«Жоңғар Алатауы» табиғат саяжайының табиғи ортасы компоненттерінің ауыр металдармен ластануын зерттеу

Құмнан өткен сүзінді әлсіз  боялған болады. Себебі, құмда коллоидты  бөлшектер болмағандықтан, боялған  су түсін өзгертпей өтеді. Ал топырақта  аоллиодтық бөлшектер көп болғандықтан, боялған су өткенде метилен көгінің  немесе сияның молекулаларын адсорбциялап, сүзінді мөлдір түсті болып шығады.

 

Топырақтың  физика-химиялық немесе ауыспалы сіңіру қабілетін анықтау

Жабдықтар мен заттар. Қара топырақ  немесе жоңышқалық, бақшалық топырақтар үлгілері, воронкалар, дәке, дистиленген  су, 5%-тік калий хлориді ерітіндісі, 4%-тік қымыздық қышқылды аммоний (аммоний оксалаты (NH₄)₂C₂O₄).

1. Топырақ түсіп кеипеу үшін түбіне дәке салынған топырақпен толтырылған 2 воронка алу.
2. Бірінші воронкаға калий хлориді ерітіндісін, екінші воронкаға дистилденген су құю.
3. Топырағына калий хлориді құйылған воронканың сүзіндісіне қымыздық қышқылды аммоний қосу.
4. Мұнда түнба түссе кальцийдің бар екенін көрсетеді (кальций оксалаты түзіледі). Дистилденген су құйылған топырақтың сүзіндісі қымыздық қышқылы аммоний қосқамен ешқандай ракция бермейді. Сонымен, топырақты калий хлориді ерітіндісімен өңдегенде иондардың ауысуы жүріп, сіңіру кешенінде кальций иондарының орнына калий иондары тұрады. Кальций иондары сүзіндіге өтті, топырақты дистлденген сумен өңдегенде кальций ионы алмаспай берік ұсталып тұрады. Оны алмастыру  үшін тек қана басқа элементтердің иондары керек болады.

Топырақтың химиялық сіңіру қабілетін анықтау

Жабдықтар мен заттар. 250 мл колба, 5%-тік қышқыл фосфор қышқылды калийдің K₂HPO₄ немесе натрийдің Na₂HPO₄ (тиісінше калийдің немесе натрийдің гидрофосфаттары) ерітіндісі, жырту қабатынан (0-30) алынған ауа-құрғақ топырақ үлгілері, волонкалар, сүзгі қағаз, фосфор табақшалар, су моншасы, техникалық таразы (гирлерімен), эксикатор.

1. Сыйымдылығы 250 мл колбаға 100 г жеңілдеу (құмайт) ауа-құрғақ топырақ салып, 5%-тік 100 мл калий гидрофосфаты немесе натрий гидросфосфаты ерітіндісін құю, 30 мин шайқап және тұндыру.
2. Ерітіндіні мөлдір сүзінді алу үшін ұқыпты сүзу.
3. Алдын-ала өлшенген фарфор табақшаға 50 мл сүзінді құйып, су моншасында буландыру.
4. Табақшадағы барлық су буланып бітеннен кейін, оны эксикаторға салып, 10-15 мин. суыту.
5. Суытып болғаннан кейін, табақшаны өлшеп, ыдыстың массасын алып тастап, минералдық қалдықтың массасын табу.

Әр қарай есептеуді былай  жүргізеді: 5%-тік натрий гидрофосфатынан топырақ ешқандай зат сіңірмесе, онда буландырудан кейін 2,5 г құрғақ зат қалуы керек еді. Бірақ, сүзіндісі бар табақшаның буландруға дейінгі және буландырудан кейінгі массасының айрмасы 1,75 г құрғақ зат болды, яғни 0,75 г зат топыраққа сіңген екен.

Тиісінше 100 мл ерітіндіден топырақ 1,5 г құрғақ зат сіңіреді (30 млх 2=100 мл). 100 мл 5%-тік натрий гидрофсфатында 5 г құрғақ зат болатындықтан және оның 1,5 г топыраққа химиялық сіңіргендіктен, топырақтың химиялық сіңіру қабілетінің көрсеткіші (1,5x100:5) 30%-ке тең болады.

Дисперсті ұсақ бөлшектері көп саз, сазды топырақтарда гранулометриялық құрамы жеңіл топырақтардан гөрі химиялық сіңіру көрсеткіші жоғары болады.

Гранулометриялық құрамы ауыр топырақпен тәжірибе қоюды төмендегіше жүргізу  керек.

1. Сыйымдылығы 250 мл колбаға 20 г ауа-құрғақ саз, немесе азды топырақ салу және түстіне 20 мл 5%-тік калий гидрофосфатының, немесе натрий гидрофосфатының ерітіндісінің құю.
2. 30 мил. ауық-ауық шайқап тұндыру және воронкадағы сүзгі қағазға, әсіресе алғашқыда ұқыптап құйып, сүзу.
3. Массасы өлшенген фарфор табақшаға 10 мл мөлдір сүзінді ұйып, су моншасында әбден құрғату.
4. Топырақтың химиялық сіңіру қабілетін төмендегіше есептеу: 20 мл калий (не нарий) гидрофосфатында 1 г тұз болады. Ал, 10 мл сүзіндіде, егер топырақ сіңірмесе, 0,5 г калий гидрофосфаты болуы керек. Тәжірибе қортындысында минералдық қалдықтың массасы 0,25 г, яғни, 10 г топырақ сіңірген калий гидрофосфатының тұзы 0,25 г болды. Сонда 20 г топырақ 0,5 г тұз сіңіреді, немесе сол ауыр топырақ үлгісінің сіңіру қабілетінің көрсеткіші (0,5x100:1) 50% екен.

 

 

 

2.3.3 Топырақтың  ауыр метелдармен ластану жолдары  және оның кері әсері

 

Табиғатты қорғаудың түрлі аспектілерін ескермей жүргізген адамның шаруашылық іс-әрекеттері қоршаған ортаның, соның ішінде топырақтың да ластануына әкеп соғады. Нәтижесінде топырақ өндірістік, құрлыстардың қалдықтарымен, жылу электр станцияларының күлімен, пайдалы қазбалар мен құрлыс материалдарын өндіру кезіндегі жердің бетіне шығарылып тасталған жыныстар тау-тау болып үйілген, мұнай өнімдері жиналған, т.б. «индустриялық далалар» пайда болады.

«Индустриялық далалардың» топырақтарында ештеңе өспейді. Бұның себебі, ластаушы заттардың құрамында табиғи күйде  топырақта өте аз мөлшерде кездесетін химиялық элементтер болады. Олар көміртек, күкірт, молибден, мыс, кадмий, мырыш, алюминий, никель, вольфрам, натрий, хлор, темір, итан, бор, барий, фтор. Бұндай жағдайда химиялық элементтердің топырақтағы  қалыптасқан қатынасы бұзылады.

Айта кететін бір жай, топырақтың ластануы тек қана адамның индустриялық қызметтерінен емес, сонымен бірге  ауылшаруашылық өндірістің нәтижесінде  де жүреді.

Топырақтың (сол сияқты ауа мен  судың да) едәуір ластаушы көздер – мал шаруашылығы комплекстері. Көбінесе сұйық көп дұрыс сақталмаған жағдайда суларды ластайды. Мысалы, 100 мың бас өсіретін шошқа комплексі немесе 35 мың бас ірі қара өсіретін комплекстің қоршаған ортаны ластау дәрежесі 400-500 мың халқы бар үлген өндірістік орталықпен бірдей дәрежеде болады. Сондықтан фермаларда тазартқыш қондырғыларды салу өте қажетті шаралардың бірі.

Сонымен қатар көп жағдайда жанар-жағар майларды сақтау мен тасымалдау дұрыс, талапқа сай орындалмайды. Олар топыраққа түскенде топырақтың биологиялық белсенділігін нашарлатады. Сол сияқты минералдық тыңайтқыштарды жолдардың, не егістіктердің жиегінде ашық тастауға болмайды.

Мұнай өндіру және барлау жұмыстары  топырақтың түрлі жуғыш заттармен  ластануына себеп болады. Нәтижесінде  мұнай төгіліп, топырақтың бетінде  битумды заттардың түзілуіне  әкеп соғады. Бұрғылау жұмыстары кезіндегі  қолданылатын жуғыш заттар (каустикалық  сода, натрий хлориді, дизель майы, битум) топырақтың тұздануына себеп болады. Әдетте, бұндай жерлерде өсімдіктер өспейді.

Көптеген жерлер тұрмыстық және өндірістік қалдықтар жиналған қалдық үйінділерімен ластанады. Бұл үйінділерде  тұрғын үйлер, мекемелерден шыққан қалдықтар, әртүрлі синтетикалық материалдардан жасалған тұрмысқа қажетті заттардың  қалдықтары, моншалар мен кір жуатын орындардан шыққан ағызынды сулар, жаңбыр мен қар сулары, т.б толып жатқан қалдықтардың барлығы топырақты  қатты ластайды.

Топырақ бұлардан басқа пестицидтерді  дұрыс пайдаланбаған жағдайда да біршама ластанады. Олардың химиялық тұрақты түлері топырақта жинақталып, топырақ биотасының қырылып қалуына  себеп болады. Ал пестицидтердің топырақта  жинақталуы және ондағы организмдердің жойылуы топырақ түзілу процестеріне әсер етіп, оның құнарлылығын төмендетеді.

Сондықтан шаруашылықтарда пестицидтерді  пайдаланудың ережелерін қатаң сақтаулары қажет. Ал тыңайтқыштарды қолданғанда  ғылыми-зерттеу мекемелерінің ұсныстарын басшылыққа алу керек. Табиғи аймақты, топырақтың түрі мен типін, тыңайтқыш берілетін дақылдың ерекшеліктерін ескермеу топырақтың қышқылдануына, не сілтіленіне әкеліп, қоректік элементтердің антогонизмін туғызады, олардың топырақ ерітіндісіне шығып қалуына жағдай жасайды.

 

                          Ауыр металдардың адам денсаулығына  әсері

 

Элементтер	Әсер етуінің зардаптары	Ластаушы көздер
Сынап (Hg)	Жүйке жүйесіне, ас қорыту органдарының, бүйректің қызметіне әсер етеді, хромосомдарда өзгерістер туғызады	Ластанған су мен топырақ
Мышьяк (As)	Терінің рак ауруларын, интоксикация туғызады, жүйке жүйесіне әсер етеді	Ластанған топырақ пен зақымданған  дәнді дақылдар
Қорғасын (Pb)	Сүйек тканьдерін бұзады, қанда протеиннің синтезделуін нашарлатады, жүйке жүйесі мен бүйректің қызыметіне әсер етеді	Ластанған топырақ, жер бетілік, жер  астылық сулар
Мыс (Cu)	Тканьдерде органикалық өзгерістер туғызады, сүйек тканьдерін бұзады, гепатит пайда болады	Ластанған топырақ, жер бетілік, жер  астылық сулар
Кадмий (Cd)	Бауырдың циррозын туғызады, бүйректің  қызыметін бұзады, протеинурия пайда  болады	Ластанған топырақ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ДИПЛОМ ЖҰМЫСЫНДА ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДІСТЕР МЕН                     ҚОНДЫРҒЫЛАР, АЛҒАН НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ

 

 

3.1 Әдістер мен қондырғылар

 

        Топырақтағы мысты анықтау

Топырақта мыстың мөлшері шамамен 15-20 мг/кг болып кездеседі. Мыс және оның қосылыстары топырақтағы микрофлора, судағы флора мен фауна өкілдері және жылы қанды организмдер мен  адам организмі үшін улы болып  табылады.

Мыс және оның қосылыстары қоршаған ортаға түсті металургия өндірісі, транспорт, тыңайтқыштар мен пестицидтер  арқылы, көміртекті отындардың жануы, металлдарды балқыту мен гальванизация  процестері кезінде түзеді.

Мыс және оның қосылыстарын анықтаудың ең кең таралған әдісі қорғасын диэтилдитиокарбонат  арқылы экстракциялау әдісі болып  табылады. Мысты анықтау диэтилдитиокарбонатпен әрекеттесу нәтижесінде органикалық  еріткіштерде еритін мыс түсті комплексті ионының түзілуіне негізделген. Бұл реагент түсті комплексті иондарды тек қана мыспен  емес, сонымен  қатар басқа да элементтермен  түзе алады, сондықтан анализ дәл  болуы үшін, реакция ортасын (рН) қатаң сақтау қажет.

Реакция сілтілік ортада жүреді, бұндай жағдайда мыспен тұнбаға түсетін  бірнеше элементтер гидроксиді түзілуі  мүмкін, сондықтан анализде хлорлы көміртектегі қорғасынның диэтилдитиокарбонаты ерітіндісі қолданылады. Түзілген мыстың компексін лимон қышқылының ониондары  қатысында хлороформда ерітеді. Бұл кезде темір, мырыш, марганец, т.б. элементтер гидроксидтері сулы фаза күйінде қалады.

Реактивтер мен құрал  – жабдықтар:

1. Ротатор;
2. Бөлгіш воронка;
3. 20мл-лік пробиркалар
4. Тығынды 200мл-лік конустық колбалар
5. 1;5;10 мл-лік пипеткалар
6. Бюретка
7. 100мл;1000мл-лік өлшеуіш колбалар
8. СС1₄–тегі қорғасынның диэтилдитиокарбонаты ерітіндісі:664мг диэтилдитиокарбонаты 2л-лік бөлгіш воронкаға салып, 1лСС1₄, 100мл бидистиллятта ерітілген 486г қорғасын нитратын қосып, 5 мин шайқау керек. Фазаларға бөлінген соң төменгі қабаттағы диэтилдитиокарбоматты қараңғы шыны ыдысқа фильтрлейді. Ерітіндіні мұздатқышта сақтайды;
9. 5℅ лимон қышқылы аммоний: 50г х.т. тұзды 1 л бидистильденген суда ерітеді.
10. Сұйытылған аммиак концентрациялы аммиакты 2 есе сұйылту арқылы алынады
11. Мыстың стандартты ерітіндісі : 3,928 г мыс сульфатының кристаллогидратын (құрамында 1г мысы бар), 1л бидистильденген суда ерітіп, 5мл концентрациялы күкіртқышқылын қосады. Стандартты ерітінділердің шкаласын дайындау үшін осы ерітіндіні 100 есе сұйылтады. Алынған ерітіндіде 100 мкг/мл мыс бар.
12. 1Н НС1 ерітіндісі; 82 мл концентрациялы тұз қышқылына НС1 (d=1,19) 1л-ге дейін дистильденген су құю керек.
13. Мыспен ластанған топырақ

Жұмыстың барысы: Бөлгіш воронкаға 10-25 мл топырақ вытяжкасын құйып, 5 мл 5℅ лимон қышқылды құяды  да фенолфталейн арқылы алқызыл түске  дейін сұйытылған аммиакпен нитралдайды. Одан соң воронкаға бюреткадан 15 мл төртхлорлы көміртегі қорғасын диэтилдитиокарбоматын  құйып,2 мин шайқаймыз. Фазаларға  бөлінген соң қоңыр түсті СС1₄ төменгі қабатын тығынды пробиркаға немесе фотокалориметрдің 2 см-лік кюветасына фильтрлейді. Фильтраттың оптикалық тығыздығы 436 нм-де (көк түсті светофильтрде)анықтайды.

Стандартты ерітінділердің шкаласында осы әдіспен дайындайды. Үлгідегі мыстың мөлшерін калибрлік  график арқылы анықтап, одан тәжірибедегі бос үлгінің мөлшерін алып тастайды. Мыстың мөлшерін төмендегі формула  бойынша есептейді: