AP23489493 – Алматы және Астана қалаларының жер үсті суларындағы микро/нанопластиктердің мониторингі және оларды жою үшін мембраналарды қолдану
Мақсаты – Алматы және Астана қалаларындағы жер үсті суларындағы микро/нанопласттарды бақылау, оларды жою үшін мембраналардың тиімділігін бағалау және бөтелкедегі суда бисфенол А-ны анықтау.
Жобаның өзектілігі: Биосфераның пластикпен ластануының негізгі көзі антропогендік фактор болып табылады: әлемде шамамен 8,3 млрд тонна пластик өндірілген, оның ішінде 6,4 млрд тоннасы тасталған. Пластикалық қалдықтар микро- және нанопластикке (МНП) дейін ыдырайды, олардың өлшемі 0,5 мм-ден аз, бұл қоршаған ортаны, әсіресе су ресурстарын ластап, адам денсаулығына әсер етеді. Жоба Алматы және Астана қалаларының жер үсті суларындағы МНП-ны мониторингтеуге бағытталған, мұнда бұрын мұндай зерттеулер жүргізілмеген. Жаңалығы табиғи сулардағы МНП мөлшері туралы деректерді алу және алғаш рет бөтелкедегі суда бисфенол А концентрациясын анықтау болып табылады. Алынған нәтижелер мемлекеттік органдар тарапынан экологиялық мониторинг жүргізу үшін пайдаланылатын болады. Жобаны іске асыру айтарлықтай шығындарды талап етпейді, себебі қолданылатын әдістер қарапайым әрі қолжетімді, бұл ресурстары шектеулі өңірлер үшін маңызды. Жоба Қазақстандағы сулардың микропластикпен ластану мәселесін зерттеуге және оны шешу жолдарын іздеуге бағытталған. Зерттеу су сапасын бағалау, қоршаған ортаны қорғау және адам денсаулығына қауіптерді ескере отырып су тазарту технологияларын жетілдіру үшін жоғары маңызға ие.
Ғылыми жетекші: биология ғылымдарының докторы, Сатаева Алия Рифкатовна
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Жобаның күнтізбелік жоспарына сәйкес Алматы және Астана қалаларындағы жер үсті су көздерінен су мен түптік шөгінділердің сынамаларын алу, сақтау, тасымалдау және талдауға дайындау жұмыстары жүргізілді. Барлығы Астана маңындағы 4 көзден және Алматыдағы 7 көзден 103 сынама алынды, су сынамалары 2025 жылдың қаңтарынан қазан айына дейін ай сайын алынды. Барлық су сынамалары көлемі 2 литр қара шыны бөтелкелерге жиналып, −4 °C температурада сақталды, ал түптік шөгінділер өзендер мен су қоймалары жағасынан 2 см тереңдіктен бірнеше нүктеден бір мезгілде алынды. Сынамаларды алу және дайындау нормативтік құжаттарға сәйкес және NOAA әдісінің модификацияланған көпсатылы нұсқасы бойынша жүргізілді, оған елеу, кептіру, органикалық заттарды пероксидтік тотығу, тығыздық бойынша бөлу және микроскоп арқылы визуалды сұрыптау кірді. Микропластиктің морфологиялық және химиялық идентификациясы жарық микроскопиясы, Raman спектроскопиясы, FTIR, SEM-EDX, TEM, иондық хроматография, ЖЭЖХ, сондай-ақ Malvern Zetasizer және Mastersizer 3000 құралдары арқылы жүргізілді. Сынамаларда микропластиктің пішіні, өлшемі, түсі, полимерлік құрамы және концентрациясы зерттеліп, оның таралуының уақыттық, маусымдық және кеңістіктік заңдылықтары анықталды. Нәтижелер көрсеткендей, негізгі ластану түрлері – талшықтар, бөлшектер және фрагменттер, бұл ретте Астана өзендерінде талшықтар, ал Алматыда бөлшектер басым. Алматыда бөлшектердің ең жоғары концентрациясы Шаңырақ ауданында (58 бөлшек/л), ал талшықтардың ең жоғары концентрациясы Есентай өзенінде (ҚазҰУ маңы) – 21 бөлшек/л анықталды. Астанада ең жоғары көрсеткіштер Есіл өзенінде (Қызылжар маңы – 26 бөлшек/л) және Нұра өзенінде (Аршалы және Мәншүк – тиісінше 19 және 33 бөлшек/л) тіркелді. Алматының жоғарғы аймақтарында (Горный Гигант және Хан-Тәңірі) микропластикпен айтарлықтай ластану анықталмады, бұл жоғары ағыс жылдамдығы мен төмен антропогендік жүктемемен байланысты. Микропластиктің таралуы антропогендік әсермен тікелей байланысты екені анықталды, әсіресе ағынды және жауын суы жиналатын және урбанизация деңгейі жоғары аймақтарда. Зерттеу барысында 144 литр су талданып, 410 микропластик бірлігі анықталды, олардың ішінде 43,4% бөлшектер, 54% талшықтар және 2,7% фрагменттер болды, басым түстері қара және мөлдір. ЖЭЖХ әдісімен жүргізілген талдау нәтижесінде өзен суында және барлық бастапқы бөтелкедегі су үлгілерінде бисфенол А анықталмады. Алайда ARSU маркалы суда 30–50 °C температурада 6 сағат қыздырғаннан кейін бисфенол А туындысы анықталды, бұл шикізаттың немесе өндіріс процесінің ластануын немесе тағамдық емес пластик қолданылғанын көрсетуі мүмкін. Сонымен қатар, 3D басып шығарылған керамикалық мембраналарды қолдану арқылы модельдік ерітінділерден микро- және нанопластикті жою бойынша зертханалық тәжірибелер жүргізіліп, тиімділігі 20–62,2%, ал 460–825 нм бөлшектер үшін 100% дейін жететіні анықталды. Жоба нәтижесінде Polymer журналында (Q1, Web of Science, Scopus) ғылыми мақала жарияланды, зерттеушілер Кингстон университетінде халықаралық тағылымдамадан өтті және нәтижелерін ғылыми іс-шараларда таныстырды, бұл жұмыстың ғылыми жаңалығы мен практикалық маңыздылығын дәлелдейді.
Жарияланымдар тізімі
- Kamal A., Yergeldinov B., Nygmetova D., Satayeva A., Kim J., Poulopoulos S., Gitis V., Arkhangelsky E. The investigation of chemical cleaning of polymeric UF membranes: effect of temperature // Polymer. – 2026. – Vol. 342. – Article 129310. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2025.129310
- Сатаева А., Камал А., Байменов А., Ким Д., Архангельски Е., Тастамбек К.Т., Тауанов Ж.Т., Акимбеков Н.Ш. Краткий обзор проблемы загрязнения микро-нанопластиком сточных и поверхностных вод Казахстана // Вестник КазНУ. Серия Экологическая. – 2024. – № 4 (81). – С. 112–117. – DOI: https://doi.org/10.26577/EJE.2024.v81.i4.a11