Топырақ және топырақ жамылғысы

МАЗМҰНЫ

Кіріспе . . . 3

1 ҚАРАСТЫРЫЛҒАН АЙМАҚТЫҢ ТОПЫРАҚ ЖАМЫЛҒЫСЫНЫҢ ЗЕРТЕЛІНУ ЖАҒДАЙЛАРЫ. ЗЕРТТЕУ НЫСАНЫ МЕН ТӘСІЛДЕРІ . . . 4

1. 1 Өскемен өңіріндегі топырақ жамылғысын зерттеудің қысқаша тарихы . . . 4

1. 2 Зерттеу нысаны мен тәсілдері . . . 6

2 ТОПЫРАҚ ЖӘНЕ ТОПЫРАҚ ЖАМЫЛҒЫСЫ. ТОПЫРАҚТЫҢ ЭКО-ЛОГИЯЛЫҚ-ГЕНЕТИКАЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ. 7

2. 1 Сұр - құба шөл топырақтары7

2. 2 Кебірлер14

2. 3 Сортаңдар15

2. 4. Тақырлар17

3 ӨСКЕМЕН ҚАЛАСЫНЫҢ ТОПЫРАҒЫ ЖӘНЕ АГРОЦЕНОЗДАРДЫҢ ЛАСТАНУЫН БАҒАЛАУ . . .

3. 1 Топырақ жамылғысына антропогендік жүктеме19

3. 2 Топырақ жамылғысының техногендік бүлінуі . . .

3. 3 Топырақтың көмір-химиялық ластануы22

3. 4 Топырақтың ақаба көмір кәсіпшілік суларымен тұздануы 25

3. 5 Топырақтың ауыр металдармен және радионуклидтермен ластануы25

3. 6 Топырақтың көмір өнімдерінің қалдықтарымен ластануы2 6

Қорытынды . . . 31

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР . . . 32

КІРІСПЕ

Мәселенің өзектілігі Х алық шаруашылығының қарқындылығы және ғылыми техникалық прогресс Өскемен көмір-газ аймағының экологиялық жағдайын қиындатты және антропогендік тозудың белсенді үдерістерінің дамуына, сондай-ақ аумақтың шөлейттенуіне себеп болды. Көмірсутек шикізатының ірі табиғи қорының ашылуы және осы негізде көмір-газ индустриясының дамуы, энергетикалық шикізаттың және құрылыс материалдарының бай қорларын пайдалану қысқа мерзім ішінде сусыз шөл даланың келбетін өзгертті және бір мезгілде биогеоценоздың тіршілік әрекеті үшін экологиялық дағдарыс ошақтарын тудырып, аймақтағы әлеуметтік-экономикалық жағдайларды шиеленістіре түсті. Антропогендік тозу және аумақтың шөлейттенуі көмір-газ өндіру кәсіпорындарының өндірістік алаңдарында, көмір-газ құбырлары мен коммуникациялары желілерінің бойында, геофизикалық бұрғылау телімдерінде кең таралған және техногендік әсер етуімен, ұңғылардың апаттық бұрқақтануымен, көмір-газ құбырларының бүлінуімен, жер бетіне минералданған кәсіптік сулар мен химреагенттердің тасталуымен байланысты. Қазіргі кезде Жаңа Ақ қолқа көмір-газ кешенінің аумағы Өскемен облысындағы ең күшті экологиялық тұрақсыздандырылған аймақ болып қалды. Олар көптеген себептерге байланысты:

* көмірдың қалыптан тыс қабаттық қысымымен (800-100 атмосфералық және одан көп) және көмірсутек шикізатының басымдылық қасиеттеріне (парафиннің, күкірттісутектің күкірттің және басқалардың мөлшерінің жоғарылығы) ;

* кәсіпшілікте жүк көтерімдігі және топыраққа жүктемесі жоғары техниканы қолданумен,

* ескірген технологиялық жабдықтардың сапасының төменділігімен және олардың апаттылық дәрежесінің жоғарылығымен;

* антропогендік жүктемелерге табиғи ландшафтардың буферлігінің төмендігі;

Мұнда топырақтың тозуы және шөлейттенуі үшін алғы шарт жасайтын негізгі табиғи себептер: жер бедерінің жазықтығы климаттың құрғақшылық дәрежесінің жоғарылылығы, шөлді топырақтардың ұнтақ топырақты қабаттарының тұздануы, карбонаттылығы, құрылымсыздығы және қалыңдығының аздығы, сармат әктастары тақташаларының беткі қабатқа жақын жатуы болып табылады. Экологиялық жағдайларды сауықтыру және табиғат ресурстарын шаруашылыққа тиімді пайдалану қазіргі кездегі аймақтағы маңызды мемлекеттік міндет болып табылады.

1. ҚАРАСТЫРЫЛҒАН АЙМАҚТЫҢ ТОПЫРАҚ ЖАМЫЛҒЫСЫНЫҢ ЗЕРТЕЛІНУ ЖАҒДАЙЛАРЫ

ЗЕРТТЕУ НЫСАНЫ МЕН ТӘСІЛДЕРІ

1. 1 Өскемен өңіріндегі топырақ жамылғысын зерттеудің қысқаша тарихы

Өскемен және Ақ қолқа өңірінің табиғи ресурстарын және топырақ жамылғысын алғаш рет жүйеленген ғылыми зерттеулер С. Г. Гмеллиннің /1/, Л. С. Левшиннің /2/, Г. С. Карелиннің /3/, Н. А. Северцевтің /4/, И. Г. Борщовтың /5/, С. Н. Никитинның /6/, Н. И. Андрусовтың /7, 8/, М. В. Баярунастың /9/ Бэр, 1856; Дорошин, 1871; Ломакин, 1873; Барбот-Марни, 1889; Андрус-ов, 1910, 1911; Баярунас, 1917; П. А. Костычев, В. С. Богданом, Н. А. Димо, Б. А. Келлер және басқалардың арнайы іздеулері және экспедициялары мен орындалды.

Шөл және шөл-дала аймақтарының топырақтарының жіктелуі мен терминологиясы туралы сауалдар С. С. Неуструевтің /52/ зерттеген кездерінен бастап әлі күнге дейін дискуссиялық тақырып болып келеді. Мұның себебі, бұл топырақтардың салыстырмалы түрде аз зерттелгендігінен туындайтын сияқты. И. Л. Праслованың басқарумен жасалынған, И. П. Герасимов (1974) /53/ СССР-дің топырақтарының мемлекеттік картасының систематикалық тізімін де, сұр және сұр-құба топырақтарды қайтадан қосып қарады.

Осы керемет ғалымдардың зерттеулері ғылымды осыған дейін аз зерттелген шөлді аймақтың геологиясы, геоморфологиясы, гидрогеологиясы, өсімдігі және жануарларының ресурстары және табиғаты туралы жаңа деректермен байытты. Олар мұнда көмір-газдың белгілерін, көмір, темір, мыс, марганец, минералды тұздар, ұлутастар бар екенін анықтады, геологиялық құрылымын және жер бедерін сипаттады. Өскемен дағы іргелі геологиялық зерттеулерді Н. И. Андрусов /74/, Н. В. Неволин /75/ және басқалар орындады.

1926-1930 жылдары КСРО ғылым академиясы профессор С. С. Неструевтың жетекшілігімен Өскемен және Үстірт шоқысына Адай және Табын руларынан көшпенді қазақтардың аумағының топырақ-өсімдік жамылғысын және экологиялық жағдайын зерттеу үшін кешенді экспедиция ұйымдастырды. Зерттеу нәтижелері «КСРО Ғылым академиясының қазақстандық экспедициясының топырақ-ботаникалық отрядының жұмыстары туралы есебі» шығарылымдарында жарияланған /76/, мұнда ең алғаш осы кең байтақ аумақтың топырақ-өсімдік жамылғысы және ландшафтық-географиялық жағдайы толық сипатталды (И. П. Герасимов, Е. Н. Иванова, М. Д. Спиридонов, Ф. Н. Русанов және басқалар) . Экспедицияның материалдары әлі күнге дейін өзінің ғылыми және практикалық мәнін жоғалтқан жоқ және бірқатар жағдайларда аймақтың қазіргі кездегі экологиялық проблемаларын шешу үшін эталон бола алады.

Жан-жақты геологиялық іздестіру зерттеулерімен Өскемен көмір-газ аймағында 1400-1700 м тереңдіктегі антиклинальды құрылымда астасатын юрий және төменгі бор құм-саз балшықты шөгінділердің көмір-газдылығы анықталды. 1961 жылғы маусымда Ақ қолқа кен орнында алғашқы көмір бұрқағы алынды, ал сол жылдың шілдесінде Өзен көмірының бұрқағы алыгды. Алынған көмір алканды, жеңіл, шайырлы, күкірсіз, жоғары парафинді болды.

1930 - 1980 жылдар бойы Өскемен да көмір, газ және басқа табиғи ресурстарға кең түрдегі сейсмикалық және геологиялық іздестіру жұмыстары жүргізілді, көмір-газ орындары ашылып, іске қосылды (1961 жылы Өзен және Ақ қолқа, 1964 - Қарамандыбас, Теңге, 1967 - Асар және басқалар), толық геоморфологиялық және топырақ картасы жасалды (К. Ш. Фаизов, Е. У. Жамалбеков, А. Х. Файзуллина) .

1964-1985 жылдары ҚР ҰҒА Топырақтану институтымен Өскемен түбегінде суару және оны реттеу әдістері кезінде топырақ үдерістерін толық топырақ-мелиоративтік және стационарлық-режимдік зерттеулер орындалды. Сармат әктастары жақын астарлап жатқан (0, 5-2, 0 м) қалыңдығы аз топырақтарда көгалдандыру мақсатында аумақты игерген кезде шұңқырларды траншеялық әдіспен қазып, оған әкелінген топырақ-грунттарын төге отырып, әрі қарай топырақ қабатын өсіру арқылы қайта құнарландыру жұмыстарын жүргізу қажет. Бұл жағдайда шөлде құнарлылықты, топырақ өнімділігін, оттегі балансын арттыруға көгалдандыру жұмыстарының көмегімен, жоңышқа егумен, тыңайтқыш енгізу және керіз жағдайында жүйелі түрде суару арқылы түбегейлі жақсарту жолымен қол жеткізуге болады /77/.

Осы зерттеулердің нәтижелері Ақтау және Жаңа Өзен қалаларын көгалдандырған және суаруға телімдерді таңдаған кезде қолданылды.

Көмір-газ аймақтарының экологиялық проблемаларын шешуде 1985 жылы жасалған «КСРО қуаңшылық аумақтарының антропогендік шөлейттену картасының» (авторлары Н. Г. Харин, Л. Я. Курочкина, К. Ш. Фаизов және басқалар) және оған берілген түсініктеме хатының маңызы зор /78/. Онда табиғи ортаның қазіргі кездегі жағдайын, шөлейттену қарқынын, шөлейттенудің ішкі қауіптілігін, қоршаған ортаға жануарлар мен тұрғындар тығыздығының әсерін сипаттайтын шөлейттенуді бағалау критерийі мазмұндалады. Бұл жағдайда шөлейттену деп адамның іс әрекетінің әсерімен аумақтың биологиялық өнімділігін төмендететін экожүйенің тозуы түсініледі. Ақ қолқа көмір-газ кешенінің ауданы картада ішкі қауіптілігі, шөлейттену қарқындылығы және антропогендік әсер ету дәрежесі күшті техногендік қатты шөлейттенген ретінде айқындалады.

Қазіргі кездегі экологиялық проблемаларды және топырақ жамылғысының жағдайын түсіну үшін 2003 жылы жарияланған «Өскемен -Ақ қолқа маңы көмір-газ аймағының экологисы» атты К. Ш. Фаизов және басқалардың монографиясының маңызды ғылыми-қолданбалы мәні бар.

Сондай-ақ 1990 - 2003 жылдары Атырау және Өскемен облыстарында ҚР БҒМ Топырақтану институтымен (И. К. Асанбаев, К. Ш. Фаизов және басқалар) орындалған экологиялық зерттеулерді де атап өтуге болады, олардың нәтижесінде топырақтың бүлінуі және топырақты экологиялық аудандастыру карталары жасалды, техногенездің экологиялық және әлеуметтік-экономикалық салдары және табиғи-шикізат ресурстарын тиімсіз пайдалану салдары айқындалды.

Өзен-Ақ қолқа көмір-газ аймағының аумағында топырақтың көмір-химиялық техногендік бүлінуі, радиоактивтік ластануы және топырақтың минералданған кәсіби ақаба сулармен тұздану ареалдары анықталды.

2. Зерттеу нысаны мен тәсілдері

Екі көмір-газ және жеті газ кен орны кіретін, Өскемен облысының Ақ қолқа көмір-газ кешенінің аумағы зерттеу нысаны болып табылды.

Зерттеу үдерісінде салыстырмалы-экологиялық, тәжірибе-экспери-менталдық, статистикалық және графикалық әдістер пайдаланылды. Топырақ үлгілері мынадай әдістермен Ө. О. Оспанов атындағы Топырақтану және агрохимия зерттеу орталығының химия зертханасында талданды:

гумус-Тюрин бойынша, жалпы азот-Къельдал бойынша, гидролизденетін азот - Тюрин-Кононова бойынша, жылжымалы фосфор-Мачигин бойынша, жылжымалы калий - Гусейнов-Протасов бойынша, гипс-Гедройц бойынша, карбонаттардың көмірқышқылы-Гейслер және Шейблер бойынша, сіңірілетін кальций және магний-Шмук бойынша, сіңірілетін натрий-жалынды фотометрде, су суспензиясының рН-электрометрлік, топырақтың су ерітіндісі-құрғақ ауа топырақта - Гедройцу бойынша, механикалық құрамы - Качинский әдістемесінде пипетка әдісімен және абсолютті құрғақ топырақты пирофосфорқышқылды натриймен өңдеумен анықталды. Микроэлемен-ттердің мөлшерін зерттеу эмиссиондық - спектральдық талдау және атомдық - абсорбциялық спектроскопия әдісімен жүргізілді.

Көмірдың органикалық және минералды компоненттерін талдауды ҚР БҒМ А. Б. Бектұров атындағы химия институтының аттестацияланған қазіргі заманғы аспаптарында стационарлық жағдайда жүргіздік. Шикі көмірдың және көмір қалдықтарының молекулярлық, фракциялық құрамын және химиялық компоненттерін ЯМР (Меркурий-300) спектометрінде, ИК (Брукер-89), КР (Рамисер) спектрометрлерінде, СФ-46 спектрофото-метроскопия және газды-сұйықтықты анықтадық. Талдаудың нәтижесін өңдеу Пентиум-IV бағдарламасы бойынша компьютерде жүргізілді. Топырақ үлгілері, жер бетіндегі және жер асты суларының үлгілері жалпыға ортақ әрекет ететін МЕМСТ-тарға сәйкес алынды, мазутталған грунт және шикі көмірды уақытша сақтағыштан алдық, асфальтты, шайырлы, парафинді шөгінділерді, тұрмыстық қалдықтарды және тауар асты суларын «Өзенкөміргаз» АҚ экологиялық қызметімен бірлесіп алдық.

2 ТОПЫРАҚ ЖӘНЕ ТОПЫРАҚ ЖАМЫЛҒЫСЫ

ТОПЫРАҚТЫҢ ЭКОЛОГИЯ - ГЕНЕТИКАЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ

2. 1 Сұр - құба шөл топырақтары

Ақ қолқа көмір-газ аймағы аумағының топырақ жамылғысын сұр-құба шөл топырақтары құрайды. Осы топырақтардың қасиеттерінің генетикалық ерекшеліктері және экологиялық тұрақтылығы әр түрлі гидротермиялық режим мен биохимиялық топырақ түзу үдерістерін құрайтын географиялық жағдайларымен, биоклиматтық жағдайларымен, жер бедерінің және топырақтүзуші жыныстарының әр тектілігімен айқындалады. Топырақтың ылғалдану көзі су режимінің шайылмайтын типі жағдайындағы жусанды-сораңды өсімдіктің өсіп-өнуін қамтамасыз ететін, негізінен қысқы-көктемгі кезеңдегі мардымсыз жауын-шашын болып табылады. Жазда топырақ өсімдіктің солу ылғалдылығы шамасы максимальды гигроскопиялығына дейін құрғайды. Бұл жағдайларда топырақтүзуші жыныстардың физикалық үгілу үдерісі және құрамында шамалы сазбалшық пен ылай болатын шаңды-құм балшықты элювийдің түзілуі басым болады. Топырақ кескіні бойынша үгілу өнімдерінің және топырақтүзілу өнімдерінің жылжуы шектеулі, олар негізінен орнында қалады. Карбонатты-саз балшықты агрегаттардың түзілуі, темірлену және карбонаттың биогенді жинақталуы жүреді. Аймақтағы топырақ жамылғысының негізгі фонын сұр-құба сотраңды және сортаңды-сор топырақтар құрайды. Салыстырмалы шамалы аудандарды эрозияға ұшыраған және аз дамыған сұр-құба топырақтар, сондай-ақ сортаң топырақтар, тақырлар және сор топырақтар алып жатыр (1-сурет) .

Сурет -1

Көмір кәсіпшілігінің өндірістік аудандарында топырақ жамылғысы барлық жерлерде техногенді бүлінген, шикі көмірмен, шламмен және кәсіби ақаба сулармен ластанған. Аймақтың топырақ жабылғысының өзіне тән ерекшелігі:

* Сармат әктастарының көлбеу-қатпарлы қабатында жататын, шаңдақ-құм балшықты-ұнтақ топырақты жабынының қалыңдығының аздығы

(0, 5-2, 0 м) ;

* Карбонаттығы жоғары (СО ₂ 10-15 %), гипсті (гипстің мөлшері 15-20 % астам) және сілтілігі (рН 8-9) ;

* Барлық жерлер сортаң, тұздануы сульфатты және хлоридті - сульфатты;

* Табиғи құнарлылығының және топырақтың экологиялық қызметінің төмендігі;

* Топырақ жамылғысының құрылымының құлалығы.

Сұр-құба топырақтың кескіні генетикалық қабаттарға бөлінген, түрлі литологиялық-геоморфологиялық жағдайларға тұрақты үш мүшелік құрылысы бар. Жоғарғы бөлігінде қуаң-сұр күшті кеуекті қабат түзілген (2-5 см), қабат асты ашық-сұр қатпарлы (6-10 см), ол тереңіректе құба немесе қызғыл-құба балшықтанған қабатқа ауысады (10-20 см) кейде 30-50 см тереңдікте құрамында ұсақ криисталды гипс бар аз өзгерген аналық жынысқа өтетін карбонат теңбілдері болады. Гумус қабатының қалыңдығы 25-30 см құрайды.

2-кескін. Ақ қолқа кентінің оңтүстік-батысына қарай 2 км жердегі итсигек-жусан өсімдігі өскен жазықтықта қазылған. Беткі қабаты тұз қышқылынан қайнайды. Карбонаттардың бөлінуі 22 см-ден, ұсақ кристаллды гипс - 55 см.

0-5 см. Қуаң - сұр қабық, құрғақ, кеуекті, құм балшықты.

5-11см. Құба түсті, құрғақ, тығыз, кесекті-шаңдақ, тамыр көп, құмбалшықты.

11-34 см. Сұр - құба құм балшық, құрғақ, тығыз, тамырлар кездеседі, кесекті-шаңдақ.

34-50 см. Құба-қоңыр түсті, жаңа, тығыз, кесек-шаңдақ карбонаттар теңбіл түрде кездеседі, құм балшықты.

50-70 см. Құба-қоңыр түсті, жаңа, тығыз, кесекті-шаңдақ, карбонатты, құм балшықты.

70-115 см. Құба құм балшықты, тығыздалған, тұздары жартымсыз, ұсақ кристаллды гипс кірмелері бар.

115-130 см. Гипсті, 130 см әктасты тақташаға ауысады.

Көмір кәсіпшілігінің көмірмен ластанған және техногенді бүлінген топырақтарында топырақ кескіні елеулі түрде өзгерген, тіптен (ұңғыма маңында) көмір битумын тазартқанда немесе топырақ желмен бұзылуы нәтижесінде толығымен жойылған. Бастапқы бұзылмаған сұр-құба топырақтардың жалпы құрамын 6-кестеде келтірген талдау деректерінен көруге болады.

Келтірілген деректердің көрсетуі бойынша гумустың мөлшері сұр-құба сортаңданбаған топырақтарда 1, 2 % пайыздан бастап, эрозияға ұшыраған топырақтарда 0, 4 пайызға дейін өзгереді.

Топырақ гумусы фульватты және фулво қышқылдың көміртегіне гумин қышқылдың көміртегінің қатынасымен (Сгк:Сфк 0, 2-0, 4) гуматты-фуль-ватты болып келеді. Фульвоқышқылдың мөлшері гуминнің мөлшерінен 3, 0-3, 5 есе асады, оның өзі гумин қышқылдарының қысқарған құрылымы, фульвоқышқылдардың жылжымалылығын және антропогендік жүктемеге топырақтың буферлігінің төмендігінің куәсі болады. Топырақтарда өсімдіктің минералды қорегі, әсіресе гидролиздеуші азот (20-50 мг/кг) және фосфор аз (10-30 мг/кг), алайда өсімдік үшін калий жеткілікті дәрежеде қамтамасыз етілген. Сұр-құба топырақтың сіңіру сыйымдылығы төмен (топырақтың 100 грамында 8-10 мг/экв) және саз балшықтанған сортаң қабаттарда өседі (7-кесте) .

Сіңірілген негіздер құрамында кальций және магний басым, сортаң топырақтарда ауыспалы натрийдің елеулі мөлшері байқалады (негіздер сомасының 12-18 %) . Мұнымен жалпы сілтіліктің көптігі (НСО ₃ 0, 03-0, 040 %), кей жағдайларда карбонаттардың болуы және топырақ ерітіндісінің сілтілі реакциясына (рН 8-9) байланысты.

Топырақтарда беткі қабатынан бастап карбонаттардың көмір қышқылының мөлшері көп болады (СО ₂ 10-15%), олар топырақ кескінінде 2 максималды қабат түзеді:

1) топырақ қабыршығының биогенді қабаты;

2) литогенді балшықтанған және жынысты қабатта.

1- кесте Сұр - құба топырақтың жалпы құрамы

Кесте 2 - Сұр-құба топырақтың химиялық және физика-химиялық қасиеттері

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• 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