Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-генетическая оценка состояния экосистем нефтепромыслов Жылыойского раона Атырауской области

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-генетическая оценка состояния экосистем нефтепромыслов Жылыойского раона Атырауской области"

УДК 575.224.504.53.054

На правах рукописи

РГк од

Ищанова Наталья Ермековна

2 4 ИЮП 2000

ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМ НЕФТЕПРОМЫСЛОВ ЖЫЛЫОЙСКОГО РАЙОНА АТЫРАУСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Республика Казахстан Алматы 2000

Работа выполнена на кафедре экологии и почвоведения биологического факультета Казахского Государственного Национального Университета имени аль-Фараби

Научный руководитель - доктор биологических наук,

профессор Бигалиев А.Б.

Официальные оппоненты - Член-корреспондент АН РК,

доктор биологических наук, профессор Шигаева М.Х.

кандидат биологических наук, Айдарханова Г.С.

Ведущая организация - Государственный университет «Семей»

Защита диссертации состоится « У/ » июля 2000 г. в // часов на заседании диссертационного Совета Д14А01.06 в Казахском Государственном Национальном Университете имени аль-Фараби по адресу: 480078, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71, Учебный корпус ГУК - 6 КазГУ, биологический факультет, ауд.214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КазГУ им. аль-Фараби

Автореферат разослан « 10 » июня 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук Р.Х.Достанова

е мт, о

п. (? ,?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Важное место в экономике Казахстана занимает нефтедобывающая промышленность, так как она вносит весомый вклад в наращивание экспортного потенциала. Вместе с тем, данная отрасль является одним из гласных источников загрязнения природной среды. К регионам повышенной экологической опасности в Казахстане относится Атырауская область, которая по разведанным запасам органического и минерального сырья занимает одно из ведущих мест в мире (Насыров, 1996; Диаров, 1997; Чердабаев, 1997). В Атырауской области одним из значительных источников загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами является Жылыойский район, так как на его территории размещены нефтедобывающие предприятия, такие как Кульсары, Тенгиз, Саркамыс, Каратон, Королевское, Прорва и др., многие из которых являются перспективными и будут эксплуатироваться десятилетиями.

Опасность загрязнения при добыче нефти в данном регионе возникает из-за сложного геологического строения нефтегазоносных пластов, высокого давления и флюоидального состава нефти этих месторождений (Диаров, 1997). Загрязнение окружающей среды также может происходить при ее переработке и транспортировке (Паренаго, 1999; Антипенко, 1999). Нефть и нефтепродукты могут накапливаться в почве, воде, растениях, по пищевым цепям поступать в организм животных и человека, оказывая тем самым существенное влияние на состояние экосистем данного района и здоровья населения.

В настоящее время известны исследования о составе нефти ряда месторождений (Надиров, 1984), о выбросах ее составляющих в атмосферу (Куанов, 1999), о накоплении в почве и растениях (Асанбаев, 1998), о токсическом и канцерогенном действии сопутствующих нефти тяжелых металлов (Бигалиев, 1986; Сарсебеков, 1992 и др.). Однако комплексное исследование экосистем конкретного нефтедобывающего региона до сих пор не проводились. Жылыойский район в этом смысле является исключением. В частности, не определялся уровень загрязнения нефтью и сопутствующими ей тяжелыми металлами почвы вокруг ряда нефтепромыслов, накопления тяжелых металлов в доминантных видах растений данного региона, мутагенного влияния на животных природной популяции.

Цель н задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось изучение состояния природной экосистемы нефтедобывающего Жылыойского района Атырауской области.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить содержание нефти и нефтепродуктов в почве нефтепромыслов Жылыойского района Атырауской области;

2. Определить содержание сопутствующих нефти тяжелых металлов в почве Жылыойского района Атырауской области;

3. Определить содержание сопутствующих нефти тяжелых металлов в растениях Жылыойского района Атырауской области;

4. Провести цитогенетический анализ клеток костного мозга большой песчанки, обитающей в районе нефтепромыслов Жылыойского района.

Научная новизна. Впервые проведена эколого-генетическая оценка влияния нефтяного загрязнения на природные экосистемы Жылыойского района Атырауской области. Впервые установлена взаимосвязь между содержанием нефтепродуктов и концентрацией тяжелых металлов в почве и растениях Жылыойского района Атырауской области. Установлена корреляционная зависимость частоты структурных нарушений хромосом в клетках костного мозга большой песчанки от уровня тяжелых металлов в почве и растениях. Дана оценка генетической опасности нефтяного загрязнения.

Теоретическая и практическая ценность диссертации. Полученные данные расширяют имеющиеся представления об уровне загрязненности нефтью и нефтепродуктами и сопутствующими тяжелыми металлами природных экосистем нефтедобывающих регионов. Результаты проведенных исследований позволяют судить об уровне цитогенетических нарушений у живых организмов, обитающих в районе нефтяного загрязнения. На основании учета частоты аберраций хромосом и уровня плоидности у грызунов природной популяции можно оценить уровень генетической опасности данного вида загрязнения. Полученные результаты можно использовать для проведения экологической экспертизы природной среды, находящейся под антропогенным прессом. Данное исследование вносит определенный вклад в сохранение биологического разнообразия видов живых организмов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Для природных экосистем Жылыойского нефтепромыслового района характерно загрязнение нефтью и нефтепродуктами, а также сопутствующими тяжелыми металлами.

2. Приоритетными индикаторами загрязнения территорий Жылыойского района тяжелыми металлами являются доминантные виды растений: Salsola nitraria (солянка натронная), Eremopyrum orientale (мортук восточный), Tournefortia sibirica (турнефорция).

3. Нефтяное загрязнение природных экосистем нефтедобывающих регионов представляет генетическую опасность для живых организмов.

4. Существует положительная связь между содержанием нефти и тяжелых металлов в почве и растениях и и частотой хромосомных нарушений в организме млекопитающих из зон загрязнения.

Апробация работы. Результаты исследования доложены на республиканской конференции молодых ученых и студентов КазГУ им. аць-Фараби (Алматы, 1998), на Международной конференции «Экологические проблемы Каспийского моря и экологическое образование Каспийских стран» (Baku, Azerbaijan, 1998), Международном симпозиуме, посвященном 100-летию со дня рождения К.И. Сатпаева «Академик К.С.Сатпаев и его роль в развитии науки образования и индустрии в Казахстане» (Алматы, 1999). По материалам диссертации опубликованы в открытой печати 5 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов, списка использованных источников, включающего наименований. Материалы диссертации изложены на стр. машинописного текста, иллюстрирована таблицами и

рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования. Для проведения экологической и цитогенетической оценки влияния нефтяного загрязнения на природные экосистемы в качестве объектов исследования были взяты доминантные виды растений и грызунов. Сбор материала проводили в 4-х пунктах. Из них 3 пункта расположены в нефтегазопромысловых зонах Жылыойского района: «Тенгизшевройл», Вахты, Кульсары. Пункт «Тенгизшевройл» расположен в 1-2 км от нефтеперерабатывающего завода (ГШ) в северо-западном направлений; пункт Вахта (населенный пункт «работников-вахтовиков» - в 20-25км от северовосточной стороны завода. Пункт Кульсары расположен на расстоянии 100 км от ГПЗ. Четвертый пункт Бесикты находится в окрестности г.Атырау, на расстоянии 30-40 км от главного источника загрязнения Атырауского нефтеперерабатывающего завода (АНПЗ). Для оценки фактического фонового загрязнения исследуемых районов были взяты 4 вида растений, являющиеся доминантной формой в растительных сообществах Жылыойского района. Кроме того, собран и подготовлен

гербарный материал по нефтеносному районк Атырауской области, представленный в приложении диссертации.

Методы исследования. Образцы почв отбирали в верхнем горизонте на глубине 0-25 см. Содержание нефтепродуктов в образцах почв определяли химическим, или гравиметрическим методом (Лукас, Потапов, 1975), а также определяли кислотность среды (рН). Содержание тяжелых металлов в образцах почвы и растениях определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии на спегарофотометре AAS-2 Карл Цейс, Германия (Грановский, 1966).

Для биоиндикации потенциальной опасности генотоксичности нефти и нефтепродуктов в качестве тест-объекта была выбрана большая песчанка (Rhombomys opimus, Light). Всего было отловлено 19 особей, массой 180-220 г. Отлов большой песчанки проводили летом в 1998 году. Использовали живоловки-ловушки, которые устанавливали у выхода из норы. Наблюдение вели только в утреннее время с 6.00 до 12.00 часов, так как к полудню поднималась температура до 40-45°С и наземная активность грызунов прекращалась. Животных забивали под эфирным наркозом. Для проведения цитогенетаческого анализа готовили цитологические препараты из клеток костного мозга R.opimus L. по общепринятой методике. Окрашивание препаратов проводили по методу Романовского-Гимза.

Мегафазные пластинки с умеренным разбросом хромосом анализировали с помощью светооптаческого микроскопа МБИ-3 при максимальном увеличении Х90. Учитывали модальное число хромосом, уровень анеуплоидии (гипоплоидии и пшерплоидии), частоту аберраций хромосом.

Хромосомные. мутации учитывали согласно рекомендациям, изложенным в методических работах (Дубинина, Виталиев, 1978). Статистическую обработку полученных результатов методом вариационной статистики (Плохинский, 1970). Статистическую разницу средних значений оценивали по критерию Стьюдента. Коэффициент корреляции высчитывали по программе Excel master f(x).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка нефтяного загрязнения почвы на территориях нефтсгазопромыслов Атырауской области

Исследование нефтяного загрязнения почвы было проведено ка территории Кульсаринского и Тенгизского месторождений, которые расположены на северо-восточном побережье Каспийского моря, а также в окрестностях г.Атырау. Эти месторождения характеризуются развитием соляных куполов с многочисленными промышленными

скоплениями нефти и газа. Территория Тенгизского месторождения также загрязнена нефтяными озерами имеет место более менее равномерный нефтяной разлив вокруг скважин. На северной стороне месторождения находится газоперерабатывающий завод (ГПЗ) "ТШО", который представляет собой крупнейший центр по комплексной переработке нефти и газа. Нефть из скважины поступает в ГПЗ через нефтетрубопровод. Основным загрязняющим территорию источником, нарушающим экологический баланс зоны, являются сбросы и выбросы ГПЗ, которые по качественному и количественному составу относятся к различным классам опасности.

Нефть Тенгизского месторождения отличается большим содержанием взрывоопасных высокотоксичных и коррозиошю-акгивных соединений (меркаптанов, сероводородов), огромная территория загрязнена застывшей комкообразной серой, а также ядовитыми веществами - продуктами горения открытого фонтана газа и нефти. Кроме того, сбросы сточных вод образовали обширные мазутные ядовитые водоемы.

Пункт Вахты, расположенный на расстоянии 5-6 км от вахтового поселка, в основном загрязняется выбросами ГПЗ "ТШО". Пункт Бесикгы расположен в 20-30 километрах к северо-западу от г.Атырау. В окрестностях города сложилась неблагоприятная экологическая обстановка, что обусловлено работой Атырауского нефтеперерабатывающего завода (АНПЗ). АНПЗ представляет собой крупнейший центр по комплексной переработке нефти и производству продукции нефтехимического синтеза, производительностью 6 млн. т/год.

В связи с производством АНПЗ этилированного бензина, происходит значительное загрязнение окружающей среды высокотоксичными соединениями свинца. Ежегодно растут поля испарения АНПЗ, на многих участках уровень грунтовых вод достигает наземной поверхности.

Таким образом, в результате интенсификации добычи нефти в Жылыойском районе Атырауской области сложилась неблагоприятная экологическая обстановка.

Результаты определения содержания нефти и тяжелых металлов в почве исследуемых пунктов представлены в таблице 1. Как видно из представленных данных, наиболее высокая концентрация нефти и нефтепродуктов установлена на территории Кульсаринского месторождения и составила (0,93±0,03) мг/кг. В почве Тенгизского месторождения (п.Тенгизшевройл) на расстоянии 1-2 км от ГПЗ концентрация нефти и нефтепродуктов в почве составила (0,26±0,02)мг/кг. В пункте Вахты, расположенного на юго-восточной

Таблица 1. Содержание нефти, нефтепродуктов и тяжелых металлов в почвах Жылыойского района Атырауской области

Пункты отбора Проб Реакция среды почв (рН) Содержание в Нефтепродуктов в почве, мг/кг Содержание металлов в почве мг/кг

. РЬ Ъа. Си Ие

ПДК* тяжелых металлов - 30 60 60 380

п. Жалгансай контроль 0 14,12±0,93 55,02±2,14 30,17±1,9б 392,10±2,61

Пункт "Кульсары" 8,1 0,93 ±0,03 54,21 ±4,47 105,32±7,12 34,43±2,61 7425,0±4,62

Пункт "Тенгизшевроил'' 7,90 0,26±0,02 28,82±2,39 82,01±4,53 49,51±6,54 8175,0±б,14

Пункт "Вахта" 7,9 0,21 ±0,01 21,38±2,05 68,15±4,05 44,86±2,14 6253,0±4,49

Пункт "Бесикти" 7,0 0 15,04±2,75 30 60,01±5,81 60,01±4,35 3350,0±2,85

Примечание: * ПДК содержания тяжелых металлов в почве по Асанбаеву (1998).

стороне ГПЗ на расстоянии 20-22 км, наблюдалось слабое загрязнение почвы нефтью, ее содержание составило (0,21±0,01)мг/кг. Из 4-х исследованных пунктов не было обнаружено нефти и нефтепродуктов в образцах почв, взятых из окрестностей г. Атырау в п.Бесикты.

Наиболее высокое содержание нефти и нефтепродуктов в почве Кульсарннского месторождения, по-видимому, можно объяснить тем, что Кульсары относится к старым нефтепромыслам, где применяют устаревшую технику (качалки), часты аварийные сбросы нефти из скважин, высокая коррозийная активность почв. В старых залежах загрязненных почв сформированы плотные битумные корки, которые непроницаемы для корней растений и микроорганизмов. На территории нефтепромысла образованы нефтяные озера (нефтяные амбары), грунт обширных площадей месторождения, перемешанный с нефтью, образует нефтешламы. На большинстве участков почвенный слой пропитан сырой нефтью, толщина замазученного слоя местами достигает Юм. На территории Кульсарннского месторождения сильно нарушен почвенно-растительный покров и отмечаются процессы дефляции почвы.

Для Тенгизского месторождения причиной загрязнения почвы нефтью и нефтепродуктами является фонтанирование и распыление нефти с устьев скважин при проведении разведочных и ремонтных буровых работ, а также аварийные ситуации при прорыве трубопроводов высокого давления. Большинство разливов нефти приурочены к местам первичной переработки нефти; на ГПЗ отмечается равномерный нефтяной разлив вокруг скважин.

Увеличение содержания нефти и нефтепродуктов в почве нефтепромыслов зависит от многих факторов, в частности, от времени и интенсивности эксплуатации месторождений, от характера поступления в окружающую среду нефти и нефтепродуктов, а также от физико-химического состава нефти. Активная добыча нефти на Тенгизском месторождении проводится только на протяжении последнего десятилетия. Кульсаринское месторождение эксплуатируется более 100 лет. Кислотность почвенной среды изучаемых пунктов была различной. В пункте Кульсары рН=8,1; пунктах Тенгизшевройл и Вахты рН=7,9: Бестсты рН=7,0. В почвах исследуемых месторождений наблюдается активное подщелачивание почвенных растворов. Исследованные пункты по содержанию нефти в почве пункты в порядке убывания составляют следующий ряд: Кульсары > Тенгизшевройл > Вахта > Бесикты. Результаты собственных исследований и литературные данные показывают, что почва территорий нефтепромыслов интенсивно загрязнена нефтью и нефтепродуктами, что приводит к деградации почвенного покрова, нарушению геохимического строения почвы, разрушению биогеоценоза.

Содержание тяжелых металлов в почве нефтепромыслов Атырауской области

Учитывая то, что нефть включает широкий спектр тяжелых металлов, была выделена группа металлов, доля которых в составе нефти изучаемого региона и в выбросах значительна и представляет опасность в токсикологическом отношении: свинец (РЬ), цинк (7п), медь (Си) и железо (Ре). У всех этих металлов достаточно близкие гидрохимические свойства, что должно способствовать проявлению химических закономерностей в их поведении на экосистемном уровне. Контролем служили образцы почв из Махамбетского района , (окрестности поселка Жалгансай), расположенного на расстоянии 8090 км от г.Атырау. Этот район не относится к нефтедобыващим.

Данные о содержании тяжелых металлов в почве исследуемых пунктов представлены в таблице 1.

Свинец. Содержание свинца в почве в пункте Кульсары в 2 раза выше, чем в Тенгизшевройл и Вахта, а по сравнению с пунктом Бесикгы превышение составило 3,6 раза. Сравнительный анализ данных по содержанию свинца в почвах исследуемых пунктов показал, что наиболее высокое содержание данного элемента характерно для Кульсаринского месторождения. Свинец, представляющий большую токсикологическую опасность, плохо растворяется в природных водах. Возможно, в пункте Кульсары при разливных-сливных процессах нефти, при аварийных ситуациях и образовании нефтяных озер свинец накапливается на поверхности и в верхних горизонтах почвы, не растворяясь на сильно минерализованной щелочной среде. Как нами было установлено, рН почвенной среды составила 8,1. Полученные результаты позволяют расположить изучаемые пункты в следующий ряд в порядке убывания содержания свинца в почве: Кульсары > Тенгизшевройл > Вахта > Бесикгы.

Цинк. Как видно из таблицы 1, во всех изучаемых пунктах наблюдается превышение содержания Ъа. в почве. При этом наиболее высокие концентрации установлены в пункте Кульсары и составили (105,32 мг/кг), что превышает ПДК в 1,8 раза, а контроль - 1,91 раза. На территории "Тенгизшевройл" содержание Ъп в поверхностных горизонтах почвы составило 82,01 мг/кг, что превышает ПДК в 1,4 раза и контроль - в 1,5 раза. Таким образом, исследуемые пункты по

пл»»лл«т»птт»»тг» 7п Г» ГТЛ1ТП а 1гп<7тп ПО ЛТ1ЛГ»Г\ЧМГ 14 П ПЛГМТ Т11/Й 1П «1»ТТ»Г-Г т»

и тилши риуниаили! 1и и нирлДп^ ^ ишии^тл и

следующий ряд: Кульсары > Тенгизшевройл > Вахты > Бесикгы.

Медь. Анализ содержания меди в почвах исследуемых пунктов показал, что наиболее высокие концентрации меди в пункте Бесикгы и

составляет 62,1 мк/кг, что превышает уровень ПДК в 1,1 раза и контроль - в 2 раза В остальных нефтепромысловых пунктах, т.е. в Кульсары -34,4 мг/кг, Тенгизшевройле - 49,5 мг/кг, Вахты - 44,8 мг/кг, что не превышает ПДК, но соответственно превышает контрольный уровень в 1,1; 1,6; 1,5 раза. Повышение содержания Си в почве исследуемых пунктов показывает следующий ряд в порядке убывания: Бесикга > Тенгизшевройл >Вахта > Кульсары.

Железо. Известно, что в щелочных условиях почвенной среды содержание железа может достигать до 45%. Наши исследования почвенных образцов изучаемых пунктов показали, что территория нефтепромыслов загрязнена этим элементом. Максимальное содержание Fe отмечено в почвенных образцах Тенгизшевройл и составило 8175,0 мг/кг, что превышает контрольный уровень в 20,8 раза. По мере удаления от источника в пункте Вахты наблюдается снижение содержания железа по сравнению с пунктом Тенгизшевройл, которое составило 6253,0 мг/кг, что превышало контроль в 15,9 раза. Но в сильно минерализованных, т.е. сильно щелочных (рН=8,1) почвах пункта Кульсары концентрация Fe составила 7425,0 мг/кг, что превышает контрольное значение в 18,9 раза. В засоленных бурых почвах в населенном пункте Бесикты отмечено снижение уровня железа до 3350 мг/кг, что превышает контроль в 8,5 раза. Увеличение содержания железа в пункте Тенгизшевройл объясняется тем, что, возможно, поведение железа тесно связано с геохимическими циклами кислорода, серы и углерода.

По содержанию железа в почве в порядке убывания исследуемые пункты составляют следующий ряд: Тенгизшевройл > Кульсары > Вахта > Бесикты.

Таким образом, анализ почвенных образцов на содержание тяжелых металлов показал превышение контрольного уровня свинца, цинка и железа в обследуемых пунктах. Что касается меди, то превышение контроля наблюдалось только в пункте Бесикты. Сравнительный анализ содержания нефти и нефтепродуктов, а также тяжелых металлов РЬ, Zn, Cu и Fe в почве территорий Апырауской области, подвергнутых антропогенному загрязнению, выявил наличие положительной корреляции между фактическим содержанием нефти и нефтепродуктов и степенью накопления тяжелых металлов. Так, с увеличением объемов поступления нефти .и нефтепродуктов в окружающую среду как загрязнителей соответственно увеличивается

/»/-»rtanowntriTa ттт'аттг w i ГОФПППАП т» плппа Ulií Ti \rfvroиЛП гтои т/Л'Х/^Лмтттапт t^vjpvnannv О UUHJV, 11U4UI1 jvíUliVL.ViWil 1V111

корреляции между содержанием нефги и нефтепродуктов и ТМ в почве: для свинца 1=0.94; для цинка г=0.96; для меди г=0.90; для железа г= 0,60. Максимальное превышение содержания ТМ наблюдается в пункте

Кульсзры. Обследованные пункты по содержанию свинца и цинка, обладающих высокой токсичностью и мутагенными свойствами, в порядке убывания составляют следующий ряд: Кульсары > Тенгюшевройл > Вахта > Бесикты. Полученные результаты свидетельствуют о том, что многолетняя нефтегазодобыча в Жылыойском районе и ежегодное увеличение выбросов и сбросов АНПЗ, ГПЗ, разливов нефти в окружающую среду привело к значительному повышению уровня содержания нефти и нефтепродуктов, а также тяжелых металлов в почве.

Экотоксикологическое зонирование территорий и эффекты нефтяного загрязнения на растительные сообщества

Растения - наиболее удобные объекты для мониторинга загрязнений природной среды, так как они являются первичными звеньями трофических цепей и выполняют основную роль в поглощении разнообразных загрязнителей, в том числе нефти, нефтепродуктов и ТМ. Наряду с фитотоксичностью ТМ, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах, передаваясь трофическим путем, отрицательно воздействуют как на животных, в том числе грызунов, так и на человека (Лавриенко, 1998).

Одной из главных задач данного исследования явилось выявление уровня аккумуляции ТМ разными видами пустынных растений в условиях нефтяного загрязнения. Для определения содержания ТМ в нефтегазозагрязненных растительных популяциях изучаемых пунктов были выбраны четыре вида растений - Salsola nitraria (солянка натронная), Eremopyrum orientale (мортук восточный), Ceratocarpus arenarius (рогач песчаный), Toumefortia sibirica (турнефурция сибирская), которые являются доминантными в данном районе и типичным кормом для многих грызунов, в частности R.opimus.

Свинец. Свинец является одним из основных среди ТМ химических загрязнителей окружающей среды, высокотоксичным для растений и животных, но не является физиологически активным элементом. Важнейшим источником свинцового . загрязнения являются нефтепродукты. Установлено, что содержание свинца в почве колеблется в широком диапазоне - от 13 до 800 мг/кг. При этом соотношение концентрации РЬ в растениях и почве составляло г=0,1 (Лавриенко, 1998). В наших исследованиях при концентрации свинца

КПМ11 - „„„_„ _____Í.J_________ ____________ _________ _л п

ivxwivi п личеи пилодшцпии лирреллцнн иинавил i— и,з.

Полученные результаты представлены на рисунке 1. Анализ данных свидетельствует о том, что все виды изучаемых растений в условиях нефтяного загрязнения отличаются различной способностью к

Содержание свинца в растениях нефтегрязненных

территорий Атырауской области

2 .......

ш

.......:. •• ^

А'й'Л'й'А ■.•.•.".•.".■.'.*. .•Л'ЛУЛ'.' |,Л,|'Л,.,Л .........." ' ' ' ' '

•:1;За15о!а Шгап|а: £ Солянка: ^агрйн^ай: : ;: ^: П П: • •' П

-«-^ТригпиГдЛз 5|Ь1Г1са Ь 'Ш л-ТУРвйфсрг^йя сибирская;-

-Ф- 3 Егеторугигл огшп1а1в 1_ :::'::::: :МРРТУ £ Йй^^Й:^:':'! И:Я

-:4е.ега1осагриз:агелапиз:: Рогач песчаный

Контроль Кульсары Тенгизшевройл Вахта Бесикти

Рисунок 1

накоплению ТМ. Среди изученных растений наиболее высокой способностью аккуммулировать ТМ, как показывают полученные результаты, обладает Toumefortia sibirica (турнефорция сибирская). Содержание свшща у данного вида составило 24,1 мг/кг, что превышает в 13,8 раза контрольное значение. Коэффициент корреляции между концентрацией РЬ в растениях и почве составил 0,92. Концентрация свинца у Salsola nitraria (солянка натронная) составила 22,04 мг/кг, что в 11,8 раза превышает контрольные значения. У представителей Eremopyrum oriemaleil (мортук восточный) этот показатель был равен 20,1 мг/кг и превысил контроль в 9,5 раза. Самая низкая куммулятивная способность обнаружена у Ceratocaipus arenarius L (рогач песчаный), уровень накопления свинца составил 18,7 мг/кг, что также в 6,9 раза больше контрольного значения. Изучаемые виды растений из пункта Кульсары по уровню накопления свинца составили следующий ряд: Toumefortia sibiria > Salsola nitraria > EremQpyrum orientale > Ceratocaipus arenarius.

Сравнительный анализ содержания свшща у 4 видов растений из различных пунктов исследования показал, что уровень накопления данного элемента в растениях зависит от степени его содержания в почве.

В условиях средней степени нефтезагрязнения в пункте "Тенгизшевройл", на расстоянии 1,5-2 км от ГПЗ - основного источника загрязнения, содержание свинца в растениях от 7,64 до 3,77 раза выше контрольного значения и составили следующий ряд: Toumefortia sibiria > Salsola nitraria > Eremopyrum orientale> Ceratocaipus arenarius. В растениях из слабозагрязненных участков, в пункте Вахты, находящегося на расстоянии 20-22 км от основного источника загрязнения ГПЗ, уровень накопления свинца был ниже, чем в пункте "Тенгизшевройл", но также превышал контрольные значения в 9,4 и 6,6 раза, соответственно, и составили следующий ряд: Toumefortia sibiria > Salsola nitraria > Eremopyrum orientale> Ceratocaipus arenarius.

В растениях, произрастающих вдоль автодороги, наблюдается тенденция к повышению РЬ в пределах от 4,4 до 10,7 мг/кг, которые составили следующий ряд: Toumefortia sibirica (10,71) > Salsola nitraria (8,75) > Eremopyrum orientale (6,05) > Ceratocaipus arenarius (4,46) и, соответственно, превышало контрольное значение от 6,1 до 1,65 раза. Аналогичные данные имеются и в литературе. •

Так, по данным Кабате-Пендиас (1989) в растениях придорожных экосистем. интенсивно загрязняемых отработанными газами автотранспорта, наблюдается снижение концентрации свинца с 30 до 2 мг/г. Из полученных результатов следует, что хорошим аккумулятором свинца являются Toumefortia sibirica и Salsola nitraria. Ceratocaipus

arenarius показал самую низкую кумулятивную способность к данному элементу. Кроме того, проведенные исследования показали, что поступление РЬ в растительный организм из почвы показывает прямую зависимость в цепи "почва-растение". Установленные коэффициенты корреляции между содержанием РЬ в почве и в растениях имеют высокие значения, и составили для Toumefortia sibirica г-0,92; Eremopyrum orientale r=0,96; Ceratocaipus arenarius r=0,9; Salsola nitraria r=0,64. По степени накопления свинца изучаемые виды растений можно расположить в следующий ряд: турнефорция сибирская > солянка натронная > мортук восточный > рогач песчаный, а пункты произрастания растений по степени загрязненности данным элементом -Кульсары > "Тенгизшевройл" >Вахга >Бесикты.

Цинк. Цинк - обладает слабой фитотоксичностью, которая обнаруживается только при значительном увеличении его содержания в почве. Цинк очень подвижный элемент, и в почве он перемещается из корней в верхние части растений. По некоторым данным, цинк концентрируется в хлоропластах, накапливается также в вакуолярной жидкости и в клеточных мембранах (Алексеев, 1987).

Анализ результатов по определению содержания цинка в изучаемых видах растений также показал различную куммулятивную способность растений. Как видно из данных, представленных на рисунке 2, растения видов Tourneforcia Sibirica и Salsola nitraria обладают более высокой кумулятивной способностью к цинку, чем растения Ceratocarpus arenarius. Коэффициент корреляции между содержанием Zn в почве и 3-х вышеотмеченных видах растений имеет высокое значение и, соответственно, равен: у солянки г=0,96;

турнефорции г=0,71; мортука г=0,96. Самое низкое значение коэффициента корреляции установлено для Ceratocarpus arenarius - r=0,5.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что со снижением содержания Zn в почве, активность поглощения элемента растениями снижается и не проявляет своих токсических свойств. Установлено, что токсичность Zn у растений проявляется при его концентрации в тканях 300-500 мг/кг(Лавриенко, 1998).

В пункте Бесикты наиболее высокая кумулятивная способность к цинку среди всех анализируемых растений была отмечена для Toumefortia sibirica. Однако у всех 4 видов растений из данного пункта содержание цинка не превышало контрольного уровня.

Согласно литературным данным Zn повышает устойчивость

V* Л. nF Л. »> ТТ MMtnt/Mttr Т^ТТТТ» 1ЛТЧ Г ГУ o(Íl TÛ _ 1 I ÛTT ТТТТГ» i-I 1 О СОЛ Q tTI\tTT«tV

púticnilll IV Wj'AVmj' И AVapAUlMjr tWUUUUlj ^IVUUUtW-liVll^IlUV, uy J. U ПМШПЛ

резко-континентальных условиях исследуемого района наибольшую толерантность к Zn и способностью его поглощения из почвы проявили Toumefortia sibirica и Salsola nitraria по сравнению с однолетними

Содержание цинка в растениях нефтезагрязненных

территорий Атырауской области

01.5а1зо1аМгаг1а I

Солянка натронная

Ш.2.Тоигпе^аг1га аЫггса I: Туриифорция сибирская

рЗ.Егетэругилп огюп1а1е и Мортук еосточнь1й

С!'4;Сега1осагриз агопагшв Рогач песчаный

Контроль

Кульсары Тенгиэшевройл

Вахта

Бесикти

эфемерными растениями (Eremopyrum orientale и Ceratocarpus arenarius). Отмечено также, что выносливые виды могут ослаблять действие избыточных концентрации Zn либо путем метаболической адаптации и комплексообразования, или путем ограничивания присутствия элемента в клетках, а также могут переводить его в нерастворимую форму в запасающих тканях.

Растительный покров на территории нефтепромыслов Тенгизского месторождения и вокруг ГПЗ показали, что под воздействием сбросов и выбросов растения выглядят вялыми и пожелтевшими, часто наблюдается хлороз, что может свидетельствовать об аномальном влиянии загрязняющих выбросов вышеназванных источников загрязнения. На исследованных территориях отмечено, что у солянки натронной часть растений была сильно опушена, а часть - сильно оголена.

Таким образом, пункты по содержанию в растениях Zn можно расположить в следующий ряд: Кульсары -> Тенгизшевройл —> Вахты -» Бесикти.

Медь. Установлено, что медь накапливается в поверхностном слое почвы, влияет на ее биологическую активность и становится доступной для растений в самых различных условиях. Подвижность меди в растительных тканях сильно зависит от уровня ее количества в почве (Кабате-Пендиас, 1989).

Из рисунка 3 видно, что наиболее низкая куммулятивная способность растений по Си наблюдалась в пункте Кульсары и составила последовательность солончаковой растительности и эфемеров следующий убывающий ряд (мг/кг): Tournefortia sibirica (23.5) > Salsola nitraria (19,5) > Eremopyrum orientale (17,6) > Ceratocarpus arenarius (15,5). Превышение контроля составило 1,21; 1,11; 1,01; 0,92 раза, соответственно.

Последовательность исследуемых растений по содержанию Си составила следующий ряд: Tournefortia sibirica (20,6 мг/кг) > Eremopyrum orientale (18,9 мг/кг) > Ceratocarpus arenarius (14,4 мг/кг) > Salsola nitraria (18,1 мг/кг).

Из вышеизложенного можно заключить, что у всех растений, произрастающих на территории нефтегазопромыслов, способность к аккумуляции Си низкая. В то же время коэффициент корреляции между содержанием Си в почве и растениях достаточно высок для солянки натронной (г = 0,83,) турнефорции сибирской (г = 0,84), мортука восточного (г = 0,9). Низкое значение коэффициента корреляции отмечено только для рогача песчаного (г = 0,59).

Содержание меди в растениях нефтезагрязненных

территорий области

Нами также установлена зависимость меди в нефти и растениях. Коэффициент корреляции составил для: солянки натронной г = 0,44; турнефорции сибирской г=0,67; мортука восточного 1=0,86; рогача песчаного г =0,11. По степени аккуммуляции Си растения исследуемых пунктов составляют следующий ряд: Tournefoitia sibirica > Salsola nitraria > Eremopyrum orientale > Ceratocarpus arenarius, a no пунктам произрастания: Бесгасги > ТенгизШевройл > Кульсары > Вахты.

Железо. Железо - один из главных компонентов литосферы и составляет приблизительно 5% ее массы. Однако глобальная распространенность железа оценивается примерно в 45% (Кабате-Пендиас, 1989).

Результаты исследований содержания железа в растениях в зависимости от зоны произрастания, представлены на рисунке 4. Сравнительный анализ представленных результатов свидетельствует о различной способности растений к аккумуляции Fe. Максимальное содержание железа в наших исследованиях отмечено у турнефорции сибирской из сильнозагрязненных экотопов пункта Кульсары, которое составило 1127 мг/кг и превысило контроль в 5,6 раза. У солянки натронной концентрация железа была несколько ниже и составила 930 мг/кг, что в 4,7 раза превысило контрольный уровень, а у мортука восточного этот показатель был равен 708 мг/кг. Наименьшее содержание железа из всех исследуемых растений оказалось у рогача песчаного, обитающего на бурых почвах, и составило 108 мг/кг. Индикатором загрязнения почвы железом может служить турнефорция сибирская.

По степени накопления железа исследуемые растения из пункта Кульсары можно расположить в следующий ряд: Toumefortia sibirica > Salsola nitraria > Eremopyrum orientale > Ceratocarpus arenarius.

Наиболее высокое содержание Fe в растениях нефтегазопромысловых территорий Тенгизского месторождения связано с почвой, обогащенной растворимыми формами данного элемента. Чрезмерное его поглощение может привести к проявлению токсического действия на растительные организмы.

Токсичность Fe исследуемого пункта возможно связана с засоленностью почв, вызванное " ежегодным затоплением и подтоплением водами Каспийского моря приморских растительных сообществ. Повышенное содержание Fe наблюдается также в растениях из пункта Вахты, содержание которого в растительном покрове колеблется в диапазоне от 282,0 до 190,4 мг/кг, что в 1,1-1,4 раза выше контрольных значений.

Проведенный анализ корреляционных связей между содержанием железа в почве и растениях показал достаточно высокий коррелятивный

Содержание железа в растениях нефтезагрязненных территорий Атырауской области

1200

800

600

400

*....... / . / \ ..

I Ч { \ \

ь V. .v.^v^Лí.v.•л■л•.

ГЛ'.'ЛУЛ'Л'.'Л'Л'Л'Л'.'ЛУ [ШШШШ^: ' ','1"1 ........

) 1.8а1зо!а пйгагйЪ:Солянка : натронная

' 2 ТоогпЪ?сг1:а;$!Ь:г1са I.:. . сибирская

3:Егешоругот: ог1еп1а1е 1_ Мортух

4.Сега1осагрц5 агепапиг Рогач: песчаный

Контроль Кульсары Текгюшевройл Вахта

Бесикти

м о

уровень по сравнешго с другими ТМ. Для Salsola nitraria коэффициент корреляции составил г=0,8, Tourneforbia Sibirica - г=0,7; Егегпоругиш orientale р=0,8; Ceratocarpus arenarius г=0,6.

Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о том, что интенсивная добыча нефти и газа в Жылыойском районе привела к значительному загрязнению пустынной экосистемы нефтью и нефтепродуктами, а также такими тяжелыми металлами, как Pb, Zn, Fe. Медью в наибольшей степени загрязнены окрестности города Атырау, в частности поселок Бесикты. Результаты проведенных исследований на содержание нефти и нефтепродуктов в почве, а также тяжелых металлов в почве и произрастающих на ней растениях показал, что с увеличением поступления в почву нефти, нефтепродуктов и ТМ соответственно повышается уровень поглощения ТМ изучаемыми растениями.

Наши исследования, а также исследования других авторов показывают, что интенсивная и нерациональная добыча нефти и газа в Жылыойском районе приводит к антропогенной деградации почвенного и растительного покрова. Многолетняя добыча нефти привела к практически полной деградации пустынных экосистем на территории нефтепромыслов в пункте Кульсары. Вокруг скважины № 135 растительный покров сильно изрежен. Встречаются лишь идентичные экземпляры солянки и сорные растения, в частности, адраспан, клоповник прозеннолистаый, турнефорция сибирская и др. Вокруг нефтепромылов и буровых скважин Тенгиза также сильно нарушен почвенно-растителышй покров, отмечаются процессы дефляции почвы.

Из собранного нами гербарного материала с подфакельной территории ГПЗ видно, что у растений Tournefortia sibirica наземные органы поменяли окраски на черно-бурый. Tournefortia sibirica обильно разрастается на выгоревших местах, а также на окраине и в центре такыров. Обычно этот вид прорастает в местах засоления, которые были подвержены пожару. Отмечено также, что ряд растений семейства маревых наиболее чувствительно реагируют на присутствие битумов в почве. К числу наиболее чувствительных к битуминозности видов растений относятся солерос, тасбюргун, солянка о лиственная (Бахиев, 1992).

Для всех растений из обследуемых территорий отмечено общее нарушение пропорций органов, резкое изменение размеров, наблюдается как карликовость, так и гигантизм. В наших исследованиях у Salsola nitraria была отмечена такая аномалия как гигантизм.

Цитогенетические эффекты нефти и нефтепродуктов в клетках костного мозга большой песчанки (Rhombomys opimus)

Известно, что хроническое воздействие тяжелых металлов в малых дозах на организм человека приводит к их накоплению и проявлению токсических эффектов. Имеется достаточно большое количество работ о мутагенном действии ионов ТМ как стойких загрязнителей окружающей среды. Как отмечает А.Б.Бигалиев (1986), соединения металлов, попадая в окружающую среду, выступают в качестве потенциальных мутагенов и канцерогенов.

В наших исследованиях впервые на природной популяции большой песчанки, доминантного вида грызунов в Жылыойском районе проведена оценка мутагенной активности комплексного воздействия нефтяного загрязнения, компоненты которого могут проникать в организм животных по пищевым цепям через растения.

Нами был изучен кариотип R.opimus, обитающего в Жылыойском районе. Анализ хромосомных наборов R.opimus из исследуемых нефтедобывающих районов показал, что кариотип грызуна соответствует ранее описанному Коробыциной (1983) и Картавцевой (1988). Rhombomys opimus L - типичный фитофаг с широким набором кормов. Реимовым (1987) отмечено, что грызуны поедают 342 вида растений, 97 из которых играют важную роль в рационе питания, в том числе Salsola nitraria, Eremopyrum orientale, Ceratoçaipus arenarius и другие растения, произрастающие в зоне наших исследований.

Уровень цигогенетических нарушений определялся в костном мозге большой песчанки (R.opimus), обитающей на территории нефтепромыслов Кульсаринского (пункт Кульсары) и Тенгизского месторождений (п. ТОЮ и Вахты), а также в окрестности города Атырау (пункт Бесикты).

Частота цигогенетических нарушений в клетках костного мозга большой песчанки (Rhombomys opimus), усредненная для всех исследованных R. opimus из каждого пункта, представлена в таблице 2. Анализ полученных данных свидетельствует о достоверном превышении уровня частоты клеток со структурными нарушениями хромосом у животных из районов нефтяного загрязнения по сравнению с животными из незагрязненных территорий. Средний уровень метафазных клеток костного мозга с аберрациями большой песчанки (R.opimus) га районов нефтяного загрязнения составил 4,83±0,57% (р < 0,01). Однако в пунктах Кульсары, ТШО, Вахты и Бесикты несколько превышает фоновый уровень аберрантных клеток (порядка 3%), установленный для популяций мелких млекопитающих из условно чистых районов (Крысанов и др., 1996).

У животных, отловленных в пункте Кульсары, частота аберрантных клеток составила б,93±1,31%, что в 3,9 раза превышает естественный

Таблица 2 Общая частота структурных нарушений хромосом в клетках костного мозга большой песчанки (ШюшЬошуз оршпи) из районов нефтяного загрязнения Атырауской области

Пункт сбора животных Всего проанализировано метафаз Всего метафаз Частота структурных нарушений хромосом

с абер рациями хроматидного типа хромосомного типа

абс.число %±т абс.число % ±т абс.число %±Щ

Кульсары 375 26 *** 6,93±1,31 16 4,27±1,04 10 2,67±0,83

ТШО 322 16 ** 4,97±1,21 11 3,42=1,01 5 1,55±0,69

Вахта 370 ' 15 * 4,05±1,02 11 3,78 4 1,08±0,54

Бесикти 360 12 3,33±0,95 8 2,22±0,78 4 1,11±0,55

Всего 1427 69 ** 4,831±0,57 46 3,22±0,47 23 1,61±0,33

Контроль 500 9 1,80±0,59

Примечание: *** -р<0,003; ** -р<0,01; * -р<0,05

уровень мутирования из контрольной зоны (t=3,83; р<0,003). По суммарной частоте клеток с повреждениями хромосом, аберрантных клеток и количеству типов нарушений максимальные значения имеют песчанки, пойманные рядом со скважиной № 135 в пункте Кульсары. В среднезагрязненном нефтегазопромысле в пункте «Тенгизшевройл», по мере удаления от завода частота аберрантных клеток падает и у животных из пункта «Тенгизшевройл» составила 4,97±1,21% при (t=2,58; р < 0,01), что превышало в 2,7 раза контрольный уровень. У исследованных животных из пункта Вахты частота аберрантных клеток составила 4,05±1,02%, (t=2,01; р<0,05) и в 2,2 раза превышает контрольный уровень. У животных, отловленных в пункте Бесикты, частота клеток с аберрациями хромосом была на уровне 3,33±0,95%, что превысило контроль в 1,8 раза, однако разница статистически недостоверна (t=l,41; р>0,05). В контрольном варианте у грызунов Махамбетского района, находящегося на расстоянии от г.Атырау 80-90 км, клетки с аберрациями составили 1,80±0,59%. Тенденция увеличения частоты структурных нарушений хромосом в клетках костного мозга большой песчанки (Rhombomys opimus) из районов нефтяного загрязнения представляет следующий ряд: Кульсары > ТШО > Вахта > Бесикгы.

Таким образом, из полученных результатов следует, что уровень аберрантных клеток в костном мозге большой песчанки (Rhombomys opimus), обитающих на территории нефтегазоносных месторождений Тенгиза и Кульсары, более высокий по сравнению с уровнем аберраций в клетках костного мозга грызунов, обитающих в пунктах Вахты и Бесикты. Корреляционный анализ между содержанием ТМ в растениях и уровнем абберантных клеток выявил высокие значения коэффициента корреляции, который составил г=0,97. Достоверное увеличение общей частоты структурных нарушений хромосом у грызунов изучаемых районов происходит за счет увеличения перестроек хроматидного типа, спектр которых представлен концевыми хроматидными делениями и хроматидными кольцами. Нужно отметить, что в пункте «Тенгизшевройл» в клетках костного мозга R. opuimus уровень аберраций хроматидного типа ниже, чем в п. Вахты, но наиболее высокая частота аберраций хромосомного типа.

Повышение частоты структурных нарушений хромосом у большой песчанки объясняется различными причина^ш. Это может быть нарушение генетического гомеостаза организмов; подавление процессов репарации, что приводит к накоплению в организме хромосомных дефектов. В природных популяциях возникают особи с повышенной частотой хромосомных нарушений. Повышенный уровень аберраций хромосм у животных, обитающих вблизи нефтеперерабатывающего

завода (1-2 км), можно объяснить, по-видимому, тем, что организм грызунов хронически испытывает воздействие нефти и нефтепродуктов и выбросов ГПЗ. Возможно, это воздействие бенз(а)пирена - опасного канцерогена и мутагена, который в сырой нефти обнаруживается редко, но его количество резко возрастает в продуктах переработки нефти. Другим потенциальным мутагенным фактором, обусловливающим повышенный уровень мутирования у представителей природной популяции большой песчанки, являются тяжелые металлы.

Таким образом, отмеченные выше компоненты нефти и содержащиеся в ней ТМ, поступая в организм грызунов через дыхательные и трофические пути, повышают частоту хромосомных аберраций в клетках костного мозга.

Установлены значения коэффициента корреляции между содержанием ТМ в почве, растениях и частотой хромосомных аберраций у грызунов.

У грызунов во всех пунктах преобладают одиночные и парные фрагменты, т.е. общая доля структурных нарушений хроматидного типа составляла 66,7%, хромосомного типа 33,33 %.

Цитогенетический анализ клеток костного мозга большой песчанки показал, что помимо структурных изменений хромосом, имеет место и изменение числа хромосом - анеуплоидия. Сравнительный анализ показал, что наиболее высокий уровень гипоплоидии наблюдается у животных из пункта Кульсары, который составил (2,93±0,87)%. В пункте ТШО этот показатель соответствовал (3,11 ±0,97)%, а в пунктах Вахта и Бесикги (3,24±0,92)% и (2,22±0,78)% соответственно. Частота гиперплоидных клеток наиболее высокая у животных из пункта Кульсары и составила (4,80±1,10)%. В пункте ТШО - (2,17±0,81)%, в пункте Вахта - (1,35±0,60)%, в пункте Бесикгы - (1,39±0,62)%.

Из полученных результатов следует, что на нефтегазоносных территориях Тенгнза наблюдается тенденция повышения частоты анеуплоидных клеток в костном мозге большой песчанки (ШютЬотуз ортита) в следующем порядке: пункт Кульсары - (7,73±1,38)%, пункт ТШО - (5,28±1,25)%, пункт Вахта - (4,59±1,09)%, пункт Бесикты -(3,61 ±0,98)%. Сравнение результатов по пунктам указывает на зависимость частоты анеуплоидии от отдаленности исследуемой территории от газоперерабатывающего завода (ГПЗ).

Таким образом, проведенные исследования показали, что в клетках костного мозга животных (ИютЬотуэ орплиэ), отловленных из районов нефтяного загрязнения, наблюдается достоверное увеличение частоты аберраций хромосом, а также увеличение частоты геномных мутаций -анеуплоидии. В спектре структурных нарушений хромосом преобладали аберрации хроматидного типа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Воздействие нефти и нефтепродуктов, а также сопутствующих тяжелых металлов приводит к нарушению экосистемы в целом. Ряд компонентов нефти обладает выраженным тератогенным, мутагенным и канцерогенным действием. Прогрессирующее воздействие техногенных факторов на природные среды животных и растений требует детального эколого-генетического анализа. Настоящее исследование по оценке состояния окружающей среды Жылыойского района Атырауской области выявило потенциальную мутагенную опасность загрязнения нефтью и нефтепродуктами и сопутствующими тяжелыми металлами. Показано, что нефть и ее компоненты, попадая в организм животных по трофическим цепям, могут вызывать изменения в наследственном аппарате, увеличивая тем самым генетический груз в природных популяциях.

Установленный уровень мутирования в клетках костного мозга грызунов Я-орипиз является важной характеристикой генотоксических свойств нефти, нефтепродуктов и тяжелых металлов и интенсивности мутационного процесса в природных популяциях животных, обитающих на загрязненных территориях. Работ по цитогенетическому изучению природных популяций животных очень мало. Такой подход для характеристики состояния природных популяций предполагает получение цитогенетических данных по различным видам животных для накопления информации по спонтанному уровню нарушений и оценки ответа на разного рода негативные воздействия.

Результаты проведенных нами цитогенетических исследований по оценке потенциальной мутагенной опасности нефтяного загрязнения нефтепромыслов Тенгиза и Кульсары показали, что во всех четырех пунктах выявлены изменения как частоты аберрантных клеток, так и разнообразия представленных типов хромосомных нарушений. Максимальные величины изученных цитогенетических показателей были отмечены на сильно загрязненных нефтью и нефтепродуктами территориях наиболее длительно эксплуатируемого в Казахстане нефтепромысла Кульсары.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для стабилизации и улучшения сложившейся экологической ситуации на территории месторождений при нефтедобыче требуется проведение комплексных технологических и организационных мероприятий. С этой целью рекомендуется:

1. Областному управлению природных ресурсов и охраны окружающей среды и службе СЭС добиться от руководства нефтепромыслов прекращения сжигания в ГПЗ попутного газа и его утилизации; перехода на безамбарное бурение; замены, старого отработавшего оборудования на более новое; исключить- аварийные разливы нефти при ее добыче и транспортировке; своевременной рекультивации земель, строительства очистных сооружений и полигонов для безопасного хранения отходов.

2. Для прогнозирования состояния окружающей среды по содержанию загрязняющих тяжелых металлов и нефтепродуктов в биотопах проводить динамические наблюдения и исследования по схеме "нефть - растения - животные - человек".

3. Для оценки генетической опасности нефти, нефтепродуктов и сопутствующих тяжелых металлов для генофонда растений, животных и человека в практику Органов управления природных ресурсов и ООС и государственного санитарно-эпидемиологического контроля рекомендуется внедрение ускоренного биотестирования на природных популяциях большой песчанки.

ВЫВОДЫ

1. Почвы на территории нефтепромыслов Кульсаринского и Тенгизского месторождений загрязнены нефтью и нефтепродуктами, а также содержащимися в них тяжелыми металлам. Установлена тенденция повышения концентрации свинца, цинка и железа в экосистемах Тенгизского и Кульсаринского месторождений, а меди - в окрестностях г. Атырау. По содержанию тяжелых металлов в почве и растениях исследованные экосистемы составляют ряд: Кульсары > ТШО > Вахты > Бесикты.

2. В исследуемом районе наиболее приоритетными видами растений, произрастающих на территории нефтепрбмыслов, в качестве индикаторов тяжелых металлов являются Salsola nitrada, Tournefortia sibirica, Eremopyrum orientale.

3. Установлено, что частота метафаз с аберрациями хромосом в клетках костного мозга большой песчанки более чем в 1,8-3,9 раза превышает контрольные значения. Показано, что частота хромосомных аберраций у грызунов, обитающих на территориях нефтепромыслов и в окрестности города Атырау, составила: п. Кульсары - 6,93±1,31%; п.ТШО - 4,97+1,2!%; п.Вахты - 4,05+1,2%; п.Бесикш - 3,33+0,95%. Это предполагает возможность существования повышенного генетического риска для людей, населяющих этот район. Большая песчанка может быть использована как модельный объект для анализа

причин и диапазона изменчивости индуцированных цитогенетических повреждений в связи с проблемой выделения групп генетического риска у населения этого региона.

4. На основе многофакторного корреляционного анализа установлено наличие положительной связи между: содержанием нефти и тяжелых металлов в почве и растениях и частотой аберрантных клеток в костном мозге R.opimus (г=0,97).

Основные положения диссертации опубликованы автором в следующих работах:

1. Ищанова Н.Е., Виталиев A.A. Исследование содержания тяжелых металлов в образцах почвы Тенгизского нефтегазоносного месторождения Атырауской области // Вестник КазГУ. Сер.экологическая. - 1998. - № 4. - С. 83-85.

2. Ishanova N., Bigaliev A. Ecological assessment of the impact of oil pollution on the soil of Tengiz deposit of Attiraus province /AVorkshop6 Ecological problems of Caspian Sea and ecological education in Caspian Countries. - Baku-Azerbaijan -1998 - 18-20 november. - P. 50-51.

3. Ищанова H.E., Дюсенов Б. Тяжелые металлы в почве и растениях Тенгизского месторождения Атырауской области // Труды международного симпозиума, посвященного 100-летию со дня рождения К.И.Сатпаева. - Алматы: Айкос, 1999. - Т.1. - С. 288-291.

4. Сарсебеков Е., Хайрлиев Г., Ищанова Н.Е. Нефтяной микроэлементоз - экологический фактор уролитаза // Поиск. - Алматы: Министерство образования культуры и здравоохранения. - 1998. - № 1. - С. 50-53.

5. Ищанова Н.Е., Виталиев A.A., Ерубаева Г.К. Цитогенетические эффекты нефти, нефтепродуктов в клетках костного мозга большой песчанки (Rhombomys opimus L) из нефтегазоносных районов Атырауской области: Вестник КазГУ, серия биологическая, 2000. - № 8.-С.

Ищдпова Наталья Ермеккьвыпа

Атырау об лысы Жылыой ауданыпдагы мупай ощцретш кэсшорындарыпыц экослстемаларына экологиялык-гепетикальщ тургыдан багалау

Биология гылымдарынъщ кандидаты дэрежссл ушш коргалатьш диссертация 03.00.16 — экология

ТУЙ1Н

К,улсары жэне Тещз мунай кен орындары территорияларьшдагы топырак, к,урамында мунай, мунай еншдср!, ауыр металдармен (РЬ, Ъл, Си, Ре) зак,ымдалгандыгы байк,алды. Зертгеуде кен орындарында осетш оамдисгер арасында жак.сы индикаторлар аньщталган - сорац, с!б1рл!к турнефорция, шыгыс мортыгы клеткаларындагы хромосомалык, мугациялардыд децгеш бакылау тобымен салыстырганда 1,83,9 ссе жогары. Мунай кен орьшдарында жене Атырау ещрщде мекендейтш кем1ру1шлердщ хромосомалык, аберрация децгеш жиынтыга, К,улсары пунктшде - 6,9±1,31% (р< 0,003); Тещз (4,87±1,21% р < 0,01); Вахта - (4,05±1,2% р< 0,05); Беснт бойынша 3,33±0,95% тец. Зертгеу мэл1меттер1 алынды. Алынган мэл1мдеме кен орындарына жак^ш аудандарды адамдарга генетикалык, есер1 ете жогары болу мумюндш байкдгсады.

Корреляциялык, анализ журпзу нетижесшде, топырак,тагы мунай мен улкен к,ум тышкдны (К-орппш) суйек миындагы клеткаларындагы хромосомдык; аберрациялар аралыгында тыгыз байланые болатындыгы анык,талды (г=0,97). Сонымен б!рге топырак,тагы ауыр металдар мен клеткалардагы хромосомдык, аберрациялар аралыгындагы коэффициент корреляциясы г=0,5-0,96 ауьгщыгандыгын, ал еадщктер к,урамындаш ауыр металдармен клеткадагы хромосомдык аберрациялар жишктершщ аралышндаш корреляция мэш г =0,15-0,97 екендт аньщталды.

Сонымен, мунай ешмдер1 компоненттер1 децгей езгерштл жене нак,тылыгы байх,алды. Улкен к,ум тыищанынын; суйек миындагы клеткаларда цитогенетикалык, бузылыстарыньщ улкен ауытку. децгеш, топырак;тагы мунай ен1мдершщ, тышкдндардьщ азык,тык, рациондарыньщ вркелкшгшен (мозайкалы) байланысты болатындыгы анык,талды.

Ishanova Nataly Ermekovna

From Atyrau district oil-gas- producing area a ecology-genetical evaluation of ecosystem status

The defense of the thesis for the Degree of Phd Biological Sciences. Specialty: 03.00.16 - ecology

SUMMARY

The present work is aimed at studying the current a ecology-genetical evaluation of ecosystem status from Atyrau district oil-gas producing area. It was showed6 that Kulsary and Tengiz oil-gas provinces the content of heavy metals and oil products in soil more higher, then to control zone. Was established also the plants (Salsola nitraria, Tomefortia sibirica, Eremopyrum orientale) can use as bioindicators of pollution effects. The studying of cetogenetical effects of oil pollution on R. opimus was showed, the freguency of chromosomal aberration of bone marrow cells till 1,8-3,9 times higher then from central group. For instance, from Kulsary province the freguency of aberration cells - 6,93±1,31%; Tengiz - 4,97±1,21%; Vakhty - 4,05±1,2%; Besikty - 3,33±0,95%. Was established also, the freguency of chromosomal aberration depend from oil level in soil (r=0,97), content of heavy metals in soil (r=0,5-0,96) and content heavy metals in plants (r=0,15-0,97). This dates are demonsteted, will be genetical effects of oil-gas and heavy metals on

i_________ui:- i___l.i- £..----

llllllldU JJUUllV llCdllll 111 1UIU1C.