Toshkent davlat agrar universiteti me’va-sabzavotchilik va uzumchilik fakulteti

Тупрок-ўсимлик тизимини оғир металлардан зарарсизлантириш ва экологик тоза махсулотлар олиш услублари.

Бутун дунёда ишлаб чиқариш, тоғ-кон қазиш, ёқилғининг ёниши, қишлоқ хўжалиги учун ўғитлар, пестицидларни ишлаб чиқариш ва улардан фойдаланиш, чиқиндиларни нотўғри қайта ишлаш ва ҳоказоларни интенсивлаштириш туфайли атроф-муҳитга тушадиган оғир металлар миқдори ортиб бормоқда. Бизга маълумки, оғир металлар барча тирик организмлар учун жуда заҳарли. Кимёвий моддалар билан атроф-муҳитни зарарланиши фақатгина биосферани емирилишигина сабаб бўлиб қолмасдан, балки етиштирилаётган озиқ-овқат махсулотларининг сифатини ҳам пасайтиради. Металлларнинг токсик таъсири, кўпгина омиллар билан белгиланади ва бир томондан, элементнинг табиати ва унинг концентрациясига, бошқа томондан, тупроқнинг физик-кимёвий хоссаларига, тупроқ микроорганизмларининг фаоллигига, ўсимлик турига ва тупроқдаги оғир металлар бирикмасининг шакли, оғир металлар таъсирига қарши турадиган элементларнинг мавжуд бўлиши, улар билан комплекс бирикма ҳосил қиладиган моддалар мавжудлиги, адсорбция ва десорбция жараёнлари, тупроқда оғир металлар ҳаракатчан шакллари миқдори, тупроқ иқлим шароити ва ўсимлик турига боғлиқ [Рэуце К., Кырстя К. 1986.].
Ўзбекистон Республикасида сув ресурслари танқислиги, суғориладиган экин ерларини аҳоли жон бошига нисбатан қисқариши, баъзи худудлардаги тупроқ таркибидаги токсик моддалар миқдорини ошиб бориши, тупроқнинг шўрланиши даражасини РЭМ даражаларидан ортиши минерал ўғитларнинг фойдали иш коэффициентининг камайиб бориши қишлоқ хўжалигининг асосий муаммолари бўлиб қолмоқда. Тошкент вилоятиниг жанубий зонаси қулай тупроқ ва иқлим шароитлари қишлоқ хўжалиги ерларидан жадал фойдаланишга ёрдам беради. Бугунги кунда ушбу худудларга корхоналаридан чиқаётган оғир металларнинг зарарли таъсирида, органик ва минерал ўғитларни киритиш хажмининг пасайиши натижасида, тупроқ-ўсимлик тизимида асосий озуқа элементлари шу жумладан микроэлементларининг мувозанати бўзилган. Бу эса тупроқ таркибидаги ишқорий реакцияни ва бир қатор оғир металларнинг ҳаракатчанлигини ошишига сабаб бўлиб, гумус, биоген макро ва микроэлементлар билан тупроқларни заифлашишга олиб келмоқда.
Маълумки, оғир металларни кимёвий жиҳатдан парчаланш мумкин эмас ва уларни механик жиҳатдан олиб ташлаш ёки токсик бўлмаган бирикмаларга айлантириш керак Дунё амалиётида тупроқ таркибида токсик моддаларни камайтириш ва уларни зарарсизлантириш учун қўйидаги усуллар ишлаб чиқарилган:

• 
  корхонанинг ҳавони тозалаш ускуналарини такомиллаштириш;
  
• 
  дезактивациялаш (тупроқни оҳак ва гипс тутувчи моддалар, коагулянтлар билан ишлов бериш);
  
• 
  мембранали технология (ер ости сувларини тозалашнинг самарадор усуллари);
  
• 
  фиторемедиация (поллютантни табиий ютувчилар тупроқ микроорганизмлари ва юқори ўсимликлар ёрдамида зарарсизлантириш.
  

Бу усуллар ичида дезактивация ҳамда фиторемедиация усуллари муҳим аҳамият касб этади.
Оғир металларни дезактивация қилиш усулини танлаш муаммоси, биринчи навбатда, тупроқ қопламининг ўзгарувчанлилиги, унинг унумдорлигининг агрокимёвий ва экологик-биологик хусусиятларининг сезиларли ўзгарувчанлиги, иккинчидан, тупроқдаги техноген таъсир даражаси билан боғлиқ бўлиб, у мавжуд фаолиятни муайян ифлосланиш даражасига боғлаш билан таҳлил қилиш зарурлигига олиб келди.
Дизактивация жараёнларида табиий анологлари сифатида сорбентлар ва комплекс бирикмалар хосил қилувчиларни сифатида Гумус табиатли моддалардан фойдаланиш экологик жихатдан энг мақбул бўлган технологик дезактивация жараёни деб қабул қилинган ( Поляков, Е.В. 2012).
Қуйидаги ишда [Ильин В.Б.. 1995] оғир металлар билан тупроқ ифлосланишининг хавфли даражасида кимёвий дезактивация усулларини қўллайди, бу эса ифлослантирувчи моддаларнинг гидролиз реакциялари, оксидланиш-қайтарилиш, кимёвий сорбция ва бошқалар туфайли тупроқ таркибий қисмлари билан ўзаро таъсирига асосланган. Органик моддалар, хелатлар, ион алмашинадиган смолалар, кўмир, гумус моддалари, оҳак, гипс, бўр, карбонатлар ва калий сулфид, минерал ва органик ўғитлар, бошқача айтганда, аралашмалар, уларнинг транслокациясини ўсимликда камайтиришдан асосий мақсад токсик моддаларни ўсимликлар ўзлаштира олмайдига шаклга яъни бунда гумус моддалари ёки агрорудалар токсик моддалар билан комплекс брикмалар қилиши хисобига ўсимликлар ўзлаштира олмайдиган шаклга ўтади шу билан бирга тупроқнинг физик хоссаларига ижобий таъсир этади.
Тупроқ минераллари ва гумус моддалар ер экотизимларида элементларнинг бирикмаларини ҳаракатчанлиги ва биологик хусусиятларини назорат қилувчи энг муҳим хусусисиятларга эга [Зубкова Т.А., 2001; Kloster N., Marcelo A. 2015].
Тупроқ эритмасида жойлашган гумин моддалар, кимёвий реакцияларда, шу жумладан метал ионлари билан биргаликда комплекс хосил бўлишига, минерал озуқа элементлари билан узаро таъсирининг хусусиятларини ўзгартириши мумкин. Улар метал-гумат ва метал-гумат-минерал, шунингдек, тупроқ-экологик шароитлардан, масалан тупроқ эритмаси pH нинг нисбий қаршилигидан келиб чиқиб оғир металлар билан кимёвий боғлар хосил қилиши хисобига оғир металларнинг ўсимликлар томонидан ўзлашуванлигини камайтиради [Гумус моддалари ва агроруда бентонитлар оғир металлар билан зарарланган тупроқларга қўллаш нафақат оғир металларни зарарли таъсирини камайтиради шу билан бирга, тупроқ унумдорлигини оширади ва ўсимликлардан юқори ва сифатли ҳосил олиш имкониятини яратади. Шунинг учун хозирги кунда гумус моддаларини тутган ўғитларни олиш жараёнларини ўрганиш, технологияларини ишлаб чиқиш ва қишлоқ хўжалигида қўллаш қишлоқ хўжалиги экинларидан экологик соф ва юқори хосил олишда мухим ахамиятга эгаЮқорида қайд этилган маълумотлардан хулоса қилиш мумкинки, гумус моддалари тупроқдаги харакатчан шаклдаги яъни тупроқ мухитида эрийдиган ва ўсимликлар томонидан ўзлашувчан шаклдаги оғир металлар билан кимёвий боғ хосил қилиш хисобига оғир металларни ўсимликлар томонидан ўзлашмайдиган шаклга ўтказиш хоссасига эга.
Гумус моддалар таъсирида ўсимликларда илдиз ҳосил бўлиши фаоллашади, ҳужайра мембраналарининг селективлиги ўзгариши туфайли сув ва озиқланиш элементлари оқими ортади, гумус бирикмалари ҳужайраларда борадиган жараёнларнинг барча фазаларига ижобий таъсир қилади. Улар физиологик ва биокимёвий жараёнларда иштирок этиш хоссасига эга, оксидланиш-қайтарилиш реакцияларида ферментларни фаоллаштиради, нафас олиш интенсивлигини, фотосинтез махсулдорлигини, минерал элементлар ютилишини оширади ва ютилган фосфорни оқсил моддалар синтезида фойдаланишини таъминлайди. Ташқи шароит меъёрдан четга чиққанда, хусусан ўсимликларни минерал озиқланиш шароити, ҳаво ва тупроқ ҳароратининг ўзгариши, ҳаво ва илдиз соҳасидаги намлик ва кислород миқдори ўзгарганда гумус бирикмаларининг таъсири фаоллашади. Экстремал шароитларда биоэнергетик жараёнларнинг бориши бузилганда ва қўшимча энергия сарфламасдан тикланмаса, уларнинг адаптоген қобилияти намоён бўлади, бу нуклеин кислоталар, фермент оқсиллари ва таркибий оқсилларнинг синтезини, таъмирлаш ва регенерация жараёнларини бошқаради. Улар, шунингдек, озуқа моддалари ва намликни ютади, шу билан бирга, озуқа моддаларини ер ости қатламларига яъни ўсимлик илдизи худудидан чуқурроқ қатламларга ва ер ости сувларига ўтишидан сақлайди. Буларнинг барчаси тупроққа қўлланиладиган минерал ўғитлар сарфини сезиларли даражада камайтиришга, тупроқ унумдорлигини оширишга, маҳсулот сифати ва тупроқ унумдорлигини яхшилашга имкон беради. Натижада табиатни муҳофаза қилиш ва токсикантларни тупроқ-ўсимлик тизимига киришини тартибга солиш усулларини топиш масалалари биринчи уринда туради. Шу сабабли, тупроқни биологик фаоллигини яхшилаш учун гумус таркибидаги гумик кислоталарнинг улушини ошириш, тупроқ-ўсимлик тизимини макро ва микро элементларилари билан озуқавий режимини яхшилаш шунингдек оғир металларни харакатланишини боғлаш ва камайтиришга қодир бўлган технологияларни ишлаб чиқиш муҳим вазифа ҳисобланади.
Гумус табиатли моддалар ўсимликлар ва хайвонларнинг қолдиқлари (гумусфикация) нинг парчаланиши натижасида пайдо бўлган органик бирикмалар комплексларининг парчаланиши натижасида пайдо бўлган органик бирикмалар комплексларининг табиий аралашмасидир. Улар тупроқда, пастки чукмаларда, сирт сувларида ҳамма жойларда мавжуд бўлиб, метал ионлари ва гидрофобик органик молекулалар билан реакцияга киришадиган гидрофибик ва гидрофобик қолдиқларини ўз ичига олади.
Гумус табиатли моддалар қуюқ рангли юқори молекуляр бирикмалардир. Гумус табиатли моддалар учун аниқ молекуляр формулалари мавжуд эмас. Улар индивидуал бирикмалар эмас, балки ўзгарувчан композицион макромолекулаларнинг мураккаб аралашмаси ва тартибсиз тузилишидан иборат [9, 10]. Турли кислоталиликдаги сувли эритмалардаги хатти харакатига қараб гумус табиатли моддадар қуйидаги уч гурухга булинади:
1) Гумин кислоталар- гидроксид эритмаларда эрийдиган ва кислотали мухитда чуктирилган
2) Фульфокислоталар кислотали ва ишқорий мухитда эрувчан.
3) Гуматлар- pH нинг барча қийматларида эримайдиган гумус табиатли моддалар
Гумус табиатли моддалар катионлар, анионлар, нейтрал молекулалар, радионуклидлар аралашмалари ва бошқа атроф мухитни ифлослантирувчи моддалар билан реакцияга киришади (Lenhart J.J. 1999.).
Ер ости сувларида оғир метал ионларининг эрувчанлиги, харакатчанлиги ва гумик моддалари билан богланиши молекуляр массага ва унинг кимёвий тузилишига караб ошиши ёки камайиши мумкин (Koopal, L.K. 2001.).
Қуриқ куртаклар концентирланган нитрат концентратларидан нитрат кислота ва водород перекс аралашмасида (хажм бўйича 5: 1) (Минеев ва бошкалар., 2001) қўлланган. 5 гр. майдаланган ўсимлик намунаси Кжелдахи колбасига солинган, 10 мл концентирланган нитрат кислота қўшилган ва 15 дақиқа давомида ушлаб турилади. Кейин намуна бир неча марта 5 мл гача буғланади, хар сафар асл хажмга (10 мл) кислота қўшилади. 2 мл концентрланган водород перикс қўшилади, 5 мл гача буғланади ва бидистирланган холда 10 мл га етказилади. Ўсимлик куртакларидаги кадмий қурғошин ва некил Spectra AA200 (Avstraliya) асбобида атом адсорбцион спектрометрия орқали аниқланади (Оғир металларни аниқлаш бўйича кўрсатмалар..., 1992).