ЛАСТАНҒАН СҰР ТОПЫРАҚ ҚҰРАМЫНДАҒЫ КАДМИЙДІҢ ҚЫЗЫЛША ӨСІМДІГІНЕ ТРАНСЛОКАЦИЯЛАНУЫ

ЛАСТАНҒАН СҰР ТОПЫРАҚ ҚҰРАМЫНДАҒЫ КАДМИЙДІҢ ҚЫЗЫЛША ӨСІМДІГІНЕ ТРАНСЛОКАЦИЯЛАНУЫ

Юлдашбек Давлат Хасанұлы

химия магистрі, Қожа Ахмет Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті,

Қазақстан, Түркістан қ.

TRANSLOCATION OF CADMIUM IN CONTAMINATED SIEROZEM TO BEET PLANTS

Davlat Yuldashbek

Master of Chemistry, International Kazakh-Turkish University named after Khoja Ahmed Yasawi,

Kazakhstan, Turkestan

АҢДАТПА

Өнеркәсіптің қарқынды өсуі мен дамуы, ауыл шаруашылығын индустрияландыру және химияландыру есебінен соңғы жылдары ғылыми-техникалық прогресті жеделдету айтарлықтай артуда, осыған байланысты ауыр металдардың қоршаған ортаға түсуінің техногендік көздерінің көбеюі жалғасуда.

Cd ластанған сұр топырақта өсірілген қызылша өсімдігінің транслокациялық қабілеті шектік рауалы концентрация (ШРК) мәндеріне тікелей байланысты. Егер де ШРК мәні өте жоғары болатын болса, бұл өсімдіктің сіңіргіштік қабілеті мен өнімділік деңгейін төмендетеді. Ал, ШРК мәндері төмен болған кезде, қызылша өсімдігінің сіңіргіштік қабілеті өте жоғары болады.

ABSTRACT

Due to the rapid growth and development of industry, industrialization and chemicalization of agriculture in recent years, the acceleration of scientific and technological progress has significantly increased, and therefore the growth of technogenic sources of heavy metals entering the environment continues.

The translocation ability of beets grown in gray soil contaminated with Cd directly depends on the values of the MPC of heavy metals. If the MPC value is very high, it will reduce the absorbency and yield level of the plant. Meanwhile, at low MPC values, the absorption capacity of beets is very high.

Кілт сөздер: Сұр топырақ, кадмий, вермикомпост, қызылша, транслокация.

Keywords: sierozem, cadmium, vermicompost, beetroot, translocation.

Кіріспе

Соңғы кездері ауыр металдар термині ластаушы заттардың ең көп таралған үлкен бір тармағы болып есептелінеді. Әр түрлі ғылыми және қолданбалы жұмыстарда авторлар бұл ұғымның мағынасын түрлі жолдармен түсіндіреді. Осыған байланысты ауыр металдар тобына жататын элементтердің саны кең ауқымда өзгеріске ұшырап отырады.

Ауыр металдардың қоршаған ортаға түсуі адамдардың белсенді өмір сүруіне байланысты болып отыр. Қоршаған ортаны ауыр металдармен ластайтын ең негізгі өнеркәсіп салалары: қара және түсті металлургия, қатты және сұйық отындарды өндіру, тау-кен өңдірісінің кешендері, шыны, керамика, электротехника өнеркәсіптері және т.б [1].

Кадмийдің қосылыстары қоршаған ортаға түскенде ауаны, суды, топырақты ластайды және де осы аймақта тіршілік ететін өсімдіктер мен жануарлардың ағзаларына енеді.

Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластану проблемасының өзектілігі, ең алдымен, олардың адам ағзасына әсер етуі бойынша кең ауқымда түсіндіріледі. Ауыр металдардың арасында биота үшін уыттылықтың алғашқы орындарының біріне Cd элементі кіреді. Ол SH-топтары арқылы бірқатар ферменттердің белсенділігін тоқтатады, биоконцентрациялау арқылы канцерогенді әсерге ие [2].

Топырақта кадмийдің жинақталуы, оның құнарлылығын, микробиологиялық белсенділігін, өсімдіктердің өсуін және дамуын, сондай-ақ өсімдік шаруашылығы өнімдерінің сапасын төмендетеді [3]. Топырақтағы кадмийдің жай (фондық) концентрацияларын өсімдіктер тамыр жүйесі арқылы реттей алады. Жоғары концентрация кезінде өсімдіктердің қорғаушы және реттеуші механизмдері кадмийдің вегетативті ағзаларға кіруіне төтеп бере алмайды.

Өсімдік биомассасындағы кадмийдің таралуы келесідей: олардың көпшілігі тамырларда, тамыртұқымдастарда, түйнектерде, аздаған мөлшерде өсімдіктің жасыл бөлігінде және өте аз мөлшері жемістерде жинақталады [4].

Кадмийдің топырақтың уыттылығына әсерін төмендету мәселесінің өзектілігі, осы ластаушы заттың табиғи өзін-өзі тазалау механизмдерінің іс жүзінде жоқтығына байланысты, өйткені ол миграциялану кезінде тек орналасу формасын немесе мөлшерін ғана өзгертеді.

Әлемдік тәжірибелерде топырақты кадмийдің қосылыстарынан тазалаудың кең ауқымды әдістерінің бірі ретінде өсімдіктер қолданылады. Фиторемедиацияның бірыңғай технологиясы жоқ, өйткені өсімдіктердің белгілі бір түрін таңдау тазаланатын топырақтың қандай географиялық аймақта орналасуына тікелей байланысты болады [5].

Соңғы жылдары фитоэкстрация әдісі арқылы кадмиймен ластанған топырақты тазалауға арналған гипераккумуляторлы өсімдіктерді қолдану зерттеуші ғалымдардың назарын аударуда. Мұндай өсімдік- аккумуляторларының бірі – қызылша болып есептелінеді. Қызылша жоғары сіңіргіштік қабілетке ие өсімдіктердің бірі түрі.

Зерттеу мақсаты – Түркістан қаласының қоқыс полигондарының жақын маңайында орналасқан жерлердегі топырақты кадмийден тазартудың тиімді жолдарын қарастыру болып табылады.

Зерттеу нысаны мен әдістері

Зерттеу нысандары ретінде Оңтүстік өңірінің сұр топырағы, кадмийдің тұздары, ауыл шаруашылық қалдықтары мен жеміс-жидек қалдықтарынан дайындалған вермикомпост және зерттелетін қызылша өсімдігі алынды. Топырақ құрамына химиялық талдау жұмыстары жүргізілді, яғни вольтамперометриялық, сапалық, сандық анализдер және басқада белгілі классикалық әдістер қолданылды.

Тәжірибелік жұмыстар жәшіктік әдіс бойынша жүзеге асырылды (сурет 1). Түркістан өңірінің сұр топырағы Cd-дің 0,5, 2,5, 5 ШРК көлемінде жасанды түрде ласталды. Жасанды түрде ласталған жәшіктердегі топыраққа қызылша өсімдігі егілді.

Жалпы кадмийдің топырақ және өсімдік құрамындағы мөлшерлері вольтамперометриялық әдіс арқылы «TA-Lab» құрылғысының көмегімен, азоттың мөлшері титриметриялық әдіспен, топырақтағы фосфордың жыжымалы түрі Мачигина әдісімен, гумус Тюрин әдісімен, ауыспалы күйдегі негіздердің мөлшері Каппен-Гилькович әдісі бойынша анықталынды.

Сұр топырақ құрамындағы гумустың мөлшері – 1,0-1,2%, жалпы азот 0,09-0,18%, жылжымалы фосфор –9,1-26,0 мг/кг және ауыспалы күйдегі негіздердің жалпы мөлшері – 23,6-26,9 мг-экв/100 г құрады. Бұл өңірдің топырағы қарашірігі аз, ылғалдылығы төменгі деңгейде, яғни өсімдіктердің өсуіне ылғалдылық жеткіліксіз, сұр немесе сұр құба түстес болып келеді.

Қызылша өсімдігінің өсіп даму кезеңдері төмендегі суретте келтірілген (сурет 1).

Сурет 1. Қызылша өсімдігінің даму кезеңдері

Вегетациялық кезең аяқталғаннан кейін қызылша өсімдігінің сабағы, жемісі және топырағы жиналып алынды және зертханалық жағдайда кептіріліп лабораториялық зерттеу жұмыстары жүргізілді.

Нәтижелер мен талқылау

Ауыр металдардың топырақ жүйесіндегі қызылша өсімдігінің сабағы мен жемісіне транслокациялану көрсеткіштері 1-ші кестеде келтірілген.

Кесте 1.

Ауыр металдардың қызылша өсімдігінің сабағы мен жесіне транслокациялануы

Кадмиймен ластанған сұр топырақта өсірілген қызылша өсімдігінің өнімділігі мен сапалық деңгейлері, бұл металдың концентрациясы төмендеген сайын артатындығы және ондағы фотосинтез процесінің қарқыны жоғарылайтындығы анықталды.

Сd ластанған топырақты тазартуда вермикомпостты қолданған кезде, егілген қызылша өсімдігінің сіңіргіштігі концентрациясы жоғарылаған сайын артатындығы, ал өнімділік көрсеткіштері керісінше төмендейтіндігі дәлелденді. Қызылша өнімділігінің төмендеуі кадмийдің қосылыстарын жақсы сіңіре білетіндігін сипаттайды.

Кадмий ауыр металдардың ішіндегі уыттылығы ең жоғары металдардың бірі болып есептеледі. Бұл металдың топырақ жұйесінде өсетін өсімдік ағзаларында жинақталуы, оның жапырақтары мен сабағының түсін қою қызыл түске өзгертіп жібереді. Өсімдіктің өсуі нашарлайды, тіпті жойылып кетуі де мүмкін. Кадмийдің топырақ құрамындағы концентрациясы 30  мг/кг–нан жоғары болса, сол жерде өсетін өсімдіктер толығымен жойылады.

Қорытынды

Зерттеу жұмыстарының нәтижесінде кадмиймен ластанған топыраққа егілген қызылша өсімдігінің сіңіру қабілеті анықталынды. Қызылша өсімдігінің Cd сіңіргіштігі жоғары екендігі дәлелденді. Сонымен қатар, бұл зерттеуге таңдалып алынған өсімдіктердің өнімділігі ауыр металдың концентрациясы артқан сайын төмендейтіндігі дәлелденді.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1. Чикенева И. В. Последствия влияния тяжелых металлов на окружающую среду в зоне воздействия промышленных предприятий // Научно-методический электронный журнал Концепт. Киров. – 2013. – № 12. – С. 27.
2. Costa C., Morel J.L. Cadmium uptake by Lupinus albus (L.): cadmium excretion, a possible mechanism of cadmium tolerance // J. Plant Nutr. – 1993. –Vol. 16. –P. 1921-1929.
3. Кудрявцев Д.В. Влияние биопрепаратов на рост и развитие растений в условиях кислой среды // Обеспечение высокой экономической эффективности и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях: материалы Межд. научн.конф. – М.: Агроконсалт. – 2003. – С. 184-187.
4. Тарнов Р.В. Транспорт, распределение и токсическое действие металлов // Физиология растений. – 2014. – Т. 51. – С. 241-248.
5. МУ 31-11/05. Количественный химический анализ проб почв, тепличных грунтов, илов, донных отложений, сапропелей, твердых отходов. – Томск. – 2005. – С. 11-15.