудің тәжірибелік маңыздылығы. Өнеркәсіптік қалдықтар үйінділерінің топырақтың химиялық құрамына әсерін зерттеуге және Өскемен қаласының тас жолдары мен қала шетіндегеді аумақтарындағы рұқсат етілмеген үйіндісі мысалында топырақтың қорғасын ауыр металдармен ластануына бағалау жүргізуге негізделеді.
Зерттеу нәтижелерін оқушылар, студенттер,оқутышулар және экология басқарма мамандары қолданылуы мүмкін.Материалдарды мониторинг жасауға және ғылыми-зерттеу жұмыстарына қолдана алады. Өскемен қаласындағы топырақтағы қорғасынның ластануы ірі өнеркәсіп кәсіпорындары (Қазмырыш ЖШС, ТМК АҚ) болып табылады. Олардың үлесі жалпы ластанудың 40-50% ын құрайды. Сонымен қатар, ластануда автокөліктер ерекше рөл атқаруда.
Қазіргі ғылыми мәселелерді шешу.Қазіргі топырақтың ластануы экологиялық проблеманың бірі болып табылады.Және оларды зерттеуге көптеген ғалымдар зерттеді.Солардың бірін атап кетсек Корчагина Кристина Викторовна. Оценка загрязнения городских почв тяжелыми металлами с учетом профильного распределения их объемных концентраций атты дессертациясында зерттеген.Онда қорғасынның топырақта шоғырлануын атап кеткен.Және қорғасынның шығу көздерін,қалай таралатының зерттеген.
Тағы да зерттенген Б.Н. Мыңбаева, Т.Г. Иманбекова Топырақтың ауыр металдармен ластану нормативтерін бағалау мақаласында қарастырылған.
Ахуалын бағалау.Қоршаған ортаның ластануын бақылап отыру,зерттеу ахуалын бағалау болып келеді.ҚР экологиялық кодексінде өзіндік бөлімдері бар.Олар:1-Тарау 5-бап, 7-бап, 4-Тарау 23-бап, 27-бап, 29-бап, 6-Тарау 38-баптар негізделінген.Өскемен қаласындағы Казгидромет, Экологиялық департамент қоршаған ортаның жай күйін бақылайды.Казгидромет жылына 3 рет ақпараттармен бөлісіп отырады.Нормативтік құжаттарға сай жұмыс атқарады.
Жұмыстың (апробациясы). Дипломдық жұмыстың негізгі нәтижелері келесі басылымдарда мақала түрінде шығарылды: Топырақтың маңыздылығы мен ластануы Записки Усть-Каменогорского филиала казахского географического общества 2020 жыл; Өскемен қаласындағы топырақтағы қорғасын мен мырыштың шоғырлануына сипаттама .XXI ғасырдағы ғылым және білім аты халықаралықконференциясы. Нұр-Сұлтан, Қазақстан 2020 жыл.
Дипломдық жұмыстың құрылылымы: Дипломдық жұмыс 6 беттен, 3 бөлімнен тұрады. Дипломдық жұмыста 14 кесте, 18 сурет көрсетілген. Әдебиеттер тізімінің жалпы саны 51, оның ішінде 2 мақала жұмыстары, 39 кітап, 4 интернет сілтемелері көрсетілген.
1 Қорғасынның Өскемен қаласындағы экологиялық жағдайы
0.1 Қорғасын қандай элемент
Қорғасын (лат. Plumbum), Pb - элементтердің периодты жүйесінің IV-тобындағы химиялық элемент, асыл металдардың бірі. Реттік нөмірі 82, атом массасы 207, 2 [1].
Қорғасын өте ерте заманнан белгілі, одан жасалған тиын ақша, медальондар ертедегі Египет қазбаларынан көп табылған. Жер қыртысындағы мөлшері 1.6 07 %, ол жеке күйінде кездеседі. Ең маңызды кені- галенит- қорғасын жылтыры PbS; Қазақстандағы кендері Оңтүстік және Шығыс Қазақстанда және Қарағанды облысында кездеседі. Қорғасын бос күйінде көкшіл-сұр түсті жұмсақ және ауыр металл, оңай балқиды. Қорғасынды өндіру үшін, оның рудасын алдымен байытады, одан шыққан концентратта 40-78% қорғасын болады. Концентраттағы қорғасын көбіне полиметаллургия әдісімен алынады. Қорғасын-өнеркәсіп пен техникада кең пайдаланылатын түсті металл. Ол атмосферада коррозия және қышқылдар әсеріне төзімді болғандықтан, химиялық аппаруталар (әсіресе, күкірт қышқылы өндірісінде) және кабель, оқ, бытыра дайындауда, радиоактив сәулелерінен қорғануда, медицинада кең қолданады [2,3].
Қорғасын көптеген мыңжылдықтар пайдаланылады, өйткені ол кең таралған, оңай өндіріледі және өңделеді. Ол өте шөмішті және оңай балқиды. Қорғасын балқыту адамға белгілі металлургиялық процестердің бірі болды. Моншақ кездесті қорғасын, сәтінен тіркеліп, сақталған 6400 ж. б. э. дейінгі табылған мәдениет Чатал-Хююк [4]. Қорғасыннан жасалған ең көне зат болып саналады. б.з. д. 3100-2900 жж. датирленетін Египеттің бірінші әулетінің ұзақ юбкасында тұрған әйелдің мүсіні (инвентарлық нөмірі EA 32138) [5]. Ол Абидоста Осирис храмынан табылған және 1899 жылы Египеттен әкелінген. Ежелгі Мысырда қорғасыннан жасалған медальондар қолданылды. Ерте қола дәуірінде қорғасын сүрме мен мышьякпен қатар қолданылған. Қорғасынға белгілі бір металл сияқты нұсқау ескі өсиетте .
Жазулары бар ежелгі Рим су құбырының қорғасын құбырлары.Индустрияға дейінгі дәуірдегі қорғасынның ең ірі өндірушісі 80 000 тонна жылдық өндіріспен Ежелгі Рим болды. Қорғасын римдіктерімен өндіру Орталық Еуропада, Рим Британияда, Балкандарда, Грецияда, Кіші Азияда және Испанияда болды. Римдіктер су құбырларына арналған құбырлар өндірісінде қорғасынды, қорғасын құбырларында Рим императорларының жазулары жиі болды. Рас, пештер мен Витрувий бұл қоғамдық денсаулық үшін жаман емес деп есептеді.
Б. з. V ғ. Рим империясының құлауынан кейін Еуропадағы қорғасынды пайдалану құлдырап, 600 жылға жуық төмен деңгейде қалды. Содан кейін қорғасын Шығыс Германияда өндіре бастады. Қорғасын қант Рим заманынан оның дәмдік сапасын жақсарту үшін шарапқа қосылды, бұл кең таралған және 1498 жылы Папа булласына тыйым салынғаннан кейін де жалғасты. Орташа ғасырларда қорғасынның мұндай қолданылуы қорғасын шаншу індетіне алып келді[6]. Ежелгі Ресейде қорғасын шіркеулердің шатырын жабу үшін пайдаланды, сондай-ақ грамоталарға аспалы мөрлердің материалы ретінде кеңінен қолданылды. Кейін 1633 жылы Кремльде қорғасын құбырларымен су құбыры салынды,ол бойынша су-су мұнарасынан су жүрді, ол 1737 жылға дейін жұмыс істеді [4-144 б].
Алхимияда қорғасын Сатурн планетасымен байланыстырылып, оның символымен белгіленді . Ежелгі заманда қалайы, қорғасын және сурьма бір -бірінен ерекшеленбеді, оларды бір металдың әртүрлі түрлері деп санаған, бірақ үлкен плиталар қалайы мен қорғасынды ажыратқанымен, қалайы plumbum album деп атаған, ал қорғасын - plumbum nigrum [5].
Индустриялық революция қорғасынға деген қажеттіліктің жаңа өсуіне әкелді. 1840 жылдардың басында тазартылған қорғасынның жылдық өндірісі алғаш рет 100 000 тоннадан асып, келесі 20 жыл ішінде 250 000 тоннадан астам өсті. XIX ғасырдың соңғы онжылдығына дейін қорғасынды өндіру негізінен үш ел: Британия, Германия және Испаниямен жүргізілді. XX ғасырдың басында Еуропада қорғасын өндіру АҚШ-та, Канадада, Мексикада және Австралияда ұлғайған өндірудің арқасында басқа әлемге қарағанда аз болды. 1990 жылға дейін қорғасын көп мөлшерде (сүрмемен және қалайымен бірге) баспаханалық қаріптерді құю үшін, сондай-ақ тетраэтил қорғасыны түрінде-моторлы отынның октандық санын арттыру үшін қолданылған[7].
Қорғасын өте кең таралған ауыр металл-жер қыртысында 13 мгкг (Гринвуд, Эрншо, 2008). Pb-минералдардың жалпы саны - 315, олардың көпшілігі-халькогенидтер. Pb едәуір таралуы қорғасынның төрт табиғи изотоптарының үшеуі (206, 207 және 208 массалары бар) радиоактивті элементтердің түпкілікті тұрақты өнімдері болып табылатындығымен түсіндіріледі. Шыққан тегіне байланысты қорғасынның изотоптық құрамы өзгереді.
Қорғасын-топырақтың жағдайына көліктің әсерін бағалау кезінде қарастыру қажет бірінші элемент. Бензинге қосымша ретінде тетраэтил қорғасынның кеңінен қолданылуы бензиндегі қорғасынның 75% - ға жуығы жану кезінде аэрозоль түрінде бөлініп, ауада шашырайды. Мысалы, А-76 маркалы бензинде қорғасынның құрамы 380 мг жетуі мүмкін, ал тетраэтил қорғасынның жалпы құрамы 1 гл жетеді [8]. Қорғасынның жол аномалияларының ені 50-100 м-ге жуық, сирек 300 м-ге жетуі мүмкін [9]. Топырақтағы қорғасынның ең үлкен концентрациясы жолдан 1-2 метр қашықтықта, 500-600 мгкг концентрациясына жетеді. Кейбір авторлар бірнеше километр қашықтықта Елеулі ластанудың барын атап өтті [10]. Изотоптармен жүргізілген зерттеулер қорғасын жолдан 50 км дейінгі қашықтыққа ауыстырылады [9-691б].
Қорғасын елімізде ШРК мәні 32 мгкг. Ресейде ШРК мәні өте қатаң-30 мг кг. Батыс және Орталық Еуропада қорғасынға арналған нормативтер жұмсақ: Германияда, Данияда, Швецияда - 50 мгкг; Нидерландыда - 85 мгкг; Польшада - 100 мгкг [11]. В. И. Савичтің пікірінше, Ресейде бұл нормативтік мәндер төмендетілген [12].
Қорғасын топыраққа қорғасын кендерін өндіру кезінде металлургия қалдықтары ретінде, қорғасын қосылған бензинді тұтынатын автомобиль қозғалтқыштарынан, сондай-ақ қоқыс тастайтын жерлерден (пайдаланылған электр аккумуляторлары, бояулар, металл қорытпалары) түседі. Қорғасынның жоғары құрамы қалалық сарқынды суларда (3000 мкг-ға дейін), сондай-ақ пиритті оттарда (4500 мгкг-ға дейін) байқалады [13].
Қорғасынды құрылыста және сәндік мақсаттар үшін пайдалану оның атмосферадағы коррозияға жоғары төзімділігімен (қорғасын бетін тотықтар мен карбонаттар қабатымен жабу есебінен) байланысты; суда бұл жабын болмаған кезде қорғасын баяу ериді (әсіресе қышқыл ортада); қатты суда су құбыры құбырларының қабырғаларын кальций карбонатының қорғау қабатымен жабу жүргізіледі, бұл қорғасынды ерігеннен қорғайды. Қорғасын қосылыстары кез келген беттерде жабын жасауда кеңінен қолданылады қызыл қорғасын Pb3O4 - болатты жабу үшін;
Хром қорғасын pbcro4 - Еуропада, Азияда, Солтүстік Америкада сары мектеп автобустарын бояу үшін; ақ қорғасын 2pbco3::Pb(OH)2-темір шатырларды бояу үшін). Бұл жабындар қышқыл жаңбырдың түсуі жағдайында оңай ыдырайды.
Қорғасын хрусталь өндірісі кезінде, сондай-ақ радиоактивті заттармен жұмыс істеу кезінде қорғаныс жабындарын кем дегенде пайдаланады.
Қорғасынды пайдалану электротарьлар мен аккумуляторлар өндірісін қамтиды [14].
Қорғасынның ең маңызды минералы - PBS галениті. Одан басқа, жер қыртысының арасында негізгі Pb-минералдар бар болғаны төрт: англезит PbSО4, церуссит PbСО3, пироморфит Pb(РО4)3Сl және миметизит Pb5(AsO4)3Cl [22]. Жер қыртысындағы қалған минералдардың құрамы өте аз. Тау-кен түзуші минералдарда қорғасын максималды байытылған, орташа 40 мгPb кг, акцессорлық минералдардың арасында сфен - 221 және гранаттар - 180 мг Pbкг.топырақтағы қорғасын минералдарының құрамы олардың жер қыртысындағы құрамынан ерекшеленеді.
Тас көмірінде орташа есеппен 7-18 мг Pbкг бар, оларды өрткеннен кейін күлдегі Pb концентрациясы айтарлықтай артады. Жыныстардың арасында сланец қорғасынмен барынша байытылған: орташа есеппен 20-23 мгкг.мұхиттық Fe-Mn конкрецияларында орташа есеппен 900 мг Pbкг. марганецпен қорғасынның ұрықтануы туралы марганец оксидтеріндегі Pb жоғары үлесі айтады (0.3-2%), ал темір гидроксидтерінде оның барлығы 0.05-0.14% [15].
Қорғасын халық шаруашылығында кеңінен қолданылады: әртүрлі қорытпалар, аккумуляторлар, электротехникалық бұйымдар, оптика құрамында, радиациялық қорғау үшін, автомобиль отынына қоспалар үшін.
Металл қорғасын кендерін өндіру кезінде, металлургия қалдығы ретінде, қорғасын қосылған бензинді тұтынатын автомобильдерден, сондай-ақ пайдаланылған электр аккумуляторлары, бояулар, металл қорытпалары түсетін үйінділерден топыраққа түседі. Соңғы 12370 жыл ішінде Pb аэральді құлдырау тарихын зерттеу, Швейцарияның Юриялық тауларында (Shotuk et al. Бұл деңгей табиғи аянан 1570 есе жоғары, ол жылына 0.01 мг Pbм2 құрайды. АҚШ-та және басқа да дамыған елдерде 70-жылдары енгізілген қорғасын тетраэтилді бензинге қосуға қатаң шектеулерден кейін топырақтың қорғасынмен ластануының жаһандық деңгейі айтарлықтай азайды [24]. Бірақ ол кеніштердің және Металлургиялық зауыттардың әсер ету аймағындағы жергілікті аномалиялардағы, сондай-ақ қала топырақтарындағы қорғасын бояулары мен этилденген бензиннің жану өнімдерінің түсуі есебінен табиғи фонды ретке келтіреді.
Қорғасын жоғары уыттылығымен ерекшеленеді және қауіптіліктің бірінші класына жатады. Ресейде ол үшін ШРК-20 мгкг. кешірек топыраққа арналған ОДК - ның неғұрлым Жомарт мәндері қабылданған: (су)құмды - 32 мг Pbмг, қышқыл (су)сазды - 65 мг Pbмг, бейтарап (су)сазды-130 мг Pb мг.
Автокөлік - қоршаған ортаны қорғасынмен басты ластаушы. Топырақтағы Pb кларкының үдемелі жоғарылауы техногенді қорғасынмен байланысты деген пікір бар. 1962 жылы А. П. Виногадов Pb 10 мг Pbкг кларкінің мәнін ұсынды.одан кейінгі кларкалар жоғары: 1979 жылы Боуэн 35 мг Pbкг, 1986 жылы Кабатой-Пендиас және Пендиас - 25 мг Pbкг, 1990 жылы Сает және Овчинникова - 40 мг Pbкг (Иванов, 1996) мәнін ұсынды. Боуэн бойынша топырақтағы қорғасын саны индустриялық дәуірде 12 мгкг-дан 35 мгкг-ға дейін өсті.
Әсіресе ірі қалалардың топырақтарындағы қорғасынның көбеюі байқалады. Петербург саябақтарының топырақтарында 40 жыл ішінде 1940 жылдан 1982 жылға дейін қорғасын мөлшері 4-17-дан 78-162 мгкг-ға дейінге өсті[15]. Басқа елдердің қалалық саябақтарында АҚШ-та 15240 дейін, Канадада-880 мг дейін Pb кг.
Дания, Ирландия, Ұлыбритания аумағында көптеген топырақ ластанған (100 мг Pbкг жоғары). Өнеркәсіптік кәсіпорындардың әсер ету аймағында топырақтың қорғасынмен ластануы өте жоғары деңгейге жетеді. Түсті сынықтарды қайта өңдеу кәсіпорындарының жанында орташа топырақта 2470 мг Pbкг, түсті металл қорытпаларын қайта өңдеу - 1610 мг Pbкг, аккумуляторлар өндірісі - 560 мг Pbкг [15] болады. Pb жалпы құрамы төмендеген кезде ластау көздерінен алыста, оның жылжымалы нысандарының мазмұны маңызды болып қала береді. Еритін Pb формасындағы мұндай аномалиялар қуатты шығарынды көздерінен 10 км дейінгі қашықтыққа созылады. Түрлі елдерде Түсті металдарды өндіру аудандарында ол сондай - ақ үлкен: АҚШ - та - 1300, Англияда - 4500, бұрынғы КСРО - да - 3040 мг Pbкг. Металл өңдеу кәсіпорындарының маңында топырақта одан да жоғары: АҚШ - та-6500, Канадада-12000, Грецияда-18500 мг Pbкг [15].
Pb нысандарының құрамы кең түрленеді, бұл геохимиялық ландшафттарда оның биологиялық қол жетімділігінің айырмашылығын түсіндіреді. Элементтің химиялық нысаны мен биожетімділігі арасындағы тәуелділікті түсіну тек топырақ пен кен үйінділеріндегі Pb формаларын толық, дәл және тура сәйкестендіргеннен кейін ғана мүмкін болады. Осы мақсатқа жету үшін синхротронды рентген техникасын [16].
Экстракцияның химиялық әдістері Органикалық затпен Pb байланыс түрін орнатуға ғана емес, сонымен қатар топырақтағы Pb-органикалық қосылыстардың шамамен мөлшерін анықтауға да мүмкіндік бермейді. Бұл туралы А. А. Понизовский және Е. В. Мироненко әділ жазады ... әдебиетте ұсынылатын әдістемелер кейбір белгілі бір қосылыстарға жатқызуға болмайтын қорғасынның шартты фракцияларын ғана бөліп көрсетуге мүмкіндік береді... өзі фракциялау , салыстырмалы түрде аз ақпараттық. Химиялық фракциялау жиі топырақтағы Pb-органикалық қосылыстардың төмендетілген үлесін береді, топырақ химиясы оқулығында қорғасынның бұл қосылыстары жоқ. Оның үстіне химиялық фракциялау қорғасынның органикалық лигандтармен байланыстарының сипаты туралы ешқандай ақпарат бермейді. Бұл ақпаратты рентген абсорбциялық спектроскопияны пайдалану кезінде ғана алуға болады. Қорғасын-ластанған топырақтың бірінші ауыр металл, оның бөлшектері 1994 жылы EXAFS - спектроскопия әдісімен зерттелген. Синхротронды рентгендік радиация әдісімен Pb зерттеулері жұмыс құнын төмендетіп және топырақ мелиорациясының тиімділігін арттыра отырып, практикалық қолдануды тапты.
Топырақтың ластануын экологиялық бағалаудың шетелдік тәжірибесі. Топырақтың ауыр металдармен ластануы және оның экологиялық бағалануы тақырыбына шетелдік зерттеушілер мен ғалымдардың көптеген жұмыстары арналған[17, 18, 19, 20, 21].
Пинскийдің пікірінше, қазіргі уақытта қолданылып жүрген нормативтер маңызды сын тудырады және қайта қарауды қажет етеді [22]. Ең тұтас түрде Экологиялық нормалау Федеративтік Республикасында іске асырылды.
Германия Республикасында DIN стандарттары жүйесінде [23]. Топырақ сапасының германдық нормативтері, ең алдымен, жер асты суларын ластанудан қорғау мақсатында белгіленген; бұл ретте ластану өлшемдері жер асты су көздерін қорғау белдеуіне (аймағына), сондай-ақ топырақтың өткізгіштігіне және түріне байланысты. Германияда болашақта зерттелетін алаңдарды әлеуетті пайдалану тұрғысынан топырақтың сапасын бағалау бойынша ұсыныстар әзірленді. Нидерландыда қазіргі уақытта 2000 жылы кептірілген топырақтың сапасын бағалау өлшемдері қолданылады. Құжатта топырақтың фондық ластануы туралы, сапаның мақсатты көрсеткіштері туралы мәліметтер, сондай-ақ шұғылдық пен араласу ауқымына (тазалау, жою және көму және т.б.) қатысты шешімдер қабылдауға мүмкіндік беретін бағалау өлшемдері бар. АҚШ-та қоршаған ортаның сапасын бағалау кезінде топырақта және жер асты суларында қауіпті химиялық қосылыстар мен мұнай өнімдерін ұстау стандарттарын пайдаланады. Зерттелетін учаскелердегі осы қосылыстардың шоғырлануын олардың стандарттарымен салыстыру адам денсаулығы, қоғамдық әл-ауқаты және қоршаған орта үшін ластаушы заттарды білдіретін әлеуетті қауіптілік өлшемін сандық бағалауға мүмкіндік береді. Мұндай тәсіл ластану қаупінің сипаттамасы деп аталады. 1996 жылдың шілдесінде шығарылған топырақтың ластануының ықтимал зиянды салдарын бағалау және бақылау бойынша тиісті ұсыныстар АҚШ қоршаған ортаны қорғау агенттігінің (US EPA) сайтында ұсынылған [24].
Қазіргі ресейлік табиғат қорғау заңнамасында топырақты күрделі ұйымдастырылған, бір текті емес объект ретінде бағалауға ғылыми негізделген көзқарас жоқ .
Топырақтың ластануын экологиялық бағалауды жүзеге асыру кезінде шектес, жеткілікті гомогенді, бір фазалы орта - ауа (атмосфера) мен судың жай-күйін экологиялық бағалаумен және нормалаумен айналысатын басқа ғылымдардан көшірілген тәсіл қалыптасты. Бұл ШЖК (ОДК) түріндегі концентрациялық стандарттар (нормативтер) туралы болып отыр.Немесе олардың қайтымсыз бұзылуын тудыратын біртекті орта массасына. Гетерогенді, биокосты бірліктер болып табылатын, тірі және жансыз, сұйық, қатты және газ фазаларын біріктіретін топырақ үшін мұндай тәсіл өте қиын. Заттардың бейінді бөлудегі, көлемдік массалардағы (тығыздықтардағы) және басқа да көптеген қасиеттердің айырмашылықтары экологиялық бағалауда тек концентрациялық өлшемдер бойынша белгісіздікке әкеледі[25]. Топырақтың ластануын экологиялық бағалауды жүзеге асыру кезінде топырақтың құрылымдық-функционалдық ұйымдастырылуын, оның гетерогендігін, күрделі поликомпонентті, көпфазалы кеңістіктік-бөлінген объект ретінде елеулі тік анизотропияны есепке алу қажет.
0.2 Өскемен қаласындағы қорғасынның экологиясы
Өскемен қаласының территориясының көлемі Үлбі өзенінің Ертіске құйылатын жерінде 230 шаршы км құрайды. Облыс орталығының географиялық координаталары 49°59′с.е. және 82°37′ш.б. ШҚО-ның жақын ірі орталықтарынан - Семей, Риддер мен Зыряннан Өскемен қаласы, сәйкесінше, 200, 120 мен 150 км қашықтықта орналасқан және олармен теміржол қатынасы мен автокөлік жолдары арқылы байланысады.
Өскемен Үлбі мен Ертіс өзендерінің қосылуы кезінде пайда болған аңғарлармен және солтүстіктен, шығыстан, оңтүстіктен және оңтүстік-батыстан 800 м биіктікке дейінгі тау жотасының тарамдарымен қоршалған жазық аймақта орналасқан. Алқап тек солтүстік-батыс және аз мөлшерде оңтүстік-шығыс бағытта ғана ашық болып қалады, ал ол қаланың ауа бассейніне ластаушы кәсіпорындардан шығарылатын улағыш заттардың тез сейілу мүмкіндігіне кедергі болады.
Қала территориясы 280-340 м биіктік шегіндегі аймақта орналасқан. Қаланың биіктік бойынша негізгі бөлігі көлденеңінен 300 метрге, негізінен террассалық ымыралармен, өткелдермен жасанды қазындылармен және үйінділермен, күрделіленген тегіс бетімен шектелген.
Қаланың жан-жағынан төмпешіктермен шектелген далада орналасуы және тұрғын үйлер тұрғызылған жерлерде өндірістік кәсіпорындардың орналасуы, экологиялық жағынан жағымсыз болып табылады, өйткені қалалық ауа бассейнінің ластануының табиғи тазалануын қиындатады.
Аймақтың негізгі жер үсті су жүйелері - су ресурстары шектескен территорияларда қалыптасатын және транзитті болып табылатын Ертіс пен Үлбі өзендері. Өзендердің ағып түсуі жер үсті және грунт суларынан қалыптасады. Негізгі бөлігін қармен қоректену құрайды. Ертіс өзенінің ағуы Бұқтырма және Өскемен су қоймаларымен реттелген. Үлбі өзенінің ағуы аздап Кіші Үлбі су қоймасымен реттелген [26].
Ертіс өзені кең, жақсы көрсетілген аңғар жасайды. Өзеннің басты арнасының ені 170-380 м, мойнымен және аралдарымен қосқанда жалпы ені 3 кей жерлерде 5 м-ге дейін тереңдікте 3-3,5 км-ге жетеді. Қаланың жоғарғы жағында Ертістегі орташа жылдық шығысы жуық шамамен 400 м3с құрайды. Ертіс өзенінің алабында ауыл шаруашылық кәсіпорындардан басқа ірі ластағыштар - Зырян мен Белогор тау-кен комбинаттары, ағаш өндейтін кәсіпорындар және т.б. орналасқан. Сонымен қатар, Ертіс өзенінің суларын тазалауға су қоймалар да әсер етеді. Сондықтан Ертіс өзенінің сулары әр түрлі бөлімшелерде ластанудың түрлі дәрежесінде болады. Өскемен аймағындағы Ертіс өзенінің гидрологиялық режімі, негізінен, Өскемен ГЭС жұмысының режімімен анықталады. Ертіс өзенінің үстінен ағып өтетін сулар, инверсті үрдістер қала экологиясына жағымды әсер ететін атмосфералық кедергіні қалыптастырады, өйткені ол Ертістің сол жақ жағасына Солтүстік өндірістік белдемдердегі кәсіпорындардан шығарылатын улы заттардың енуіне кедергі жасайды.
Үлбі өзені қала территориясының шегінде Үлбі-Өткел гидробөлімшесінен Ертіс өзеніне құйғанға дейін 24 км-ге созылады. Жоғарғы Согра ауданынан бастап өзен алабы жақсы өнделген және 150-200 км-ден 4 км-ге дейін көптеген мойындармен және аралдардың пайда болуымен террассаланған. Қалалық қоныстанған және өндірістік салуларының көп бөлігі аллювиальды валундармен салынған, қуаттылығы 2-3 м балшық және құм қабатымен жабылған бірінші жайылма бетілік террасада орналасқан. Жайылмаға өтер жол бір қалыпты. Қаланың орталық бөлігінде жайылма бетілік террасаның ені 200 м-ден 3 км-ге дейін. Екінші жайылма бетілік терраса делювиальды-пролювиальды сары топырақты балшықтармен, құм қабаттары бар құмдақтармен, сирегірек - қиыршық таспен, кесектелген және ұсақ тастармен жасалады. Қаланың Солтүстік өндіріс алаңының және одан оңтүстікке қарай балшықтар мен ұсақ құмдардың рөлі өсе бастайды, ал ол жағымсыз экологиялық фактор болып табылады, өйткені қабаттар аса өткізгіш бола бастайды және өндірістік ластанулардың төсеніш су тасығыш аллювиальды горизонтқа жамылғылық қабат арқылы сүзгілеу жолымен өту мүмкіндігі өседі.
Үлбі алабында Риддердегі жартылай металлдық кешен (кен орындары, өңдеуші фабрика, қорғасын, мырыш зауыттары, тазалау құралдары т.б.) кәсіпорындары, Шеремшанка құс фабрикасы кәсіпорындарының кешені, мал шаруашылығы және т.б. өзен суының ластануына әсер ететтін кәсіпорындар орналасқан. Өскемен қаласының аймағындағы Үлбі өзенінің суы қала кәсіпорындарының улы шығарындыларымен ластанады. Осыған байланысты Үлбі өзенінің ластануы автокөлік көпірінің жоғарғы жағы - орташа дәрежеден осы көпірден төмен ағын бойынша қатты дәрежеге дейін өзгереді.
Үлбі мен Ертіс өзендерінің жер үсті сулары негізінен, өзен суларынан қалыптасатын, төртінші сатылық аллювиальды горизонттың жер асты суларымен гидравликалық байланысы бар. Осыған байланысты, жер асты суларының ластануында үлкен рөлді ластанған өзен сулары алады. Көбінде бұған Ертіс өзеніне қарағанда реттелген ағысы жоқ және деңгейлерінің маусымдық тербелістеріне көп ұшыраған, аса ластанған Үлбі өзені үлкен әсер етеді.
Өскемен қаласының аймағында климаты тым континентальды. Ең суық ай - орташа температурасы минус 16,1° қаңтар айы. Аз байқалатын температура минус 49°C. Жазы ыстық, орташа температурасы шілдеде плюс 20,6°C. Жылдық жауын-шашын мөлшері жуық шамамен 500 мм.
Желдің орташа жылдамдықтары 2,5-3,5 мс, қатты желдердің жылдамдығы - 15 мс-қа дейін. Өскемен мен оның маңында байқалатын желдер - солтүстік-батыс пен оңтүстік-шығыс бағытындағы (Ертіс өзені аңғарының маңы) желдер болып табылады. Желді күндер жыл ішіндегі 50-70% құрайды. Басқа жағдайларда бәсең желдер мен штильдік құбылыстар байқалады, ал бұл кезде қала атмосферасының зиянды заттармен ластануы жылдам өседі.
Өскемен аймағы жауын-шашынмен аз қамтылған ауданға жатады. Жауын-шашынның ең аз орташа айлық мөлшері қыс айларында (қаңтар-ақпан - 20-22 мм) көрінеді. Жауын-шашынның ең көп мөлшері маусым мен шілдеде (56-60 мм) байқалады. Басқа кезеңдерде (жаз айлары) жауын-шашын климаттық норманы 2-3 есе, негізінен, нөсерлік жаңбыр есебінен асуы мүмкін [27].
Экологиялық шарттарды бағалау үшін ерекше қызығушылықты турбулентті алмасуға кедергі келтіретін және жер үсті қабатында кірнеулердің шоғырлануына көмектесетін ауа температурасының инверсиясын көрсетеді. Ауа қабатының шекарасындағы (0-500 м) температура инверсиясының жыл ішіндегі қайталануы 50%-дан асады. Әсіресе қайталану қыс айларында жоғары болады. Бұл осы кезеңдегі ауа-райының антициклондық сипатта болуымен байланысты. Атмосфераның жер үсті қабатындағы (0-100 м) температура инверсиясы көбінде қарашадан ақпанға дейін байқалады, ол антициклондардың дамуымен байланысты. Сонымен қатар, температура инверсиясының 50 %-ы және көп қайталанулар шілдеден қыркүйекке дейін де көрінеді. Бұл айларда, жоғарыда көрсетілген себептермен қоса, осы кезеңдерде пайда болатын термиялық депрессиялар да әсер етеді.
Жел бағыттарының сипаты Өскемен аймағының орографиясының ерекшеліктерімен анықталады. Бүкіл жыл ішіндегі маңызды жел бағыттары солтүстік-батыс пен оңтүстік-шығыс болып табылады. Бұл бағытта Өскемен аймағындағы Ертіс өзенінің аңғары орналасқан.
Өскемен экологиясы үшін маңызды фактор тұманды күндердің мөлшері мен олардың ұзақтығы болып табылады. Ертісте Өскемен ГЭС-нің салынуының арқасында тұманды күндердің мөлшері өсті (35-40-тан 65-70-ке дейін). Тұмандардың ұзақтығы бірнеше сағаттан бірнеше тәулікке дейін өзгереді. Ұзақтығы үш сағаттық тұмандар 50 % құрайды. Тұман кезінде әуе кеңістігінің ластануының сапалы өзгерісі байқалады. Ең көп таралған ластаушы - күкіртті газ - тұман тамшысында күкірт қышқылының кірнеуігінің пайда болуымен ериді. Тұманды күндер саны мен атмосфера ластануының (корреляция коэффициенті 0,9) арасында тығыз байланыс орнатылған. Ластанудың аса жоғары деңгейлері штильдердің тұманмен және инверсиямен байланысы кезіде байқалады.
Қалалық пен өндірістік салулардың көп бөлігі су тасығыштық горизонттың даму шегінде орналасады, сондықтан жер үстінің және өзен суларының кез-келген ластануы жер асты суының горизонтқа сүзгілеу есебінен ластануына әкеледі. Ластанудың түрі мен дәрежесі әр жағдайда көптеген факторлармен анықталады. Жайсыз және канал жүргізілмеген қалалық салулар шегінде нитраттармен, органикалық заттармен тұрмыстық ластанулар болады, сондай-ақ, бактериялық ластану.Алайда, бұл құраушы ластанулар техногенді ластанулармен салыстырғанда аз. Нөсерлік ағындарды өлшенген заттардан (оңай орындалатын шара) тазалау су ресурстарының ластануын осы көздерден 70-80 %-ға азаюын шешеді. Өндірістік алаңдарда, үймелерде, түрлі қоқысты жерлерде жер асты сулары суда еритін заттармен, жауын суымен шайылатын, кәсіпорын қызметінің азық-түлігінен, өндірістік қалдықтардан және ақаба сулардан, сондай-ақ АҚ Қазмырыш, АҚ ҮМЗ, АҚ ТМК, ТЭЦ және т.б. өндірістік кәсіпорындардың канал жүргізу мен технологиялық жүйелерінен ластанады. Қала шегінде бұл ластағыш заттардың горизонтқа түсетін негізгі, бастапқы каналы. Жылжу жолы бойынша жер асты сулары араласады, ал ол ластанудың еруіне не түрлі ластағыш көрсеткіштердің қалыптасуына әкеледі.
Барлық тексерілген су қақпаларында есептелген және бекітілген жер асты суларының пайдаланымдағы қорлар сапасы бойынша бактериялогиялық залалсыздандыру мен фторлау кезінде ауыз су нормаларының талаптарын қанағаттандырады. Залалсыздандыру - горизонттың ластанудан қорғалмаған кезінде, ал фторлау - фтор құрамының төмендеген кезінде міндетті. Басқа сынамаларда ауыз су нормаларының кезеңмен кадмий, талий, нитрат бойынша өсуі көрінеді. Жер асты сулары атмосфералық жауын-шашын мен жер үсті суларының инфильтрациясы есебінен қалыптасады. Өзеннен алыс жерлерде табиғи ресурстардың қалыптасуында атмосфералық жауын-шашынның рөлі 10-20 %, жер үсті суларының рөлі - 80-90 % мөлшерде бағаланады. Өзен маңында жер асты суларының пайдаланымдық қорларының қалыптасуы кезінде жер үсті суларының рөлі 95-99 %. Үлбі мен Ертіс өзендерінің жер үсті суларының сапасы, жер асты суларының қалыптасуының көзі ретінде, химиялық көрсеткіштер бойынша ауыз су нормаларының талаптарын қанағаттандырады.
Сөйтіп, су тасығыштық горизонтқа инфильтрленетін атмосфералық жауын-шашындар атмосфералық ауадан және мүмкін топырақтан да шайылатын ластаушы заттарды (аммоний, алюминий, қорғасын, маргенец, кадмий, таллий, титан, мырыш, күшән) жеткізуші болып табылады.
Соның бір ауыр металына тоқталатын болсақ қорғасын.
Қала бойынша морфологиялық ерекшеліктері мен жоғарғы сапалы уытты заттар, олардың мөлшерінің қатынасынан пайда болған техногенді ауытқыған дала екі бөлікке бөлінеді: оңтүстік-батыс, солтүстік-шығыс. Әрине бұл даланы Ертіс өзені бөліп жатыр.
Қорғасын шаңы топырақтың беткі қабатына шөгеді, органикалық заттармен адсорбцияланады, топырақ ерітінділерімен профилденген бағытта қозғалады, бірақ топырақ құрамынан біраз бөлігі шығарылады. Күлгінді топырақта қорғасынның жоғарғы қабаттан төменге миграциялануы мүмкін. Сонымен қатар топырақта гумусты горизонттардың болу себебінен қорғасын толығымен сонда бекиді.
Қорғасын алу процесінде қоршаған ортаның ластануы. Қорғасын және оның қорытпаларын өндіру процестері кезінде атмосфераға қорғасын тозаңының едәуір мөлшері шығарылады. Бұл шаңдағы қорғасын биологиялық айналымға, бұл ретте барлық тірі заттарға теріс әсер етеді [28].
Қоршаған ортаны ластаушы қорғасын аккумуляторы. Адам, қоршаған орта үшін қауіптер көбінесе пайдаланылған аккумуляторларды кәдеге жарату кезеңінде пайда болады. Пайдаланғаннан кейін көптеген батареялар қоқыс құбырларына шығарылады. Сараптамалық бағалаулар бойынша, қоқыс тастайтын жерлерде, көлік алаңдарында және басқа да жерлерде қазіргі уақытта өз мерзімінде пайдаланылған аккумуляторларда 1 млн. т. қорғасын бар. Оларды қайта өңдеу жағдайында бұл шама жыл сайын 50-60 мың тоннаға өседі. Қоқыс тастайтын жерлерде немесе компостациялауға арналған қондырғыларда аккумуляторлар ыдырайды,бұл ретте топыраққа және жер асты суларына көптеген қорғасын түседі. Рециклинг кезінде қоршаған орта, әсіресе құрамында қорғасын бар шаңмен ластанады. Қорғасын аккумуляторларды дайындау кезінде Қорғасын қосылыстары бар шаң тәріздес бөлшектердің едәуір мөлшері пайда болады. Қорғасын аккумуляторлар қоршаған ортаның ластануына үлкен үлес қосады. [29].
Қорғасын аккумуляторынан басқа көптеген аккумуляторлар қолданылады. Орташа есеппен әр шаршы метрге бір аккумулятордан келеді; қоршаған ортаның ауыр металдармен, концентрацияланған электролиттермен және басқа да зиянды химиялық қосындылармен жаппай ластану процесі айқын [30].
Табиғи ластанбаған топырақтағы ауыр металдардың жалпы құрамы олардың бастапқы аналық жыныстағы концентрациясына байланысты және органикалық заттардың құрамы, ортаның реакциясы, гранулометриялық құрам сияқты топырақ түзуші процестер мен топырақ сипаттамаларының ықпалында болады. Алайда, қазіргі уақытта ауыр металдардың деңгейі антропогендік фактордың әсерінен өзгерді.
Қала аумағының шегінде топырақтың химиялық, биологиялық және радиоактивті ластануы тексеріледі. Топырақтың химиялық ластануын бағалауда ауыр металдармен және органикалық токсиканттармен ластануға ерекше көңіл бөлінеді.
Әр түрлі бейіндегі өнеркәсіптік кәсіпорындарды қоршаған топырақта шекті рұқсат етілген шоғырланудан (ШРК) ондаған және жүздеген есе асатын мөлшерде уытты элементтер болады. Тау-кен және металлургия өнеркәсібінің кәсіпорындары (шамамен 35%), жылу электр станциялары (27%), кәсіпорындар топырақты ауыр металдармен ластаудың негізгі өнеркәсіптік көздері болып саналады мұнай өңдеу (15%), көлік (13%) және құрылыс өнеркәсібі (8% дейін) [31].
Ауыр металдардың аномалиялары, әдетте, көзден 10 км дейінгі қашықтыққа таралады, бұл металдардың өнеркәсіптік шығарындылардың шаңды фракциясына басым бағытталуымен байланысты. Метеорологиялық жағдайлар мен жер бедері өз түзетулерін енгізе алады (басым жел бағыты бойынша ластану 15-30 км - ге, сирек-100 км-ге дейін таралуы мүмкін). Элементтердің жылжымалы формасының ауытқулары жалпы мазмұны бойынша анықталатындарға қарағанда едәуір ұзын және қарама-қарсы.
Нақты кәсіпорынның немесе өнеркәсіптік аймақтың экожүйелердің ауыр металдармен іргелес ластануына әсерін анықтау кезінде ластану құрылымына назар аудару маңызды(металдардың түсуі өнеркәсіптік шығарындылар, Өндіріс қалдықтарын орналастыру немесе сарқынды сулармен төгінділер нәтижесінде болады). Қалдықтарда бар металдар едәуір қашықтықтарға ауыстырылмайды және өнеркәсіптік шығарындыларға қарағанда тек жергілікті ластану көздері болып табылуы мүмкін. Тиісті түрде жабдықталған қатты қалдықтарды сақтау және көму алаңдарының жетіспеуі себебінен, құрамында ауыр металдар бар қалдықтар компоненттерінің су және ауа көші-қон қаупі ұлғаюын атап өткен жөн, бұл іргелес аумақтардың ластану алаңы мен дәрежесін ұлғайтады.
Ауыр металдар бар форманы да ескеру қажет . Құйма өндірісінің қалдықтарының металдары ең аз қозғалмалы болып табылады: жанған жер, қалыптау қоспаларының қалдықтары, түрлі қождар. Олардың босату жылдамдығы бастапқы тау жыныстарының желдену жылдамдығынан азырақ асып түседі. Атмосфералық жауын-шашынның жеңіл әсер ететін гальвано-шламдар металдары едәуір қозғалмалы. Өнеркәсіптік және коммуналдық ағындардың тазарту құрылыстарының тұнба шөгінділері үлкен мәнге ие болады, олардың қауіптілігі шайылу мен үрлеуге әлсіз төзімділікке, сондай-ақ ауыр металдардың жоғары концентрациясына байланысты. Кейбір түрлерін пайдалану.
Аумақты жоспарлау кезінде органикалық тыңайтқыштар мен материал ретінде пайдаланылатын материалдың құрамын жеткіліксіз бақылау кезінде қосымша ластану көзін жасайды.
Топырақтағы ауыр металдардың ең ірі көздерінің бірі этилденген бензинмен жұмыс істейтін және жылына 250 мың т. астам қорғасынды топырақ бетіне шығаратын автомобиль қозғалтқыштарының газдары бар автомобиль көлігі болып табылады[32]. Ауыр металдар автокөліктің өзінің жұмысы барысында, сондай-ақ жол жамылғысының үйкелуі кезінде қоршаған ортаға түседі. Нәтижесінде автотрассадан топыраққа қорғасын, кадмий, темір, никель, мырыш, марганец және басқа элементтер түседі.
Жол бойындағы аймақтың топырағы да мырышпен қатты ластанған, оның құрамы фондық құрамы 30-220 мгкг болғанда 400 мгкг жетуі мүмкін . Шиналардың тозуы және асфальтобетонды пайдалану нәтижесінде қоршаған ортаға кадмий түседі. Мәселе жол жабындарын дайындау үшін кадмий-бар қалдықтарды пайдаланумен қиындатады. Сонымен қатар, майлау және дизель майлары, кейбір бөлшектер қозғалтқыштар, шасси де кадмий көзі болуы мүмкін. Никель және хром шанақ жабындарының тозған өнімдері болып табылады, ал қозғалтқыш бөліктерінің үйкелуі кезінде темір бөлінеді .
Біздің елімізде автожолдарға жақын жердегі топырақтың ластану деңгейі шет елдерге қарағанда төмен екенін атап өткен жөн, өйткені этилденген бензинді пайдалану қазіргі уақытта шектеулі. Алайда, бұған қарамастан, көлік жоғары көлік жүктемелерін сынайтын қалалық ортада ауыр металдардың елеулі көзі болып табылады.
Қорғасын топыраққа қорғасын кендерін өндіру кезінде металлургия қалдықтары ретінде, қорғасын қосылған бензинді тұтынатын автомобиль қозғалтқыштарынан, сондай-ақ қоқыс тастайтын жерлерден (пайдаланылған электр аккумуляторлары, бояулар, металл қорытпалары) түседі. Қорғасынның жоғары құрамы қалалық сарқынды суларда (3000 мкг-ға дейін), сондай-ақ пиритті оттарда (4500 мгкг-ға дейін) байқалады [32].
РН өсуі ауыр металдардың топырақ компоненттерімен қосылыстарының беріктігін арттыруға әкеледі. Негізінен бірқатар адсорбция бар: қорғасын мыс мырыш кадмий. Соңғысы өте белсенді сорбцияланады, бірақ басқа металдардың ерітіндісінде болуы кадмийдің сорбциясын 2-14 есе төмендетеді; негізгі бәсекелес-мырыш болып табылады,ол сондай-ақ ПКП минералды компоненттерімен және төмен молекулалы органикалық қосылыстарынан топырақта әлсіз тіркеледі. Ауыр металдардың үлкен көлемі топыраққа түскен жағдайда, оларды бекітудің негізгі жолы спецификалық емес адсорбция болып табылады; нәтижесінде қозғалу дәрежесі 63% - ға жетуі мүмкін.
Қорғасын, сынап, кадмий және басқа да ауыр металдар саз топырақты гумус қабатының жоғарғы қабаттарында (бірнеше сантиметр) жақсы сіңіріледі. Олардың бейіндері бойынша қоныс аударуы және топырақ бейінінен тыс шығарылуы шамалы. Жеңіл гранулометриялық құрамның, қышқыл және гумуспен азайған топырақтарда осы ауыр металдардың қоныс аудару процестері өседі. Мыс пен мырыш аз улы, бірақ қорғасын мен кадмийге қарағанда жылжымалы. Миграциялық қабілеті органикалық заттың жоғары болуы және топырақтың гранулометрлік құрамының ауырлауы кезінде төмендейді.
Ауыр металдардың радиалды және латеральды миграциясы суда еритін органикалық қосылыстар құрамындағы көші-қонмен, ал бірқатар жағдайларда лессиваж процесімен де байланысты. Ауыр металдардың жоғары шоғырлануы трансаккумуляциялық позициялардың топырақтарында байқалуы мүмкін. Демек, кәсіпорындардың әсер ету аймақтарының суперквалды және трансаккумулятивті ландшафтары көбінесе техногендік әсерге ұшырайды. Зерттеу мәліметтері бойынша топырақтан жартылай шығару кезеңі (сілтілеу) антропогендік әкелінген мырыш үшін 70-510 жылды, кадмий - 13-110 жылды, мыс - 310-1500 жылды, қорғасын-740-5900 жылды құрайды.
Жазғы кезеңде эрозия процестерімен және жер асты суларының қызметі ауыр металдардың жер үсті суларына көшуі орын алады. Тіпті гумидті жағдайда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz