ДАРХАН-УУЛ, ОРХОН, ТӨВ АЙМГУУДЫН ХАРЬЦАНГУЙ ЭРҮҮЛ ХӨРСНИЙ ХҮНД МЕТАЛЛЫН БОХИРДЛЫН АЧААЛЛЫН ИНДЕКСИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ НЬ

Үндэслэл

Хөрсний хүнд металлын бохирдол нь байгаль орчны тулгамдсан асуудал болоод байгаа бөгөөд энэ нь хөдөө аж ахуйн гаралтай бүх төрлийн хүнсний бүтээгдэхүүний аюулгүй байдалд шууд нөлөөлдөг тул олон нийтийн анхаарлыг ихээхэн татаж байна. Хүнд металл гэдэг нь биологийн хоруу чанар бүхий зарим металл, металлоидыг, тухайлбал кадми, хром, мөнгөн ус, хар тугалга, зэс, цайр, хүнцэл (Cd, Cr, Hg, Pb, Cu, Zn, As) зэрэг элементүүдийг хэлдэг. Эдгээр элементүүд нь хөрсний агро-экосистемд байгалийн үйл явц, антропоген үйл ажиллагааны үр дүнд үүсэж, зарим хэсэгт хуримтлагддаг байна. Хүнд металлын хуримтлал нь ихэвчлэн хөрс, усны доройтол, экосистемийн доголдолд хүргэдэг бөгөөд хүнд металлын бохирдол нь дэлхийн эдийн засгийн эргэлтэд нөлөөлж, жилд 10 тэрбум ам.доллар давдаг байна.

Сүүлийн жилүүдэд хүнд металлын бохирдол нь хүнсний сүлжээгээр дамжин хуримтлагдах эрсдэл үүсч амьд организм, хүний ​​эрүүл мэнд, нийгмийн сайн сайхан байдалд ихээхэн аюул учруулж байна. Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд эрдэмтэн, судлаачид хими, физик, биологийн аргуудыг ашиглан нөхөн сэргээлт хийсээр байна. Тухайлбал байгаль орчныг нөхөн сэргээх зардал багатай технологи гэж нийтээр хүлээн зөвшөөрдөг фиторемедиаци нь хүрээлэн буй орчны бохирдуулагчийн концентрац буюу хорт нөлөөг бууруулахын тулд ургамал, түүнтэй холбоотой хөрсний бичил биетүүдийг ашиглахыг хэлдэг бол биоремедиаци нь хортой, аюултай элемент, бодисоор хооллож, тэдгээрийг задалдаг бичил биетнийг ашигладаг байна. Хүнд металлаар бохирдсон хөрсийг нөхөн сэргээх технологийг боловсруулах, хөрсөнд хортой металлын хуримтлалыг бууруулахын тулд хөрсний хүнд металлын эх үүсвэр, сөрөг нөлөөг тогтоох судалгааг тодорхой давталттайгаар гүйцэтгэх нь зайлшгүй шаардлагатай юм.

Зорилго

Дархан-Уул, Эрдэнэт, Төв аймгуудын хөрсний хүнд металлын агууламжийг тодорхойлох, бохирдлын ачааллын индексийг тооцоолох

Материал, арга зүй

Бид байгалийн болон хүний үйл ажиллагааны нөлөөгөөр доройтсон газрыг тогтоох судалгааны ажлын хүрээнд 2023-2024 онд Дархан-Уул аймгийн Дархан сум (220 орчим км), Төв аймгийн Сэргэлэн сум (60 орчим км), Орхон аймгийн Баян-Өндөр сум (370 орчим км)-ын харьцангуй эрүүл хөрсийг санамсаргүй түүврийн аргаар сонгон авч, хүнд металлын бохирдолыг тогтоов. Хөрсний дээжийг стандарт аргачлалын дагуу цуглуулж, дээжний уутанд савлан зориулалтын саваар тээвэрлэн лабораторид авчран 2 мм шүүрээр шигшиж, 21 төрлийн элементийн агууламжийг индукцийн холбоот плазмын аргаар ICP 80, ICP 17 атом шингээлтийн спектрометр, индуктив хосолсон плазм-масс спектрометр багажаар тодорхойлов. Шинжилгээний чанарын хяналтыг аттестатчилсан болон шинжилгээний утга ашиглан гүйцэтгэсэн.   

Хүнд металлын шинжилгээ: Хөрсний хүнд металлын шинжилгээг өндөр нарийвчлалтай багаж (Inductively coupled plasma, ICP) ашиглан тодорхойлсон. Үүний тулд 0.5 г нунтагласан дээж авч бага зэрэг нэрмэл усаар шингэлэн 8 мл концентрацитай хайлуурын хүчил (HF), 3 мл концентрацитай хлорын хүчил (HClO₄) нэмэв. Чийглэг давсны байдалтай болтол ширгээв. Шил савны ханыг нэрмэл усаар зайлаад 1 мл концентрацтай азотын хүчил (HNO₃) нэмж давсыг уустал уусмалыг халаав. Үүний дараа задалсан уусмалыг 50 мл хэмжээст колбонд хийж нэрмэл усаар дүүргэн шинжилгээг гүйцэтгэв. Дэгдэмхий бодисуудыг тодорхойлоход богино долгионы зуух буюу битүү системд дээжийн задаргааг хийж, концентрацтай борын хүчил (H₃BO₄) нэмж ашигласан.

Хөрсний бохирдлын индекс (БИ) тодорхойлох: Бохирдлын индексийг дараах томьёогоор тодорхойлсон.

𝑃𝐼=𝐶𝑛/𝐵𝑛    (Томьёо 1)

Энд,    

Cn- хөрсөнд агуулагдах элементийн концентрац

Bn- эрүүл хөрсөнд агуулагдах элементүүдийн дундаж хэмжээ

Бохирдлын индексийн утгаар бохирдлын зэргийг 4 ангилдаг (Хүснэгт 1).

Хөрсний бохирдлын ачааллын индексийг (БАИ) тодорхойлох: Хүнд металлын бохирдлын түвшинг хөрсний бохирдлын ачааллын индекс (PLI)-ээр үнэлэв. Бохирдлын ачааллын индексийг дараах томьёогоор тодорхойлсон.

𝑃𝐿𝐼=𝑃𝐼1∙𝑃𝐼2⋯⋯𝑃𝐼𝑛𝑛  (Томьёо 2)

Энд,     𝑃𝐼- элементийн бохирдлын индекс

𝑃𝐼nn- нийт элементийн тоо

Бохирдлын ачааллын индексийн утгаар бохирдлын ачааллын зэргийг 4 ангилдаг (Хүснэгт 2).

Үр дүн

Дээрх аймгуудын хөрсний шинжилгээний дүнгээс үзвэл, Дархан-Уул аймагт кобальт (Со), галли (Ga), молибден (Mo), кадми (Cd), цагаан тугалга (Sn), сурьма (Sb), титан (Ti), хар тугалга (Pb), уран (U), зэс (Cu), ванади (V), бор (B), стронци (Sr), хүхэр (S), Орхон аймагт хром (Cr), никель (Ni), манган (Mn), цайр (Zn), төмөр (Fe), Төв аймагт цери (Ce), уран (U), хүнцэл (As)-ийн хэмжээ тус тус хамгийн өндөр, кобальт (Co)-ын хэмжээ 3 аймагт ойролцоо (13-16 мг/кг) утгатай, S-ийн хэмжээ Дархан-Уул, Төв аймагт адил (0.3%) утгатай байна (Хүснэгт 3). Хүнд металлын концентрацийг ашиглан бохирдлын индекс, бохирдлын нэгдсэн индекс, зэрэглэлийг тооцоолоход Дархан-Уул аймагт Co, Ga, Cd, Sn, Sb, Pb, U, V, B, Sr, S бага зэргийн, Cu, Mo дунд зэргийн, Орхон аймагт Ni, Mn, Zn, Fe бага зэргийн, Cr дунд зэргийн, Төв аймагт U, As, S-ийн бага зэргийн бохирдолтой байна.

Хэлцэмж, дүгнэлт

Газрын доройтол, цөлжилтийн үнэлгээний үндсэн асуудал бол тухайн орон нутаг, бүс нутаг, улс орны хэмжээнд энэ үйл явц үнэхээр бодитой явагдаж буй эсэхэд шинжлэх ухааны үндэслэлтэй хариулт өгөх явдал байдаг бөгөөд үүний дараа уг хор уршгийг арилгах ажиллагааг төлөвлөн гүйцэтгэх нь зүйтэй билээ. Хөрсний доройтол, цөлжилтийг үнэлэх судалгааны ажлыг анх баруун Суданд цөл тэлэх онолыг нотлох зорилгоор Х.П.Лампрейн нар хийсэн гэж үздэг.  Манай орны хувьд энэ төрлийн судалгааны ажил сүүлийн жилүүдэд эрчимжиж байна. П.Оюунбат нарын судалгаанаас үзвэл Улаанбаатар хотын суурьшлын бүсийн өнгөн хөрсөнд As (9.2), Pb (37.2), Cr (85.4), Co (1.2), Ni (8.8), Zn (88.4), Cu (5.8), Mo (0.7), V (52.3), Sr (294.3) мг/кг агууламжтай, хөрсөнд агуулагдах бохирдуулах бодисын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ (MNS 5850:2019)-нээс давсан хөрсний бохирдолтыг нийт дээжид эзлэх хувиар авч үзвэл: As 3.9%, Pb 2.9%, Cr 2.6%, Zn 1.9%, Cu 0.6%, Mo 1.0%, Sr 1.9% бохирдолтой, харин Co, Ni болон V зэрэг элементүүдийн хүлцэх агууламж стандартаас даваагүй байна. Мөн Ч.Сономдагва нар Улаанбаатар, Эрдэнэт, Дархан хотын хөрсөн дэх хүнд металлын (As, Cr, Pb, Ni, Zn) бохирдлын түвшин, эрүүл мэндийн эрсдлийн үнэлгээг үнэлэхэд IPI-ийн дундаж утгууд УБ хотод 1.33 (дунд зэргийн бохирдол), Эрдэнэтэд 1.83 (дунд зэргийн бохирдол), Дарханд 0.94 (бага бохирдол) байжээ.

Бидний хийсэн судалгаагаар нийт аймгуудын хөрсний бохирдлын ачааллын индекс суурь утгад харгалзаж, мөн “Хөрсний чанар. Хөрсөнд агуулагдах бохирдуулах бодисын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ MNS 5850:2008” стандартад зааснаар хөрсөнд агуулагдах органик биш бохирдуулагч бодисуудын хортой болон аюултай агууламжаас даваагүй боловч стандартад заасан зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс Дархан-Уул аймгийн хөрсөнд агуулагдах зэсийн хэмжээ 2.2, молибдений хэмжээ 2.42 дахин өндөр байсан бол 3 аймгийн хөрсөнд борын хэмжээ 3.1-3.4 дахин их байгаа нь анхаарал татаж байна. Иймээс энэ төрлийн судалгааг Монгол орны хэмжээнд тодорхой давтамжтайгаар гүйцэтгэж, хөрсний хүнд металлын бохирдлыг хянаж, мэдээллийн сан үүсгэх нь зүйтэй юм.

Ном зүй

1.     Байгаль Орчин Аялал Жуулчлалын Яам “Монгол орны цөлжилтийн атлас 2020” https://eic.mn/dldbase/

2.     Ч.Гончигсумлаа “Хөрс судлал, үүсэл, тархалт, ангилал” 2008 он

3.     Ч.Сономдагва “Монгол орны хотуудын хүрээлэн буй орчин” 2019 он

4.     Angulo E. The Tomlinson Pollution Load Index applied to heavy metal,‘Mussel-Watch’data: a useful index to assess coastal pollution. Science of the Total Environment. 1996 Aug 15;187(1):19-56. https://doi.org/10.1016/0048-9697(96)05128-5

5. Jorfi S, Maleki R, Jaafarzadeh N, Ahmadi M. Pollution load index for heavy metals in Mian-Ab plain soil, Khuzestan, Iran. Data in brief. 2017Dec1;15:584-90. https://doi.org/10.1016/j.dib.2017.10.017  

6.     Lamprey, H. F. "Report on the desert encroachment reconnaissance in northern Sudan." 1988: 1-7. ISSN (Print): 0379-2455

7.   Li, C., Zhou, K., Qin, W., Tian, C., Qi, M., Yan, X., & Han, W. 2019. A Review on Heavy Metals Contamination in Soil: Effects, Sources, and Remediation Techniques. Soil and Sediment Contamination: An International Journal,28(4),380–394. https://doi.org/10.1080/15320383.2019.1592108

8.     Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach. Water research. 1980 Jan 1;14(8):975-1001. https://doi.org/10.1016/0043-1354(80)90143-8 

9.   Suwanmanon, S. and Kim, K.I., 2021. Pollution load index for heavy metals of agricultural soils adjacent to industrial complexes in the Jeon-Buk regions of Korea. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer, 54(3), pp.311-321. https://doi.org/10.7745/KJSSF.2021.54.3.311