Техногендік факторлардың әсеріне өсімдіктердің тесттік реакциясы
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 4
1 ӘЛЕМДЕГІ ЖӘНЕ ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ГИДРОСФЕРАНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫ 7
1.1 Су ортасын биоиндикациялау және биоремедиациялау іс-шараларындағы 9
гидромакрофиттік өсімдік түрлерінің маңызы
1.2 Техногенді ластанған су ортасына бейімді өсімдік түрлерінің 12
биоиндикациялық маңызы. Техногендік факторлардың әсеріне өсімдіктердің
тесттік реакциясы
1.3 Гидромакрофиттік өсімдіктердің техногендік факторларға төзімділігі 16
және төзімділік қасиеттері
1.4 Гидромакрофиттік өсімдіктердің биоремедиациялық қасиеттері және 19
оларды су ортасын тазартуда пайдалану нәтижелері
2 СУ КӨЗДЕРІНІҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫН ГИДРОМАКРОФИТТЕР АРҚЫЛЫ БАҒАЛАУДЫҢ23
ЗЕРТТЕУ НЫСАНДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу әдістемелері 25
3 ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН ОБЛЫСЫНДАҒЫ СУ КӨЗДЕРІНІҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫН 27
ЗЕРТТЕУДІҢ НӘТИЖЕЛЕРІ
3.1 Зерттеуге алынған су көздеріндегі доминантты өсімдік 39
түрлерінің экологиялық сипаттамалары
3.2 Техногендік факторлардың зиянды әсерін өсімдіктер арқылы 46
тестілеу нәтижелері
3.3 Гидромакрофиттік өсімдіктердің су ортасын ластаушы заттардан 47
тазарту қабілетін зерттеу нәтижелері
ҚОРЫТЫНДЫ 54
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТ ТІЗІМІ 56
ҚОСЫМШАЛАР 61
КІРІСПЕ
Жұмыстың өзектілігі. Техногенді ластанған экожүйелердің экологиялық
жағдайын зерттеу мен өзгеру динамикасын анықтаудың қазіргі кезде ең тиімді
жолдарының бірі - биоиндикациялық әдіс. Биоиндикация - ластаушы
факторлардың мөлшері мен әсеріне, тірі ағзалар қауымдастығының жауаптық іс-
әрекеттік көрсеткіштері арқылы, экожүйенің өзгеріске ұшырау динамикасын
анықтауға мүмкіндік береді. Су ортасының экологиялық жағдайын
биоиндикациялауда жоғары сатыдағы макрофиттік өсімдіктер аса маңызды
[Строганов Н.С., Исакова Е.Ф., Колосова Л.В. 1987]. Бұл мәселенің Оңтүстік
Қазақстан облысы үшін маңыздылығы, аридтік климаттағы су ресурстарын тиімді
пайдалану қажеттіліктеріне негіздейді. ОҚО-ның су көздерін - 148 өзендер,
17 су қоймалар және 9 кішігірім тоғандар құрайды. Бұл су ресурстарының
қазіргі кездегі ластану дәрежелері жылдан-жылға артып бара жатқаны мәлім.
Оның себебі, Оңтүстік Қазақстан аймағындағы өндіріс орындарының тығыз
шоғырлануы мен урбанизациялық үрдістің қарқынды дамуына байланысты.
Антропогендік әсердің нәтижесінде шаруашылық және өнеркәсіптік қалдық
заттармен ластанған ерекше су көздері белгілі. Солардың ішінде Арыс
өзенінің бастаулары болып саналатын Бадам, Қошқар-ата, Келес өзендері аса
маңызды экологиялық мәселелер қатарына жатады.
Қазіргі кезде, облыс көлемінде су көздерінің сапалық көрсеткіштерін
анықтау үшін 24 гидробекеттер қызмет атқарады. Техногендік ластанған
суларды тазарту мақсатында, Шымкент қаласында өнімділігі – тәулігіне 197
мың. м3 тазалау ғимараты жұмыс істейді. Аталған ғимараттарда ағынды суды
тазартудың механикалық және химиялық әдістері арнайы әдістемелер негізінде
жүргізіледі. Ал, көптеген ластанған өзендер мен су қоймалардың суын
тазарту мәселелері әлі күнге дейін өз шешімін күтуде. Облыстық экологиялық
қызмет мекемесінің деректері бойынша, барлық зерттелген өзендер мен
тоғандарда ластаушы заттар ретінде нитраттар, нитриттер, түрлі органикалық
қосылыстар мен ауыр металдардың тұздары тіркелген. Олардың концентрациялық
мөлшері ШМК деңгейінен 2-15,6 есеге дейін артып отыр. Аталған химиялық
талдаулардың нәтижелері қомақты қаржы жұмсау арқылы алынады және жергілікті
экожүйенің су көздеріне тәуелділігін сипаттамайды.
Биоиндикациялық әдістердің тиімділігі мен ғылыми – ақпараттық
ерекшелігі мұнаймен, ауыр металдармен және басқа да түрлі органикалық
қосылыстармен ластанған аймақтардың экологиялық жағдайын бақылауда
дәлелденіп келеді [Патин С.А. 1987].
Зерттеудің мақсаты мен міндеттері. Дипломдық зерттеу жұмыстың негізгі
мақсаты: Оңтүстік Қазақстан облысының (ОҚО) су көздерінің экологиялық
жағдайын гидромакрофиттік өсімдіктер арқылы индикациялау және кешенді
ластанған су ортасын биологиялық жолмен тазарту әдістемелерін ғылыми
негіздеу. Көзделген мақсатқа жету үшін алдымызға келесі міндеттер қойылды:
1. ОҚО-дағы Арыс өзенінің бастаулары болып саналатын өзендердің
сонымен қатар, су қоймалардың экологиялық жағдайын бағалау;
2. ОҚО-дағы экологиялық жағдайы әртүрлі, зерттеуге алынған су көзде-
ріндегі гидромакрофиттік өсімдіктер қауымдастығының түрлік құрамын анықтау;
3. Техногендік ластаушы факторлардың әсеріне гидромакрофиттік
өсімдіктердің доминантты түрлерінің реакциялық іс-әрекеттерін зерттеу;
4. Су ортасының минералды заттармен ластану дәрежесін анықтайтын фито-
тесттік нысандарды табу;
5. Кешенді ластанған су көздерін биорекультивациялау іс-шараларын
ғылыми негіздеу.
Ғылыми жаңалығы. Атқарылған зерттеу жұмыстардың нәтижелерінде
келесідей ғылыми жаңалықтар бар:
• Алғаш рет ОҚО-да орналасқан 17 өзендер мен 8 су қоймалардың және 2
су жинақтаушының су құрамының сапалық кластары, ластаушы заттардың
көзі және әсерінің мерзімдік динамикасы анықталды, зерттелген
өзендердің ішіндегі техногенді ластанған Бадам және Қошқар – Ата
өзендерінің ластанған аймақтарының картасы жасалды;
• ОҚО-дағы зерттеуге алынған су көздеріндегі географиялық ағым деңгейі
мен техногендік жүктемелердің үйлесіміне қарай орныққан
гидрофитоценоздың алғаш рет түрлік құрамы анықталды;
Практикалық маңыздылығы. Ғылыми зерттеу жұмыстардың нәтижесінде
анықталған аймақтағы гидрофитоценоз құрылымының өзгеру заңдылықтары,
өсімдіктердің морфологиялық өзгерістері анықталды, сонымен қатар
доминантты өсімдіктер топтамалары арқылы техногенді ластанған су көздерін
биоиндикациялау әдісіне қажетті ғылыми деректер негізделді. Олардың
негізінде, Оңтүстік Қазақстан аймағындағы кешенді ластанған өзендер мен
тоғандардың экологиялық жағдайын бақылауға қажетті аймақтық төзімділік
шкаласын түзуге болады. Бұл шкала экологиялық қызмет және табиғатты қорғау
мекемелерінде қолданыс таба алады. Зерттеу нәтижелерінде
анықталған судың әртүрлі ластану дәрежесінде биоиндикаторлар болып
саналатын өсімдіктер, Шымкент қаласының коммуналды-ағын су тазарту мекемесі
мен ОҚО экология басқармасының Су ресурстары бөліміндегі бақылау
жұмыстарында пайдалануға ұсынылды.
Зерттеу нысаны ретінде Оңтүстік Қазақстан облысындағы Арыс өзенінің
бастаулары болып саналатын 16 өзендер, сонымен қатар 8 су қоймалары мен 2
су жинақтаушылар және аталған су көздерін мекендейтін доминантты
гидромакрофиттік өсімдік түрлері алынды.
Мәселенің зерттелу ауқымы. Өсімдік түрлерінің сирек немесе жойылу
жағдайына баға беру мақсатында М. Р. Nауаr, Б.К. Скупченко, Г. Усманов, А.
Коргулин 1965, С.К. Черепанов 1973, А.У. Усманов 1966, бұрын М. А. Голубцо
және Б. В. Заверуха, А. В. Яблоков және С. А. Остроумов еңбектері зор
үлесін қосты.
Зерттеудің әдістері. Химиялық талдаулар. Су құрамындағы ауыр металл
иондары, нитриттер, нитраттар, аммонийлік азоттар, сульфаттар, оттегінің
биологиялық сіңірілуі Шымкент қаласының санитарлық эпидемиялық сараптау
орталығының, облыстық экология басқармасының су ресурстары бөлімінің және
ПКОП ААҚ арнайы сертификатталған зертханаларында титрометриялық,
фотоколориметриялық (Фотомер КФК-3-01-ЗОМЗ құралында) инверсионды-
вольтаперметриялық (СТА кешенінде), ионометриялық (иономер И-500 Аквилон
құралында) және атомды–абсорбциондық (AAS 1 спектрофотометр құралында)
әдістемелер арқылы, 18826-73,4388-72, 18293-72, 18309-72, 4245-72, 3351-74,
4979-49, 4151-72 және 18293-73 ГОСТ-тарға сәйкес жүргізілді.
Жұмыс құрылымы және көлемі. Дипломдық жұмыс компьютерлік мәтінмен 58
бетке терілген, оның ішінде кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, 68
әдебиеттер тізімі мен қосымшалардан тұрады. Зерттеу жұмыстарының
нәтижелері 4-кестелер, 12-суреттермен талданып түсіндірілген.
Дипломдық жұмыстың кіріспе бөлімінде жұмыстың практикалық маңыздылығы
және ғылыми жаңалығы, жұмыстың өзектілігі көрсетілген, сонымен қатар
зерттеудің мақсаты мен міндеттері қамтылған.
Бірінші бөлімде әдебиеттерге шолу негіздемелерінде кешенді ластанған су
көздерін фитоиндикациялау және фиторекультивациялау әдістерін жетілдіру
бағытында шет елдердегі ғалымдардың жүргізген зерттеулерінің нәтижелері
және ондағы гидромакрофиттік өсімдіктердің маңызы көрсетілген.
Үшінші бөлімде Оңтүстік Қазақстан облысындағы 17 өзендер және 8
суқоймалар мен 2 су жинақтаушылар және аталған су көздерінде өсетін
гидромакрофиттік өсімдіктердің доминантты түрлері алынды.
Қорытынды мен ұсыныстар дипломдық жұмыстың қорытынды бөлімінде
берілген.
1 ӘЛЕМДЕГІ ЖӘНЕ ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ГИДРОСФЕРАНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫ
Қазақстан Республикасы Еуразия құрлығында экологиялық тұрақтылықты
қамтамасыз етуде, яғни экологиялық жүйелерді дамытуда байланыстырушы
қызмет атқарады. Өйткені, еліміздің климат жағдайы әралуан, әсіресе
өңірдің су тепе-теңдігіне тән ерекшелігіне орай Еуразияның бүкіл
аумағындағы экологиялық ахуал Қазақстанның тұрақтылығына байланысты. Ал
экономиканың өсуі, экологиялық жағдайға тікелей әсер ететіні анық [1,2].
Еліміздің президенті Н.Ә.Назарбаев өзінің 2008 жылғы ақпан айындағы
Жолдауында халықтың әл - ауқатын қамтамасыз ету, Қазақстан
Республикасының мемлекеттік саясатының негізгі бағыты болып табылатындығын
атап көрсетті. Бұл ретте табиғи құндылықтар және қоршаған ортаның жай-күйі,
әрбір азаматтың денсаулығы, ұлттық әл-ауқаттың ажырамас бөлігі болып
табылуы ең маңызды мәселе екені сөзсіз [3].
Қазақстанның 2030 жылға дейінгі даму стратегиясында айтылғандай,
еліміз неғұрлым жоғары дәрежелі ауасы кәусар, суы тұнық, ең таза жасыл ел
болуы қажет. Осыған байланысты, 2007-2012 жылдарға арналған Қазақстан
Республикасында қоршаған ортаны қорғау жүйесінің орнықты дамуының негізгі
бағыттары айқындалған еді. Еліміздің орнықты дамуында табиғи қоршаған
ортаның сапалық көрсеткішін жан-жақты жақсарту үшін түрлі бағыттар бойынша
жұмыстар жүргізіліп жатыр [4]. Соның бірі – антропогенді және техногенді
жүктемелердің әсерінен ластанған су көздерін биологиялық жолмен тазарту.
Жер шарындағы суға деген қажеттілік күн санап өсіп келеді. Бір
тәулікте пайдаланылатын су көлемі, қазіргі кезде 3300 - 3500 км3 құрайды.
Бұл қажеттіліктің 70% ауыл шаруашылығы пайдаланады, қалған 30% халықтың
ауыз суына және тұрмыстық қажеттілігіне, химиялық және қағаз өндіру
өндірістерінде, қара және түрлі-түсті металл өндірісінде, энергетика
өндіруде пайдаланады [5]. Осындай өндіріс орындарынан шыққан техногенді
ластанған сулар, өзендер мен көлдерге тоқтам су ретінде келіп құяды. Тұщы
судың тапшылығы - бүкіл дүние жүзі бойынша негізгі мәселелердің бірі болып
табылады. Осыған орай, су ортасының ластануы, әлем деңгейіндегі маңызды
және барлық елдердің ғалымдарының назарын аударған ғаламшарлық мәселеге
айналып отыр [6].
Бүкіләлемдік Денсаулық сақтау Ұйымының (БДҰ) мәліметтері бойынша,
аурудың 80% сумен беріледі; одан жылына 25 млн. адам қайтыс болады. Ағынды
суларды пайдалануға анағұрлым тиімді ету үшін оларды көпеселік араластыруға
ұшыратады. Егер 30 рет араластыруға мүмкін деп есептелінсе, онда, мысалы,
Волгаға тасталатын 20 м3 ағынды суларды араластыру үшін
600 м3 таза су қажет болар еді, бұл өзеннің жылдық ағындысын екі есеге
арттырады. Еліміздегі барлық өзендердің суын араластыру үшін біздің
елімізге 4500 м3 таза су, яғни 4,7 мың м3 құрайтын ТМД-ның барлық
өзендердің ағынды сулары керек болар еді. Бұл елімізде таза сулар
қалмағандығын білдіреді [7,8]. Ағынды суларды араластыру табиғи суаттардағы
судың сапасын төмендетеді, бірақ әдетте араластырудың басты мақсаты –
адамдардың денсаулығы үшін зиянды болдырмау. Өнеркәсіптік және
ауылшаруашылық алқаптарындағы құрамында тыңайтқыштар және пестицидтердің
ерітінділері бар қалдық суларды араластыру, табиғи суаттардың өздерінде де
жиі жүргізілуде. Егер суат тоқтам немесе баяу ағынды болса, онда оған
органикалық заттарды және тыңайтқыштарды тастау, қоректендіру заттарының
артық жұмсалуына – суаттың өсуіне және эвтрофикацияға ұшыратады. Бастапқыда
ластаушы заттар су көздерінде қоректік заттар ретінде жиналып, балдырлар,
негізінен микроскопиялық көкжасыл балдырлар қаулап өсуіне жағдай жасайды.
Кейін шіріген балдырлар биомассасы су түбіне шөгіп, мұнда оттегіні көп
мөлшерде тұтына отырып, минералданады. Мұндай суаттың терең қабаты
балықтардың және оттегімен қоректенетін басқа да гидробиотоп тіршілігіне
жарамсыз болады [9,10].
Өсімдік ауруларымен күресу мақсатында пайдаланатын заттардың бір түрі -
пестицидтер. Пестицидтер - зиянкес тірі ағзаларға қарсы қолданылатын
химиялық препараттар. Пестицидтерді қолдану аясына қарай мынадай топтарға
бөлінеді: зиянды жәндіктерге қарсы - инсектицидтер, арам шөптерге қарсы-
гербицидтер, өсімдіктердің бактериалды ауруларына қарсы пайдаланатын
-фунгицидтер мен бактерицидтер. Пестицидтер көптеген зиянкестерді жоя
отырып, басқа да тірі ағзаларға зиянын тигізеді, биоценоздың қалпын
бұзады. Қазіргі кезде ауылшаруашылығындағы алға қойған негізгі мәселелердің
бірі, зиянкестерді жою үшін - химиялық әдістен, биологиялық әдіске көшу.
Әлемдік нарыққа қазіргі кезде 15 млн. т пестицидтер шығарылады, жерасты су
экожүйесіне оның 11,5 млн. т шамасы сіңу арқылы енсе, ал өзен-көлдерге
егіншіліктен ағатын ақаба су арқылы құйылып отырады. Пестицицидтер
өндіретін өнеркәсіптерден шыққан қалдық сулар - су экожүйесін ластаушы
көздердің бірі. Инсектицидтер суда суспензия түрінде кездесіп,
мұнайөнімдерімен ластанған суда еритіні анықталған. Синтезделген
инсектицидтер мынадай топтарға бөлінеді: хлороорганикалық,
фосфороорганикалық және карбонаттар. Хлороорганикалық инсектицидтерді,
ароматикалық және гетероциклді сұйық көмірсуларды хлорлау жолымен алады.
Бұл заттар бірнеше жыл бойы тұнба ретінде сақталады және биодеградация
үрдісіне төзімді болады [1].
Биосфераның ластаушы көздерінің ішінде қазіргі кезде ғалымдар үшін
қызығушылық танытып отырғаны - ауыр металдармен ластануы. Ауыр металдар
(қорғасын, кадмий, мырыш, мышьяк, сынап) барлық жерде улы зиянды зат
ретінде таралған. Бұл металдар топырақты, ауаны және су ортасын
ластайды. Олардың өздігінен тазару мерзімі өте ұзақ жылдарды қамтиды,
сондықтан су ортасына түскен ауыр металл иондары ұзақ уақыт сақталып,
әртүрлі жолдармен адам ағзасына енеді. Ауыр металдардың улық әсері оның
концентрациялық мөлшері мен химиялық табиғатына тікелей байланысты. Улық
қасиеттері бойынша оларды үш топқа бөледі, қорғасын мен кадмий ең улы
металдар болып саналады [4].
Көптеген өндіріс орындарында ауыр металл иондарын пайдаланатындықтан
таралу аймағы жоғары. Ауыр металдардың қосылыстары су көздеріне көбінесе
атмосфера арқылы түседі. Гидробиоценоз үшін ең қауіптілері: сынап, қорғасын
және кадмий. Жел және өнеркәсіптердегі су қалдықтарынан табиғи суларға
жылына мыңдаған тонна ауыр металдар келіп түседі. Су жағалауындағы халық
ауыр металдардан көп зардап шегеді, 1977 жылы 2800 адам Миномата ауыруынан
көз жұмған. Себебі хлорвинил және ацетильдегид өндіретін өнеркәсіптің
қалдығында катализатор қызметін атқаратын хлорлы сынап кездескен. Теңіз
тағамдары арқылы адам ағзасына түскен. Қорғасын адамның қызметі арқылы
тарайды, олар: өндірістік түтін, металл өңдеу үрдістерінен шығатын
металлургиялық шаңдар, химиялық және тағы басқа да өндіріс орындарынан
шығатын қалдықтар, жылу электр станциясынан шығатын газдар құрамында
болады. Ауыр металдардың ішінде қорғасын қосылыстары аккумулятивті улы
заттарға жатып политропты болып табылады, олар сүйектерде, бауырда,
бүйректе, асқазан бездерінде жинақталады [3].
Қазақстанның Оңтүстік өңірі түсті металдардың кен орны және оларды
балқытатын өндірістер орналасқан мекен болғандықтан, кадмий мен қорғасынның
зиянды әсері басқа заттарға қарағанда ең қауіпті техногендік факторлар
болып табылады. Кадмий ионын көбінесе зауыт және автокөліктер бөліп
шағаратын түтін арқылы, өндіріс қалдықтары мен шламдар арқылы қоршаған
ортаны ластайды . Мұндай қалдықтар ағын сулар арқылы, табиғи су көздеріне
келіп қосылады. Техногендік аймақтарда су көздеріндегі кадмий иондарының
әртүрлі концентрациялық деңгейі, ластану дәрежесіне жетеді. Санитарлық
норма бойынша кадмий иондарының судағы шектік мөлшерлік концентрациясы
0,001 мгл болып саналады [3].
1.1 Су ортасын биоиндикациялау және биоремедиациялау іс- шараларындағы
гидромакрофиттік өсімдік түрлерінің маңызы
Гидромакрофиттік өсімдіктер, су ортасын мекендейтін тіршілік
иелерінің ішіндегі, экологиялық және техногендік факторлардың әсерін ең
айқын анықтайтын биотест-нысан болып саналады. Табиғи экологиялық
факторлардың әсерінен әртүрлі климаттық белдеулердегі су көздерінде әртүрлі
үйлесімдегі өсімдіктер қауымдастығы кездеседі. Олар өзара түрлік қатынасы
мен морфометрикалық көрсеткіштері арқылы ерекшеленеді. Белгілі экологиялық
жағдайда, сол ортаның жағдайына бейімделген түрлерден доминантты топтамалар
түзіледі. Мұндай түрлер, ережелі түрде, морфометрикалық және биомассалық
көрсеткіштері бойынша басымдылықты иемденеді [8].
Тұрақты орныққан өсімдік жамылғысы, су ортасын оттегімен байытады,
суда еріген минералды және органикалық қосылыстарды сіңіреді, басқа
тіршілік иелеріне қолайлы тіршілік орта түзу арқылы, экожүйеде маңызды
қызмет атқарады. Су ортасының техногендік ластаушы заттармен ластануы,
өсімдіктерге ерекше әсер ету арқылы, олардың қауымдастығының түрлік
құрамына өзгерістер енгізеді. Ластаушы факторлардың табиғаты мен мөлшерлік
көрсеткіштеріне орай, бұл өзгерістер әртүрлі дәрежеде орнығады. Техногендік
факторлардың әсеріне өсімдік түрлерінің төзімділігі мен жауаптық
реакциялары да бірыңғай емес. Осыған орай, зиянды факторлардың әсері ұзақ
және бірқалыпты болған жағдайда, ол ортаға төзімді әрі бейімді түрлерден
тұратын өсімдік қауымдастығы орнығады [8].
Өсімдік қауымдастығының су ортасына түсетін зиянды заттардың әсеріне
жауаптық реакциясы ретінде байқалатын морфометрикалық өзгерістері мен
тіршілік ортасын тазарту қабілеттері, қоршаған ортаның экологиялық
жағдайын бақылау мен қайта қалпына келтірудің биологиялық әдістерінің
негізін құрайды. Осы бағытта, техногенді ластанған аймақтардың экологиялық
жағдайын бақылауда, мұнаймен және ауыр металл иондарымен ластанған
аймақтарды фитоиндикациялау әдістері пайдаланылып келеді. Ал, ластанған
ортадағы зиянды заттарды сіңіру және оларды ыдырату үрдісіне қатысатын
микроағзаларға қолайлы жағдай туғызу арқылы, пайда келтіретін өсімдік
түрлерін қолдану фиторекультивациялық тәсілдің негізіне айналды [9].
Биологиялық индикациялау және рекультивациялау әдістері ең тиімді
және экологиялық тұрғыда қауіпсіз әдістерге жатады. Биосфераның ластану
көрсеткіштерін анықтау үшін, міндетті түрде ластаушы факторлардың және
ластаушы элементтің, ластауға дейінгі және кейінгі жағдайын білу
қажет. Бұл жағдайда, ластанған аймақтарда экологиялық бақылау жүргізу
аса маңызды іс. Табиғи қоршаған ортаны биологиялық жолмен бақылау -
антропогендік факторлардың әсерінен тіршілік иелерінің өмірлік
циклінде болып жатқан өзгерістерді бақылау жүйесі. Экожүйенің
ластану дәрежесін бақылау биологиялық мониторингінің бірден-бір
тапсырмасы [3,4].
Экожүйенің биотикалық үрдістеріне (биотиканың популяциялық
қауымдастығы, түрлік құрылысының динамикасы, түрлік ерекшеліктері),
сыртқы ортаның әсері анықтаушы фактор болып табылады. Қоршаған орта
факторларына жарық, температура, су режимі, биогенді элементтер, судың
тұздылығы және басқа да жағдайлар жатады. Бұл факторлар тірі ағзаның
тіршілік циклінің барлық этаптарына әсер етеді. Осы жағдайлардың кез-
келгенінің кері әсері, тірі ағза тіршілігінің тепе - теңдігін бұзып,
өзгеріске ұшырауына әкеп соғады. Сонымен, биоиндикация - тірі ағзаның
және оның қауымдастығының тіршілік ортасының жағдайын, биологиялық
белгілері арқылы анықтау.
Қоршаған орта антропогендік жүктемелердің әсерінен ластанған
жағдайда, экологиялық жағдайдың өзгеруіне сезімтал тірі ағза түрінің
немесе олардың қауымдастығының биологиялық өзгерісін, биоиндикациялық
және биотесттік әдістер арқылы анықтайды. Су ортасына биотесттердің
көмегімен эколого-гигиеналық баға беруге болады [5-8].
Биоиндикация - тірі ағзаға биологиялық жүйе арқылы абиотикалық
және биотикалық факторлардың әсерін бағалайтын әдіс. Биоиндикация
деңгейін мынадай бөлімдерге бөлуге болады:
1. биохимиялық және физиологиялық реакциялар (тірі ағза ішіндегі
әртүрлі үрдістердің өзгеруі және белгілі токсиканттардың
мүшеде жиналуы);
2. анатомиялық, морфологиялық, биоритмикалық және түрлік реакциясы;
3. флористикалық және фаунистикалық өзгеріс;
4. ценотикалық өзгерістер;
5. биогеоценотикалық өзгерістер;
6. ландшафтық өзгерістер;
Биоиндикация макромолекула, жасуша, ағза, популяция,
қауымдастық және экожүйе деңгейінде жүреді. Биоиндикация маманданған
және маманданбаған болып бөлінеді, маманданған - тек бір ғана жағдай
әсер еткенде тірі ағзаның жауаптық реакциясы, маманданбаған - бір емес
бірнеше жағдайлар әсер еткендегі жауаптық реакциясы. Сезімтал
биоиндикаторлардың жеке жасушасында, ағзасында (фермент белсенділігінің
өзгеруі, пигменттік кешенінің өзгеруі) және морфологиясында (жапырақ
табақшасының өлшемі мен пішінінің өзгерісі, қылқан тіршілігінің
қысқаруы ) өзгерістер байқалады [9,10].
Биоиндикацияның негізгі екі әдісі бар: белсенді және енжар.
Енжар биоиндикация әдісі бойынша, қолайсыз жағдайлардың әсерінен
тірі ағзада елеусіз белгілерді анықтайды, ал белсенді биоиндикация
кезінде сезімтал ағза сыртқы орта жағдайлардың әсерлеріне ерекше,
айқын жауап қайтарады да биотесттік әдіспен ұштасады.
Биотесттік әдіс, биотест-нысана негізінде іске асады. Биотест -
нысанның тіршілік функциясының өзгеруі арқылы, тіршілік ортасында
болып жатқан өзгерістерді анықтауға болады. Табиғи және шайынды
сулардың құрамындағы химиялық заттардың улық мөлшерін анықтауға қажетті
тест-нысана қызметін, ондағы тірі ағзалар (гидрофиттер, балықтар,
т.б.) атқарады [10-14].
Л.П.Брагинскийдің анықтамасы бойынша, тест-нысана - датчики деп
түсіндірді, қазақша хабар беру, жауап беру деп аударуға
болады, ал биотест-нысана латын тілінен аударғанда bios-тірі ағза, тіршілік
деген сөз болғандықтан, сыртқы ортаның өзгерістеріне тірі ағзаның жауабы.
Биотест-нысана қоршаған ортаның токсиканттылығына (улылығына,
зияндылығына) жауап береді, күрделі химиялық анализдердің орнын
басады және қоршаған ортаның қолайсыздығы жайлы хабар береді.
Сезімтал биоиндикаторларға: микроағзалар, балдырлар,
микросаңырауқұлақтар, бактериялар жатады.
Ластаушы заттардың тіпті төменгі концентрациясы әсер еткенде,
табиғи ортаның негативті өзгерісін тест-нысана және фитотест арқылы
биологиялық әдістер сараптауға көмектеседі. Ол үшін биоиндикатор
түрлеріне мынадай талаптар қойылады:
• тест-нысананың табиғи ортада таралуын және биологиялық қасиеттері
мен ерекшеліктерін міндетті түрде білу қажет;
• көздеген аймақтың барлық жерінде ағзалар-мониторы таралу қажет;
• тіршілік ортасында болып жатқан экологиялық өзгерістерге түр-
индикаторлар сапалы, әрі нақты жауап қайтару қажет;
• ластанған аймақтағы биотест-нысана өліп қалмау қажет;
• ұзақ мерзімді бақылауға флораның көпжылдық түрі пайдаланады;
• фитотесттердің генетикасы бірдей болу қажет;
• биотест қажетті және айқын нәтиже шығару қажет;
• есептеудің қателесу диапазоны, тестілеудің классикалық және
эталонды әдісімен салыстырғанда, 20-30%-дан аспау қажет.
Осы талаптар орындалған жағдайда, биоиндикаторлар көмегімен
келесі мәселелерді шешуге болады:
• экологиялық жүйені ластап жатқан ластаушы заттардың орнын;
• қоршаған орта өзгерісінің жылдамдығын анықтау;
• тірі табиғат үшін, ластаушы заттардың зияндылығын тек
биоиндикаторлармен анықтау;
• экожүйенің дамуын бағдарлайды немесе экожүйенің дамуына бағдарлама
жасауға көмектеседі; [10].
Өсімдіктердің биоиндикациялық және биоремедиациялық қасиеттерін
қорытындылай келе, бұл саланың өнеркәсіптің қарқынды даму заманындағы
қоршаған ортаны биологиялық жолмен қайта қалпына келтіруге қажетті іс-
шаралар мен бақылау жүйесінің болашағы деп тұжырымдау артық емес. Оған
көптеген елдердегі тиімді пайдаланылып келе жатқан өндірістік нәтижелер
дәйек бола алады.
1.2 Техногенді ластанған су ортасына бейімді өсімдік түрлерінің
биоиндикациялық маңызы. Техногендік факторлардың әсеріне өсімдіктердің
тесттік реакциясы
Макрофиттік өсімдіктердің су ортасында алатын орны ерекше. Су
ортасының химиялық құрамын индикациялау мен тестілеу әдістері, олардың су
ортасындағы экологиялық жағдайдың өзгеруінен өсімдіктердің морфологиясынан
көрінетін ерекше реакциялық жауаптарына негізделеді.
Сезімтал индикаторлар су ортасына ластаушы заттардың концентрациясы
тіпті аз мөлшерде түскен жағдайда негативті өзгерістерге ұшырайды.
Көбінесе сезімтал индикаторларға мүктер, топырақтағы және судағы
микроағзалар жатады. Су ортасындағы тіршілік иелерінің ішінде ауыр
металдар үшін биоиндикатор қызметін атқаратын гидромакрофиттерді жылтыр
шылаң (Potamogeton lucens L.), дәнді шылаң (Potamogeton аlpinus L.), орама
жапырақты шылаң (Potamogeton perfoliatus L.), жүзгіш салвиния (Salvinia
natans L.) құрайды [1].
Гидромакрофиттердің түрлік құрамы және олардың су көздеріндегі таралу
аймағы, судың экологиялық жағдайына және генезисіне, соның ішінде судың
морфологиялық тереңдігіне, мөлдірлігіне, су асты шөгіндісінің құрамына, су
масссының химиялық құрамына, минералдық және қышқылдық қасиеттеріне
тікелей байланысты. Гидромакрофиттердің тіршілігі үшін аса қажетті азот
және фосфор сияқты заттар суға қажетті мөлшерде түсіп отырса, су
ортасындағы өсімдік қауымдастығының көбейіп - дамуына қолайлы орта болады.
Морфологиялық құрылысы толық қалыптасқан өсімдіктер сыртқы ортадан түсіп
отырған техногенді жүктемелерге төтеп береді және тазартуға қабілетті
болады.
Судағы өсімдіктер қауымдастығын және түрлік құрамын анықтап,
сараптау барысында су көздерінің экологиялық жағдайына толық сиппатама
беруге мүмкіндік бар. Қазіргі кезде гидробиологиялық зерттеулерде көптеген
биоиндикациялық әдістемелер пайдаланылады. Олардың бірі Сладечека шкаласы.
Аталған шкалаға сәйкес, гидрофлораның өсімдіктердің экологиялық
факторлардың көрсеткіштеріне орай қалыптасқан бірнеше топтарын жіктеуге
болады:
- төменгі дәрежеде минералданған су көздеріндегі гидрофлораның түрлік
құрамы кедей, 10 түрден артық кездеспейді. Бұл түрлерге: фонтиналис жасыл
су мүгі (Fontinalis antipyretica Linnt), кәдімгі қамыс (Phragmites
australis Train), сары тұңғиық (N. lutea (L.) Smith) жатады.
Гидрофиттердің биологиялық массасы аз мөлшерде кездеседі. Су көзінің
мұндай типі мұздақтар еритін аймақтарда болады;
- су ортасының қоректік потенциалы жоғарылаған сайын су флорасында b-
мезасапробты ағзалардың түрлік құрамы көбейеді. Бұл жағдайда доминантты
өсімдік түрлерін: канада элодеясы (E. сanadensis Michx), шөгінді
мүйізжапырақ (Ceratophillium demersum L.), хара балдырлар (Characea spp.)
және шылаңның (Potamogeton spp.) түрлері құрайды. Мезотрофты табиғи су
көздерін мекендейтін гидрофиттердің түрлік құрамы өте бай болып келеді,
шамамен 60 түрі кездеседі;
- лимноэкожүйе азықтық заттармен байыған сайын, ондағы гидрофиттердің
эволюциясы өзгереді, өсімдік қауымдастығының ішінде b-мезосапробты
ағзалардың түрлік құрамы жойылып, орнына а -мезосопробты гидрофиттердің
түрлері көбейеді. Көбінесе су бетінде жүзіп жүретін өсімдік түрлері
кездеседі. Нәтижесінде гидрофиттердің түрлік құрамы 20-30-ға дейін азаяды.
Қазіргі кездегі су көздерінің басым бөлігі осы типке тән деуге болады;
- су өсімдіктері қауымдастығының түрлік құрамының өзгерісі, су
құрамындағы заттар тұнба ретінде қалыптасқан кезде тоқтайды. Бұл кезде
судағы гидрофиттер толық жойылады [11].
Көптеген ғалымдардың жылдар бойы жасаған зерттеулерінің нәтижесі
мынадай тұжырым жасауға негіз болады: су ортасын техногендік жүктемелерден
басқа, гидромакрофиттік өсімдіктердің шамадан тыс көбеюі де лстайды. Су
көздерінің сапалық көрсеткіші жақсы болу үшін, судың 1м2 аймағында
өсімдіктің мөлшері- 1,3 - 1,5 кг болу керек. Осындай жағдайда суда зат
алмасу үрдісі қалыпты жағдайда жүреді.
Суда өсімдіктер қауымдастығының кездесу мөлшері шектен тыс болған
жағдайда, судың екінші кезектегі ластануына әкеп соғады. Бұл жағдай
көбінесе жасанды, шағын балық шаруашылығы және өндіріске пайдаланатын су
көздерінде болады. Су астындағы шіріген өсімдіктер үшін еріген оттегінің
көбі жұмсалып, балықтардың жойылуына себепші болады.
Гидромакрофиттер биогенді әлементтерді, минералды және органикалық
заттарды, ауыр металл иондарын бойына сіңіру арқылы минерализатор және
детоксикант қызметін, сонымен қатар пестицидтер мен мұнайөнімдерін сүзу
арқылы биосүзгіш қызметін атқарады. Гидромакрофиттердің бұл қасиеті
әмбебап биосүзгіш қызметімен қатар, фитопланктонның шеттен тыс көбеюіне
тосқауыл болады. Осы жағдайлардың барлығы да гидромакрофиттердің
техногендік факторлерге төзімділік қасиеттеріне тікелей байланысты [19].
Гидромакрофиттердің сүзгіштік қызметін ұтымды пайдалану - су
көздеріне түсетін техногенді ластағыш заттарды азайтудың бірден-бір тиімді
жолы. Соңғы кезде көптеген ғылыми тұжырымдар, су көздерін тазартуда
өсімдіктер қауымдастығын пайдалану тиімді екенін көрсетіп отыр. Кәдімгі
қамыс (Ph. australis Train), қара өлеңшөп (Scircus Lacustris L.) сияқты су
өсімдіктері, қазіргі кезде көптеген елдерде малшаруашылығынан шыққан
суларды және биоинженерлік құрылысында арнайы мелиоративті жүйеде
пайдаланады [20].
Гидроэкожүйеде макрофиттер өзара тығыз байланысты тіршілік ортасын
түзуші және тіршілік ортасын қорғайтын қызметтер атқарады. Мұндай қызметтер
ретінде биосүзгіш, тотықтырғыш, минералдау, детоксикациялау, биоцидтеу,
аккумуляциялық және су көздеріндегі су сапасын қалыптастыру мен анықтаудағы
қызметін атауға болады. Макрофиттік өсімдіктер су ортасының гидрофизикалық
және гидрохимиялық өзгерістерге морфологиялық құрылысының өзгерісі арқылы
жауап береді. Өсімдіктер судағы ластағыш заттарды вегетативті мүшелері
арқылы сіңіреді. Гидрофиттердің химиялық элеметтердің әртүрлі
концентрациясын, сіңіру қабілеті әртүрлі болады. Бұл ерекшеліктер жыл
мезгілдеріне, өсімдіктердің даму фазаларына, вегетациялық кезеңінің
жалғасуына байланысты. Су бетінде жүзіп жүретін балықот (Lemna spp.)
түрлері, көптамырлар (Spirodela Schleid.) және сукөріктер (Hudrocharis L.)
сияқты өсімдіктер өзіне қажетті минералды заттарды тек судан сіңіреді.
Сондықтан, олардың сіңіру қабілеті элементтің концентрациялық мөлшері мен
су ортасының рН көрсеткішіне байланысты. Су өсімдіктерінің элементтерді
барлық вегетациялық кезеңінде өзіне көп сіңіру қасиеті, су көзінің
антропогенді және химиялық жүктемеледің әсерінен ластануын анықтайтын нағыз
тест-нысана бола алатынын көрсетеді.
Су жағалай топыраққа бекініп өсетін гидрофиттік өсімдіктер өзіне
қажетті элементті су ортасынан және су шөгіндісінен алады. Тамыр жүйесінің
жақсы дамуына байланысты және қажетті заттардың жапыраққа тасымалдануы
белсенді болғандықтан, бұл өсімдіктер арқылы антропогенді химиялық
жүктеменің әсерін тек сол мезгілде ғана емес, жапырақтарының және
тамырсабағы мен тамырының химиялық құрамы бойынша. барлық жыл мезгілдерінде
көруге болады. Су түбіне бекінетін және бекінбейтін, толығымен батып
тұратын немесе жүзіп жүретін гидрофиттік өсімдіктердің химиялық заттарды
вегетативті даму кезеңіне байланысты. ұлпаларына сіңіру қабілеті әртүрлі
болады. Тамыр жүйесі жақсы дамыған өсімдіктер, қажетті заттарды тамыр
жүйесі арқылы өзіне суға қарағанда су шөгіндісінен көп сіңіреді. Ал, су
шөгіндісіне бекінбейтін, байланысы жоқ өсімдіктер өздеріне қажетті
химиялық элементтерді жапырақ ұлпалары арқылы сіңіреді [22].
Макрофиттік өсімдіктерді қоршаған ортаның экологиялық жағдайын
тестілеуде пайдалану кеңінен өріс алып келеді. Ресей ғалымдары, техногенді
аймақтағы тіршілік ортасының өзгеру динамикасын ақ қайың өсімдігінің
жапырақтарында орын алатын асимметриялық флуктуациялар арқылы анықтау
әдісін ойлап тапқан. Қалыпты және техногенді жүктемесі жоғары жағдайда
өсетін ақ қайыңдардың жапырақтарындағы морфологиялық құрылысында жүйкелену,
жүйке аралығындағы кеңістіктің, жапырақ тақташаларының көлемінің
өзгерістерге ұшырайтыны тесттік белгі болып танылған. Қоршаған ортада
ластаушы заттардың мөлшері артқан сайын, аталған морфометрикалық
көрсеткіштер қалыпты жағдайдан жоғары көрсеткіште ауытқитыны анықталған.
Бұл, ақ қайың өсімдігінің қоршаған ортаның оптималды параметрлерінің
тұрақтылығын тестілейтін фито-тест нысаны екенін көрсетеді [29].
Топырақтың мұнай өнімдерімен ластану дәрежесін тестілейтін өсімдік
ретінде кәдімгі үрмебұршақ кеңінен пайдаланылады. А.А.Лукашевтың
зерттеулерінде, топырақтағы мұнай концентрациясын үрмебұршақ өсімдігінің
жемісінің ұзындығы арқылы анықтауға болатындығы көрсетілген: 1% ластанған
топырақта 7-8 см; 2% - 3,5 см; 4% - 2 см және өсімдіктердің 30% тіршілігін
жояды.
Көптеген макрофиттік өсімдіктер су ортасының ластану дәрежесін
анықтайтын фито-тест нысандар ретінде пайдаланылуда. Ресей және шет ел
ғалымдарының зерттеулерінде су құрамындағы ауыр металл иондарының жоғары
дәрежесін кіші балықоты (Lemna minor L.) арқылы тестілеуге болатыны
анықталған. Топырақ ерітіндісінен алынған сұйықтықта кіші балықотты (L.
minor L.) өсіру кезінде, токсиканттардың әсерінен өсімдіктердің
жапырақшаларындағы жасушалардың құрылысының бұзылуы мен жапырақтардың бірте-
бірте жойылуы тесттік белгі болып табылған. Осыған ұқсас нәтижелер, кіші
балықотының (L. minor L.) барлық морфометрикалық көрсеткіштерінде
байқалатын өзгерістер арқылы дәлелденген. Бұл кезде, су ортасын ластаушы
заттардың кешенді әсерінен өсімдіктің тамырлары қысқараған және
жапырақтарының түсі мен сандық мөлшері өзгерген [130-134].
Қоршаған ортаның зиянды әсеріне сезімтал тірі ағзалардың іс-
әрекеттерін молекулалық, жасушалық, ағзалық және ценотикалық деңгейлерде
зерттеу, белгілі аймақтағы экологиялық жағдайды бақылауға мүмкіншілік
беретін әмбебап шкала түзуге негіз болып отыр. Ресейлік ғалымдардың
көпжылдық және жан-жақты бағыттарда атқарған ғылыми-зерттеу жұмыстарының
нәтижесінде, Ресейдің Солтүстік - Батыс аймағындағы су көздерінің
экологиялық жағдайын анықтауда пайдалануға жарамды төзімділік шкаласы
түзілген. Бұл шкала кез келген аймақтағы су ортасының экологиялық
жағдайына, сол жерде кездесетін тірі ағзалардың түрлік құрамы мен
морфометрикалық көрсеткіштері арқылы, баға бере алады. Шкалада
пайдаланылатын ағзалар үшін, тікелей әсер ететін әртүрлі факторлардың
минималді және максималды шектері және олар үшін оптималды ортаның
көрсеткіштері анықталған. Бұл нәтижелердің практикалық мәселелерді шешумен
қатар, табиғатты тиімді пайдаланудың ғылыми негізін құруға жарамды
теориялық маңызы зор.
Аталаған ғылыми жетістіктер су ресурстарын тиімді пайдалану мен
экологиялық жағдайын бағалауда аса қажет. Қазіргі кездегі су ортасының
сапасы мен экологиялық жағдайын анықтайтын химиялық әдістер мен тәсілдер,
ғылыми тұрғыдан ақпараттық маңызы аз және экологиялық жағдайдың өзгеру
динамикасын толық сипаттай алмайтын іс-шаралар болып табылады. Экожүйенің
өзгеруі мен бағытын, тек сол жүйені құрайтын тірі тест-нысандар айқын және
деркезінде анықтай алады. Сонымен қатар, техногендік факторлардың әсеріне
сезімтал немесе төзімді су өсімдіктері, арнайы биологиялық тоғандарда су
ортасын ластаушы заттардан тиімді және арзан нарықта тазартатын бірден-бір
құрал болып табылады.
1.3 Гидромакрофиттік өсімдіктердің техногендік факторларға төзімділігі
мен төзімділік қасиеттері
Барлық ауыр металдар өсімдік ағзасында микроэлементтер ретінде
маңызды физиологиялық қызмет атқарады. Ал, олардың шектен тыс артық мөлшері
кері әсерін тигізеді. Cd, Pb, As, Zn сияқты ауыр металдар физиологиялық
үрдіске қажетті органикалық қосылыстардың қызметін бәсеңдетеді. Ауыр
металдардың ағзаға шамадан тыс түсуі ағзаның өсуі мен дамуын тежейді,
метоболизм үрдісінің жүруін төмендетеді. Жеміс-жидектер мен басқа да азық
арқылы адам ағзасына түскен ауыр металдардың кері әсері жасырынды түрде
жүреді. Олар, трофикалық тізбектер арқылы, адам және жануарлар ағзасына
топырақтан көп түсетіні анықталған.
Элементтердің геохимиялық айналымында өсімдіктердің қызметі ерекше.
Zn (мырыш), Mo (молибден), Cu (мыс) және Co (кобальт) сияқты ауыр
металдар өсімдіктердің ағзасына микроэлементтер ретінде жиналуы, ағзаның
улануына бірден бір себеп болады. Бірнеше авторлардың тұжырымдамасы
бойынша, ауыр металдардың көбеюі ауыл шаруашылығындағы мәдени өсімдіктердің
өнімділігін төмендетеді. Ауыр металдардың ішінде адамдар мен жануарлар
үшін зиян, бірақ өсімдіктер тіршілігіне зияны жоқ түрлері де кездеседі.
Мысалы, Sr-элементі өсімдіктер үшін зияны болмағандықтан, ағзасында көп
жиналады ал, адам және жануарлар ағзасында стронцийдің көбеюі сүйектің
сынуы мен қисаюына әкеп соғады.
Ауыр металдар өсімдік ағзасына белсенді және енжар метаболиттік
жолдармен түседі. Олар өсімдіктің мүшелеріне келесідей тәртіппен таралады:
тамыры сабағы жапырағы жемісі. Тамырдың эндодермалық қабаты ауыр
металл иондарын енжар түрде сіңіреді, бұл үрдісте, тамырдың эндодермалық
қабаты ерітіндідегі ауыр металл иондарын диффузиялық жолмен сіңіреді.
Тамырдың ауыр металл иондарын белсенді түрде сіңіруі, метоболиттік үрдісте
артық энергия жұмсауды талап етеді және ол химиялық градиентке қарсы
жүреді. Тамырдың жабынды ұлпасы ерекше сіңіру қабілетіне ие, тамырдың
мұндай қабілеті өсімдіктің жер бетіндегі мүшелері топырақтан металл
иондарын сіңіруіне тосқауыл болады. Өсімдіктің жер үсті мүшелерінде
жинақталған ауыр металдар, өсімдік қалдықтары арқылы қоршаған ортаның
ластануына себеп болады .
Өсімдік ағзасындағы ауыр металл иондары тудыратын айрықша
белгілерін келесідей сраптауға болады: 1 - тіршілігі жойылған, хлороздық
немесе некроздық теңбілдер; 2 - өсімдіктің өсу үрдісінің тежелуі; 3 - даму
үрдістерінің қалыпты жағдайдан ауытқуы; 4 - тамыр жүйесінің дамымауы; 5 -
аса жоғары концентрациялық градинтте кемтарлық белгілердің көрінуі.
Ауыр металдар фитотоксиканттық қасиеттері арқылы ерекшеленеді.
Мысалы, Sr, Mo, Pb, - элементтерінің фитотоксиканттық қасиеті Cd және Hg
элементтеріне қарағанда төмен. Фитотаксиканттық қасиеті ең жоғары элемент-
Та (талий), топырақта талийдің концентрациясы 0,004 мгкг болса, топырақ
өсімдік үшін улы. Ауыр металдарды токсиканттық қасиеті бойынша мынадай
қатармен орналастыруға болады: Cd Ni Cu Zn Cr = Pb.
Өсімдіктерді ауыр металдардың концентрациясына сезімталдығы бойынша
келесідей топтастырады:
1) фитотест - нысандар - ауыр металл иондарының шамадан тыс
концентрациясына, тез реакциялық жауап беретін өсімдіктер;
2) концентратор-өсімдіктер - ауыр металдарды бойына көп сіңіретін,
бірақ ешқандай өзгеріс танытпайтын өсімдік түрлері [48].
Осы тұрғыда, өсімдіктердің төзімділігінің басты себептерін, табиғаты
бойынша екіге бөлуге болады; 1 - токсикантты заттардың түсу қарқындылығы
мен концентрациялық градиентінің параметрлері; 2 - өсімдік түрінің
төзімділік табиғатының басты себептері; Токсикантты заттардың су ортасына
түсуінің сипаттамалары, өсімдік түрінің төзімділік қасиеттерінің бірте-
бірте қалыптасуына ықпал етеді. Ұзақ мерзім ішінде, аз мөлшерде және
концентрациялық көрсеткіштерінің бірыңғай динамикада артуы төзімділік
қасиеттердің дамуы мен қалыптасуына жағдай жасайды. Мұндай жағдайлар,
техногенді су көздерінде көптеп орын алады. Су көздеріндегі ластаушы
факторлардың әсеріне, ұзақ уақыт ішінде өзгеріске ұшырайтын өсімдіктер
қосымша қасиеттерге ие болады. Кейде, мұндай өсімдіктерде генетикалық
құрылымдар өзгеріске ұшырау арқылы, жаңа қабілеттер мен белгілер пайда
болады. Ал, өсімдік түрінің зиянды әсерлерге төзімділігі молекулалық,
жасушалық, ағзалық және ценотикалық деңгейлерде байқалады. Молекулалық
деңгейге байланысты төзімділік, жеке түрдің генетикалық қасиеттерімен
байланысты және ол қасиет белгілі гендердің қадағалауымен түсіндіріледі.
Жасуша деңгейіндегі төзімділік, оның ультрақұрылымдарының ерекше
құрылыстармен байланысты. Зерттеу нәтижелерінде жасуша қабықшаларының және
кейбір арнайы қабаттардың ауыр металл иондарының енуіне қарсы шектеу
болатындығы анықталған. Өсімдіктердің жеке түрлерінде, цитоплазма ішіндегі
ауыр металл иондарының артық мөлшері тұрақты, белсенділігі төмендетілген
минералды тұздар ретінде жиналатындығы анықталған. Сондықтан, ауыр металл
иондарының басты түсу жолдары болып саналатын тамыр жүйесінің жабындық
ұлпаларындағы жасушалар, кейбір өсімдіктердің ауыр металл иондарын шектен
тыс сіңірмеуін және сабақ пен жапырақтарға дейін диффузияланбау
қабілеттерін қамтамасыз етеді. Мұндай себептермен түсіндірілетін
төзімділікке мысал бола алатын өсімдік түрлері көптеген зерттеулерде
анықталған [14].
Ал, ағза көлеміндегі молекулалық және жасушалық төзімділік
қасиеттері, тіршілік ортасындағы көптеген физиологиялық және экологиялық
факторлардың үйлесуі кезінде анықталады. Бір түрге жататын өсімдіктер
әртүрлі жағдайда әртүрлі төзімділік деңгейімен сипатталуы мүмкін. Оған,
өсімдіктің жалпы физиологиялық қасиеттері мен әсер ететін қоршаған орта
факторларының көрсеткіштері себеп болады. Тіршілік ортасында ауыр металл
иондарының мөлшерінің көбеюіне жоғары сатыдағы өсімдіктердің ішіндегі
төзімді тұқымдастарға ерінгүлділер (Labiatae Juss.), сабынкөктер
(Scrophulariaceае Lindl.), крестігүлділер (Crucifera Juss.), тарандар
(Polуgonaceaе Lind.), шатыршагүлдер (Umbelliferae Moris.), шылаңдар
(Potamogetonaceae Dum.) тұқымдастары жатады. Қалампыр тұқымдасына жататын
түрлер Cu, Zn иондарын сіңіргіш келеді, сондықтан ондай ортада бұл
өсімдіктер коцентратор-өсімдік қызметін атқарады. Рогульник (Trapacea Dum)
тұқымдасына жататын су жаңғағы (Trapa L.) құрғақ салмағымен санағанда Мn
ионының 108000 мгкг мөлшерін сіңіреді, крестгүлділер (Crucifera Juss.)
тұқымдасына жататын өсімдіктер Zn ионының 13630 мгкг ал, Cu ионын
қалампыр тұқымдасына жататын өсімдіктер 1500 мгкг мөлшерін сіңіреді.
Өсімдік ағзасына ауыр металл иондары шектен тыс түскен жағдайда қарсы
тұратын арнайы механизмі, макрофиттердің металл иодарына төзімділік
қасиеттерінің арнайы генетикалық ерекшелігіне байланысты болады. Су
ортасындағы өсімдік ағзасына ауыр металдардың түсуі мен жиналуына мына
жағдайлар негіз болады: элемент және оның судағы ерітіндісінің
концентрациясы, судың рН ортасы, өсімдік түрі [15].
Гидромакрофиттердің техногендік факторларға төзімділік қасиеттері
ресей және өзбек ғалымдарының су папоротнигі - каролин азолласы (A.
сaroliniana Willd.), су гиацинті - өзгеше ейхорния (Eichornia сrassipens
L.), кәдімгі хара балдыры (Chаra vulgaris L.), балықот (Lemna spp.)
түрлері, шылаң (Potamogeton spp.) түрлері және элодея (Elodea spp.)
түрлерінің су ортасындағы аммиакты, нитриттсрді, фосфаттарды, ауыр
металдарды, көмірсуларды, ароматикалық және органикалық заттарды сіңіруін
зерттеуде анықталған. Олардың хемотрофты және фототрофты бактериялармен
симбиозды тіршілік ету кезінде Ni, Pt, Ru, Pd металл иондарын сіңіретіні
дәлелденген. [15].
Гидромакрофиттердің су ортасындағы техногенді жүктеменің артуына
төзімділігі су көздерінің тереңдеуі мен су ортасының температурасының
өзгеруі де себеп болады. Бұл ғылыми қағидалар Белоруссия ғалымдарының 15
жыл көлемінде жасаған зерттеулерінде анықталған.
Осындай сараптамалардың негізінде макрофиттердің техногендік
факторларға төзімділігі жайлы мынадай қорытынды жасауға болады:
- шөгінді гидрофиттер су ортасының хидроэкожүйесін және экологиялық
жағдайын толық сипаттауға негіз болады;
- гидрофиттердің биомассасы және сапробалық индекс (шөгінді
гидрофиттердің индикаторлық қызметімен санағанда) судың сапалық
көрсеткішін және эвтофирлік деңгейін сипаттайды;
- техногенді және антропогенді жүктемелердің барлық түрлері, өсімдіктер
қауымдастығы құрылысының өзгерісіне тікелей әсер етеді; доминантты
гидрофиттердің түрлік құрамы өзгереді; индикаторлық түрлер пайда болады
және жоғалады; су көздеріндегі корек көзі мөлшерінің өзгерісіне
байланысты олигосапробты түрлер b-мезасапробалы түрлерге, b-мезасапробалы
түрлер өз кезегінде a-мезасапробалы түрлерге өзгереді.
- гиперэвтотрофты өзендер шөгінді гидрофиттердің биомассасының
төмендігімен және сапробалық индексінің жоғарылығымен сипаттталады.
1.4 Гидромакрофиттік өсімдіктердің биоремедиациялық қасиеттері және су
ортасын тазартуда оларды пайдалану нәтижелері
Гидромакрофиттердің су ортасын химиялық және физикалық қасиеттеріне
әсер етуі, биоремедиациялық қасиеттеріне байланысты. Олар суаттардың табиғи
жағдайда өздігінен тазару үрдісінде әмбебап биологиялық сүзгі қызметін
атқарады. Суда еріген тұзды қоспалар, ыдырау үрдісінде пайда болған
органикалық қосылыстар өсімдіктерге қоректік заттар болып саналады.
Сонымен қатар, олар ластаушы заттардың артық мөлшерін сіңіре алады,
көптеген ірі қоспалар мен жоғары молекулалы органикалық қосылыстарды
вегетативтік мүшелеріне сүзіп жинақтайды, су ортасындағы биохимиялық және
гидробиологиялық үрдістерді реттейді.
Суаттардағы жоғары сатыдағы су өсімдіктердің маңыздылығы
төмендегідей:
- биосүзгіш - ластаушы заттардың ірі массалары сүзіледі;
- сіңіргіштік - биогенді және кейбір органикалық заттардың сіңірілуі;
- жинақтау - ажырауы қиын кейбір металдар мен органикалық заттардың
жинақтау қабілеттілігі;
- тотықтырғыш - фотосинтез процесінде су, оттегімен байытылады;
Макрофиттік өсімдіктер судан ластаушы заттарды – биогендік
элементтерді, ауыр металдарды, фенолдарды, сульфаттарды, мұнайөнімдерін,
синтетикалық беттік-белсенді заттарды сіңіреді. Бұл оттегінің биологиялық
(ОБС) және химиялық (ОХС) жолдармен сіңірілу көрсеткіштерімен бақыланады.
Американың көптеген елдерінде қамыс - құрақ алқаптарында шахталық суларды
тазарту жүйелері кеңінен пайдаланылады. Нидерландыда, Жапонияда, Қытайда
шаруашылық-тұрмыстық ағынды суларды тазарту үшін кәдімгі қамыс (Ph.
australis Train.), су гиацинті (E. crassipes Solms.), балықот (Lemna spp.)
түрлері сияқты өсімдіктерді пайдалануға арналған арнайы биотоғандар
өндірістік көлемде жұмыс атқарады. Мұндай құрылымдар Норвегия, Австралия
және басқа да елдерде ластанған беттік ағынды суларды тазалау үшін
қолданылады. Ластаушы заттардың жоғары концентрациясының әсеріне кәдімгі
қамыстың (Ph. australis Train.) бой түзеуі, Ұлыбританиядағы шошқа өсіру
кешендерінің ағынды суларын тазалау үшін пайдалануға мүмкіндік берді .
АҚШ-тың Бентон қаласында 1985 жылдан бастап кәдімгі қамыс (Ph.
australis Train.) өсетін биотоғандарда тұрмыстық ағын суларды тазарту
әдістері жүргізіліп келеді. Азот, фосфор қосылыстарынан, жүзгін және
органикалық заттардан суды биологиялық әдістермен тазарту, дәстүрлі
жүйелерге жұмсалатын қаражатқа қарағанда бағасы 10 есе кем. Ирландияның
Вильямстоун қаласында шаруашылық-тұрмыстық суларды тазартуда кәдімгі қамыс
(Ph. australis Train), май қоға (Thypha latifolia L.) өсімдіктері
пайдалнылады. Бұл жағдайда су ортасының тазару дәрежесі 72% құраған.
Тазалау үрдісіндесінде су келесі көрсеткіштерге дейін тазаланады (мгл):
ОБС2 – 9, жүзгін заттар – 9, толық азот – 14,2, аммиак – 0,8, нитраттар –
9,2, толық фосфор – 4,45, ортофосфаттар – 3,15. Екі жыл бойында жүргізілген
бақылау нәтижесінде ластаушы заттардың концентрацияларының азаю динамикасы
келесідей көрсеткіштерді құраған: ОБС2 үшін 48%, жүзгін заттар үшін 83%,
жалпы азот үшін 51%, жалпы фосфор үшін 13%, патогендік организмдерді жою
99,8% .
Тұрмыстық ағынды суларды екі және үш қайтара тазалау жүйелерінде
канада элодеясын (E. сanadensis Michx.), пайдалануға қоңыржай климат
ыңғайлы екені белгілі болған, мұнда ағынды сулардағы биогенді элементтерді
жыл бойына жоюға болатындығы анықталған. АҚШ-та өзгеше эйхорнияны (E.
crassipes Solms.) пайдалана отырып, тұрмыстық ағынды суларды тазалау
үрдісінде, өнеркәсіптік-тәжірибелерде, ОБС5 97-98% дейін төмендеген.
Қытайда су гиацинті (E. crassipes Solms.) кинофабриканың ағынды суларын
күміс иондарының артық мөлшерінен тазалауға пайдаланылады. Суды күмістен,
жүзгін заттардан, фосфор және азот қосылыстарынан тазалау тиімділігі,
сәйкесінше 100%, 91%, 53,9%, және 92,9% құрайтыны сонымен қатар, ОБС5
және ОХС 98,6% және 91% кемігені анықталды. Ұсынылған әдіс сорбциялық
тазалауды пайдаланудан бас тартуға мүмкіндік береді [17].
Ресейде, цитология және генетика институтында су гиацинтін (E.
crassipes Solms.) пайдалану арқылы ағын суларды тазарту технологиясы
түзілген. Шошқа өсіру кешенінінің маңында орнатылған биотоғандарда
жүргізілген тәжірибеде аммоний азотының концентрациясы 30-50 мгл-ден 4-5
мгл дейін, ОБС5 – 150 мгл-ден 20-30 мгл дейін, ОХС – 300-ден 25-30 мгл
дейін төмендеп, су құрамындағы еріген оттегінің концентрациясы 0,5-тен 2-5-
ке дейін өскен [17].
Осындай биотоғандар Норвегия, Украина елдерінде де ауылшаруашылық ағын
суларды тазартуда пайдаланылады. Су ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 4
1 ӘЛЕМДЕГІ ЖӘНЕ ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ГИДРОСФЕРАНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫ 7
1.1 Су ортасын биоиндикациялау және биоремедиациялау іс-шараларындағы 9
гидромакрофиттік өсімдік түрлерінің маңызы
1.2 Техногенді ластанған су ортасына бейімді өсімдік түрлерінің 12
биоиндикациялық маңызы. Техногендік факторлардың әсеріне өсімдіктердің
тесттік реакциясы
1.3 Гидромакрофиттік өсімдіктердің техногендік факторларға төзімділігі 16
және төзімділік қасиеттері
1.4 Гидромакрофиттік өсімдіктердің биоремедиациялық қасиеттері және 19
оларды су ортасын тазартуда пайдалану нәтижелері
2 СУ КӨЗДЕРІНІҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫН ГИДРОМАКРОФИТТЕР АРҚЫЛЫ БАҒАЛАУДЫҢ23
ЗЕРТТЕУ НЫСАНДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу әдістемелері 25
3 ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН ОБЛЫСЫНДАҒЫ СУ КӨЗДЕРІНІҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫН 27
ЗЕРТТЕУДІҢ НӘТИЖЕЛЕРІ
3.1 Зерттеуге алынған су көздеріндегі доминантты өсімдік 39
түрлерінің экологиялық сипаттамалары
3.2 Техногендік факторлардың зиянды әсерін өсімдіктер арқылы 46
тестілеу нәтижелері
3.3 Гидромакрофиттік өсімдіктердің су ортасын ластаушы заттардан 47
тазарту қабілетін зерттеу нәтижелері
ҚОРЫТЫНДЫ 54
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТ ТІЗІМІ 56
ҚОСЫМШАЛАР 61
КІРІСПЕ
Жұмыстың өзектілігі. Техногенді ластанған экожүйелердің экологиялық
жағдайын зерттеу мен өзгеру динамикасын анықтаудың қазіргі кезде ең тиімді
жолдарының бірі - биоиндикациялық әдіс. Биоиндикация - ластаушы
факторлардың мөлшері мен әсеріне, тірі ағзалар қауымдастығының жауаптық іс-
әрекеттік көрсеткіштері арқылы, экожүйенің өзгеріске ұшырау динамикасын
анықтауға мүмкіндік береді. Су ортасының экологиялық жағдайын
биоиндикациялауда жоғары сатыдағы макрофиттік өсімдіктер аса маңызды
[Строганов Н.С., Исакова Е.Ф., Колосова Л.В. 1987]. Бұл мәселенің Оңтүстік
Қазақстан облысы үшін маңыздылығы, аридтік климаттағы су ресурстарын тиімді
пайдалану қажеттіліктеріне негіздейді. ОҚО-ның су көздерін - 148 өзендер,
17 су қоймалар және 9 кішігірім тоғандар құрайды. Бұл су ресурстарының
қазіргі кездегі ластану дәрежелері жылдан-жылға артып бара жатқаны мәлім.
Оның себебі, Оңтүстік Қазақстан аймағындағы өндіріс орындарының тығыз
шоғырлануы мен урбанизациялық үрдістің қарқынды дамуына байланысты.
Антропогендік әсердің нәтижесінде шаруашылық және өнеркәсіптік қалдық
заттармен ластанған ерекше су көздері белгілі. Солардың ішінде Арыс
өзенінің бастаулары болып саналатын Бадам, Қошқар-ата, Келес өзендері аса
маңызды экологиялық мәселелер қатарына жатады.
Қазіргі кезде, облыс көлемінде су көздерінің сапалық көрсеткіштерін
анықтау үшін 24 гидробекеттер қызмет атқарады. Техногендік ластанған
суларды тазарту мақсатында, Шымкент қаласында өнімділігі – тәулігіне 197
мың. м3 тазалау ғимараты жұмыс істейді. Аталған ғимараттарда ағынды суды
тазартудың механикалық және химиялық әдістері арнайы әдістемелер негізінде
жүргізіледі. Ал, көптеген ластанған өзендер мен су қоймалардың суын
тазарту мәселелері әлі күнге дейін өз шешімін күтуде. Облыстық экологиялық
қызмет мекемесінің деректері бойынша, барлық зерттелген өзендер мен
тоғандарда ластаушы заттар ретінде нитраттар, нитриттер, түрлі органикалық
қосылыстар мен ауыр металдардың тұздары тіркелген. Олардың концентрациялық
мөлшері ШМК деңгейінен 2-15,6 есеге дейін артып отыр. Аталған химиялық
талдаулардың нәтижелері қомақты қаржы жұмсау арқылы алынады және жергілікті
экожүйенің су көздеріне тәуелділігін сипаттамайды.
Биоиндикациялық әдістердің тиімділігі мен ғылыми – ақпараттық
ерекшелігі мұнаймен, ауыр металдармен және басқа да түрлі органикалық
қосылыстармен ластанған аймақтардың экологиялық жағдайын бақылауда
дәлелденіп келеді [Патин С.А. 1987].
Зерттеудің мақсаты мен міндеттері. Дипломдық зерттеу жұмыстың негізгі
мақсаты: Оңтүстік Қазақстан облысының (ОҚО) су көздерінің экологиялық
жағдайын гидромакрофиттік өсімдіктер арқылы индикациялау және кешенді
ластанған су ортасын биологиялық жолмен тазарту әдістемелерін ғылыми
негіздеу. Көзделген мақсатқа жету үшін алдымызға келесі міндеттер қойылды:
1. ОҚО-дағы Арыс өзенінің бастаулары болып саналатын өзендердің
сонымен қатар, су қоймалардың экологиялық жағдайын бағалау;
2. ОҚО-дағы экологиялық жағдайы әртүрлі, зерттеуге алынған су көзде-
ріндегі гидромакрофиттік өсімдіктер қауымдастығының түрлік құрамын анықтау;
3. Техногендік ластаушы факторлардың әсеріне гидромакрофиттік
өсімдіктердің доминантты түрлерінің реакциялық іс-әрекеттерін зерттеу;
4. Су ортасының минералды заттармен ластану дәрежесін анықтайтын фито-
тесттік нысандарды табу;
5. Кешенді ластанған су көздерін биорекультивациялау іс-шараларын
ғылыми негіздеу.
Ғылыми жаңалығы. Атқарылған зерттеу жұмыстардың нәтижелерінде
келесідей ғылыми жаңалықтар бар:
• Алғаш рет ОҚО-да орналасқан 17 өзендер мен 8 су қоймалардың және 2
су жинақтаушының су құрамының сапалық кластары, ластаушы заттардың
көзі және әсерінің мерзімдік динамикасы анықталды, зерттелген
өзендердің ішіндегі техногенді ластанған Бадам және Қошқар – Ата
өзендерінің ластанған аймақтарының картасы жасалды;
• ОҚО-дағы зерттеуге алынған су көздеріндегі географиялық ағым деңгейі
мен техногендік жүктемелердің үйлесіміне қарай орныққан
гидрофитоценоздың алғаш рет түрлік құрамы анықталды;
Практикалық маңыздылығы. Ғылыми зерттеу жұмыстардың нәтижесінде
анықталған аймақтағы гидрофитоценоз құрылымының өзгеру заңдылықтары,
өсімдіктердің морфологиялық өзгерістері анықталды, сонымен қатар
доминантты өсімдіктер топтамалары арқылы техногенді ластанған су көздерін
биоиндикациялау әдісіне қажетті ғылыми деректер негізделді. Олардың
негізінде, Оңтүстік Қазақстан аймағындағы кешенді ластанған өзендер мен
тоғандардың экологиялық жағдайын бақылауға қажетті аймақтық төзімділік
шкаласын түзуге болады. Бұл шкала экологиялық қызмет және табиғатты қорғау
мекемелерінде қолданыс таба алады. Зерттеу нәтижелерінде
анықталған судың әртүрлі ластану дәрежесінде биоиндикаторлар болып
саналатын өсімдіктер, Шымкент қаласының коммуналды-ағын су тазарту мекемесі
мен ОҚО экология басқармасының Су ресурстары бөліміндегі бақылау
жұмыстарында пайдалануға ұсынылды.
Зерттеу нысаны ретінде Оңтүстік Қазақстан облысындағы Арыс өзенінің
бастаулары болып саналатын 16 өзендер, сонымен қатар 8 су қоймалары мен 2
су жинақтаушылар және аталған су көздерін мекендейтін доминантты
гидромакрофиттік өсімдік түрлері алынды.
Мәселенің зерттелу ауқымы. Өсімдік түрлерінің сирек немесе жойылу
жағдайына баға беру мақсатында М. Р. Nауаr, Б.К. Скупченко, Г. Усманов, А.
Коргулин 1965, С.К. Черепанов 1973, А.У. Усманов 1966, бұрын М. А. Голубцо
және Б. В. Заверуха, А. В. Яблоков және С. А. Остроумов еңбектері зор
үлесін қосты.
Зерттеудің әдістері. Химиялық талдаулар. Су құрамындағы ауыр металл
иондары, нитриттер, нитраттар, аммонийлік азоттар, сульфаттар, оттегінің
биологиялық сіңірілуі Шымкент қаласының санитарлық эпидемиялық сараптау
орталығының, облыстық экология басқармасының су ресурстары бөлімінің және
ПКОП ААҚ арнайы сертификатталған зертханаларында титрометриялық,
фотоколориметриялық (Фотомер КФК-3-01-ЗОМЗ құралында) инверсионды-
вольтаперметриялық (СТА кешенінде), ионометриялық (иономер И-500 Аквилон
құралында) және атомды–абсорбциондық (AAS 1 спектрофотометр құралында)
әдістемелер арқылы, 18826-73,4388-72, 18293-72, 18309-72, 4245-72, 3351-74,
4979-49, 4151-72 және 18293-73 ГОСТ-тарға сәйкес жүргізілді.
Жұмыс құрылымы және көлемі. Дипломдық жұмыс компьютерлік мәтінмен 58
бетке терілген, оның ішінде кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, 68
әдебиеттер тізімі мен қосымшалардан тұрады. Зерттеу жұмыстарының
нәтижелері 4-кестелер, 12-суреттермен талданып түсіндірілген.
Дипломдық жұмыстың кіріспе бөлімінде жұмыстың практикалық маңыздылығы
және ғылыми жаңалығы, жұмыстың өзектілігі көрсетілген, сонымен қатар
зерттеудің мақсаты мен міндеттері қамтылған.
Бірінші бөлімде әдебиеттерге шолу негіздемелерінде кешенді ластанған су
көздерін фитоиндикациялау және фиторекультивациялау әдістерін жетілдіру
бағытында шет елдердегі ғалымдардың жүргізген зерттеулерінің нәтижелері
және ондағы гидромакрофиттік өсімдіктердің маңызы көрсетілген.
Үшінші бөлімде Оңтүстік Қазақстан облысындағы 17 өзендер және 8
суқоймалар мен 2 су жинақтаушылар және аталған су көздерінде өсетін
гидромакрофиттік өсімдіктердің доминантты түрлері алынды.
Қорытынды мен ұсыныстар дипломдық жұмыстың қорытынды бөлімінде
берілген.
1 ӘЛЕМДЕГІ ЖӘНЕ ҚАЗАҚСТАНДАҒЫ ГИДРОСФЕРАНЫҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ЖАҒДАЙЫ
Қазақстан Республикасы Еуразия құрлығында экологиялық тұрақтылықты
қамтамасыз етуде, яғни экологиялық жүйелерді дамытуда байланыстырушы
қызмет атқарады. Өйткені, еліміздің климат жағдайы әралуан, әсіресе
өңірдің су тепе-теңдігіне тән ерекшелігіне орай Еуразияның бүкіл
аумағындағы экологиялық ахуал Қазақстанның тұрақтылығына байланысты. Ал
экономиканың өсуі, экологиялық жағдайға тікелей әсер ететіні анық [1,2].
Еліміздің президенті Н.Ә.Назарбаев өзінің 2008 жылғы ақпан айындағы
Жолдауында халықтың әл - ауқатын қамтамасыз ету, Қазақстан
Республикасының мемлекеттік саясатының негізгі бағыты болып табылатындығын
атап көрсетті. Бұл ретте табиғи құндылықтар және қоршаған ортаның жай-күйі,
әрбір азаматтың денсаулығы, ұлттық әл-ауқаттың ажырамас бөлігі болып
табылуы ең маңызды мәселе екені сөзсіз [3].
Қазақстанның 2030 жылға дейінгі даму стратегиясында айтылғандай,
еліміз неғұрлым жоғары дәрежелі ауасы кәусар, суы тұнық, ең таза жасыл ел
болуы қажет. Осыған байланысты, 2007-2012 жылдарға арналған Қазақстан
Республикасында қоршаған ортаны қорғау жүйесінің орнықты дамуының негізгі
бағыттары айқындалған еді. Еліміздің орнықты дамуында табиғи қоршаған
ортаның сапалық көрсеткішін жан-жақты жақсарту үшін түрлі бағыттар бойынша
жұмыстар жүргізіліп жатыр [4]. Соның бірі – антропогенді және техногенді
жүктемелердің әсерінен ластанған су көздерін биологиялық жолмен тазарту.
Жер шарындағы суға деген қажеттілік күн санап өсіп келеді. Бір
тәулікте пайдаланылатын су көлемі, қазіргі кезде 3300 - 3500 км3 құрайды.
Бұл қажеттіліктің 70% ауыл шаруашылығы пайдаланады, қалған 30% халықтың
ауыз суына және тұрмыстық қажеттілігіне, химиялық және қағаз өндіру
өндірістерінде, қара және түрлі-түсті металл өндірісінде, энергетика
өндіруде пайдаланады [5]. Осындай өндіріс орындарынан шыққан техногенді
ластанған сулар, өзендер мен көлдерге тоқтам су ретінде келіп құяды. Тұщы
судың тапшылығы - бүкіл дүние жүзі бойынша негізгі мәселелердің бірі болып
табылады. Осыған орай, су ортасының ластануы, әлем деңгейіндегі маңызды
және барлық елдердің ғалымдарының назарын аударған ғаламшарлық мәселеге
айналып отыр [6].
Бүкіләлемдік Денсаулық сақтау Ұйымының (БДҰ) мәліметтері бойынша,
аурудың 80% сумен беріледі; одан жылына 25 млн. адам қайтыс болады. Ағынды
суларды пайдалануға анағұрлым тиімді ету үшін оларды көпеселік араластыруға
ұшыратады. Егер 30 рет араластыруға мүмкін деп есептелінсе, онда, мысалы,
Волгаға тасталатын 20 м3 ағынды суларды араластыру үшін
600 м3 таза су қажет болар еді, бұл өзеннің жылдық ағындысын екі есеге
арттырады. Еліміздегі барлық өзендердің суын араластыру үшін біздің
елімізге 4500 м3 таза су, яғни 4,7 мың м3 құрайтын ТМД-ның барлық
өзендердің ағынды сулары керек болар еді. Бұл елімізде таза сулар
қалмағандығын білдіреді [7,8]. Ағынды суларды араластыру табиғи суаттардағы
судың сапасын төмендетеді, бірақ әдетте араластырудың басты мақсаты –
адамдардың денсаулығы үшін зиянды болдырмау. Өнеркәсіптік және
ауылшаруашылық алқаптарындағы құрамында тыңайтқыштар және пестицидтердің
ерітінділері бар қалдық суларды араластыру, табиғи суаттардың өздерінде де
жиі жүргізілуде. Егер суат тоқтам немесе баяу ағынды болса, онда оған
органикалық заттарды және тыңайтқыштарды тастау, қоректендіру заттарының
артық жұмсалуына – суаттың өсуіне және эвтрофикацияға ұшыратады. Бастапқыда
ластаушы заттар су көздерінде қоректік заттар ретінде жиналып, балдырлар,
негізінен микроскопиялық көкжасыл балдырлар қаулап өсуіне жағдай жасайды.
Кейін шіріген балдырлар биомассасы су түбіне шөгіп, мұнда оттегіні көп
мөлшерде тұтына отырып, минералданады. Мұндай суаттың терең қабаты
балықтардың және оттегімен қоректенетін басқа да гидробиотоп тіршілігіне
жарамсыз болады [9,10].
Өсімдік ауруларымен күресу мақсатында пайдаланатын заттардың бір түрі -
пестицидтер. Пестицидтер - зиянкес тірі ағзаларға қарсы қолданылатын
химиялық препараттар. Пестицидтерді қолдану аясына қарай мынадай топтарға
бөлінеді: зиянды жәндіктерге қарсы - инсектицидтер, арам шөптерге қарсы-
гербицидтер, өсімдіктердің бактериалды ауруларына қарсы пайдаланатын
-фунгицидтер мен бактерицидтер. Пестицидтер көптеген зиянкестерді жоя
отырып, басқа да тірі ағзаларға зиянын тигізеді, биоценоздың қалпын
бұзады. Қазіргі кезде ауылшаруашылығындағы алға қойған негізгі мәселелердің
бірі, зиянкестерді жою үшін - химиялық әдістен, биологиялық әдіске көшу.
Әлемдік нарыққа қазіргі кезде 15 млн. т пестицидтер шығарылады, жерасты су
экожүйесіне оның 11,5 млн. т шамасы сіңу арқылы енсе, ал өзен-көлдерге
егіншіліктен ағатын ақаба су арқылы құйылып отырады. Пестицицидтер
өндіретін өнеркәсіптерден шыққан қалдық сулар - су экожүйесін ластаушы
көздердің бірі. Инсектицидтер суда суспензия түрінде кездесіп,
мұнайөнімдерімен ластанған суда еритіні анықталған. Синтезделген
инсектицидтер мынадай топтарға бөлінеді: хлороорганикалық,
фосфороорганикалық және карбонаттар. Хлороорганикалық инсектицидтерді,
ароматикалық және гетероциклді сұйық көмірсуларды хлорлау жолымен алады.
Бұл заттар бірнеше жыл бойы тұнба ретінде сақталады және биодеградация
үрдісіне төзімді болады [1].
Биосфераның ластаушы көздерінің ішінде қазіргі кезде ғалымдар үшін
қызығушылық танытып отырғаны - ауыр металдармен ластануы. Ауыр металдар
(қорғасын, кадмий, мырыш, мышьяк, сынап) барлық жерде улы зиянды зат
ретінде таралған. Бұл металдар топырақты, ауаны және су ортасын
ластайды. Олардың өздігінен тазару мерзімі өте ұзақ жылдарды қамтиды,
сондықтан су ортасына түскен ауыр металл иондары ұзақ уақыт сақталып,
әртүрлі жолдармен адам ағзасына енеді. Ауыр металдардың улық әсері оның
концентрациялық мөлшері мен химиялық табиғатына тікелей байланысты. Улық
қасиеттері бойынша оларды үш топқа бөледі, қорғасын мен кадмий ең улы
металдар болып саналады [4].
Көптеген өндіріс орындарында ауыр металл иондарын пайдаланатындықтан
таралу аймағы жоғары. Ауыр металдардың қосылыстары су көздеріне көбінесе
атмосфера арқылы түседі. Гидробиоценоз үшін ең қауіптілері: сынап, қорғасын
және кадмий. Жел және өнеркәсіптердегі су қалдықтарынан табиғи суларға
жылына мыңдаған тонна ауыр металдар келіп түседі. Су жағалауындағы халық
ауыр металдардан көп зардап шегеді, 1977 жылы 2800 адам Миномата ауыруынан
көз жұмған. Себебі хлорвинил және ацетильдегид өндіретін өнеркәсіптің
қалдығында катализатор қызметін атқаратын хлорлы сынап кездескен. Теңіз
тағамдары арқылы адам ағзасына түскен. Қорғасын адамның қызметі арқылы
тарайды, олар: өндірістік түтін, металл өңдеу үрдістерінен шығатын
металлургиялық шаңдар, химиялық және тағы басқа да өндіріс орындарынан
шығатын қалдықтар, жылу электр станциясынан шығатын газдар құрамында
болады. Ауыр металдардың ішінде қорғасын қосылыстары аккумулятивті улы
заттарға жатып политропты болып табылады, олар сүйектерде, бауырда,
бүйректе, асқазан бездерінде жинақталады [3].
Қазақстанның Оңтүстік өңірі түсті металдардың кен орны және оларды
балқытатын өндірістер орналасқан мекен болғандықтан, кадмий мен қорғасынның
зиянды әсері басқа заттарға қарағанда ең қауіпті техногендік факторлар
болып табылады. Кадмий ионын көбінесе зауыт және автокөліктер бөліп
шағаратын түтін арқылы, өндіріс қалдықтары мен шламдар арқылы қоршаған
ортаны ластайды . Мұндай қалдықтар ағын сулар арқылы, табиғи су көздеріне
келіп қосылады. Техногендік аймақтарда су көздеріндегі кадмий иондарының
әртүрлі концентрациялық деңгейі, ластану дәрежесіне жетеді. Санитарлық
норма бойынша кадмий иондарының судағы шектік мөлшерлік концентрациясы
0,001 мгл болып саналады [3].
1.1 Су ортасын биоиндикациялау және биоремедиациялау іс- шараларындағы
гидромакрофиттік өсімдік түрлерінің маңызы
Гидромакрофиттік өсімдіктер, су ортасын мекендейтін тіршілік
иелерінің ішіндегі, экологиялық және техногендік факторлардың әсерін ең
айқын анықтайтын биотест-нысан болып саналады. Табиғи экологиялық
факторлардың әсерінен әртүрлі климаттық белдеулердегі су көздерінде әртүрлі
үйлесімдегі өсімдіктер қауымдастығы кездеседі. Олар өзара түрлік қатынасы
мен морфометрикалық көрсеткіштері арқылы ерекшеленеді. Белгілі экологиялық
жағдайда, сол ортаның жағдайына бейімделген түрлерден доминантты топтамалар
түзіледі. Мұндай түрлер, ережелі түрде, морфометрикалық және биомассалық
көрсеткіштері бойынша басымдылықты иемденеді [8].
Тұрақты орныққан өсімдік жамылғысы, су ортасын оттегімен байытады,
суда еріген минералды және органикалық қосылыстарды сіңіреді, басқа
тіршілік иелеріне қолайлы тіршілік орта түзу арқылы, экожүйеде маңызды
қызмет атқарады. Су ортасының техногендік ластаушы заттармен ластануы,
өсімдіктерге ерекше әсер ету арқылы, олардың қауымдастығының түрлік
құрамына өзгерістер енгізеді. Ластаушы факторлардың табиғаты мен мөлшерлік
көрсеткіштеріне орай, бұл өзгерістер әртүрлі дәрежеде орнығады. Техногендік
факторлардың әсеріне өсімдік түрлерінің төзімділігі мен жауаптық
реакциялары да бірыңғай емес. Осыған орай, зиянды факторлардың әсері ұзақ
және бірқалыпты болған жағдайда, ол ортаға төзімді әрі бейімді түрлерден
тұратын өсімдік қауымдастығы орнығады [8].
Өсімдік қауымдастығының су ортасына түсетін зиянды заттардың әсеріне
жауаптық реакциясы ретінде байқалатын морфометрикалық өзгерістері мен
тіршілік ортасын тазарту қабілеттері, қоршаған ортаның экологиялық
жағдайын бақылау мен қайта қалпына келтірудің биологиялық әдістерінің
негізін құрайды. Осы бағытта, техногенді ластанған аймақтардың экологиялық
жағдайын бақылауда, мұнаймен және ауыр металл иондарымен ластанған
аймақтарды фитоиндикациялау әдістері пайдаланылып келеді. Ал, ластанған
ортадағы зиянды заттарды сіңіру және оларды ыдырату үрдісіне қатысатын
микроағзаларға қолайлы жағдай туғызу арқылы, пайда келтіретін өсімдік
түрлерін қолдану фиторекультивациялық тәсілдің негізіне айналды [9].
Биологиялық индикациялау және рекультивациялау әдістері ең тиімді
және экологиялық тұрғыда қауіпсіз әдістерге жатады. Биосфераның ластану
көрсеткіштерін анықтау үшін, міндетті түрде ластаушы факторлардың және
ластаушы элементтің, ластауға дейінгі және кейінгі жағдайын білу
қажет. Бұл жағдайда, ластанған аймақтарда экологиялық бақылау жүргізу
аса маңызды іс. Табиғи қоршаған ортаны биологиялық жолмен бақылау -
антропогендік факторлардың әсерінен тіршілік иелерінің өмірлік
циклінде болып жатқан өзгерістерді бақылау жүйесі. Экожүйенің
ластану дәрежесін бақылау биологиялық мониторингінің бірден-бір
тапсырмасы [3,4].
Экожүйенің биотикалық үрдістеріне (биотиканың популяциялық
қауымдастығы, түрлік құрылысының динамикасы, түрлік ерекшеліктері),
сыртқы ортаның әсері анықтаушы фактор болып табылады. Қоршаған орта
факторларына жарық, температура, су режимі, биогенді элементтер, судың
тұздылығы және басқа да жағдайлар жатады. Бұл факторлар тірі ағзаның
тіршілік циклінің барлық этаптарына әсер етеді. Осы жағдайлардың кез-
келгенінің кері әсері, тірі ағза тіршілігінің тепе - теңдігін бұзып,
өзгеріске ұшырауына әкеп соғады. Сонымен, биоиндикация - тірі ағзаның
және оның қауымдастығының тіршілік ортасының жағдайын, биологиялық
белгілері арқылы анықтау.
Қоршаған орта антропогендік жүктемелердің әсерінен ластанған
жағдайда, экологиялық жағдайдың өзгеруіне сезімтал тірі ағза түрінің
немесе олардың қауымдастығының биологиялық өзгерісін, биоиндикациялық
және биотесттік әдістер арқылы анықтайды. Су ортасына биотесттердің
көмегімен эколого-гигиеналық баға беруге болады [5-8].
Биоиндикация - тірі ағзаға биологиялық жүйе арқылы абиотикалық
және биотикалық факторлардың әсерін бағалайтын әдіс. Биоиндикация
деңгейін мынадай бөлімдерге бөлуге болады:
1. биохимиялық және физиологиялық реакциялар (тірі ағза ішіндегі
әртүрлі үрдістердің өзгеруі және белгілі токсиканттардың
мүшеде жиналуы);
2. анатомиялық, морфологиялық, биоритмикалық және түрлік реакциясы;
3. флористикалық және фаунистикалық өзгеріс;
4. ценотикалық өзгерістер;
5. биогеоценотикалық өзгерістер;
6. ландшафтық өзгерістер;
Биоиндикация макромолекула, жасуша, ағза, популяция,
қауымдастық және экожүйе деңгейінде жүреді. Биоиндикация маманданған
және маманданбаған болып бөлінеді, маманданған - тек бір ғана жағдай
әсер еткенде тірі ағзаның жауаптық реакциясы, маманданбаған - бір емес
бірнеше жағдайлар әсер еткендегі жауаптық реакциясы. Сезімтал
биоиндикаторлардың жеке жасушасында, ағзасында (фермент белсенділігінің
өзгеруі, пигменттік кешенінің өзгеруі) және морфологиясында (жапырақ
табақшасының өлшемі мен пішінінің өзгерісі, қылқан тіршілігінің
қысқаруы ) өзгерістер байқалады [9,10].
Биоиндикацияның негізгі екі әдісі бар: белсенді және енжар.
Енжар биоиндикация әдісі бойынша, қолайсыз жағдайлардың әсерінен
тірі ағзада елеусіз белгілерді анықтайды, ал белсенді биоиндикация
кезінде сезімтал ағза сыртқы орта жағдайлардың әсерлеріне ерекше,
айқын жауап қайтарады да биотесттік әдіспен ұштасады.
Биотесттік әдіс, биотест-нысана негізінде іске асады. Биотест -
нысанның тіршілік функциясының өзгеруі арқылы, тіршілік ортасында
болып жатқан өзгерістерді анықтауға болады. Табиғи және шайынды
сулардың құрамындағы химиялық заттардың улық мөлшерін анықтауға қажетті
тест-нысана қызметін, ондағы тірі ағзалар (гидрофиттер, балықтар,
т.б.) атқарады [10-14].
Л.П.Брагинскийдің анықтамасы бойынша, тест-нысана - датчики деп
түсіндірді, қазақша хабар беру, жауап беру деп аударуға
болады, ал биотест-нысана латын тілінен аударғанда bios-тірі ағза, тіршілік
деген сөз болғандықтан, сыртқы ортаның өзгерістеріне тірі ағзаның жауабы.
Биотест-нысана қоршаған ортаның токсиканттылығына (улылығына,
зияндылығына) жауап береді, күрделі химиялық анализдердің орнын
басады және қоршаған ортаның қолайсыздығы жайлы хабар береді.
Сезімтал биоиндикаторларға: микроағзалар, балдырлар,
микросаңырауқұлақтар, бактериялар жатады.
Ластаушы заттардың тіпті төменгі концентрациясы әсер еткенде,
табиғи ортаның негативті өзгерісін тест-нысана және фитотест арқылы
биологиялық әдістер сараптауға көмектеседі. Ол үшін биоиндикатор
түрлеріне мынадай талаптар қойылады:
• тест-нысананың табиғи ортада таралуын және биологиялық қасиеттері
мен ерекшеліктерін міндетті түрде білу қажет;
• көздеген аймақтың барлық жерінде ағзалар-мониторы таралу қажет;
• тіршілік ортасында болып жатқан экологиялық өзгерістерге түр-
индикаторлар сапалы, әрі нақты жауап қайтару қажет;
• ластанған аймақтағы биотест-нысана өліп қалмау қажет;
• ұзақ мерзімді бақылауға флораның көпжылдық түрі пайдаланады;
• фитотесттердің генетикасы бірдей болу қажет;
• биотест қажетті және айқын нәтиже шығару қажет;
• есептеудің қателесу диапазоны, тестілеудің классикалық және
эталонды әдісімен салыстырғанда, 20-30%-дан аспау қажет.
Осы талаптар орындалған жағдайда, биоиндикаторлар көмегімен
келесі мәселелерді шешуге болады:
• экологиялық жүйені ластап жатқан ластаушы заттардың орнын;
• қоршаған орта өзгерісінің жылдамдығын анықтау;
• тірі табиғат үшін, ластаушы заттардың зияндылығын тек
биоиндикаторлармен анықтау;
• экожүйенің дамуын бағдарлайды немесе экожүйенің дамуына бағдарлама
жасауға көмектеседі; [10].
Өсімдіктердің биоиндикациялық және биоремедиациялық қасиеттерін
қорытындылай келе, бұл саланың өнеркәсіптің қарқынды даму заманындағы
қоршаған ортаны биологиялық жолмен қайта қалпына келтіруге қажетті іс-
шаралар мен бақылау жүйесінің болашағы деп тұжырымдау артық емес. Оған
көптеген елдердегі тиімді пайдаланылып келе жатқан өндірістік нәтижелер
дәйек бола алады.
1.2 Техногенді ластанған су ортасына бейімді өсімдік түрлерінің
биоиндикациялық маңызы. Техногендік факторлардың әсеріне өсімдіктердің
тесттік реакциясы
Макрофиттік өсімдіктердің су ортасында алатын орны ерекше. Су
ортасының химиялық құрамын индикациялау мен тестілеу әдістері, олардың су
ортасындағы экологиялық жағдайдың өзгеруінен өсімдіктердің морфологиясынан
көрінетін ерекше реакциялық жауаптарына негізделеді.
Сезімтал индикаторлар су ортасына ластаушы заттардың концентрациясы
тіпті аз мөлшерде түскен жағдайда негативті өзгерістерге ұшырайды.
Көбінесе сезімтал индикаторларға мүктер, топырақтағы және судағы
микроағзалар жатады. Су ортасындағы тіршілік иелерінің ішінде ауыр
металдар үшін биоиндикатор қызметін атқаратын гидромакрофиттерді жылтыр
шылаң (Potamogeton lucens L.), дәнді шылаң (Potamogeton аlpinus L.), орама
жапырақты шылаң (Potamogeton perfoliatus L.), жүзгіш салвиния (Salvinia
natans L.) құрайды [1].
Гидромакрофиттердің түрлік құрамы және олардың су көздеріндегі таралу
аймағы, судың экологиялық жағдайына және генезисіне, соның ішінде судың
морфологиялық тереңдігіне, мөлдірлігіне, су асты шөгіндісінің құрамына, су
масссының химиялық құрамына, минералдық және қышқылдық қасиеттеріне
тікелей байланысты. Гидромакрофиттердің тіршілігі үшін аса қажетті азот
және фосфор сияқты заттар суға қажетті мөлшерде түсіп отырса, су
ортасындағы өсімдік қауымдастығының көбейіп - дамуына қолайлы орта болады.
Морфологиялық құрылысы толық қалыптасқан өсімдіктер сыртқы ортадан түсіп
отырған техногенді жүктемелерге төтеп береді және тазартуға қабілетті
болады.
Судағы өсімдіктер қауымдастығын және түрлік құрамын анықтап,
сараптау барысында су көздерінің экологиялық жағдайына толық сиппатама
беруге мүмкіндік бар. Қазіргі кезде гидробиологиялық зерттеулерде көптеген
биоиндикациялық әдістемелер пайдаланылады. Олардың бірі Сладечека шкаласы.
Аталған шкалаға сәйкес, гидрофлораның өсімдіктердің экологиялық
факторлардың көрсеткіштеріне орай қалыптасқан бірнеше топтарын жіктеуге
болады:
- төменгі дәрежеде минералданған су көздеріндегі гидрофлораның түрлік
құрамы кедей, 10 түрден артық кездеспейді. Бұл түрлерге: фонтиналис жасыл
су мүгі (Fontinalis antipyretica Linnt), кәдімгі қамыс (Phragmites
australis Train), сары тұңғиық (N. lutea (L.) Smith) жатады.
Гидрофиттердің биологиялық массасы аз мөлшерде кездеседі. Су көзінің
мұндай типі мұздақтар еритін аймақтарда болады;
- су ортасының қоректік потенциалы жоғарылаған сайын су флорасында b-
мезасапробты ағзалардың түрлік құрамы көбейеді. Бұл жағдайда доминантты
өсімдік түрлерін: канада элодеясы (E. сanadensis Michx), шөгінді
мүйізжапырақ (Ceratophillium demersum L.), хара балдырлар (Characea spp.)
және шылаңның (Potamogeton spp.) түрлері құрайды. Мезотрофты табиғи су
көздерін мекендейтін гидрофиттердің түрлік құрамы өте бай болып келеді,
шамамен 60 түрі кездеседі;
- лимноэкожүйе азықтық заттармен байыған сайын, ондағы гидрофиттердің
эволюциясы өзгереді, өсімдік қауымдастығының ішінде b-мезосапробты
ағзалардың түрлік құрамы жойылып, орнына а -мезосопробты гидрофиттердің
түрлері көбейеді. Көбінесе су бетінде жүзіп жүретін өсімдік түрлері
кездеседі. Нәтижесінде гидрофиттердің түрлік құрамы 20-30-ға дейін азаяды.
Қазіргі кездегі су көздерінің басым бөлігі осы типке тән деуге болады;
- су өсімдіктері қауымдастығының түрлік құрамының өзгерісі, су
құрамындағы заттар тұнба ретінде қалыптасқан кезде тоқтайды. Бұл кезде
судағы гидрофиттер толық жойылады [11].
Көптеген ғалымдардың жылдар бойы жасаған зерттеулерінің нәтижесі
мынадай тұжырым жасауға негіз болады: су ортасын техногендік жүктемелерден
басқа, гидромакрофиттік өсімдіктердің шамадан тыс көбеюі де лстайды. Су
көздерінің сапалық көрсеткіші жақсы болу үшін, судың 1м2 аймағында
өсімдіктің мөлшері- 1,3 - 1,5 кг болу керек. Осындай жағдайда суда зат
алмасу үрдісі қалыпты жағдайда жүреді.
Суда өсімдіктер қауымдастығының кездесу мөлшері шектен тыс болған
жағдайда, судың екінші кезектегі ластануына әкеп соғады. Бұл жағдай
көбінесе жасанды, шағын балық шаруашылығы және өндіріске пайдаланатын су
көздерінде болады. Су астындағы шіріген өсімдіктер үшін еріген оттегінің
көбі жұмсалып, балықтардың жойылуына себепші болады.
Гидромакрофиттер биогенді әлементтерді, минералды және органикалық
заттарды, ауыр металл иондарын бойына сіңіру арқылы минерализатор және
детоксикант қызметін, сонымен қатар пестицидтер мен мұнайөнімдерін сүзу
арқылы биосүзгіш қызметін атқарады. Гидромакрофиттердің бұл қасиеті
әмбебап биосүзгіш қызметімен қатар, фитопланктонның шеттен тыс көбеюіне
тосқауыл болады. Осы жағдайлардың барлығы да гидромакрофиттердің
техногендік факторлерге төзімділік қасиеттеріне тікелей байланысты [19].
Гидромакрофиттердің сүзгіштік қызметін ұтымды пайдалану - су
көздеріне түсетін техногенді ластағыш заттарды азайтудың бірден-бір тиімді
жолы. Соңғы кезде көптеген ғылыми тұжырымдар, су көздерін тазартуда
өсімдіктер қауымдастығын пайдалану тиімді екенін көрсетіп отыр. Кәдімгі
қамыс (Ph. australis Train), қара өлеңшөп (Scircus Lacustris L.) сияқты су
өсімдіктері, қазіргі кезде көптеген елдерде малшаруашылығынан шыққан
суларды және биоинженерлік құрылысында арнайы мелиоративті жүйеде
пайдаланады [20].
Гидроэкожүйеде макрофиттер өзара тығыз байланысты тіршілік ортасын
түзуші және тіршілік ортасын қорғайтын қызметтер атқарады. Мұндай қызметтер
ретінде биосүзгіш, тотықтырғыш, минералдау, детоксикациялау, биоцидтеу,
аккумуляциялық және су көздеріндегі су сапасын қалыптастыру мен анықтаудағы
қызметін атауға болады. Макрофиттік өсімдіктер су ортасының гидрофизикалық
және гидрохимиялық өзгерістерге морфологиялық құрылысының өзгерісі арқылы
жауап береді. Өсімдіктер судағы ластағыш заттарды вегетативті мүшелері
арқылы сіңіреді. Гидрофиттердің химиялық элеметтердің әртүрлі
концентрациясын, сіңіру қабілеті әртүрлі болады. Бұл ерекшеліктер жыл
мезгілдеріне, өсімдіктердің даму фазаларына, вегетациялық кезеңінің
жалғасуына байланысты. Су бетінде жүзіп жүретін балықот (Lemna spp.)
түрлері, көптамырлар (Spirodela Schleid.) және сукөріктер (Hudrocharis L.)
сияқты өсімдіктер өзіне қажетті минералды заттарды тек судан сіңіреді.
Сондықтан, олардың сіңіру қабілеті элементтің концентрациялық мөлшері мен
су ортасының рН көрсеткішіне байланысты. Су өсімдіктерінің элементтерді
барлық вегетациялық кезеңінде өзіне көп сіңіру қасиеті, су көзінің
антропогенді және химиялық жүктемеледің әсерінен ластануын анықтайтын нағыз
тест-нысана бола алатынын көрсетеді.
Су жағалай топыраққа бекініп өсетін гидрофиттік өсімдіктер өзіне
қажетті элементті су ортасынан және су шөгіндісінен алады. Тамыр жүйесінің
жақсы дамуына байланысты және қажетті заттардың жапыраққа тасымалдануы
белсенді болғандықтан, бұл өсімдіктер арқылы антропогенді химиялық
жүктеменің әсерін тек сол мезгілде ғана емес, жапырақтарының және
тамырсабағы мен тамырының химиялық құрамы бойынша. барлық жыл мезгілдерінде
көруге болады. Су түбіне бекінетін және бекінбейтін, толығымен батып
тұратын немесе жүзіп жүретін гидрофиттік өсімдіктердің химиялық заттарды
вегетативті даму кезеңіне байланысты. ұлпаларына сіңіру қабілеті әртүрлі
болады. Тамыр жүйесі жақсы дамыған өсімдіктер, қажетті заттарды тамыр
жүйесі арқылы өзіне суға қарағанда су шөгіндісінен көп сіңіреді. Ал, су
шөгіндісіне бекінбейтін, байланысы жоқ өсімдіктер өздеріне қажетті
химиялық элементтерді жапырақ ұлпалары арқылы сіңіреді [22].
Макрофиттік өсімдіктерді қоршаған ортаның экологиялық жағдайын
тестілеуде пайдалану кеңінен өріс алып келеді. Ресей ғалымдары, техногенді
аймақтағы тіршілік ортасының өзгеру динамикасын ақ қайың өсімдігінің
жапырақтарында орын алатын асимметриялық флуктуациялар арқылы анықтау
әдісін ойлап тапқан. Қалыпты және техногенді жүктемесі жоғары жағдайда
өсетін ақ қайыңдардың жапырақтарындағы морфологиялық құрылысында жүйкелену,
жүйке аралығындағы кеңістіктің, жапырақ тақташаларының көлемінің
өзгерістерге ұшырайтыны тесттік белгі болып танылған. Қоршаған ортада
ластаушы заттардың мөлшері артқан сайын, аталған морфометрикалық
көрсеткіштер қалыпты жағдайдан жоғары көрсеткіште ауытқитыны анықталған.
Бұл, ақ қайың өсімдігінің қоршаған ортаның оптималды параметрлерінің
тұрақтылығын тестілейтін фито-тест нысаны екенін көрсетеді [29].
Топырақтың мұнай өнімдерімен ластану дәрежесін тестілейтін өсімдік
ретінде кәдімгі үрмебұршақ кеңінен пайдаланылады. А.А.Лукашевтың
зерттеулерінде, топырақтағы мұнай концентрациясын үрмебұршақ өсімдігінің
жемісінің ұзындығы арқылы анықтауға болатындығы көрсетілген: 1% ластанған
топырақта 7-8 см; 2% - 3,5 см; 4% - 2 см және өсімдіктердің 30% тіршілігін
жояды.
Көптеген макрофиттік өсімдіктер су ортасының ластану дәрежесін
анықтайтын фито-тест нысандар ретінде пайдаланылуда. Ресей және шет ел
ғалымдарының зерттеулерінде су құрамындағы ауыр металл иондарының жоғары
дәрежесін кіші балықоты (Lemna minor L.) арқылы тестілеуге болатыны
анықталған. Топырақ ерітіндісінен алынған сұйықтықта кіші балықотты (L.
minor L.) өсіру кезінде, токсиканттардың әсерінен өсімдіктердің
жапырақшаларындағы жасушалардың құрылысының бұзылуы мен жапырақтардың бірте-
бірте жойылуы тесттік белгі болып табылған. Осыған ұқсас нәтижелер, кіші
балықотының (L. minor L.) барлық морфометрикалық көрсеткіштерінде
байқалатын өзгерістер арқылы дәлелденген. Бұл кезде, су ортасын ластаушы
заттардың кешенді әсерінен өсімдіктің тамырлары қысқараған және
жапырақтарының түсі мен сандық мөлшері өзгерген [130-134].
Қоршаған ортаның зиянды әсеріне сезімтал тірі ағзалардың іс-
әрекеттерін молекулалық, жасушалық, ағзалық және ценотикалық деңгейлерде
зерттеу, белгілі аймақтағы экологиялық жағдайды бақылауға мүмкіншілік
беретін әмбебап шкала түзуге негіз болып отыр. Ресейлік ғалымдардың
көпжылдық және жан-жақты бағыттарда атқарған ғылыми-зерттеу жұмыстарының
нәтижесінде, Ресейдің Солтүстік - Батыс аймағындағы су көздерінің
экологиялық жағдайын анықтауда пайдалануға жарамды төзімділік шкаласы
түзілген. Бұл шкала кез келген аймақтағы су ортасының экологиялық
жағдайына, сол жерде кездесетін тірі ағзалардың түрлік құрамы мен
морфометрикалық көрсеткіштері арқылы, баға бере алады. Шкалада
пайдаланылатын ағзалар үшін, тікелей әсер ететін әртүрлі факторлардың
минималді және максималды шектері және олар үшін оптималды ортаның
көрсеткіштері анықталған. Бұл нәтижелердің практикалық мәселелерді шешумен
қатар, табиғатты тиімді пайдаланудың ғылыми негізін құруға жарамды
теориялық маңызы зор.
Аталаған ғылыми жетістіктер су ресурстарын тиімді пайдалану мен
экологиялық жағдайын бағалауда аса қажет. Қазіргі кездегі су ортасының
сапасы мен экологиялық жағдайын анықтайтын химиялық әдістер мен тәсілдер,
ғылыми тұрғыдан ақпараттық маңызы аз және экологиялық жағдайдың өзгеру
динамикасын толық сипаттай алмайтын іс-шаралар болып табылады. Экожүйенің
өзгеруі мен бағытын, тек сол жүйені құрайтын тірі тест-нысандар айқын және
деркезінде анықтай алады. Сонымен қатар, техногендік факторлардың әсеріне
сезімтал немесе төзімді су өсімдіктері, арнайы биологиялық тоғандарда су
ортасын ластаушы заттардан тиімді және арзан нарықта тазартатын бірден-бір
құрал болып табылады.
1.3 Гидромакрофиттік өсімдіктердің техногендік факторларға төзімділігі
мен төзімділік қасиеттері
Барлық ауыр металдар өсімдік ағзасында микроэлементтер ретінде
маңызды физиологиялық қызмет атқарады. Ал, олардың шектен тыс артық мөлшері
кері әсерін тигізеді. Cd, Pb, As, Zn сияқты ауыр металдар физиологиялық
үрдіске қажетті органикалық қосылыстардың қызметін бәсеңдетеді. Ауыр
металдардың ағзаға шамадан тыс түсуі ағзаның өсуі мен дамуын тежейді,
метоболизм үрдісінің жүруін төмендетеді. Жеміс-жидектер мен басқа да азық
арқылы адам ағзасына түскен ауыр металдардың кері әсері жасырынды түрде
жүреді. Олар, трофикалық тізбектер арқылы, адам және жануарлар ағзасына
топырақтан көп түсетіні анықталған.
Элементтердің геохимиялық айналымында өсімдіктердің қызметі ерекше.
Zn (мырыш), Mo (молибден), Cu (мыс) және Co (кобальт) сияқты ауыр
металдар өсімдіктердің ағзасына микроэлементтер ретінде жиналуы, ағзаның
улануына бірден бір себеп болады. Бірнеше авторлардың тұжырымдамасы
бойынша, ауыр металдардың көбеюі ауыл шаруашылығындағы мәдени өсімдіктердің
өнімділігін төмендетеді. Ауыр металдардың ішінде адамдар мен жануарлар
үшін зиян, бірақ өсімдіктер тіршілігіне зияны жоқ түрлері де кездеседі.
Мысалы, Sr-элементі өсімдіктер үшін зияны болмағандықтан, ағзасында көп
жиналады ал, адам және жануарлар ағзасында стронцийдің көбеюі сүйектің
сынуы мен қисаюына әкеп соғады.
Ауыр металдар өсімдік ағзасына белсенді және енжар метаболиттік
жолдармен түседі. Олар өсімдіктің мүшелеріне келесідей тәртіппен таралады:
тамыры сабағы жапырағы жемісі. Тамырдың эндодермалық қабаты ауыр
металл иондарын енжар түрде сіңіреді, бұл үрдісте, тамырдың эндодермалық
қабаты ерітіндідегі ауыр металл иондарын диффузиялық жолмен сіңіреді.
Тамырдың ауыр металл иондарын белсенді түрде сіңіруі, метоболиттік үрдісте
артық энергия жұмсауды талап етеді және ол химиялық градиентке қарсы
жүреді. Тамырдың жабынды ұлпасы ерекше сіңіру қабілетіне ие, тамырдың
мұндай қабілеті өсімдіктің жер бетіндегі мүшелері топырақтан металл
иондарын сіңіруіне тосқауыл болады. Өсімдіктің жер үсті мүшелерінде
жинақталған ауыр металдар, өсімдік қалдықтары арқылы қоршаған ортаның
ластануына себеп болады .
Өсімдік ағзасындағы ауыр металл иондары тудыратын айрықша
белгілерін келесідей сраптауға болады: 1 - тіршілігі жойылған, хлороздық
немесе некроздық теңбілдер; 2 - өсімдіктің өсу үрдісінің тежелуі; 3 - даму
үрдістерінің қалыпты жағдайдан ауытқуы; 4 - тамыр жүйесінің дамымауы; 5 -
аса жоғары концентрациялық градинтте кемтарлық белгілердің көрінуі.
Ауыр металдар фитотоксиканттық қасиеттері арқылы ерекшеленеді.
Мысалы, Sr, Mo, Pb, - элементтерінің фитотоксиканттық қасиеті Cd және Hg
элементтеріне қарағанда төмен. Фитотаксиканттық қасиеті ең жоғары элемент-
Та (талий), топырақта талийдің концентрациясы 0,004 мгкг болса, топырақ
өсімдік үшін улы. Ауыр металдарды токсиканттық қасиеті бойынша мынадай
қатармен орналастыруға болады: Cd Ni Cu Zn Cr = Pb.
Өсімдіктерді ауыр металдардың концентрациясына сезімталдығы бойынша
келесідей топтастырады:
1) фитотест - нысандар - ауыр металл иондарының шамадан тыс
концентрациясына, тез реакциялық жауап беретін өсімдіктер;
2) концентратор-өсімдіктер - ауыр металдарды бойына көп сіңіретін,
бірақ ешқандай өзгеріс танытпайтын өсімдік түрлері [48].
Осы тұрғыда, өсімдіктердің төзімділігінің басты себептерін, табиғаты
бойынша екіге бөлуге болады; 1 - токсикантты заттардың түсу қарқындылығы
мен концентрациялық градиентінің параметрлері; 2 - өсімдік түрінің
төзімділік табиғатының басты себептері; Токсикантты заттардың су ортасына
түсуінің сипаттамалары, өсімдік түрінің төзімділік қасиеттерінің бірте-
бірте қалыптасуына ықпал етеді. Ұзақ мерзім ішінде, аз мөлшерде және
концентрациялық көрсеткіштерінің бірыңғай динамикада артуы төзімділік
қасиеттердің дамуы мен қалыптасуына жағдай жасайды. Мұндай жағдайлар,
техногенді су көздерінде көптеп орын алады. Су көздеріндегі ластаушы
факторлардың әсеріне, ұзақ уақыт ішінде өзгеріске ұшырайтын өсімдіктер
қосымша қасиеттерге ие болады. Кейде, мұндай өсімдіктерде генетикалық
құрылымдар өзгеріске ұшырау арқылы, жаңа қабілеттер мен белгілер пайда
болады. Ал, өсімдік түрінің зиянды әсерлерге төзімділігі молекулалық,
жасушалық, ағзалық және ценотикалық деңгейлерде байқалады. Молекулалық
деңгейге байланысты төзімділік, жеке түрдің генетикалық қасиеттерімен
байланысты және ол қасиет белгілі гендердің қадағалауымен түсіндіріледі.
Жасуша деңгейіндегі төзімділік, оның ультрақұрылымдарының ерекше
құрылыстармен байланысты. Зерттеу нәтижелерінде жасуша қабықшаларының және
кейбір арнайы қабаттардың ауыр металл иондарының енуіне қарсы шектеу
болатындығы анықталған. Өсімдіктердің жеке түрлерінде, цитоплазма ішіндегі
ауыр металл иондарының артық мөлшері тұрақты, белсенділігі төмендетілген
минералды тұздар ретінде жиналатындығы анықталған. Сондықтан, ауыр металл
иондарының басты түсу жолдары болып саналатын тамыр жүйесінің жабындық
ұлпаларындағы жасушалар, кейбір өсімдіктердің ауыр металл иондарын шектен
тыс сіңірмеуін және сабақ пен жапырақтарға дейін диффузияланбау
қабілеттерін қамтамасыз етеді. Мұндай себептермен түсіндірілетін
төзімділікке мысал бола алатын өсімдік түрлері көптеген зерттеулерде
анықталған [14].
Ал, ағза көлеміндегі молекулалық және жасушалық төзімділік
қасиеттері, тіршілік ортасындағы көптеген физиологиялық және экологиялық
факторлардың үйлесуі кезінде анықталады. Бір түрге жататын өсімдіктер
әртүрлі жағдайда әртүрлі төзімділік деңгейімен сипатталуы мүмкін. Оған,
өсімдіктің жалпы физиологиялық қасиеттері мен әсер ететін қоршаған орта
факторларының көрсеткіштері себеп болады. Тіршілік ортасында ауыр металл
иондарының мөлшерінің көбеюіне жоғары сатыдағы өсімдіктердің ішіндегі
төзімді тұқымдастарға ерінгүлділер (Labiatae Juss.), сабынкөктер
(Scrophulariaceае Lindl.), крестігүлділер (Crucifera Juss.), тарандар
(Polуgonaceaе Lind.), шатыршагүлдер (Umbelliferae Moris.), шылаңдар
(Potamogetonaceae Dum.) тұқымдастары жатады. Қалампыр тұқымдасына жататын
түрлер Cu, Zn иондарын сіңіргіш келеді, сондықтан ондай ортада бұл
өсімдіктер коцентратор-өсімдік қызметін атқарады. Рогульник (Trapacea Dum)
тұқымдасына жататын су жаңғағы (Trapa L.) құрғақ салмағымен санағанда Мn
ионының 108000 мгкг мөлшерін сіңіреді, крестгүлділер (Crucifera Juss.)
тұқымдасына жататын өсімдіктер Zn ионының 13630 мгкг ал, Cu ионын
қалампыр тұқымдасына жататын өсімдіктер 1500 мгкг мөлшерін сіңіреді.
Өсімдік ағзасына ауыр металл иондары шектен тыс түскен жағдайда қарсы
тұратын арнайы механизмі, макрофиттердің металл иодарына төзімділік
қасиеттерінің арнайы генетикалық ерекшелігіне байланысты болады. Су
ортасындағы өсімдік ағзасына ауыр металдардың түсуі мен жиналуына мына
жағдайлар негіз болады: элемент және оның судағы ерітіндісінің
концентрациясы, судың рН ортасы, өсімдік түрі [15].
Гидромакрофиттердің техногендік факторларға төзімділік қасиеттері
ресей және өзбек ғалымдарының су папоротнигі - каролин азолласы (A.
сaroliniana Willd.), су гиацинті - өзгеше ейхорния (Eichornia сrassipens
L.), кәдімгі хара балдыры (Chаra vulgaris L.), балықот (Lemna spp.)
түрлері, шылаң (Potamogeton spp.) түрлері және элодея (Elodea spp.)
түрлерінің су ортасындағы аммиакты, нитриттсрді, фосфаттарды, ауыр
металдарды, көмірсуларды, ароматикалық және органикалық заттарды сіңіруін
зерттеуде анықталған. Олардың хемотрофты және фототрофты бактериялармен
симбиозды тіршілік ету кезінде Ni, Pt, Ru, Pd металл иондарын сіңіретіні
дәлелденген. [15].
Гидромакрофиттердің су ортасындағы техногенді жүктеменің артуына
төзімділігі су көздерінің тереңдеуі мен су ортасының температурасының
өзгеруі де себеп болады. Бұл ғылыми қағидалар Белоруссия ғалымдарының 15
жыл көлемінде жасаған зерттеулерінде анықталған.
Осындай сараптамалардың негізінде макрофиттердің техногендік
факторларға төзімділігі жайлы мынадай қорытынды жасауға болады:
- шөгінді гидрофиттер су ортасының хидроэкожүйесін және экологиялық
жағдайын толық сипаттауға негіз болады;
- гидрофиттердің биомассасы және сапробалық индекс (шөгінді
гидрофиттердің индикаторлық қызметімен санағанда) судың сапалық
көрсеткішін және эвтофирлік деңгейін сипаттайды;
- техногенді және антропогенді жүктемелердің барлық түрлері, өсімдіктер
қауымдастығы құрылысының өзгерісіне тікелей әсер етеді; доминантты
гидрофиттердің түрлік құрамы өзгереді; индикаторлық түрлер пайда болады
және жоғалады; су көздеріндегі корек көзі мөлшерінің өзгерісіне
байланысты олигосапробты түрлер b-мезасапробалы түрлерге, b-мезасапробалы
түрлер өз кезегінде a-мезасапробалы түрлерге өзгереді.
- гиперэвтотрофты өзендер шөгінді гидрофиттердің биомассасының
төмендігімен және сапробалық индексінің жоғарылығымен сипаттталады.
1.4 Гидромакрофиттік өсімдіктердің биоремедиациялық қасиеттері және су
ортасын тазартуда оларды пайдалану нәтижелері
Гидромакрофиттердің су ортасын химиялық және физикалық қасиеттеріне
әсер етуі, биоремедиациялық қасиеттеріне байланысты. Олар суаттардың табиғи
жағдайда өздігінен тазару үрдісінде әмбебап биологиялық сүзгі қызметін
атқарады. Суда еріген тұзды қоспалар, ыдырау үрдісінде пайда болған
органикалық қосылыстар өсімдіктерге қоректік заттар болып саналады.
Сонымен қатар, олар ластаушы заттардың артық мөлшерін сіңіре алады,
көптеген ірі қоспалар мен жоғары молекулалы органикалық қосылыстарды
вегетативтік мүшелеріне сүзіп жинақтайды, су ортасындағы биохимиялық және
гидробиологиялық үрдістерді реттейді.
Суаттардағы жоғары сатыдағы су өсімдіктердің маңыздылығы
төмендегідей:
- биосүзгіш - ластаушы заттардың ірі массалары сүзіледі;
- сіңіргіштік - биогенді және кейбір органикалық заттардың сіңірілуі;
- жинақтау - ажырауы қиын кейбір металдар мен органикалық заттардың
жинақтау қабілеттілігі;
- тотықтырғыш - фотосинтез процесінде су, оттегімен байытылады;
Макрофиттік өсімдіктер судан ластаушы заттарды – биогендік
элементтерді, ауыр металдарды, фенолдарды, сульфаттарды, мұнайөнімдерін,
синтетикалық беттік-белсенді заттарды сіңіреді. Бұл оттегінің биологиялық
(ОБС) және химиялық (ОХС) жолдармен сіңірілу көрсеткіштерімен бақыланады.
Американың көптеген елдерінде қамыс - құрақ алқаптарында шахталық суларды
тазарту жүйелері кеңінен пайдаланылады. Нидерландыда, Жапонияда, Қытайда
шаруашылық-тұрмыстық ағынды суларды тазарту үшін кәдімгі қамыс (Ph.
australis Train.), су гиацинті (E. crassipes Solms.), балықот (Lemna spp.)
түрлері сияқты өсімдіктерді пайдалануға арналған арнайы биотоғандар
өндірістік көлемде жұмыс атқарады. Мұндай құрылымдар Норвегия, Австралия
және басқа да елдерде ластанған беттік ағынды суларды тазалау үшін
қолданылады. Ластаушы заттардың жоғары концентрациясының әсеріне кәдімгі
қамыстың (Ph. australis Train.) бой түзеуі, Ұлыбританиядағы шошқа өсіру
кешендерінің ағынды суларын тазалау үшін пайдалануға мүмкіндік берді .
АҚШ-тың Бентон қаласында 1985 жылдан бастап кәдімгі қамыс (Ph.
australis Train.) өсетін биотоғандарда тұрмыстық ағын суларды тазарту
әдістері жүргізіліп келеді. Азот, фосфор қосылыстарынан, жүзгін және
органикалық заттардан суды биологиялық әдістермен тазарту, дәстүрлі
жүйелерге жұмсалатын қаражатқа қарағанда бағасы 10 есе кем. Ирландияның
Вильямстоун қаласында шаруашылық-тұрмыстық суларды тазартуда кәдімгі қамыс
(Ph. australis Train), май қоға (Thypha latifolia L.) өсімдіктері
пайдалнылады. Бұл жағдайда су ортасының тазару дәрежесі 72% құраған.
Тазалау үрдісіндесінде су келесі көрсеткіштерге дейін тазаланады (мгл):
ОБС2 – 9, жүзгін заттар – 9, толық азот – 14,2, аммиак – 0,8, нитраттар –
9,2, толық фосфор – 4,45, ортофосфаттар – 3,15. Екі жыл бойында жүргізілген
бақылау нәтижесінде ластаушы заттардың концентрацияларының азаю динамикасы
келесідей көрсеткіштерді құраған: ОБС2 үшін 48%, жүзгін заттар үшін 83%,
жалпы азот үшін 51%, жалпы фосфор үшін 13%, патогендік организмдерді жою
99,8% .
Тұрмыстық ағынды суларды екі және үш қайтара тазалау жүйелерінде
канада элодеясын (E. сanadensis Michx.), пайдалануға қоңыржай климат
ыңғайлы екені белгілі болған, мұнда ағынды сулардағы биогенді элементтерді
жыл бойына жоюға болатындығы анықталған. АҚШ-та өзгеше эйхорнияны (E.
crassipes Solms.) пайдалана отырып, тұрмыстық ағынды суларды тазалау
үрдісінде, өнеркәсіптік-тәжірибелерде, ОБС5 97-98% дейін төмендеген.
Қытайда су гиацинті (E. crassipes Solms.) кинофабриканың ағынды суларын
күміс иондарының артық мөлшерінен тазалауға пайдаланылады. Суды күмістен,
жүзгін заттардан, фосфор және азот қосылыстарынан тазалау тиімділігі,
сәйкесінше 100%, 91%, 53,9%, және 92,9% құрайтыны сонымен қатар, ОБС5
және ОХС 98,6% және 91% кемігені анықталды. Ұсынылған әдіс сорбциялық
тазалауды пайдаланудан бас тартуға мүмкіндік береді [17].
Ресейде, цитология және генетика институтында су гиацинтін (E.
crassipes Solms.) пайдалану арқылы ағын суларды тазарту технологиясы
түзілген. Шошқа өсіру кешенінінің маңында орнатылған биотоғандарда
жүргізілген тәжірибеде аммоний азотының концентрациясы 30-50 мгл-ден 4-5
мгл дейін, ОБС5 – 150 мгл-ден 20-30 мгл дейін, ОХС – 300-ден 25-30 мгл
дейін төмендеп, су құрамындағы еріген оттегінің концентрациясы 0,5-тен 2-5-
ке дейін өскен [17].
Осындай биотоғандар Норвегия, Украина елдерінде де ауылшаруашылық ағын
суларды тазартуда пайдаланылады. Су ... 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