Бударин қорықшасында кездесетін негізгі ағаш және бұта жапырақтары құрамындағы ауыр металдар

 Маусым айында гүлдеп, жемісі шілдеде піседі. Жемісі  — эллипс пішінді, шеті ойық  келген жаңғақша. Шағанның қатты  әрі серпімді сүрегі кеме, темір  жол вагонын, ұшақ жасау өнеркәсібінде  және ағаш бұйымдарын жасауда  қолданылады.

Отаны Солтүстік Америка ( штаты: Жаңа Шотландия, Миннесотадан  Флоридыға дейін). Бізде Juglandifolia . Var түрі кездеседі. [9]

 

 

 

               Сурет 10 -  Америкалық Шаған   - F.americana

 

 

 

Сурет 11 – Америкалық шаған жапырағы

 

4.4 Тұқымдас: Талдар – Salicales Lindl

Туыс: Шегіршін - Вяз  - Ulmus

Түр: Кәдімгі Шегіршін – Вяза гладкого – Ulmus laevis

Биіктігі 15 м-ге жететін ағаш. Кәдімгі шегіршін жиектері үшкір тісті, тақтасы қауырсын салалы жүйкеленіп, кезектесе орналасады. Жапырағының түсі – қою жасыл түсті. Жапырақтарын жайғанға дейін ерте гүлдейтіндіктен, маусымның басында қанатты жемістері пісе бастайды. Шегіршін тұқымдары мен және кесілгеннен кейін қалатын түбіршектерінде ұйқы бүршігінен пайда болатын бұтақтары арқылы көбейеді (сурет 12-13). [9]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 12 -  Кәдімгі Шегіршін – Вяза гладкого – Ulmus laevis

 

Сурет 13 – Кәдімгі шегіршін жапырағы

 

 

 Топырақтың бетінде бірнеше сүректенген бүйірлік өскіндері бар, олардың арасында нақты айқындалған бұтағы жоқ көп жылдық сүректі өсімдік. Басты діңгегі тек жас өсімдіктерде ғана жақсы көрінеді, ол содан кейін жаңа діңгектер, (өскіндер) арасында көрінбей кетеді.

Бұтаның биіктігі 0,8—ден 6м—ге дейін. Жекеленген діңгектердің өмір сүру ұзақтығы көбіне 10—20 жыл, ал тұтас бұтаның өмір сүріу ұзақтығы 400 жыл және одан астам.

4.5 Тұқымдас:  Алхорылар - Prunoidae

Туыс: Алхоры - Prunus

Түр: Шомырт - Prunus spinoza

 Тікенекті шомырт алхоры туысына жатады. Биіктігі 5м – ге жететін қалың болып өсетін тікенекті бұта. Гүлдері көбіне 2-3-ден дараланып орналасады. Жемісі қара көк түсті, шырынды, сүйекті жеміс (сурет 14-15). Жемісінің диаметрі 1см шамасында, дөңгелек пішінді, құрамында 5,5— 8,8% қант, 0,8—2,8% қышқыл бар. Дәмі кермек-қышқылтым, кептірілген жемісін шарап, тосап, мармелад дайындауда пайдаланады.  [7, 10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     Сурет 14 - Шомырт - Терн -  Prunus spinoza

Сурет 15 – Күз кезіндегі Шомырт

 

 

4.6 Тұқымдас:  Итмұрындар - Rosoidae

Туыс:  Бүлдірген - Rubus

Түр:   Мойыл - Rubus Caesius L

 

  Ормандарда , өзен жағалауларында, алқап баурайларында кездесетін жартылай бұта, хамефит, геофит, доминант әрі мезофит. Батыс бөлігі – Үлкен Өзен, Алғай, Фурманова, мухор. Солтүстік бөлігі – Орал жазықтарында Шығыс бөлігі Оралдан кейінгі аумақтарында таралған. Ақ құм (Петренко), Шұбар-Ағаш. Солтүстік бөлігі – Эмба (ув).

Өзегі оңай тамырланады, ал күзде  төбе бүршігінен өседі. Бүкіл қыс бойы қар астында қыстап шығады. Қыста көптеген жануарлар түрлеріне қорек көзі, мысалы қой және ешкіге .

Жемісінің дәмі – қышқыл, құрамында  2,9%  глюкоза,  3,1%  фруктоза  0,3-0,6%  сахароза, және 15 мг шамасында С дәрумені бар. Жемісінен тосап, джем жасалынады.  Жас жапырағынан шай қайнатылады. Жеміс шырыны қышқылды, нейтральды ,және күлгін , күлгін – қара көк түсті (сурет 16). Жапырағынан  кок түске матаны бояуға қолданылады.  Ал шашты қара түске бояуға қолданылады. [7]

Сапалы халықтық медицинада потогенді тұқымының құрамында  майлылығы 3,6 – 12,6% , иондық саны 147,8 – 157,4.

 

 

 

 

 

Сурет 9 - Қара мойыл  -  Ежевика – Fragarіa

5. Негізгі өсімдіктердің жапырақтарындағы ауыр металдар мөлшері

 

 

Өсімдіктер әлемі – Жер бетіндегі тіршіліктің негізі. Адамның өмірі мен жануарлардың тіршілігі атмосфералық оттекті жасаушы жасыл өсімдіктерсіз мүмкін емес.

Орман ілімінің негізін салушы Г.Ф.Морозов, орман бір-біріне ғана емес, сол сияқты олар өздері өсетін топырақ пен атмосфераға да әсер ететін ағаш текті өсімдіктердің жиынтығы деп көрсеткен.

Биосфераның ауыр металдармен ластануы ғылыми техникалық прогресстің аса маңызды проблемаларының бірі болып табылады. Кейбір есептеулер бойынша, бүкіл адамзат қоғамы кезеңінде 20млрд тонна темір өндірілген болса ,оның түрлі техника, құрал жабдықтар, қондырғылардағы мөлшері  6млрд тонна ғана, олай болса 14 млрд тонна темір қоршаған ортаға таралып , ластап отыр деуге негіз бар.  Бұдан басқа жыл сайын өндірілген сынап пен қорғасынның   80-90% биосфераға таралған. Көмір жанған кезде күл және түрлі газдармен бірге қоршаған ортаға таралатын кейбір элементтердің мөлшері олардың өндірілген мөлшерінен де асып түседі.

Қазіргі заманда қоғамның екпінді шаруашылық қызметі биосферада химиялық элементтердің миграциясын (жылжуы) күшейтіп отыр. Оған себеп, қоршаған орта өнеркәсіп өндірісінің, мал шаруашылығының, ірі қалалардың, жанған отынның әр түрлі химиялық заттардан тұратын қалдықтармен ластануда, яғни, біз өмір сүріп отырған ортаның жағдайы мәз емес. Тірі табиғаттың компоненттерін ластайтын көптеген химиялық элементтердің ішінде ауыр металдар соңғы кезде  көбірек назар аудартуда. Оларға бір текше сантиметр көлемінің тығызығы 5 грамнан артығырақ болатын химиялық элементтер тобы жатады. Кезінде ғылыми техникалық әдебиетте  металдарды жеңіл және ауыр деп топтаған. Сонан бастап ауыр металдар тірі организмдер үшін улы деген ұғым қалмай келеді. Салыстырмалы атомдық массасына 40-тан артық болатын металдардың барлығын осы ауыр металдар тобына жатқызуға болады. Алайда, ауыр металдардың барлығы бірдей улы болмайтынын айта кеткен жөн. Олардың ішінде биологиялық маңызы үлкен элементтер бар, мысалы, мыс, мырыш, молибден, темір. Кейбіреулері белгілі концентрацияда тірі организмге өте қажет болғандықтан олар микроэлементтер деп аталады. Демек, ауыр металдар мен микроэлементтер тең ұғымды білдіреді, бірақ олар әртүрлі концентрацияда өздерін түрліше көрсетеді. Кейбіреулерін өте аз мөлшерде өсімдікке тыңайтқыш немесе мал азығына қоспа ретінде қолданылады. Сондай-ақ кейбір ауыр металдардың тірі организмдерді уландыратын қасиеттері бар, мысалы, сынап, кадмий, қорғасын. Сондықтан осы соңғылары қоршаған ортаны ластайтын ең қауіптілері болып саналады. Осылардың ішінде өндірісте және автокөлікте көп қолданылатыны, соған орай айналаға көбірек таралатыны қорғасын. Адамның шаруашылық қызметін қорғасынды айнала ортаға шашыратып, тарататын көзі.

         Қоршаған ортаның жекелеген экотоптарын  алатын болсақ, солардың ішінде  ауыр металдардың ең көп түсетіні  топырақ. Оған себепші болатын  ең алдымен атмосфера. Атмосфераға  ауыр металдар көбіне жер бетінен  көтерілетін шаң тозаңның құрамында  енеді. Сондықтан атмосферадан қар  мен жаңбыр жер бетіне түскенде  олардың құрамында көбінесе қорғасын, кадмий, мышьяк т.б. элементтер болатыны  содан. Атмосфераны негізгі ластайтындардың  қатарында электр стансалар, метал  қорытатын зауыттар, мұнай өнеркәсібі, құрылыс металдарын шығаратын  кәсіпорындар мен автокөлік. Іштен  жанатын қозғағыштар жұмыс істегенде  азоттың, қорғасынның тотықтары, көмірсутектер  т.б. заттар бөлініп шығып, топырақ  бетіне түседі. Бұл жағдайда аталмыш  заттар топыраққа түскен соң, қоректену тізбегі арқылы зат  айналымға енеді. Улы заттар топыраққа  жинала келе оның химиялық  құрамының өзгеруіне себеп болады, содан тірі ағзалар мен ортаның бірлігі бұзылады.

        Топырақта  жиналатын металдарың ауыры бар, басқалары бар, түрлері көп, мысалы, темір (Fe) , қорғасын  (Pb), сынап  (Hg), мыс (Cu) т.б. осылардың ішінде ең  қауіптісі сынап болса, соның  жыл сайын топыраққа 4,0-5,0 мың тоннасы  түсетіні көрінеді, ал өндірілетін  қорғасынның әр тоннасынан қоршаған  ортаға 25,0 келісі түседі.әдетте, ауыр  шаруашылығы аудандармен салыстырғанда  өнеркәсіп өндірісі дамыған аймақтарда  топыраққа 25-27 есе көп қорғасын  түседі екен. Жыл сайын әр шаршы  метр жер бетіне техногендік  жолмен 35,0 келі мыс түседі.  Осы  аталмыш металдардың концентрациясы  ортаның нысандарында көбейген  сайын өсімдіктің өсуі баяулайды, өнімі төмендейді.

      Бар мәліметтерге қарағанда, Республикада топырақ бетінің ауыр металдармен ластануы көбінесе метал өндірісі мен химия өнеркәсіп салаларына қарасты ірі нысандар шоғырланған қалалардың төңірегінде болады. Республиканың табиғат қорғау министрлігінде арнайы зерттеудің нәтижесінде жиналған мәліметтер топырақта қорғасын, мыс, мырыш, кадмий металдары мен басқа ауыр металардың қосылыстары және түсті металдардың көбейіп кеткенін көрсетіп отыр.

Ауыр металдарды топыраққа бірге ала келетін, сол ортада олардың көбірек жиналуына себепке болатын басты көзінің бірі минерал, ең алдымен фосфор тыңайтқыштары. Олардың ондағы мөлшері сол тыңайтқыштарды алатын ішкі заттар мен өңдеу технологиясына байланысты болады.

         Қоршаған ортаның жекелеген экотоптарын  алатын болсақ, солардың ішінде  ауыр металдардың ең көп түсетіні  топырақ. Оған себепші болатын  ең алдымен атмосфера. Атмосфераға  ауыр металдар көбіне жер бетінен  көтерілетін шаң тозаңның құрамында  енеді. Сондықтан атмосферадан қар  мен жаңбыр жер бетіне түскенде  олардың құрамында көбінесе қорғасын, кадмий, мышьяк т.б. элементтер болатыны содан. Атмосфераны негізгі ластайтындардың қатарында электр стансалар, метал қорытатын зауыттар, мұнай өнеркәсібі, құрылыс металдарын шығаратын кәсіпорындар мен автокөлік. Іштен жанатын қозғағыштар жұмыс істегенде азоттың, қорғасынның тотықтары, көмірсутектер т.б. заттар бөлініп шығып, топырақ бетіне түседі. Бұл жағдайда аталмыш заттар топыраққа түскен соң, қоректену тізбегі арқылы зат айналымға енеді. Улы заттар топыраққа жинала келе оның химиялық құрамының өзгеруіне себеп болады, содан тірі ағзалар мен ортаның бірлігі бұзылады. Қауіпті ластаушылардың саны сыртқы ортадағы токсиндік, тұрақтылығын, жинақталуы мен аталған металдардың таралу масштабын ескергенде айтарлықтай аз.

Ауыр металдар көптеген ферменттер құрамына кіріп биологиялық процестерге белсенді қатысады.

 «Ауыр металдар» тобы  көбіне «микроэлементтер» түсінігімен  сәйкес келеді. элементтердің экзогендік, жоғары концентрациясына «микроэлементтер»  термині жарамайды. Ең алдымен  өндірісте кең ауқымда және  көп мөлшерде қолданылатын металдар  зиянды. Олар биологиялық белсенді  және токсинді.

 Ауыр металдардың табиғи  ортаға түсуі табиғи (тау жыныстары  мен минералдардың үгілуі, эрозиялық  процестер,жанартау атқылауы) және  техногенді (пайдалы қазбаларды  өндіру, өңдеу, жанармай жағу, көлік, ауылшаруашылығының әсері) болып  екіге бөлінеді. Өндіру мен өңдеу  табиғи ортаның металдармен ластанудың  күшті көзіне жатпайды. Бұл өндірістердегі  ластанушы заттардың қалдығы  жылуэнергетика қалдықтарынана  әлдеқайда аз. Металлургиялық емес  өндіріс, нақты айтқанда көмірдің  жануы биосфераға ауыр металадардың  түсуінің басты көзі. Жанармай  жануынан атмосфераға тасталатын  қалдықтар ерекше маңыды. Мыс: сынап, кадмий, кобальт, мышьяктың мөлшері  өдірілетін металдардан 3-8 есе көп. ЖЭС-ның бір қазаношағы көмірмен  жұмыс істеп, атмосфераға жылына 1-1,5 т сынап буын шығарады.

Атмосфера ауасында ауыр металдар органикалық және бейорганикалық қосылыс,шаң-тозаң және газ тәріздес түрінде болады. Осы орайда қорғасын, кадмий,мыс,мырыш аэрозольдері субмикронды диаметрі 0,5-1 мкм бөлшектерден, никель және кобальт аэрозольі ірі дисперсті бөлшектерден тұрады (1 мкм аса). Металлургия өндірісінде Ауыр металдар қалдықтары көбіне ерімеген күйде болады. [11]

Зиянды қалдық заттардың қоршаған ортаға түсуі, жиналуы мен миграциясын зерттеу олардың тірі организмдерге енуін нақты бағалауға мүмкіндік береді.

 Қазіргі кезде барлық  табиғи аймақта бақыланып отыратын  негізгі ластаушы заттардың бірі  ауыр металдар. Ауыр  металдар  биологиялық активті,сонымен қатар  олар органикалық қосылыстар  сияқты трансформацияға берілмейді, биологиялық айналымға түскенде  ұзақ сақталады.

Қазіргі уақытта ауыр металдардың қоршаған ортаға ,топырақ пен тірі организмдерге әсері күшейіп келеді. Қазақстан аумағында қоршаған ортаға тұрақты көздерден жылына бес млн тонна ластағыш заттар бөлінеді. Бұлардың ішінде қорғасын мен мыщяктың қосындысы 2000 тоннадан, мыс тотықтары 1,8 мың тоннадан, 11мың тоннадан артық қаракүйе және мыңдаған тонна газ қоспалары(күкірт, азот,көміртегі тотықтары  және органикалық газ қоспалары).[12]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Атомды – абсорбциялық спектрометрия әдісі арқылы ауыр металдарды анықтау

Бударин қорықшасында кездесетін негізгі ағаш және бұталардың жапырақтарындағы ауыр металдарды анықтау барысында мынадай әдістемеге жүгіндім. Маусым – шілде айларында жиналған жапырақтарды (Сурет17) кептіріп зерттеу жұмысында дайындадық.

 

 

 

Сурет 17 – Жапырақ жинау кезінде

 

 

 

 

 

Өсімдік үлгілерінің минерализациясы.

 

   Өсімдік үлгілерінде  ауыр металдарды, соның ішінде Cd, Zn, Cu, Pb,Co, Ni элементтерін анықтауда  атомды – абсорбция әдісі үлкен  маңызға ие.

“Құрғақ” минерализацияны жүргізу және сынақтың ерітіндісін даярлау

 

      Үлгінің  минерализациясын құрғақ озоление  әдісі арқылы жүргізеді. Фарфор  тигельдерін жуғаннан кейін алдымен  құбыр суымен, содан кейін дистилденген  сумен шаяды.Тигельдерді 2 сағат  бойы 520±525˚С температурада пеште  қыздырып, эксикаторда салқындатады. Қыздырылған  тигель эксикаторда  кальций хлоридінің үстінде сақталады.

      Тигельге  шамамен ±0,1 г өлшенген зерттелетін  үлгі навеска (5 г) салынады. Үлгіні  тигельге төменгі бөліктеріне  ауа өтіп тұру үшін тығыздамай  орналастырады. Тигель үлгімен орта  шамасына дейін толтырылады.

      Тигельді  үлгісімен салқын муфель пешіне  орналастырып, оның температурасын 200-250˚С дейін көтереді (түтін пайда  болғанша). Түтін бөлініп болғаннан  кейін пештің температурасын 525±25˚С  жеткізіп, 3 сағат бойы қыздыруды  жалғастырады.

Көмір түйіршіктерінің болмауы материалдың толық күлге айналғандығын көрсетеді.

     Минерализация  нәтижесінде алынған құрғақ қалдыққа 1-5 мл 1:1 азот қышқылын қосамыз, оны  фарфор шыныға салып су моншасына  қалдық құрғап кепкенше қоямыз. Сынақтың ерітіндісін алу үшін  құрғақ қалдықты 2,5 мл 1М азот қышқылында  ерітеді, содан кейін 20-25 мл бидистилденген  су құйып, алынған ерітіндіні  өлшеуіш колбаға құйып 50 мл өлшеп  алады. Стаканды 10-15 мл дистилденген  сумен шайып, шайылған суды колбаға  құямыз. Колбадағы ерітіндіні белгіге  дейін дистилденген сумен толықтырамыз.[13]

 

 

 

 

Зерттелетін ерітіндіні даярлау

     Өнімнің күлділігіне  қарай 1-5 см³ мөлшерлі қалқаға 1:1 қатынасындағы азот қышқылында  қыздыру кезінде күлді тигельде  ерітеміз. Ерітіндіні сулы тұзға  дейін буландырады. Тұнбаны 15-20 см³  азот қышқылында 1% - қ массалық  үлесте ерітіп, 25 см³ мөлшерлі (мерная) колбаға құйып сол қышқылмен  белгіге дейін жеткізеді.