11,56 0,18
0,84
0,00
0,14
0,02
0,02
Фоновый
А-3
0,01
0,67
0,04
0,09
0,00
0,09
0,01
0,02
Зона I
А-I
0,01
0,16
0,05
0,04
0,00
0,08
0,01
0,02
Зона II
А-II
0,01
11,56 0,41
1,53
0,00
0,14
0,02
0,02
Зона III
А-III
0,01
2,16
0,32
0,50
0,00
0,12
0,02
0,03
Зона IV
А-IV
0,01
2,54
0,15
0,32
0,00
0,08
0,01
0,02
Восточный
Б
0,00
0,40
0,05
0,07
0,00
0,22
0,02
0,03
Фоновый
Б-2
0,00
0,40
0,05
0,06
0,00
0,22
0,02
0,03
Зона V
Б-V
0,01
0,24
0,06
0,07
0,00
0,05
0,01
0,01
Южный
В
0,01
0,29
0,03* 0,04
0,00
0,09
0,02
0,02
Исходя из показателей данной таблицы можно выделить следующее: в целом блок А, как и
следовало ожидать, значимо выделяется высокими значениями всех радиационных параметров:
концентрации отдельных нуклидов (величина средних значений, коэффициенты вариации
распределения), а так же и взаимосвязям содержаний от блоков Б и В. В пределах центральной части
области (Северо-Казахстанская возвышенность) на площадях с широким развитием гранитоидов с
повышенной активностью урана, широко развиты грунтовые воды с высокими концентрациями
радона в колодцах (до 1400 Бк/л) [5].
Это создает предпосылки как для поступления радона в воздух помещений с водами
хозяйственно-питьевого назначения, так и для образования аномальных потоков радона в атмосферу
из грунтовых вод через вышележащие горизонты, обычно небольшой мощности [6].
185
Высокие активности радона из трещинных вод (до 2300 Бк/л) могут поступать по интенсивно
переработанным, хорошо проницаемым тектоническим зонам в почвенный воздух и далее - в
помещения.
Эти источники радона вкупе с высокими концентрациями Ra-226 (предшественник радона)
непосредственно в почвах и грунтах при несоблюдении необходимых радиоэкологических
требований к качеству строительства, устройству вентиляции и т.п., приводят к накоплению радона в
воздухе помещений в недопустимых масштабах[7].
Акмолинская область характеризуется целым рядом факторов подтверждённого прямого
воздействия ионизирующего облучения на население. Это внешнее и внутреннее облучение путем
ингаляции продуктов распада радона и долгоживущих радионуклидов с атмосферной пылью,
повышенные концентрации радона, урана и радия в водах хозяйственно-питьевого назначения.
Учитывая достаточно высокую плотность населения в сельских районах, эти факторы могут
обусловить и высокие значения эффективной коллективной дозы облучения, т.е. величины
коллективного пожизненного риска возникновения стохастических эффектов облучения.
Заключение
В границы области практически полностью входит крупнейшая Северо-Казахстанская
ураново-рудная провинция эндогенного типа. В настоящее время степень радиационной опасности в
её пределах определяется следующими основными региональными и локальными факторами:
1.
Высокая степень геохимической специализации пород на уран и торий – в северо-западном
блоке они могут занимать до 10-15% от общей площади; активность урана-238 до 190 Бк/кг (среднее
– 150 Бк/кг), тория-232 до 240 Бк/кг (среднее – 185 Бк/кг).
2.
Высокая активность радона в подземных трещинных и грунтовых водах – до 400 Бк/л.
3.
Многочисленные рудные узлы площадью до 100 кв. км с крупными месторождениями
урана; активность урана и тория в первичных и вторичных ореолах в их пределах – сотни и до
первых тысяч Бк/кг.
4.
Отвалы радиоактивных пород, образованные при отработке месторождений урана и ряда
современных действующих горнодобычных предприятий (месторождение золота Васильковское).
5.
Высокая радиоактивность природных вод.
6.
Высокая активность почв и атмосферной пыли.
Выводы
Таким образом, радиационная обстановка территории Акмолинской области обусловлена
следующими факторами:
-Геохимические процессы, создающие условия для миграции радионуклидов из
геологических формаций в окружающую среду;
-Техногенные процессы, создающие условия для миграции радионуклидов из геологических
формаций в окружающую среду;
Литература
1.
Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии: учебное
пособие. – Томск: STT, 2009. – С. 60-151
2.
Отчет по мероприятию “Изучение радиационной обстановки на территории Республики
Казахстан” в рамках бюджетной программы 011(за период 2004-2008гг.)
3.
Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Республике
Казахстан / Главный редактор А.Р. Медеу. Алматы, 2010. – С. 68-120
4.
Геологическая карта Казахстана. Масштаб 1:1000000./Гл. редактор Г.Р. Бекжанов. – СПб.:
ВСЕГЕИ, 1997. – Л.10
5.
Севостьянов В.Н. Проблема радонобезопасности в Казахстане. – Алматы: КазгосИНТИ, 2004. – С.
145-180
6.
Софронова, Л.И. Влияние отходов ураноперерабатывающих предприятий Северного Казахстана
на состояние компонентов экосистем [Электрон. ресурс]. – 2008. – URL
https://dvs.rsl.ru/semgu/Vrr/SelectedDocs?docid=/rsl01000000000/rsl01000336000/rsl01000336940/rsl0100
0336940.pdf
(дата обращения: 27.02.2016).
7.
Оценка радиоэкологической ситуации в районе расположения предприятия по добыче и
переработке
урановых
руд
[Электрон.
ресурс].
–
2012.
–
URL
https://dvs.rsl.ru/semgu/Vrr/SelectedDocs?docid=%2Frsl01005000000%2Frsl01005502000%2Frsl01005
502794%2Frsl01005502794.pdf
(дата обращения: 27.02.2016)
186
БҰЛ МАҚАЛАДА АҚМОЛА ОБЛЫСЫНЫҢ ІРГЕЛЕС АУМАҚТАРЫНДА ҚОПСЫТЫЛҒАН
УРАН ШАХТАЛАРЫНЫҢ ТАБИҒИ-ГЕОЛОГИЯЛЫҚ ЖӘНЕ РАДИАЦИЯЛЫҚ
СИПАТТАМАЛАРЫ ТАЛДАНҒАН
А.А. Кузнецов, К.Н. Апсаликов
Мақалада Ақмола облысының уран шахтасының жағдайы, аймақтағы, радиоэкологиялық
жағдайдың, туындауы, зерттеу, нысанының нәтижелері турасында ақпарат келтірілді.
Аймақтағы өндірістеу қалдықтарын қосқандағы минералды шикізаттың түрлері мен
деңгейлері, оның сол аймақта бөлінуі деректемелері көрсетілді.
THE ANALYSIS OF THE NATURAL GEOLOGICAL AND RADIATION CHARACTERISTICS
OF THE TERRITORIES ADJACENT TO THE DECULTIVATED URANIUM MINES OF
AKMOLA REGION
A.A.Kuznetsow, K.N. Apsalikov
The research work presents the results of a study of factors causing the radiological situation in
the areas adjacent to the decultivated uranium mines of Akmola region. The article contains the data on
the distribution, levels and types of mineral raw materials, including waste products.
ӘОЖ:631.4:579(045)
А.П. Науанова,
1
Э.М. Баимбетова,
1
К. Тэх Бун Сунг
2
С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
1
, Университет Путра Малайзия
2
АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ ЖӘНЕ КӨМІР ӨНДІРІСІ ҚАЛДЫҚТАРЫНДА ӘРТҮРЛІ
МИКРОАҒЗАЛАР ТОПТАРЫНЫҢ ТАРАЛУЫ
Аннотация: Ауыл шаруашылығы және көмір өндірісі қалдықтарына микробиологиялық
сараптама жасау арқылы микроағзалардың барлық топтары аталған субстраттардың бетінде
көбеюге қабілетті екенін көрсетті. Мысалы, көмір қалдықтарында бөліп алынған микроағзалардың
ішінде бактериялар басым, ал актиномицеттер мен саңырауқұлақтар саны азырақ кездеседі.
Өсімдік қалдықтарында да аталмыш микроағзалар кеңінен таралғаны анықталды.
Микробиологиялық тәсілмен құрамдастырылған микробиологиялық тыңайтқыш жасау үшін ауыл
шаруашылық және көмір өндірісі қалдықтарынан бактериялардан - Bacillus mesеnteriсus, Bacillus
megantherium, Sporolactobacilus inutinus, Sporosarcina ureae, саңырауқұлақ - Curvularia interseminata,
Curvularia maculans, сондай-ақ актиномицет Streptomyces candidus штамдары бөлініп, әрі қарай
белсенділігі жоғары штамдар микробиологиялық тыңайтқыштар жасауға қолдануға іріктеледі.
Кілт сөздер: аммонификаторлар, минералдану коэффициенті, иммобилдену коэффициенті,
колония түзуші бірлік.
Қазіргі кезде Қазақстанның егіншілік жүйесінде топырақ құнарлығын жақсарту мен сақтау
басты өзекті мәселеге айналып отыр [9, 7, 4]. Тыңайтқыштардың қымбат тұруы және де оларды
қолдану салдарынан түрлі келеңсіз жағдайлардың туындауы, жергілікті тыңайтқыштарды қолдануға
деген қызығушылықты арттыруда [5, 1, 17]. Егіншілікте заттар айналымына күшті әсер ететін шара-
органикалық тыңайтқыштар енгізу. Органикалық тыңайтқыштар топырақ құрамына кешенді әсер
етіп, өсімдіктерге қажетті қоректік элементтермен толықтырады, топырақтың химиялық,
агрохимиялық және физикалық қасиеттерін жаксарта отырып, топырақтың биологиялық
белсенділігін арттырады. Сондай-ақ топырақтың құрамындағы қоректік заттардың жылжымалы,
сіңімді түріне айналып, мобилизациялануын туындатады. Осыған орай ауыл шаруашылық
қалдықтарын таңдау маңызды болып саналады, шаруашылық қалдықтардың бірі сабанның
органикалық тыңайтқыш ретінде ерекше бағалануы оның гумификациялану коэффициентінің жоғары
болуымен байланысты. Сабанның 1 тоннасынан 180 кг қарашірік, ал көңнен 50-60 кг қарашірік
түзіледі [2].
Тыңайтқыш ретінде қолданылатын көмір қалдықтары да топырақ микрофлорасы үшін
қоректік заттар мен энергия көзі ретінде қолданылады. Органикалық заттарды минералдау
187
барысында микроағзалар тобы өздерінің тіршілік әрекетін айтарлықтай белсендіреді. Нәтижесінде
топырақ қол жетімді элементтермен байиды [12]. Топыраққа көмір тау жыныстарын енгізгенде еркін
тіршілік ететін бактериялардың тіршілік әрекеті жақсарып, олардың атмосферадан молекулалық
азотты сіңіру қабілеті 10 есе арттатыны белгілі [11].
Осылайша ауыл шаруашылығы қалдықтары мен көмір қалдықтарын, заманауи органикалық
заттарды компостау арқылы ферментациялау арқылы топырақ микрофлорасының негізінде
биотыңайтқыштар жасауға болады. Тыңайтқыш жасаудың осындай қадамы өнеркәсіптік емес көмір
заттардың ұзақ уақыт бойы топыраққа қажетті гуминді және басқа да пайдалы заттарды
синтездеуімен байланысты.
Биотехнологиялық жолмен қалдықтарды қайта өңдеуде микроағзаларды қолданудың
болашағы зор. Биотехнологиялық потенциал артуынан әртүрлі салаларда микроағзалар
консорциумдарын Г.А Завариннің мәліметтері бойынша өндірісте микробтар қауымдастығын дұрыс
қолдану арқылы өнімнің экономикалық құндылығын 10 есе арттыруға болатындығы анықталған [3].
Мысалы, топырақта таралған саңырауқұлақтар – біркелкі және көпжақты таксономиялық
қатынастағы сапротрофты ағзалар тобы. Олар топыраққа түскен барлық жан-жануарлар мен әсіресе
өсімдік текті қосылыстардан жаңа түзілісті органикалық қосылыстар түзеді [8].
Ғылыми зерттеу жұмысының мақсаты – ауыл шаруашылық дақылдарының өнімділігінің
сапасы мен санын арттыру мақсатында топырақ құнарлылығын тұрақтандыру мен арттыру, негізгі
қасиетін оңтайландыру үшін қолданылатын құрамдастырылған микробиологиялық тыңайтқыш
қоспасын жасауға таңдалған ауыл шаруашылық және көмір өндірісі қалдықтары компоненттерінде
пайдалы топырақ микроағзаларының көбеюі мен органикалық заттардың минералдану және
иммобилдену коэффициенттерін анықтау болып табылады.
Зерттеу материалдары ретінде: ауыл шаруашылық қалдықтары – бидай, ноқат, тары сабаны,
Екібастұз, Майкүбі көмір қалдықтары, күл мен шірінді, қи алынды.
Тәжірибелер зертханалық жағдайда С. Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық
университетінің микробиология зертханасында жүргізілді.
Органикалық қалдықтар мен көмір қалдығында мекендейтін топырақ микроағзалары Н.А.
Красильниковтың сұйылту әдісі бойынша қатты қоректік орталарға себілді [10]. Азоттың
органикалық түрлерін сіңіретін бактерияларды ет пептонды агар (ЕПА), азоттың минералды түрлерін
сіңіретін бактериялар крахмалды аммиакты агар (КАА), мицелийлі саңырауқұлақтар Чапек-Докс
(ЧД) және картопты агар (КА) қышқыл ортасында, аэробты целлюлоза ыдыратушы бактериялар
Гетчинсон қоректік ортасында, актиномицеттер Гаузе қоректік ортасында анықталды. Тәжірибе бес
қайталымда жүргізілді. Петри табақшалары 3-7 тәулік бойы 28-30
0
С температурада өсірілді. Өсіру
мерзімі аяқталғаннан соң микроағзалардың колония түзуші бірлігі анықталды.
Микробиологиялық сараптама жүргізу барысында өскен колониялардағы микроағзалардың
жалпы саны және 1 мл колония түзуші бірлігі (КТБ) [16] төменде келтірілген формула бойынша
есептелді:
,
10
v
x
η
α
=
Μ
(1)
мұндағы α— өскен колониялар саны;
10
n
— сұйылту дәрежесі;
— себу мөлшері (0,01 мл).
Аммонификаторлар (ЕПА) мен нитрлеушілер (КАА) КТБ анықтай отырып, қосымша
Мишустин бойынша минералдану және иммобилдену коэффициенті есептелді. Минералдану
коэффициенті КАА ортасында азоттың минералды түрін сіңіретін бактериялардың ЕПА ортасында
азоттың органикалық түрін сіңіретін аммонификатор бактерияларға (КАА/ЕПА) қатынасымен
анықталды.
Азоттың иммобилдену коэффициенті К
иммоб
ЕПА/КАА қатынасымен анықталды. Топырақта
азот түзуші қосылыстарды микробиологиялық түзілістер органикалық заттарды тасымалдау
коэффициенті Т
моб
= (МПА + КАА) / (МПА/КАА) [6] арқылы анықтады.
Әртүрі эколого-трофикалық топтағы микроағзалардың құрылымы, саны мен қатынасына
топырақтағы қарашірік қоры айтарлықтай әсер етеді. Неғұрлым қарашірік көп болса, соғұрлым
еритін органикалық қосылыстар түзіледі. Әсіресе бұл биоклиматтық жағдайға ұқсас тыңайған
топырақтарда өзекті. Топырақта қарашірік қосылыстарының артуы азотты және көмірсу құрылымды
188
қосылыстардың минералдануын күшейтіп, осы кезде органикалық заттардың көп мөлшерде
төмендеуіне де әкелуі мүмкін.
Микробиологиялық талдау нәтижесінде өсімдік қалдықтары мен көмір қалдықтары, қида
микроағзалардың барлық топтары аталған субстраттардың бетінде көбеюге қабілетті екенін көрсетті,
түрлі қоректік орталарда микроағзалардың негізгі топтары анықталды. Түрлі қоректік орталарда
аталған субстраттарда мекен ететін, микроағзалардың негізгі топтары бөліп алынды. Азот пен
көмірсу қосылыстарын және органикалық қалдықтарды тасымалдауға қатысатын, агрономиялық
құнды микромицеттер саны өсімдік қалдықтарында, көмір қалдықтарына қарағанда жоғары болды.
Аммонификатор бактериялар минералды азот түзуші бактериялармен салыстырғанда күлде
(0,24 млн/г), Екібастұз көмір қалдығында 0,32 млн/г болса, Майкүбі көмір қалдығында
аммонификатор бактериялар 0,26 млн/г минералды азот формасын сіңіретін бактериялардан (0,18
млн/г) басым түсті. Микроағзалардың басқа топтарынан саңырауқұлақтар мен актиномицеттер де
бөлінді (кесте 1).
Сонымен көмір қалдықтарында бірінші орында бактериялар, екінші орында актиномицеттер
таралып, саңырауқұлақтардың санының аз болуы ортаның сілтілі болуы әсерінен деуге болады,
саңырауқұлақтар үшін орта қышқылды болуы оңтайлы нәтиже көрсетеді. Талдау нәтижесінде жалпы
микроағзалардың негізгі топтары Екібастұз, содан кейін Майкүбі көмір қалдықтары мен күлде болды.
Әр түрлі органикалық өсімдік қалдықтарын қарастырғанда аммонификатор бактериялар мен
нитрлеуші бактериялар бір деңгейде болды.
Азоттың минералды түрін сіңіретін бактериялар жоғары мөлшерде өсімдік қалдықтарынан
ноқат сабанында 1,2 млн/г болды. Басқа органикалық қалдықтарында аммонификатор бактериялар:
қида 0,78 млн/г болса, шіріндіде 1,4 млн/г жетті.
Кесте 1 - Микроағзалардың түрлі субстраттарда өсу қарқындылығы
Субстрат
Қоректік орта түрлеріндегі микроағазалар топтары
ЕПА
КАА
ЧД
КА
Гаузе
Гетчинсон
ба
кт
ер
ия
,
м
лн
/г
ба
кт
ер
ия
,
м
лн
/г
са
ңы
рау
құ
ла
қ,
мы
ң/
г
са
ңы
рау
құ
ла
қ,
мы
ң/
г
ак
тино
миц
еты
,
мы
ң/
г
ба
кт
ер
ия
,
м
лн
/г
Күл
0,24
0,4
0,1
0,2
-
0,2
Екібастұз көмір
қалдықтары
0,32
0,5
0,9
-
12,0
0,4
Майкүбе көмір
қалдықтары
0,18
0,26
0,1
-
-
0,4
бидай сабаны
0,6
0,7
15,0
15,0
1,0
0,4
ноқат сабаны
0,8
1,2
5,0
10,0
10,0
0,8
тары сабаны
0,1
0,1
7,0
15,0
-
-
арпа солоды
0,2
1,1
9,0
-
-
0,07
шірінді
1,4
1,4
8,0
3,5
1,0
-
қи
0,78
0,6
10,0
20,0
-
0,2
Органикалық қалдықтарда саңырауқұлақтардың саны (бидай сабанында 15 мың/г, қида 20
мың/г) актиномицеттермен салыстырғанда жоғары болды. Алайда өсімдік қалдықтары ішінен ноқат
сабанында актиномицеттердің өзге өсімдік қалдықтардан 10 мың/г артық екені байқалды. Қида
актиномицеттердің таралуы байқалмады, бұл ортаның өте қышқылдығы салдарына байланысты
болуы мүмкін.
Топырақта минералдану үрдісінің белсенділігін органикалық және минералдық азотты
сіңіруші бактериялардың қатынасы анықтайды. Топырақта минералдану үрдісінің жүруіне азоттың
минералды түрін сіңіретін микрофлораның дамуы органикалық азотты сіңіретін микрофлора есебінен
189
жүреді [13]. Минералдану коэффициенті КАА ортасындағы аммиакты азот түзуші микроағзалардың
ЕПА ортасындағы топырақтың белокты заттарын түзуші микроағзаларға қатынасын анықтайды.
Зерттеу нәтижесінде субстраттарда органикалық заттарды ыдырататын микрофлора саны
артып, органикалық заттарды минералдаушы микроағзалар мөлшері кеміді. Күл субстратында
минерализация коэффициенті 1,67 құраса, Екібастұз және Майкүбі көмір қалдықтарында 1,44 және
1,56 жетті. Органикалық қалдықтардан арпа солодында 5,5 болса, бидай сабаны 1,2 құрады. Бұл азот
қосылыстарының минералдауға бағытталған микроағзалар белсенділігінің күшею тенденциясының
куәсі (сурет 1).
Жас қида органикалық қалдықтарды ыдыратушы микроағзалар белсенді дамуының
салдарынан минералдану коэффициентінің төмен болуын көрсетеді, алайда иммобилдену
коэффициенті жоғарылады. Қида орта қышқылдығына байланысты органикалық заттардың ыдырау
қарқындылығы төмендеп, минералдану коэффициенті ≤ 1 болуы органикалық заттардағы азоттың
минералдануының төмен дәрежеде екенін көрсетеді. Шіріндіде азоттың органикалық және
минералдық түрін сіңіретін бактериялардың кездесу жиілігі шамамен бірдей көрсеткіштер көрсетті.
Өсімдік қалдықтарынан ноқатта минералды азот түрін сіңіретін бактериялардың да көп
болуы, минералдану коэффициенінің (1,5) жоғарылауына әкелді. Мұндай субстраттардың
минералдану үрдісі және органикалық заттардың минералдануы белсенді жүруі және қарашірік түзу
үрдісі жоғарылауы, нәтижесінде органикалық заттардың субстраттағы тасымалау коэффициенті
артуы мүмкін.
Иммобилдену коэффициенті топырақ микробоценозының амилазалық белсенділігінің дамуын
көрсетіп, топырақта көмірсу тасымалдау белсенділігі мен еркін азотты байланыстырады.
Нәтижесінде топырақтағы азоттың минералды қосылыстары қайта органикалық түрге көшеді. Ол
жоғары болса (> 1) иммобилизация үрдісі қарқынды жүріп, топырақты аммиакты азотпен қамтамасыз
етіп, нәтижесінде аммонификатор бактериялардың қарқынды дамуына әкелді.
Т
моб
коэффициенті жоғарылауы ауыл шаруашылық қалдықтарында микробиологиялық
үрдістерге бағытталғанын көрсетіп, өсімдік қалдықтарының қарқынды ыдрауынан топырақтың
потенциалды құнарлығының сақтайды.
0
2
4
6
Минералдану коэффициенті
Иммобилдену коэффициенті
Органикалық заттарды тасымалдау коэффициенті
күл
Екібастұз көмір қалдығы
Майкүбі көмір қалдығы
бидай сабаны
ноқат сабаны
тары сабаны
арпа солоды
шірінді
қ
и
Сурет 1 – Зерттеуге алынған субстраттардың микробиологиялық белсенділігі
Микробиологиялық тәсілмен құрамдастырылған микробиологиялық тыңайтқыш қоспасын
жасау үшін көмір өндірісі қалдықтарынан және өсімдік шаруашылығы қалдықтарынан бидай сабаны
құнды компонент болып табылады. Аталған субстраттарда микроағзалардың барлық тобы белсенді
дамығанын байқаймыз.
Ауыл шаруашылық және көмір өндірісі қалдықтарында пайдалы топырақ микроағзаларының
таралуын анықтау үшін, микробиологиялық сараптама жасалды. Талдау нәтижесінде
микроағзалардың барлық топтары аталған субстраттардың бетінде көбеюге қабілетті екенін көрсетті.
Жалпы көмір заттарының беткі қабатынан көбінесе бактериялар, кейін актиномицеттер мен
саңырауқұлақтар дамыса, сабанның бетінде бактериялар мен саңырауқұлақтар актиномицеттерден
түрінен басым болды. Микробиологиялық тәсілмен құрамдастырылған микробиологиялық
тыңайтқыш жасау үшін ауыл шаруашылық және көмір өндірісі қалдықтарынан Bacillus mesеnteriсus,
Bacillus megantherium, Sporolactobacilus inutinus, Sporosarcina ureae бактериялары, Curvularia
interseminata,
Curvularia
maculans
саңырауқұлақтары,
сондай-ақ
Streptomyces
candidus
190
актиномицетінің штамдары бөлініп, әрі қарай белсенділігі жоғары штамдар микробиологиялық
тыңайтқыштар жасауға қолдануға іріктелді.
Достарыңызбен бөлісу: |