Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Улыкпанова Меруерт Муратовна «8D05213 – География» білім беру бағдарламасы бойынша «Ертіс өзені алабы ландшафттарының геохимиялық құрылымына антропогендік факторлардың әсері: Шығыс Қазақстан шегінде» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Физикалық және экономикалық география кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - қазақ тілінде
Ресми рецензенттер:
Казангапова Нургуль Буркитбаевна – география ғылымдарының кандидаты, PhD, «С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық зерттеу университеті» КЕАҚ, Ауыл және орман шаруашылығы институтының қауымдастырылған профессоры, мамандығы: 25.00.27 - «Құрлық гидрологиясы, су ресурстары және гидрохимия» (Астана қ., Қазақстан Республикасы);
Алдажанова Гульнар Булатовна – философия докторы (PhD), «География және су қауіпсіздігі институты» АҚ, Г.В. Гельдыева атындағы Ландшафттану және табиғатты пайдалану зертханасының аға ғылыми қызметкері, мамандығы: «6D060900 – География» (Алматы қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Курепина Надежда Юрьевна – география ғылымдарының кандидаты, аға ғылыми қызметкер, Ресей Ғылым академиясының Сібір бөлімшесінің су және экологиялық мәселелер институты, мамандығы: 25.00.33 - «Картография» (Барнаул қ., Ресей Федерациясы);
Кудерин Аманжол Алимжанович – философия докторы (PhD), «География және су қауіпсіздігі институты» АҚ, Г.В. Гельдыева атындағы ландшафттану және табиғатты пайдалану мәселері зертханасының меңгерушісі, мамандығы: «6D060800 - Экология» (Алматы қ., Қазақстан Республикасы);
Пашков Сергей Владимирович – география ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор, Манаш Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан университетінің «География және экология» кафедрасының профессоры, мамандығы: 25.00.36 – «Геоэкология» (Петропавл қ., Қазақстан Республикасы).
Ғылыми кеңесшілері:
Озгелдинова Жанар Озгелдиновна – философия докторы (PhD) «Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті» КеАҚ «Физикалық және экономикалық география» кафедрасының профессор м.а., мамандығы: «6D060900 - География» (Астана қ., Қазақстан Республикасы);
Останин Олег Васильевич – география ғылымдарының кандидаты, Алтай мемлекеттік университетінің «Физикалық география және геоақпараттық жүйелер» кафедрасының доценті, мамандығы: 25.00.23 – «Физикалық география және биогеография, топырақ географиясы және ландшафттық геохимия» (Барнаул қ., Ресей Федерациясы).
Қорғау 2025 жылғы 19 желтоқсан, сағат 11:00-де Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05213 – География» білім беру бағдарламасы бойынша «8D052 – Қоршаған орта» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (оффлайн және онлайн) өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://surl.li/dgneoe
Мекен-жайы: Астана қ., Қажымұқан көшесі, 13, №3 оқу корпусы, Мәжіліс залы (№333 ауд.).
Аңдатпа (қаз.): Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Ландшафттардың геохимиялық құрылымын зерттеу табиғи жүйелерде жүріп жатқан геоэкологиялық үдерістерді кешенді зерттеудің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Бұл бағыттың маңызды болу себептерінің бірі геохимиялық құрылым ландшафттардың табиғи орта экологиялық жағдайын көрсететін индикатор болып табылатынын және әртүрлі антропогендік үдерістерінің әсерін айқындайтынын атап өтуге болады. Қазіргі таңда шаруашылық салаларының қарқынды дамуы табиғи ортаның құрамдас бөліктерінің химиялық ластануымен байланысты мәселелердің шиеленісуіне әкелді. Антропогендік әсер геохимиялық фактор ретінде ландшафттағы элементтердің қайта бөлінуіне әсер етуде маңызды рөл атқарады. А.Е. Ферсман шаруашылық қызмет нәтижесінде химиялық элементтердің Жер шарында орын ауыстыруын (миграциясын) техногендік деп анықтап, осы орын ауыстыруды тудыратын үдерістер жиынтығын техногенез деп атаған. Осылайша, әртүрлі деңгейдегі антропогендік жүктемеге ұшыраған ландшафттардың геохимиялық құрылымын бағалау қазіргі заманғы өзекті міндет болып табылады. Табиғи ландшафттарға антропогендік әсерлердің жылдам артуы жағдайында, атмосфераға шығарындылармен, су айдындарына қалдықтардың түсуімен және ауылшаруашылық жерлерінің қарқынды пайдаланылуымен байланысты геохимиялық зерттеулер ластану көздерін анықтау және олардың геожүйелерге әсерін бағалау үшін маңызды құралға айналады. Бұл әсіресе Шығыс Қазақстандағы Ертіс өзенінің алабы секілді өңірлер үшін маңызды, өйткені табиғи ресурстарды қарқынды пайдалану мен дамыған өнеркәсіп ландшафттардың геохимиялық құрылымына өз әсерін тигізуде. Ертіс өзені Қытайдан басталып, Қазақстан аумағы арқылы өтеді, мұнда көптеген ауыр металдардан тұратын тұрмыстық және өндірістік ағынды суларды шығаратын өнеркәсіп орындары орналасқан. Бұған Үлбі металлургиялық зауыты, Өскемен қорғасын-мырыш зауыты, титан-магний зауыты және т.б. кәсіпорындар жатады. Ертіс өзенінің жағалауын ластау адам әрекетінің қалдықтарымен, атап айтқанда тұрмыстық және өндірістік қатты қалдықтармен жүруде. Зерттеу аймағындағы ең көп таралған және биотаға қауіпті ластаушы заттектердің қатарына ауыр металдар жатады. Олар жоғары уыттылықпен, мутагендік және канцерогендік әсерлермен сипатталады. Мұнда геохимияны зерттеу ластануды ғана анықтап қоймай, сондай-ақ бұзылған ландшафттарды қалпына келтіру, табиғи ресурстарды пайдалануды оңтайландыру және халықтың өмір сапасын жақсарту үшін шаралар ұсынуға мүмкіндік береді. Диссертациялық зерттеудің мақсаты – ластаушы заттектердің техногендік аномалия дәрежесін анықтау үшін Шығыс Қазақстан шегіндегі Ертіс өзені алабы ландшафттарының геохимиялық құрылымына антропогендік факторлардың әсерін бағалау. Зерттеу міндеттері: – ландшафттардың геохимиялық құрылымын қалыптастырудағы табиғи факторларды талдау; – зерттелетін алаптың геохимиялық ландшафттарының картасын әзірлеу; – зерттеу алабының аумағындағы антропогендік әсердің көздері мен түрлерін анықтау; – ландшафттардың құрамдас бөліктеріндегі негізгі химиялық элементтердің фондық құрамын анықтау, олардың геохимиялық құрылымды қалыптастырудағы рөлін бағалау; – ландшафттардың құрамдас бөліктеріндегі химиялық элементтердің мөлшері мен кеңістіктегі таралуын анықтап, антропогендік әсердің негізгі көздерінен шығатын ластаушы заттектердің ағымдарын анықтау; – зерттеу аймағындағы ландшафттарда заттектердің орын ауыстыруының геохимиялық жағдайларын талдау; – зерттеу аймағындағы топырақтарда ауыр металдардың техногендік аномалиясын бағалау; – ландшафттарды оңтайландыру бойынша ұсыныстар әзірлеу. Жұмыс ландшафттық-геохимиялық зерттеулердің әдіснамасына негізделген, оның негізгі қағидалары А.И. Перельман, Н.С. Қасымов, М.А. Глазовскаяның жұмыстарында қарастырылған. Зерттеудің негізгі әдістері салыстырмалы-географиялық, статистикалық, кеңістіктік интерполяция әдістері және геожүйелік-алаптық тәсіл болды. Химиялық-талдау жұмыстары Семей қаласындағы «Ұлттық сараптама және сертификаттау орталығы» АҚ және Қарағанды қаласындағы «ЭкоНус» ЖШС сынақ зертханаларында жүргізілді. Сынамалардағы химиялық элементтердің құрамын атомдық-абсорбциялық әдіспен, pH деңгейін pH-метрмен анықтау әдісімен (МС 26423-85), титриметриялық әдіспен (МС 26424-85), аргентометриялық әдіспен (МС 26425-85), турбидиметриялық әдіспен (МС 26426-85) анықталды. Алынған нәтижелерді өңдеу үшін вариациялық-статистикалық талдау қолданылды, карталар құру кезінде – геоақпараттық картографиялау және жерді қашықтықтан зерделеу деректері пайдаланылды. Қорғауға ұсынылатын негізгі тұжырымдар: 1. Ландшафтық-геохимиялық негіздегі геохимиялық жіктеу мен картографиялау химиялық элементтердің орын ауыстыруының табиғи факторлары мен жағдайларын бағалауға мүмкіндік береді. 2. Шығыс Қазақстан шегіндегі Ертіс өзенінің алабы жерүсті суларындағы, топырақтарындағы және өсімдіктеріндегі химиялық элементтердің жалпы формаларының аймақтық фондық мәндері анықталды, бұл ландшафттардың геохимиялық құрылымының аймақтық ерекшеліктерін айқындауға мүмкіндік берді. 3. Шығыс Қазақстандағы Ертіс өзенінің алабында ластаушы заттектердің құрамдас бөліктеріндегі мөлшері мен кеңістіктегі таралуы шаруашылықты игеру нәтижесінде туындайтын антропогендік жүктеменің контрасттылығы арқылы анықталады. 4. Шығыс Қазақстандағы Ертіс өзенінің алабындағы ландшафттар заттектердің орын ауыстыру жағдайлары бойынша ерекшеленеді, бұл элементтердің фондық құрамындағы айырмашылықтар мен геохимиялық құрылымның кеңістіктік вариациясын анықтайтын факторлардың алуантүрлілігімен сипатталады. 5. Ертіс өзенінің алабындағы Шығыс Қазақстанның ландшафттарының техногендік аномалиялары бірнеше ластану көздерінің кешенді әсерін көрсететін индикаторлар болып табылады. Техногендік аномалияларды бөлу критерийлері зерттелетін сынамадағы ауыр металдардың мөлшерінің орташа фондық мөлшерге қатынасына тең коэффициент болып табылады. Алынған нәтижелер негізінде келесі қорытындылар жасалды: 1. Ертіс өзені алабы шегінде 68 жеке ландшафт бөлініп, картада көрсетілді. Шартты белгілерде тақырыптармен және кіші тақырыптармен келесі жіктеу категориялары бөлінді: кластар (жазықтық ландшафттар, таулық ландшафттар); жазықтық ландшафттардың типтері (далалық, шөлейттік), таулы ландшафттардың типтері (нивальдық, таулы-шалғындық, ормандық, орманды-далалық, далалық, шөлейттік, шөлдік ландшафттар), типшелер (солтүстік далалық, оңтүстік далалық). 2. А.И. Перельман классификациясын қолдана отырып, жасалған ландшафттық карта негізінде геохимиялық ландшафттар картасы құрастырылды. Өзен алабында су алмасуындағы, денудациядағы және суларда, топырақтарда және өсімдіктерде элементтердің биогендік жинақталуындағы айырмашылықтармен сипатталатын 12 геохимиялық ландшафт бөлінген. Құрғақ далаларда баяу және орташа су алмасуы бар жазықтар басым, онда элементтер, әсіресе өсімдік тамырларында, биогендік жолмен жинақталады. Суббореалды шөлдерде су алмасуы баяу жазық ландшафттар кең таралған, мұнда химиялық денудация басым болады. Қарқынды су алмасуы және автономды және бағынышты ландшафттар арасындағы айқын шекарасы бар таулы-шалғынды ландшафттарда механикалық денудация басым болады. Шөлді топырақтарда элементтердің биогендік жинақталуы әлсіз байқалады, әсіресе азот пен хлор үшін, ал флора үшін Na, Cl, S, K және P қарқынды биогендік жинақталуы тән. 3. Зерттелетін аймақтың топырағы мен өсімдік жамылғысы үшін фондық мәндер анықталды. Жер үсті суларының, топырақтың және өсімдік жамылғысының фондық көрсеткіштерінің шоғырлануын әртүрлі авторлардың деректерімен салыстырмалы талдау дайындалды. Ертіс өзені алабының геохимиялық ландшафттарының ерекшелігі кен түзуші элементтердің (мыс, мырыш, қорғасын) және серіктес элементтердің (қорғасын, мырыш және т.б.) екінші ретті шашырау ореолдарының (литохимиялық аномалиялар) болуымен байланысты бірқатар элементтердің құрамы табиғи жоғары деңгейінде. Сондай-ақ өзен алабы аумағының оңтүстік құрғақ далаларының қоңыр топырақтарында, биогеохимиялық кедергіде, гумустық қабаттың жоғарғы бөлігінде, биогендік жинақталу есебінен P, S, K, Ca, кей жерлерде Mg, Na, Sr, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, As, Ag, Ba, Pb және басқа да микроэлементтер жақсы жинақталады. Өзен алабының таулы-шалғынды ландшафттарының тотығу жағдайларында жылжымалы және әлсіз жылжымалы элементтер жиналуы мүмкін: Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Hg, Ag, Bi. Ал өзен алабының суббореалды шөлдері топырақтарының сілтілі тотығу ортасы, олардағы органикалық заттектердің аз мөлшері, өте әлсіз ылғалдану көптеген элементтердің орын ауыстыруының және жинақталуының төмен қарқындылығын анықтайды. 4. Зерттелетін өзен алабы шегінде жүзеге асырылатын шаруашылық қызмет, геохимиялық ландшафттардың антропогендік модификациясының негізгі факторлары өнеркәсіптік және ауыл шаруашылығы қызметі болып табылады: пайдалы қазбаларды өндіру, гидроқұрылыс, мал жаю, сондай-ақ елді мекендер аумағының кеңеюі және көлік құрылысы. Фондық таңдамалы телімдерде және күшті антропогендік ластану аймағында орналасқан жерлерде жүргізілген геохимиялық зерттеулер нәтижесінде Ертіс өзені алабының геохимиялық ландшафттары құрамдас бөліктерінің техногенез өнімдерімен ластану спектрі металлургиялық цикл кәсіпорындары басым болатын көп салалы өнеркәсіптік өндірісті көрсететіні анықталды. Өскемен өнеркәсіптік орталығының ағынды суларымен келетін ластаушы заттектердің көпшілігінің техногендік ағындары Ертістің негізгі саласы - Үлбі өзенінің жағалауы бойымен созылып жатыр. Шығарындылар көзіне жақындаған сайын суда NH4+, Mg2+, NO2- және Cu2+ и Zn2+ шоғырлануларының және топырақта Cu2+, Zn2+ и Pb2+, өсімдіктерде Cu2+, Zn2+ и Pb2+ және Cd2+шоғырлануларының айтарлықтай артуы анықталды. Ағынның шашырау аймағының геохимиялық ландшафттарында улы заттектердің күшейтілген жинақталуы табиғи кешендердің ауысуын қалыптастырады, масса және энергия алмасу параметрлерін өзгертетін жаңа геохимиялық жағдай жасайды. 5. Алынған далалық деректерді ғарыштық суреттерді пайдалану арқылы өңделген нәтижелермен салыстыру үшін зерттелетін аумақта металдары бар аймақтарды бөліп көрсету мақсатында Landsat-8/OLI спектрлік жолақтарының әртүрлі арақатынастары тексерілді. 2022-2024 жылдардағы далалық зерттеулер нәтижесінде құрастырылған сазды минералдар мен карбонаттар индекстерінің карталары жүргізілген далалық зерттеулерді растайды. Сазды минералдар (1,43-1,95) және карбонаттар (0,58-0,66) индекстерінің максималды мәндері Николаевское мыс кен орны және Белоусовское, Риддер-Сокол, Тишинское полиметалл кен орындары сияқты негізгі өнеркәсіптік игерілген аумақтарды қамтитын 6-ландшафтта анықталды. Бұл аймақтарда ауыр металдардың, мысалы, ШМШ-дан 49,5 есе асатын мыстың (148,6 мг/кг) және шоғырлануы ШМШ-дан 6 есе жоғары 190,2 мг/кг құрайтын қорғасынның шектік мүмкіндік шоғырланулардан (ШМШ) айтарлықтай асып кетуі байқалады. Бұл деректер аталған ландшафттарға тау-кен өндіру кәсіпорындарының қызметімен байланысты жоғары техногендік жүктемені растайды. 6. Элементтердің әртүрлі орын ауыстыру түрлерінің коэффициенттері есептелді. Нәтижесінде орын ауыстыру және химиялық элементтердің ландшафттарда жинақталуы геохимиялық кедергілер, жер бедері, сулардың химиялық құрамы және экологиялық жағдайлардың өзгеруі сияқты көптеген факторларға байланысты деген қорытынды жасауға болады, бұл ерекше ландшафттық аномалиялар мен геохимиялық үдерістердің қалыптасуына әкеледі. Су ағындарындағы элементтердің орын ауыстыруы негізінен қар еріген кезеңдерде және нөсер жаңбырдан кейін, өзендер суға толғанда және элементтерді тасымалдау үдерісі белсендірілгенде жүреді. III текті ландшафттар басым болатын таулы-шалғынды ландшафттарда элементтердің өзен алабы аумағынан суспензияланған және еріген түрде тасымалдануы есебінен жинақталу ландшафттарында жинақталатын бүйірлік орын ауыстыру байқалады. Құрғақ дала және суббореалды шөл ландшафттары кальций-натрий классына жатады және әлсіз сілтілі және сілтілі жағдайлармен сипатталады. Бұл ландшафттарда геохимиялық дифференциация негізінен элементтердің топырақ-жер асты суларымен радиалды орын ауыстыру арқылы жүреді. Зерттелетін аумақтардың топырақтары, әсіресе тау бөктерлерінде, қорғасын, мыс және мырыш сияқты элементтердің гумустық қабаттарда жинақталуымен кескін бойынша айтарлықтай дифференциацияны көрсетеді. Бұл радиалды дифференциацияға және топырақтың жоғарғы және төменгі қабаттарының тотығу-тотықсыздану жағдайларының айырмашылықтарына байланысты. 7. Қоршаған ортаның химиялық құрамындағы шоғырлану дәрежесін бағалауға және антропогендік факторлардың әсерін анықтауға мүмкіндік беретін негізгі көрсеткіштердің бірі болып табылатындықтан, техногендік аномалия коэффициенті (Ас) есептелді. Жүргізілген жұмыс нәтижесінде өзен алабы топырақтарының ластану дәрежесін бағалаудың картографиялық бейнесі жасалды. Ертіс өзені алабының аумағында топырақтың ластану дәрежесі күшті және өте күшті геохимиялық ландшафттар басым болатыны анықталды. Табиғат пайдалану құрылымында тау-кен өндіру және өңдеу кешені (Өскемен өнеркәсіптік торабы) басым болатын геохимиялық ландшафттар ластанудың күшті және өте күшті дәрежесімен сипатталады, мұнда оның барлық құрамдас бөліктері қатты бүлінген. 8. Геохимиялық ландшафттар топырақтарының ластану дәрежесін талдау негізінде Ертіс өзені алабының күшті және өте күшті ластанған геохимиялық ландшафттары үшін бірқатар ұсыныстар әзірленді. Геохимиялық ландшафттардың қазіргі геоэкологиялық жағдайына байланысты топырақ пен жер үсті суларының жағдайын жақсартудың фиторемедиация, биоремедиация, гидромелиорация сияқты түрлері ұсынылды. Алынған нәтижелер негізінде зерттеу аумағының геоэкологиялық жағдайын жақсарту шараларын анықтауда ғана емес, сонымен қатар табиғат пайдалану тәжірибесінің міндеттерін шешуге бағытталған геожүйелердің геохимиялық зерттеулерін жетілдіру үшін үлгі бола алатындығы туралы қорытындылар тұжырымдалды. Зерттеудің ғылыми жаңалығы келесі аспектілерден тұрады: 1. Шығыс Қазақстандағы Ертіс өзенінің алабындағы геохимиялық ландшафттардың орта масштабты картасы әзірленді, ол геохимиялық ландшафттардағы заттектердің орын ауыстыруы мен шоғырлануының геохимиялық жағдайларын көрсетеді. Геохимиялық ландшафттардың морфологиялық құрылымына талдау жүргізілді: 4 топ, 3 тип, 3 типше анықталып, 12 геохимиялық ландшафт айқындалды. 2. Шығыс Қазақстандағы Ертіс өзенінің алабында жүргізілген кешенді зерттеулер негізінде ландшафттардың негізгі құрамдас бөліктері (жер үсті сулары, топырақтар және өсімдіктер) бойынша зерттелетін заттардың фондық құрамы айқындалды. 3. Далалық жағдайда ластаушы элементтердің кеңістіктік айырмашылықтары анықталып, табиғи суларда, топырақтарда және өсімдіктерде ластаушы заттектердің таралуы мен орын ауыстыруының негізгі заңдылықтары анықталды. Зерттеудің теориялық және практикалық маңыздылығы. Ландшафттық-геохимиялық зерттеулердің нәтижелері жергілікті және аймақтық табиғи-антропогендік геожүйелердің жағдайын бағалау үшін қолданылуы мүмкін. Химиялық элементтердің орын ауыстыруы мен дифференциациясының қарқындылығын анықтау арқылы қазіргі үдерістерді сипаттап қана қоймай, ландшафтта пайдалы немесе зиянды элементтер мен қосылыстардың жиналуын немесе сыртқа шығуын болжауға да болады. Сондықтан алынған қорытындылар экология және қоршаған ортаны қорғау, жер ресурстары және жер пайдалану жөніндегі комитеттер үшін маңызды, себебі олар өнеркәсіп пен ауыл шаруашылығының табиғи ландшафттарға геохимиялық әсерін талдауды қамтиды. Диссертацияның құрылымы. Диссертация кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан, пайдаланылған дереккөздер тізімінен және 8 қосымшадан тұрады. Диссертациялық зерттеу ауқымы компьютермен терілген 36 кесте, 42 сурет, 201 парақтық мәтіннен тұрады. Әдебиеттер тізіміне 182 кіреді. Диссертациялық зерттеудің негізгі ережелері мен қорытындылары 6 жарияланған жұмыста, 4 – Scopus халықаралық базасына кіретін журналдарда баяндалған, қалғандары халықаралық ғылыми-практикалық конференцияларда сынақтан өтті.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://www.youtube.com/watch?v=LXUA6-S5Pwc
