Мангыстау облысынын ауыр металдармен ластануы

 
 
 

                                                      ЖОСПАР 
 
 
 
 

І. КІРІСПЕ

Ауыр  металдарға сипаттама және олардың  зияны.........................................1 

ІІ. Негізгі  бөлім

Маңғыстау облысының ауыр металдармен ластану  проблемасы.................7 

ІІІ. Қорытынды

Таза  табиғат – халық байлығы.........................................................................18 

Пайдаланылған әдебиеттер..............................................................................20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    КІРІСПЕ 

    Ауыр  металдарға сипаттама және олардың зияны 

    ХХ  ғасырдың басында, ғылым мен техниканың дамуы өндіріс орындарының жедел  өсуіне ықпал етті. Осыған орай  алғаш  рет қоршаған ортаға химиялық элементтердің  түсуі мен таралуы, және олардың  тірі ағзаларға зиянды әсерін жүйелі түрде зерттеу өзекті мәселелер қатарынан орын алды [1].

    Қазіргі кездегі дүние жүзі ғалымдарының басты мәселелердің бірі-пестицидтерден кейін ауыр металдардың тірі ағзаларға  әсерін әлсірету болып табылады. Ауыр металдардың қоршаған ортаға таралуы  тек табиғи жағдайда ғана емес, сонымен қатар антропогенді жолмен де қарқынды түрде жүзеге асуда. Олардың қатарына өндіріс қалдықтары, тау-кен өндірісі, транспорт, түсті және қара металл өндіру, құрамында ауыр металдар кездесетін тыңайтқыштарды ретсіз пайдалану, жылу-электр орталықтары (ЖЭО) немесе жалпы урбанизацияны жатқызуға болады.

    Овчаренко М. М. (1995) мәліметтері бойынша жоғарыда келтірілген түсті металл балқыту  заводтардан әр жыл сайын қоршаған   ортаға - 154650 т. мыс, 121500 т. мырыш, 89000 т. қорғасын, 12000 т. никель, 765 т. кобальт, 1500 т. молибден, 30,5 т. сынап, ал көмір және мұнай өнімдерін жағудан 1600 т. сынап, 3600 т. қорғасын, 2100 т. мыс, 700 т. мырыш, 3700 т. никель және автотранспорт газынан 260000 тонна қорғасын бөлінеді [2], ал Новосибирскідегі Қоршаған ортаны қорғау комитетінің анықтауы бойынша ауаның ластануының 70 %-дан көбі автотранспорттан болса, 11 %-дайы ЖЭО үлесіне тиеді.

    Жалпы ауыр металл дегеніміз, салыстырмалы атомдық  салмағы 40-тан, тығыздығы 5 г/текше см-ден  жоғары химиялық элементтер [6]. Ауыр металдарды улы элементтермен қоса есептегенде Менделеев таблицасының 2/3-дей бөлігі кіреді. Олардың ішінде кадмий, қорғасын және сынап элементтері ең улы ауыр металл болып саналады.  1980 жылғы UNESCO-нің шешімі бойынша бұған тағы сегіз элемент (V, Co, Mn, Cu, Mo, Nі, Zn, Cr) және үш металлоид (As, Se, Sb) қосылған болатын. Сонан соң олардың қатары тағы екі металмен толықтырылды (Tі, Sr) [6]. Осы элементтер тірі ағзаларға улы әсері жағынан мынадай кластарға жіктелген. 

    Класс                                Элементтер 

     1                                       As, Cd, Hg, Pb, Se, Zn, Tі  

      2                                       Co, Nі, Mo, Cu, Sb, Cr

     3                                       Ba, V, W,  Mn, Sr 

    Г. И. Оксенгендлер (1991) мәліметтері бойынша кадмий және қорғасын іс жүзінде барлық жерлерде таралған және олар улы әсер ету жағынан бірінші класқа жатқызылады. Бұл элементтердің қандай да мөлшері болмасын адам ағзасы үшін өте қауіпті және қалыпты мөлшерден жоғарылауы тірі ағзаларда зат алмасудың әртүрлі бұзылуына әкеледі [7].

    Ауыр металдар арасында “улы” сөзінің түсінігі тек ауыр металдардың жеке түріне ғана қатысты емес, олардың ортадағы концентрациясына байланысты. Ауыр металдар арасында тапшы жағдайда өсімдік тіршілігі үшін өте қажетті микроэлемент, ал ортадағы концентрациясы жоғары болғанда улы ауыр металл болып есептелетін түрлері бар. Ауыр металдардың улы концентрация шегі өсімдік түріне жекелеген түрлердің төзімділігі мен химиялық элементтің өсімдік тіршілігінде алар орнына байланысты. Өсімдік тіршілігінде көп кездесетін кейбір химиялық элементерді Кабата-Пендиас, Пендиас Х. (1989) тапшы, қалыпты және жоғары болуына байланысты төмендегідей 1 кесте көрсеткіштермен  келтірген. Сонымен қатар ауыр металдардың қоректік ортадағы өсімдіктерге улы әсер ету концентрациясына байланысты төмендегідей қатарға жіктеген [19]:

    1. Өте улы 1 мг/л-ден төмен концентрациясында Ag, Be, Hg, Sn, Cd, Nі, Pb;     

    2. Орташа улы 1 мг/л-ден 100 мг/л аралықтағы концентрация As, Se, Al, Ba, Cо, Cu, Cr, Fе, Mn, Zn;

    3. Улы әсері төмен 100 мг/л Ca, Mg, Sr Lі;

    Ауыр металдардың басқа ластаушылардан мынандай ерекшеліктері бар:

    -ауыр металдар арнайы ластаушы заттар тобына жатпайды, себебі бұл заттар арнайы ластағыштарға қарағанда (мысалы, пестицидтер мен бензапирен) биосферада қалыпты, экологиялық таза аймақтарда да кездеседі.

    -ауыр  металдарға “өзін-өзі” тазарту  ұғымы қолданылмайды, яғни олар  қоршаған ортада ыдырамайды. Олардың  жартылай тазаруының алғашқы  кезеңі (бастапқы концентрациясының  жартысы) әр элемент үшін әртүрлі және ұзақ уақытты қажет етеді: мырыш 70-310 жылға дейін, мыс 310-1500 жыл, кадмий 13-110 жыл, қорғасын 740-5900 жылды қажет етеді. Бұл көрсеткіштер топырақ түріне, ортаның рН-на және тағы басқада қасиеттерге байланысты өзгеріп отырады [8].

    Ауыр  металдармен ауаның, судың және топырақтың ластануы Қазақстанның ірі өндірістік орталықтарында да экологиялық өзекті мәселе болып саналады. Мысалы, Семей қаласының өндірістік орындарына жақын маңдағы топырақ құрамындағы кейбір ауыр металл концентрациялары қалыпты жағдайдағы топырақпен салыстырғанда мырыш-7,4, қорғасын-9,9, мыс-3,8, кадмий-13,3, марганец-1,3, кобальт-2,4  есеге жоғарылаған. Ауыр металдардың топырақтағы мөлшері, таяу маңдағы өсірілетін ауылшаруашылық өсімдіктері мен бау-бақша дақылдарында бақылағанда 2-3,5 есеге дейін жоғарылаған [4].

    Осыған  байланысты қоршаған ортаны қорғау мамандардың  алдына қойылып отырған бірінші  мәселе-ауыр металдардың қоршаған ортадағы жалпы және белсенді мөлшерін анықтау. Екінші мәселе-табиғи  объектілердің  ластану деңгейін болжау мақсатында ластаушы заттардың таралуына қарапайым және айтарлықтай сенімді модельдерін жасау. Үшінші кезекте ластанудың келеңсіз әсерлеріне жол бермеу мақсатында ауыр металдарды ғылыми негізделген түрде залалсыздандыру және нормалау тұр [4].

    Әртүрлі жолдармен ауаға тараған ауыр металдардың шаң түріндегі жалпы фракцияларында өте ұсақ бөлшектері (0,001-0,005 мкм) және орташа деңгейдегі фракциялары әр жерде ірі көлемдегі фракцияларына қарағанда 34-54 %-дай мөлшерін құрайды. Осындай ұсақ деңгейдегі фракциялар Дж. Уэсти (1988) мәліметтері бойынша адам тыныс алу жолдарындағы қан тамырлары мен тыныс алу жүйелері үшін ең қауіпті болып саналады [5].

    Ғылыми  деректерге сай,  трофикалық байланыстар  арқылы адам ағзасы тағам өнімдерінен 40-50 %, судан 20-40 %, ауадан 20-40 % улы заттарды қабылдайды.

    Осындай жолмен түскен ауыр металл иондары  адам ағзасында әртүрлі аурулардың қозуы мен пайда болуының басты  себебі. Техногенді ластанған аудандарда асқазан ауруы бірінші орында, тыныс алу жүйелері аурулары екінші орында, қан айналу жүйелері аурулары үшінші орында тұр.

    Сондықтан қоршаған ортаны ауыр металл иондарынан тазарту және оны сақтау, кезек  күттірмейтін өзекті мәселе болып саналады.

    Ластанған қоршаған ортаны қайта қалпына келтірудің физикалық, химиялық және биологиялық жолдары белгілі. Олардың ішінде химиялық немесе физикалық әдістермен топырақты тазарту өте қымбатқа түседі.

    Қоршаған ортаны қайта қалпына келтіру, әсіресе топырақты ауыр металдардан мұндай жолдармен тазарту өте тиімсіз. Жоғарыда келтірілген әдістердің ішіндегі ең тиімдісі-биологиялық әдіс.  Әсіресе, ластанған ортаны  өсімдіктер көмегімен  қайта қалпына келтіру жолдарын жасау соңғы жылдары аса қарқынды дамуда.

Осындай бағыттағы ізденістер индустриялы өркендеген мемлекеттерде кеңінен жүргізіле бастағаны әдебиеттерден белгілі. Сонымен қатар әр елде климат жағдайына сай емес өсімдік түрлерін табумен қатар оларды кеңінен қолдану, төзімділік табиғатын анықтау жұмыстары жүргізілуде. Қоршаған ортаны қалпына келтіру, әр елде халықты таза сапалы өніммен қамтамасыз ету, ауылшаруашылық және мәдени  өсімдіктердің ауыр металдарға төзімді сорттарын шығару ғылымның әртүрлі салаларының алдында тұрған басты мәселе.

    Кадмий. Ауыр металдардың ішінде ең улы және қоршаған ортаға кеңінен таралғаны кадмий болып есептеледі. Қоршаған ортаның кадмиймен ластануы кейінгі жылдары Швецияда, Америка Құрама Штаттарында  бірнеше есе жоғарылаған.

    Кадмийдің айтарлықтай бөлігі топыраққа және суға жауын-шашын арқылы түседі. Жыл  сайын Балтық теңізіне 200 тонна кадмий түссе, оның 45% ауадан келеді.

    Бұл элемент тірі ағзаларға қауіптілігі  жағынан бірінші класқа жатқызылады. Кадмий адам және жануарлар ағзасына жиналуға қабілетті және жүрек, қан  тамыры әрекетіне басқа да аурулардың пайда болуына себепші.  Адам ағзасына 10 мг кадмийдің жиналуы улану  белгілерін білдіреді.

    Мыс. Мыс-өсімдік тіршілігінде ауыстырылмайтын микроэлементтер қатарына жатса, оның қоршаған ортадағы жоғары концентрациясы улы ауыр металл болып саналады [12]. Бұл элементтің таралуының негізгі көзі мыс-никель балқыту заводтары (50%), жанар-жағар май (22%), ағаш жағу (11%) және темір өңдеу орындары (11%) болып табылады. Сонымен қатар кейбір мәдени өсімдіктерді зиянкес, ауру қоздырғыштардан қорғауда (темекі, жүзім, күріш, мақта, томат) құрамында мыс секілді ауыр металдар кездесетін фунгицидтерді қолдануда, ауыр металдар топырақ бетіне көп шоғырланады.  Өсімдіктерді бүрку арқылы өңдеу олардың жер үсті мүшелеріне тікелей әсер етеді.

    Өсімдіктердің белсенді өсіп-даму кезеңі мысқа өте  сезімтал келеді. Мыстың улы әсеріне  өсімдіктердің морфологиялық белгілері: жапырақ тақтасының кішіреюі, бұралуы, өсіп-дамуының баяулауы және  хлороз, некроз ауруларының пайда бол Қорғасын.

    Қоршаған  ортадағы қорғасынның жоғары концентрациясы ауыр металдар арасында өсімдік тіршілігі  үшін өте улы элементтер қатарына кіреді. Добровольскийдің (1985) мәліметтері бойынша  10 мг/кг қорғасынның концентрациясы өсімдікке улы әсер еткен.

    Өсімдік түрлеріне байланысты қорғасынның  топырақтағы 100-500 мг/кг концентрациясы улы әсер етеді. Қорғасынның улы  әсері өсімдіктің өсуінің, биомассасының азаюынан, қою-жасыл бұралыңқы жапырақтардың пайда болуынан байқауға болады. Жоғары концентрацияда әсер еткен қорғасын өсімдіктердің тыныс алуын тежейді, фотосинтез қарқынын баяулатады, клетканың митозды бөлінуіне, судың сіңірілуіне кері әсерін тигізеді [14, 15].

      Мырыш. Ауыр металдар арасында қоршаған ортаны ластаушы бірден-бір улы элемент-мырыш. Бірақ, басқа ауыр металдармен салыстырғанда бұл элементтің төменгі концентрациясы тірі ағзалардың тіршілігіне қажетті микроэлемент.

    Мырыштың  қоршаған ортадағы немесе топырақтағы қалыпты мөлшері - 90 мг/кг. Топырықтағы мырыштың жылжымалы формасы минералды заттар мен рН деңгейіне байланысты және органикалық заттармен мықты байланыста болады. Сондықтан ол топырақтың беткі қабатындағы қарашірікте көп жинақталады [16].  

    Мырыштың  қоршаған ортадағы жоғары концентрациясы барлық тірі ағзаларға улы әсер етеді. Өндіріс орындарының жақын маңы және құрамында мырыш элементі кездесетін тыңайтқыштардың қалыптан тыс пайдаланылуы өсімдіктердің мырышпен улануына әкеледі. Негізінен көптеген өсімдіктер мырышқа төзімді келеді. Мырыштың шамадан тыс көбеюі өсімдіктердің өсіп-дамуын тежеп, жас өскіндердің уланып, хлороз ауруына шалдығуына әкеледі. Мырыштың жоғары концентрациялары өсімдіктерде мыс пен темірдің тапшылығын тудырады.  

    ІІ. Маңғыстау облысының  ауыр металдармен  ластануы

    Маңғыстау – аса бай өлке. Адамның үлесіне  тиген қиындықтардың өтеуі іспетті, таби,ат өз қойнауына игіліктің сарқылмас  байлығын сақтап қойған. Маңғышлақтың «Қазына түбегі» деп аталуы бекер  емес. Табиғат- ана жомарт қолымен шашқан пайдалы қазбалар мұнай, газ, көмірмен ғана шектелмецді. Бұған фосфаттарды, марганец, темір, қорғасын, мыс рудаларын қосыңыз – және де мұнымен бітпейді. Мұнда өте сирек кездесетін стронций жіне барит сульфаттары, ас тұзы мен натрий сульфаты, уран-фосфат рудалары, сирек кездесетін металдар скандий жіне темір сульфидтері. Бұлардан басқа құрылыс гипсі, түрлі-түсті керамика, керамзит, тұтасымен дайын тұрған құрылыс материалы – ұлутас, битумқұрамды жыныстар бар. Оған қоса ваннадий (мұнайда) мен бериллийді атасаңыз, дәл үстінен түсесіз. Бұл жер – қазына түбегі, себебі; мұнда Менделеев кестесі түгел дерлік табылады. 

    Манғыстау – аса бай өлке  десек те, бүгінгі таңда осы  асыл қазынаны ысырапсыз, бейберекет  пайдалану Маңғыстау облысының ластану проблемасын туғызып отыр. Сонығ ішінде атап айтар болсам, ауыр металдармен ластануы бүгінде облыстың табиғатына, ауасына, суына,  топырағына, ең басты адамдардың денсаулығына үлкен қауіп төндіріп тұр. Қоршаған ортаның көптеген химиялық ластаушылардың бағалауда адамға қауіптілігі бойынша бірінші орындарда ауыр металдар мен радиомуклидтер тұр. Олардың улылығынан (1-2 қауіптілік класстары) басқа, олардың көбінің мутагендік, концерогендің эмбриогонадотоксикалық әрекеттері болады. Сондықтан қоршаған ортада ауыр металдар мен радионулидтердің күрделі қоспалары көрсетілген әсерлердің пайда болуы қаупін күшейтеді және ластаушыларды кешендік бағалау қажеттігін анықтайды. Ендеше Маңғыстау облысының ауыр металдармен ластануына тоқталсам.