Шымкент институты

Ќоршаѓан ортаның кең көлемде ластануы єсіресе ќалалар мен µнеркєсіп орталыќтарында к‰шті сезіледі. Топырақтағы ауыр металдардың таралу мөлшерін анықтау үшін 4 зерттеу орындары белгіленді.

Өсімдіктерге бақылау жүргізу үшін Шымкент қаласының территриясынан 4 зерттеу орнын белгіледік.

№1 зерттеу орны- қаланың оңтүстік-батыс бағытында орналасқан “Южполиметалл” ӨК АҚ- ның ауданы, яғни өндірістік аймақ.

№2 зерттеу орны- қаланың орталық ауданы, қорғасын өндірісінен 3 км қашықтықта орналасқан орталық саябақ.

№3 зерттеу орны ретінде - қаланың оңтүстік -шығыс бағытында орналасқан “Жеңіс ” саябағы белгігенді. Саябақ “Южполиметалл” ӨК ЖАҚ - нан 8 км қашықтықта орналасқан.

№4 зерттеу орны – бақылау ауданы, қаладан 25 км қашықтықтағы «Ақ-су» елді мекені.

Осы зерттеу орындарынан топырақ сынамалары алынды. Ол үшін 1шаршы метр жерден 30-35 см тереңдіктен топырақ алынды. Топырақ беткі, ортаңғы және төменгі қабаттардан алынып, толық арластырылады. Көлеңкеде кептіріліп , содан соң химиялық әдіспен өңделді.

Шымкент қаласының топырағы қара-сұр топырақ. Ауа мен сумен салыстырғанда топырақтың өздігінен тазалануы өте нашар жүреді. Сонымен қатар, топырақ ауыр металдар үшін берік акцептор болып табылады. Олар топырақ қабатында химиялық заттармен әрекеттесіп, қиын еритін заттар түзеді. Топырақтағы ауыр металдардың мөлшері 2-кестеде көрсетілген.

Топырақтағы ауыр металдардың мөлшері, (мг/кг)

1-кесте

Зерттеу орындары	Топырақ ортасының реакциясы	Қорғасын	Мыс	Мырыш	Кадмий
		32 мг/кг	33 мг/кг	55 мг/кг	1,0 мг/кг
1-зерттеу орны (өндіріс ауданы)	рН-8,2	445,72 6,74	136,454,64	169,26 4,85	10,71 1,42
2-зерттеу орны ( Орталық саябақ)	рН-8,3	318,16 5,23	110,35 3,92	90.96 4.10	2,88 0,86
3-зертеу орны (Жеңіс саябағы)	рН-8,3	186,63 4.86	86,63 3,56	74,36 3,28	1,82 0,78
4-зертеу («Ақсу» елді-мекені)	рН-8,0	27,66 2,45	23,15 2,32	26,54 2,80	-

Зерттеу нәтижесі бойынша топырақтағы қорғасынның мөлшері 1-зерттеу орнында байқалды, ол 445,72 мг/кг тең. Топырақ үшін белгіленген шекті концентрациямен салыстырғанда 14 есе жоғары. 2-зерттеу орнында 318,16 мг/кг анықталды, бұл шама ШРК-дан 10 есе артып отыр. 3-зерттеу орнында 186,63 мг/кг көрсетті, оның мөлшері 5,9 есе жоғары болып отыр. 6-зерттеу орнында 27,66 мг/кг көрсетті, оның мөлшері белгіленген шекті концентрациядан артпайды.

Топырақтағы мыстың мөлшері 1-зеттеу орнында жоғары. Оның мөлшері 136,45 мг/кг тең. Топырақтағы мыстың белгіленген шекті концентрациясы 33,0 мг/кг екенін ескерсек, мыстың мөлшері белгіленген шекті концентрациямен салыстырғанда 4,2 есе жоғары. 2-зертеу орнында 110,35 мг/кг анықталды, бұл шама ШРК-дан 3,3 есе артып отыр. 3-зертеу орнында 86,63 мг/кг көрсетті, оның мөлшері ШРК-дан 2,6 есе жоғары болып отыр. 6-зерттеу орнында 23,15 мг/кг көрсетті, оның мөлшері белгіленген шекті концентрациядан артпайды.

Мырыштың да концентрациясы өндіріс ауданы мен қала орталығындағы 2-зерттеу орнындағы топырақта көп жиналған, басқа зерттеу орындарында өндіріс орнынан алшақтаған сайын ауыр металдардың топырақтағы мөлшері азаюда. Бұның өзі Шымкент қаласында топырақтың ауыр металдармен ластануына қорғасын өндірісі тікелей әсер ететінін көрсетеді. Мырыштың мөлшері 4-зертеу орнында ШРК-дан төмен.

Кадмийдің мөлшері 1-зерттеу орнында ШРК-дан 9 есе жоғары, ал 2-зерттеу орнындағы мөлшері 2,5 есе жоғары көрсеткішше болды.
3.2 Қоян арпа (Hordeum leporinum) өсімдігінде ауыр металдардың жиналу мөлшері
Ғылыми жұмыстың міндеттерінің бірі- Шымкент қаласының территориясында және Оңтүстік Қазақстан облысының территориясында кең таралған қоян арпа (Ноrdeum leporinum) өсімдігінде жиналған қорғасынның, мыс, мырыш және кадмийдің мөлшерін анықтау.

Белгіленген зерттеу орындарынан қоян арпа өсімдігінен сынамалар алынып, оның құрамындағы ауыр металдардың мөлшері анықталды. Ауыр металдар өздерінің химиялық және биологиялық ерекшеліктеріне қарай гео – және биоаккумуляцияға өте бейім элементтер. Өсімдіктер- қоршаған орта жағдайының сезімтал индикаторлары. Ауыр металдар өсімдік ағзасына екі жолмен – топырақтан тамыры арқылы және атмосферадан жапырақтары арқылы түседі.

2-кестеде қоян арпа өсімдігінде ауыр металдардың жиналу мөлшері көрсетілген.

1-зерттеу орнында, яғни өндірістік ауданда қоян арпа өсімдігіндегі қорғасынның орташа мөлшері 42,342,12 мг/кг, ол белгіленген шектеулі концентрациядан 8 есе артып отыр, бақылау ауданының көрсеткішінен 11 есе жоғары. 2-зерттеу орнындағы мөлшері 24,28 1,46 мг/кг тең, бұл шама ШРК-дан 5 есе, ал бақылау ауданымен салыстырғанда 6,8 есе жоғары. 3-зерттеу орнында қорғасын ШРК-дан 3 есе артты, яғни мөлшері 16,371,16мг/кг, ол бақылау көрсеткішінен 4,5 есе артты.

2-кесте

Зерттеу орындары	Қорғасын	мыс	мырыш	кадмий
1-зерттеу орны	42,34 2,12	26,85 1,85	28,57 2,73	1,12 0,87
2-зерттеу орны	24,28 1,46	18,67 1,52	15,88 1,68	0,85 0,28
3-зерттеу орны	16,371,16	10,261,12	13,340,68	0,55 0,28
4-зерттеу орны	3,551,13	2,131,06	2,781,12	-

Шектеулі рұқсат етілген концентрация (ШРК)

Қорғасын – 5 мг/кг; мырыш – 30 мг/кг; 100 мг/кг; кадмий – 0,3 мг/кг.

Мыстың мөлшері БШК-дан артпайды, алайда бақылау ауданымен салыстырғанда айтарлықтай жоғары дәрежеде жинақталған. Мысалы, 1-зерттеу орнында, яғни өндірістік аудандағы өсімдіктердегі мыстың мөлшері 26,851,85 мг/кг, ол белгіленген шектеулі концентрациядан артпайды, ал бақылау ауданының көрсеткішінен 13 есе жоғары. 2-зерттеу орнындағы мөлшері 18,671,52 мг/кг тең, бұл шама бақылау ауданымен салыстырғанда 8 есе жоғары. 3-зерттеу орнында мыстың мөлшері 10,261,12 мг/кг, ол бақылау көрсеткішінен 4,5 есе жоғары көрсеткіште .

Зерттеу орындарында анықталған мырыштың жоғары мөлшері өндірістік ауданда анықталды, бірақ ШРК-дан арттпайды, алайда бақылау ауданының көрсеткіштерімен салыстырғанда мөлшері біршама жоғары болып отыр. Қорғасын өндірісінен алыстаған сайын өсімдіктердегі мырыштың мөлшері де азая түседі.

Кадмийдің жоғары концентрациясы 1-зерттеу орнындағы өсімдіктерде анықталды, ол 1,12 0,87 мг/кг-ды көрсетті. Бұл көрсеткіш белгіленген шектеулі концентрациядан 3,7 есе есе жоғары, ал 2-зерттеу орнындағы өсімдіктерде 0,850,28 мг/кг, ШРК-дан 3 есе жоғары. Кадмийдің 3-зерттеу орнындағы мөлшері 0,550,28 мг/кг, бұл шама БШК 1,8 есе жоғары. 4- зерттеу орнында анықталмады. Барлық ауыр металдардың мөлшері қорғасын өндірісінен алшақтаған сайын төмендей түседі және өндіріс орнынан алыста орналасқан бақылау ауданының көрсеткішімен салыстырғанда айтарлықтай жоғары болып отыр.

Зерттелген өсімдіктердің арасынан зерттеулер жүргізу үшін біз қоян арпа таңдап алдық. Себебі, осы өсімдіктің тұқымдарының өнуі мен оның соматикалық жасушаларындағы хромосомалар микроскоп арқылы көрінеді, әрі олардағы генетикалық ауытқулар анық байқалады. Демек, ауыр металдардың, әсіресе қорғасын мен кадмий сияқты аса улы металдардың басқа ластаушы заттарға қарағанда өсімдік хромосомасына әсері жоғары екені сөзсіз.

Қоян арпа өсімдігі астық тұқымдастарының табиғи ортадағы өкілі. Цитогенетикалық зерттеуге қоян арпа өсімдігінің тұқымдары пайдаланылады. Тұқымы қазан айында пісіп жетіледі. Тұқымын жинап алған соң көлеңкеде мұқият құрғатылады. Құрғақ тұқым хромосомалардың құрылымын анықтаудың цитогенетикалық әдісі бойынша өңделеді.

Біз қоян арпа өсімдігінің табиғи популяцияларына ауыр металдардың комплексті әсерінің мутагенді активтілігін зерттедік. Қоян арпа өсімдігі Шымкент қаласының территориясында көп таралған. Көптеген шөптесін өсімдіктердің ауыр металдармен көп мөлшерде ластанған территорияларда өсе алатындығы және олардың өндірістік газдардың әсеріне төзімділігінің әртүрлі екендігі келтірілген. Қоян арпа өсімдігінің кариотипін зерттей отырып, Шымкент қаласында 1-зерттеу орнында, яғни қорғасын өндірісінің ауданында және өндірістік орнынанан 3 км және 25 км қашықтықтағы зерттеу орындарындағы өсімдіктердің хромосомаларынан цитогенетикалық ауытқулардың деңгейін анықтадық (3-кесте). Өсімдік жасушаларына цитогенетикалық зерттеу метафазалық пластинка алу бойынша жүргізіледі.

Қоян арпа өсімдігінің хромосомаларының диплодты жиынтығы 2n = 42 тең. Бұл өсімдіктің хромосомалық жиынтығы, яғни кариотипі метофазалық әдіспен анықталған. Біздің зерттеулеріміздің барысында өсімдік хромосомаларының құрылысында құрылымдық өзгерістер анықталмады. Алайда, мутациялық өзгерістің бір көрнісі хромосомалардың сандық өзгерісі (анеуплоидия) орын алып 1-зерттеу орнына жиналған өсімдіктерде сарапталған метафазалардың жалпы саны – 150. Алынған мәліметтер бойынша, қорғасын өндірісінің ауданында өскен қоян арпа өсімдігі анеуплоидты жасушаларының жиілігі жоғары екендігі анықталады, ол 8,71,5 % көрсетті, ал бақылау ауданында 2,60,81 % тең. Ауыр металдармен интенсивті ластанған ауаданда жалпы анеуплоидты хромосомалар санының жиілігі бақылау ауданымен салыстырғанда 3 есе жоғары көрсеткіште. Олардың ішінде, гипоплоидты жасушалардың жиілігі қорғасын өндірісінің территориясында өскен өсімдіктерде 4,21,18 %, ал бақылау ауданында 1,80,9 2 % тең. Ал гиперплоидты жасушалардың жиілігі 1,70,62 %, ал бақылау ауданында 0,860,57 % көрсетіп отыр. Бақылау ауданымен салыстырғанда гипоплоидты жасушалар жиілігі 3 есе, ал гиперплоидты жасушалардың жиілігі 2 есе артып отыр. Біздің нәтижелеріміз әдебиеттердегі мәліметтермен сәйкес келеді, оларда ауыр металдардың тұздарының әсерінен бөліну кезеңіндегі жасушаларда хромосомалық мутациялардың жиілігін артатыны көрсетілген.
Қоян арпа (Herdeum Іeporinum) өсімдігіндегі анеуплоидты мутациялардың жиілігі

3-кесте

Өсімдіктің жиналған орны	Сарапталған метафазалардың саны	Гипоплоидты жасушалар		Гиперплоидты жасушалар		Барлық анеуплоидты жасушалар
		Абс. саны	М m (%)	Абс. саны	М m (%)	Абс. саны	М m (%)
1-зерттеу орны («Южполиметал» ЖАҚ-ның ауданы)	150	11	4,21,18	5	1,70,62	16	5,71,25
2-зерттеу ауданы (Орталық саябақ)	159	6	2,5 1,35	3	1,3 0,60	9	3,0 1,0
3-зерттеу орны (бақылау ауданы)	156	2	1, 20,9 2	2	0,860,57	4	2,60,81

Қоян арпа өсімдігіндегі ауыр металдардың мөлшері мен хромосомалар санындағы өзгерістердің жиілігіне жасалған корреляциялық анализ корреляция коэфицентінің жоғары мәнін көрестті r=0,85. Осылайша, зерттеу нәтижесі ауыр металдармен интенсивті ластанған қорғасын өндірісі ауданында өскен қоян арпа өсімдігі тұқымның жасушаларында хромосома мутациялар жиілігі бақылау ауданымен салыстырғанда дәлелді артып отыр. Ауыр металдардың жоғары мөлшерінің улы әсеріне өсімдіктердің төзімділігі және олаардың жоғары концентрциясын жинауы қауіп төндіретіні көптеген әдебиеттерде келтірілген. Біздің зерттеулерімізде қоян арпа өсімдігінің хромосома жиынтығындағы сандық ауытқулар мутагенді фактор болып табылатын ауыр металдардың өсімдіктердің тұқым қуалау қасиетіне генетикалық тұрғыдан қауіп төндіретінін көрсетеді.

Өсімдіктердің генофондын сақтау үшін қоршаған ортадағы мутагенді фактор болып табылатын химиялық қалдық заттардың әсері үнемі анықталып, сараптала отырып олардың осындай қауіпті деңгейдегі мөлшерін азайту және өсімдіктердің табиғи генофондын сақтап қалу мақсатында мониторинг ұйымдастыруы керек.

ҚОРЫТЫНДЫ

1. 
   Шымкент қаласының территориясына ауыр металдардың оның ішінде улылығы жоғары. Қорғасын, мыс, мырыш, кадмий элементтерінің қоршаған орта обьектілеріне таралуына «Южполиметалл» ӨК АК тікелей әсер етеді.
   
2. 
   Қала территориясында өскен қоян арпа өсімдігіндегі ауыр металдардың мөлшері белгіленген шектеулі концентрациядан біршене есе жоғары.
   
3. 
   Қоян арпа (Herdeum Іeporinum) өсімдігінің соматикалық жасушаларындағы хромосомалар жиынтығында өзгерістер анықталды, яғни анеуплоидты мутациялардың деңгейі жоғары, бақылау ауданымен салыстырғанда 2-3 есе жоғары.
   
4. 
   Қоян арпа өсімдігіндегі ауыр металдардың мөлшері мен жасушаларындағы геномды мутациялардың арасында тығыз корреляциялық байланыс бар. Сондықтан қоян арпа өсімдігінің негізінде биосфераның негізгі құрамдас бөлігі- өсімдіктердің генетикалық құрылымына ауыр металдардың жиынтығының кері әсер етеді. Ол өсімдіктердің генетикалық тұрғыдан қалыпты дамуына, өсіп жетілуіне, яғни өсімдіктердің табиғи генофондының сақталуына қауіп тудырады.
   

1. 
   Тулебаев Р.К. Хроническая свинцовая интоксикация. - Алматы:
   

2. Захидов С.Т. Антропогенный мутагенез и современные экологические катастрофы. Опасности преувеличения?

//Вестник Московского университета. Серия 16 Биология. -1997. -N2. -С. 11

3. Бигалиев А.Б. Генетика и окружающая среда. -Караганда, 1987.

4. Никаноров А.М., Жулидов А.В., Елиц В.М. Тяжелые металлы в организмах ветлендов России. - Санкт-Петербург, 1993. - С.З.

5. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. - Москва: Наука, 1986. -С.27-34.

6. Романова СМ., Нурахметов Н.Н., Батаева К.О. Экологические аспекты загрязнения токсичными веществами поверхностных вод Казахстана // Химия. Охрана окружающей среды. Экология человека. -1997. N4. -С.42.

7. Давидович Г.Т., Сахатов Г.С, Давидович С.Г. Региональное загрязнение природной среды Актюбинской обл. // Химия. Охрана окружающей среды. Экология человека. -196. -N3-4. -С.72.

8. Захаров В.А., Илющенко М.А., Гуменюк Е.Ю. Техногенное загрязнение реки Нуры ртутью // Химия. Охрана окружающей среды. Экология человека. -1998. -N2. - С.72.

9. Левина Э.Г. Общая токсикология металлов. -Л., 1972. -С.183.

10. Чекунова М.П., Фролова А.Д. Современные представления о биологическом действии металлов // Гигиена и санитария. - М., 1986. -N2. -С. 18-21.

11. Бессонова В.П. Влияние загрязнения среды тяжелыми металлами на гормональные и трофические факторы в почках кустарниковых растений // Экология. -Алматы, 1993. -N2. - С.21-23.

12. Берзиня А.Я. Загрязнение металлами растений в придорожных зонах автомагистралей // Загрязнение природной среды выбросами автотранспорта. -Рига: Знание, 1980. -С.28-48.

13. Гринь А.В., Ли С.К. Поступление тяжелых металлов в растения в зависимости от их содержания в почвах // Труды II- Всесоюз. Совещания по миграции загрязненных веществ в почвах и сопредельных сферах. -Л., 1980. --С.46-48.

14. Алексеева-Попова Н.В. Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. - Л., 1991. - С. 26-35.

15. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л., 1989. 8-204 с.

16. Лавриенко И.А., Лавриенко О.В. Аккумуляция растениями тяжелых металлов в условиях нефтезагрязнения // Сибирский экол.журнал. -1998. -N3, 4. -С.299-309.

17. Савельев М.Б. Экофизиологические исследования фитотронов для разработки методов контроля загрязнения водной среды тяжелыми металлами. // Вестник Московского Университета. -1999. Серия 16, -N2. -С.42-47.

18. Кабате- Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях. -М., 1989. -8-204 с.

19. Бахиев А. Воздействие буревых работ на растительность // Воздействие техногенных факторов на растительный покров Каракалпакстана. -Ташкент, 1992. - С.68-83.

20. Рощина В.В. Загрязнение окружающей среды металлами //Сб. тр. "Металлы, гигиенические аспекты оценки и оздоровления окружающей среды". -М., 1983. - С.7-14.

21. Ягминине И. Б., Климашауски В. П., Валушене В. Т. Накопление тяжелых металлов в экосистеме Северной части Курского залива// Сб.докладов. Клайпед. соверщ. -Вильнюс, 1998. -С. 37-41.

22. Микшевич Н.В., Ковальчук Л.А. Тяжелые металлы в системе "почва-растения-животные "в зоне действия медеплавильного предприятия // Матер. 2-ой всесоюзной международной конференции по ТМ в окр. среде и охр. природы. -М., 1988. -С.127-129.

23. Дубинин Н.П., Засухина Г.Д. Защитные механизмы клетки в условиях загрязнения окружающей среды // Вестник АН СССР. М., 1975. -N11. -С.76-77.

24. Рапопорт И. А. Открытие химического мутагенеза // Избранные труды. - М.: Наука, 1993. -С.304.

25. Романова С.М., Нурахметов Н.Н., Батаева К.О. Экологические аспекты загрязнения токсичными веществами поверхностых вод Казахстана // Химия. Охрана окружающей среды. Экология человека Алматы 1997 № 4 С-42.

26. Давидович Г.Т. Сахатова Г.С. Давидович С.Г. региональноен загрязнение природной среды актюбинской обл. // Химия Охрана окружающей среды. Экология человека Алматы 1996 Серия 1 № 3-4,С-72

27. Захаров В.А., Илющенко М.А., Гуменюк Е.Ю Техногенное загрязнение реки нуры ртутью // Химия . охрана окружающей среды . Экология человека 1998 № 2 –С-72

28. Попов Ю.В. Богачев В.П. техногенное загрязнение ландшавтов долины реки Каратау // хмия . Охрана окружающей среды. Экология человека Алматы 1997, №1 С-45.

29. Глинка Н.Л. ,Общая хмия М.Наука 1978 г 525-624 с .

30. Антипов В.Г. Влияние дыма и газа, выбрасываемых промышленными предприятиями на сезонное развитие деревьев и кустарников // Ботонический журнал. Киев, 1958. т. 43. N 1. с 73.

31. Битнерович А // Охрана природы и воспроизводства приподных ресурсов М 1999 № 4 С-45.

32. Тэрыцэ К., Менгер Э, Тэрыцэ Х Математическое моделирование влияния Pb²⁺ Zn²⁺ на биологическую активность появы // Экология М 1990, № 2 , С-45.

33.Бахиев А. Воздействие буревых рпабот на растительность //Воздействие техногенных факторов на растительный покров Каракалпакстана ташкент 1992, С 68-83 .

34. Микшевич Н.В. Ковальчук Л.А. тяжелые металлы в системе посва растения животные в зоне действия медплавильного предприятия // Матер 2-ой всесоюзной междунаодной конференции по ТМ в окр и охр. Природы М. 1988 г С 127-129.

35. Дубинин Н.П. Засухина Г.Д. Защитные механизмы клетки в условиях загрязнения окружающей среды. // Вестник АН СССР М 1975 № 11 С76-77.

36.Рапопорт И.А. Открытие химического мутагенеза. //Избранные турды М Наука 1993 С 304.

37. Новиков Ю.В. природа и человек М 1991 14-30 ст

38.Тарабрин В.П. Кондратюк Е.Н. баштаков ВүГ. Фитококтичность органических и неорганических загрязнителей Киев 1993 22-27 ст.

39. Рунова Е.М. Угрюмов Б.И. особенности деградации лесов в районе Братска //Межд. Науч. Конф. Влияние атмосферного загрязнения и др. антропог. и природ. вакторов на дестабилиз. Состояния лесов Центр. Вост. Европы тез.док. М 1996 Т 1 С 39-41 .

40. Михеев А.В. Морфогенез сосны обыкновенной в зоне загрязнения пылю силикатного производства // Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов.- М., 1998, № 2 , с. 58-59

41 Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. М.: Химия, 1974. 5-е издание. -410 с.

42.Бонд А.М. Поляграфические методы в аналитической химии. –М., 1983. -12-21 с.

43.Безуглый В.Д. Полярография в химии и технологииполимеров. –М.: Химия, 1986. -148 с.

44.Бейдеман И.Н. Методика изучения фенологии растений и растительных сообшеств. –М., 1994. -10-15 с.

45 Шильников И.А., Лебедева Л.А., Лебедев С.Н. Факторы, влияюшие на поступление тяжелых металлов в растения // Биология. -1995. -№8. с 68.

46 Патин С.А. Загрязнение мирового океана и его биопродуктивность // Биологические ресурсы гидросферы и их использование. –М., 1979. №4. –с 208-230.

47.Пейве Я.В. Микроэлементы и ферменты // Физиологическая роль и практическое применение микроэлементов. –Рига. 1976. №3 С 5-14.

48 Бигалиев А.Б. Генетика и окружающая среда. Караганда, 1987. с 120.

49 Дубинин Н.П. и др. Генофонд человека и мутагены среды. // Доклады АН СССР. -1990. №1. с 19.