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

рН = 6 болса, орта қышқыл болып есептеледі. Мұндай ортада креветкалар (су шаяндарының  бір түрі), балықтың ұсақтары өмір сүре аламайды;

рН = 5,5-6 болса, орта қышқыл болып есептеледі. Мұндай ортада планктондар, тағы басқа  организмдер өмір сүре алмайды. Жаңбыр суы да осындай қышқылдықта болады.

рН = 5,5 болса, орта қышқыл болып есептеледі. Мұндай ортада қышқылды сүйетін саңырауқұлақтар  өмір сүреді. Ешкімге пайдасы жоқ  сфагнум, саңырауқұлақ және бактериялар  пайда болып, олар өздері көмір кышқыл, метан және күкіртті сутек газдардан  суға, ауаға шығарып жатады.

 

Қышқылды жауын – қоршаған ортаның  ластануының ауыр түрінің бірі. Оның зияны адамдарға, жануарларға, өсімдіктерге, үйлерге, ғимараттарға, сәулеттік ескерткіштерге көп тиюде. Мұнда ескеретінбір жай  атмосфераға күкіртті газ жіберетін  елдермен салыстырғанда олардың  көршілері көп зиян көруде. Мысалы, Италия жылына 200 мың т артыұ күкіртті газдар Австрия мен Швецияға, 160 мың  т бұрынғы Югославия аспанына кетеді. Ұлы Британиядан тараған  газ Канада жеріне қышқылды жауын  болып жауады (20).

Еуропа құрлығында жел көбінесе батыстан шығысқа қарай соғатын  болғандықтан Ресей, Украина, Беларусь республикаларына батыстағы көршілерінен жыл сайын 1,4 млн т күкіртті ластаушы заттар келсе, батысқа кететін күкіртті газ мөлшері одан 10 есе аз болады.

Халық шаруашылығына күкірт көп  қолданылады. Мысалы, 1 автокөлік жасап  шығару үшін 14 кг, 1 т целлюлоза өндіруге – 100 кг, 1 т күкірт қышқылын шығаруға – 300 кг күкірт жұмсалады. Өнеркәсіп  өнімдерінің 84% күкірт көмегімен өндіреді. Сондықтан күкірт қатарын азайту, тіпті болдырмау – маңызды  шаруашылық міндет және экологиялық  қауіпсіздіктің бір шарты.

Қоршаған ортаға газ қосындыларының әсері оларды құраған гздардан анағұрлым  артық болады. Өйткені бұл қосындылар жанадан пайда болған заттар уыттылығымен, бүлдіру қасиеттерімен аталық газдардан  басым түседі. Мысалы, смогты алайық. Ол пайда болу үшін белгілі бір  жағдай болуы керек. Ауада жиналған түтін, шаң, газ, күйе ешқайда жылжымай қаланың үстінде тұрып алады. Оның себебі төменде жылының жоғары көтерілген ауамен ластанушы заттар бірге көтеріп, онда жел болмағандықтан  жан-жаққа тарамай, қаланың үстін  жауып тұрады.

1952 жылы желтоқсан айында Лондон  қаласында болған дымқыл смог  дүние жүзіне белгілі. Кір сары  түсті тұман, күкірт қышқылы  мен көмір шыңының қосындысы, 100-200 мбиіктіктеқаланың үстін жауып  тұрады. Ауадағы күкірт газы 5-10 мг/м³ – ге дейін жетті. Тыныс жолдарының қатты ауруынан 5 күнде 4 мың адам қайтыс болды. 1972 жылы осындай смог қайтадан болды.  Бұл жолы 700 кісі өлді. Содан кейін қаланың отын жағатын жейелерін қайтадан салып, көмір жағуды тоқтатып, смиог пайда болуына кедергі жасады.

Азот  тотығы  ( NO₂) – атмосфераны негізгі ластаушы газдар қатарына жатады. Азоттың қос тотығы іруінен атомды оттек (О) бөлініп молекулды оттекпен қосылып озон (О₃) пайда болады. Озонның көбеюі Лос-Анджелс үлгісіндегі фитохимиялық смог – құрғақ ауада күн сәулесінің әсерімен көк түтінге ұқсайтын мөлдір мұнар, пайда болады. Бұл да адамдар мен жануарлардың тыныс жолдарын ауыртып, өсімдіктерді өсірмейді. Озонның жиынтығы 2-3 мг/м³ – ге жетіп, таза ауадағы мөлшерден 100-200 есе көп болады.

Осындай смог Нью-Йорк, Чикаго, Бостон,  Детройд, Токио, Милан, Алматы, Кисловод, Новокузнец қалаларында жиі болып  тұрады.

Іштен тұтанатын қозғағыштардан, өнеркәсіп  орындары мұржаларынан тараған азот тотығы мен азотты минералды тыңайтқыштардың  құрамындағы натрат пен нитрит топырақтан ауаға қосылған адамдар өкпе ауруына  шалдығып, витамин алмасуы бұзылады. Нитрит емшек сүтімен балаға өтсе, олардың тынысы тарылып, ұйқысы бұзылып, денесі көгеріп кетеді. Тропосфера мен стратосферадағы азот тотығымен  ұшақтар да ластайды. Стратосферадағы  азот тотығы жерге қайта түспей, 1 жылдан 3 жылға дейін қалқып жүріп  озон қабатын бұзуға әсерін тигізеді.

Отын жаққанда, өрт болғанда, адамдардың іс-әрекетінен ауаға көмірқышқыл  газы (СО₂) өте көп қосылады. Осының нәтижесінде соңғы 100 жылда ауадағы көмір қышқыл газы 11-13 % өсті. Бұл газдың адамға әсері жүрек соғу мен дем алуы жылдамдап, бас ауырып, құлақ шуылдап, қан қысымы көтеріліп, тамыр соғуы азаяды. Газ тым көп болса кісі есінен де танып қалады.

Көмірқышқыл газы арылы ультракүлгін түстес күн сәулесі тоқтаусыз  өтсе, жер бетінен кері тепкен инфрақызыл сәулені жан-жаққа  шашыратып, тропосфераның  төменгі қабатында ұстап, атмосфераның жоғарғы қабатына  жібермейді. Сөйтіп төменгі қабаттағы жылы ауа сақталып, жер беті көп салқындамайды. Бұл  процесс қыс айларында шыны әйнекпен жабылған, күн сәулесін өткізетін, шыны астындағы жылуды жан-жаққа жібермейтін, соны пайдаланып көкөніс, гүл өсіретін парникке ұқсас болғандықтан «парниктік әсер» деп аталған.

Көмірқышқыл газының атмосферада  көбеюі салдарынан ХХ ғасырдың І жартысында жер бетінің температурасы 0,6-0,8 °С-қа көтеріліп, Арктикадағы мұздың көлемі 10 % кеміп, солтүстіктегі шекарасы 200 км-ге дейін қысқарды.  Атмосферадағы қорғасын (Рb) қосындылары адамдар мен жануарлар үшін өте қолайсыз. Олар ауаға автокөліктерден тарайды. Кейбір қорғасын этил тәрізді сұйық заттардың құрамына тетроэтилқорғасын түрінде қосылып антидетонатр ретінде пайдаланылды.

Жоғары сортты 1 л бензинде 0,4 г  қорғасын болса, оның 0,3 г автокөліктерден  бөлінген газбен ауаға келіп қосылады. Автокөліктер көп жүретін тас  жолдардың әрбір  километріне  күн сайын 500-700 г қорғасын түсіп  жатады. АҚШ-та жыл сайын 200 мың т  ұорғасын автокөлік газымен ауаға  кетіп жатады, бұл елдің қазып  алатын қорғасынының бір бөлігі. Қорғасын тыныс жолдары және тері арқылы денеге өтіп, қандағы қызыл заттарды азайтып, жүйке жүйесіне зиянын тигізеді. Қанның азаюына, ұмытшақ болуға, көз ауруына  және ұрпақсыздыққа әкеліп соғады.

Шектеулі -  рұқсат етілген қорғасынның  ауадағы мөлшері 0,00007 мг/м³ –ден аспауы керек. Бірақ автокөліктер көп жүретін жолдар маңында орналасқан елді мекендерде оның мөлшері бірнеше есе көп болып жүр. Мысалы, ГФР өнеркәсіп орталықтарында ауадағы қорғасын 0,02 мг/м³ – ге жетеді. Рим елінің тұрғындары шарапты қорғасыннан жасалған ыдыстарды ұстаған. Шарап қышқылы әсерінен қорғасын бұзылып, шарапұа ұосылып, адам денесіне өтетін болған. Ғалымдар қорғасын жыныс мүшелеріне әсер етіп, римдіктердің ұрпақсыз болуына , ұлттық жойылуына, Рим империясының күйреуіне себап болды деп есептейді.

Адам денесіне қорғасын азық-түлік  арқылы да өтеді. Автокөліктер көп жүретін  жол бойында өскен картоп, көкөніс, жеміс құрамында қорғасын шектеулі-рұқсат етілген мөлшерден 5-10 есе артық  болады. Жоғарыда аталған ауаны негізгі  ластаушы газдар мен қосындылардан  басқа да адамдарға, бүкіл биосфераға қолайсыз заттар бар. Олардың қатарына мыналарды жатқызуға болады:

Бериллий (Ве) – металды тот басудан сақтау, ыстыққа төзімді ету, сынбау үшін қолданылады. Ауаға түскенде өкпеге зиянды.

Бензин  булары – қауіпті жарылғаш зат. Жанғанда көміртек тотығын, күкірт қосындыларын бөледі. Адамның қан қысымы көбейіп, елегізуі күшейеді, сіңірі жиі тартылып, құрысады.

Кадмий (Сd) – көптеген қорытпалар құрамына кіреді, машиналар мен жабдықтардың бөлшектерін жылтырату үшін, бояп жабу үшінс қолданылады. Уытты, жүйке жүйесіне, асқазан мен шектерге зиянды әсері бар.

Кобальт (Со) – және олардың қосындылары машина жасағанда пайдаланылады. Уытты, тері және демікпе ауруларына ұшыратады.

Марганец (Мr) – металлургия өнеркәсібінде қолданылады. Уытты, өкпеге, бүйрекке және қан айналамы жүйесіне зияны көп.

Мыс (Сu) – жылу және электр энергиясын тасымалдайтын метал. Мыс тотығы дем алу жолдарын, сілекей бездерін ауыртады, сіңір тартылып, құрысады.

Магний (Mg) – қортындылары өте берік материал ретінде өндірістің түрлі салаларында пайдаланылады. Оның шаң-тозаңы сіңір тартылуына, құрысуына ұшыратады. Кейде адам есінен танып қалады.

Мышьяк (А₃) аздаған мөлшерде барлық металдардың құрамында бар, оларды өңдегенде бөлініп ауаға қосылады. Уытты, қан ауруларына ұшыратады.

Фосфорлы  сутек (РН₃) – фосфоры бар металды өңдегенде, пластмасты заттар шығарғанда бөлінеді. Жүйке жүйелеріне, денедегі заттар айналымына, бауыр мен бүйрекке, жоғарғы тыныс жолдарына зиянды, өкпенің ісінуіне соқтырады.

Никель (Ni) – машиналар бөлшектерінің сыртын жауып бояуға қолданылады. Тері мен тыныс жолдарына зиянды.

Озон (О₃) – электронды микроскоптарда, жоғары вольтты генераторларда, балқытып біріктіру жұыстарында, жиналған буды салқындатып суға айналдыруға қолданылады. Уытты, көздің кілегей қабығын, өңеш пен мұрынды тітіркентіп, басты ауыртып, ұйқышыл жасайды.

Титан (Ті) – ауада бұзылмайды, өндірісте төрт титан қолданылады. Өте уытты.

Сынап (Н) – бқлмедегі температурада тез буға айналып кетеді. Уытты, бүйрекке зияны көп.

Уран (U) – радиоактивті элемент, атом электр станцияларында, шыны және фосфор өндірістерінде қолданылады. Сәулелену ауруларына ұшыратады, бүйрекке зиянды. 

Хром (Cr) – металдың сыртқы қабатын жабуға қолданады. Хром тұздары фотографияда пайдаланылады. Мұрынның кілегей қабатын ауыртады.

Хлорлы  сутек (НСІ) – немесе Т73 қышқылы – металды өндіргенд қолданылады. Дымқыл ауада тұмен пайда болып, жоғарғы дем алыс жолдарына зиянды әсер етеді.

Мырыш (Zn) – металдарға жаңа қасиет беру үшін қосылады. Мысалы, мырыш қосылған темірді және мырыш тотығын рәзеңке өнеркәсібінде және аз бояу жасау үшін қолданылады. Адамдарды құю безгегімен ауыртады.

• Асбест шаңы – тозаңыасбасті қазғанда, өңдегенде, өнім шығарғанда ауаға тарап асбастаз ауруына, қатерлі ісік пайда болуына келіп соғады.       Кварцты шаң-тозаңы шыны өндірісінде пайда болып силикоз ауруына ұшыратады.

Ластанған ауаның өсімдіктер мен жануарларға  да зияны көп. Мысалы, ауада Фтор (Ғ) көп болса жануарлардың тістері  тезқажалып, бал арадары өліп қалады. Мышьяк көбейсе құландардың аяғы ісіп, сал ауыруына шалдығады.

Күкірт, фтор, хлор, көміртек тотығы, азот тотығы, тұз қышқылының булары, жапырақтың түрін өзгертіп, мерзімінен бұрын  түсіп қалуына себапші болады.

Ластанған ауа құрылыс материалдарының  тез бұзылуына әсер етеді. Күйе мен  шаң ғимараттарды кірлетіп, қарайтып тоздырады, қышқылды жауын оларды бұзады. Күкірт қышқылы үй төбесін жапқан қыңылтырды, қышқылды заттармен тұздар металды тотықтырады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Судың физикалық және химиялық қасиеттері, ауыр металдармен ластану жолдары

 

 

2.2.1 Судың физикалық қасиеттері.

 

Қалыпты жағдайдағы таза су – түссіз, дәмсіз, иіссіз, мөлдір сұйық зат (сұйықтық). Бұл табиғи жағдай үш агрегеттық күйде (сұйық, қатты және газ түрінде) бола алатын жалғыз сұйықтық. Сұйық су тығыздығының 4⁰C кезіндегі максималды мәні 1 г/см³ (1000 кг/см³).

Су 0⁰C кезінде сұйықтық күйінен қатты күйге (мұзға) айналады. Сұйық судың тығыздығының оның қатты күйдегісінен (мұздыкіне) жоғары, мінеки, осы ерекшелік негізінде мұз су бетінде болады. Бұл судың аномальды қасиеттерінің бірі. Су 100⁰C қайнап, газды күйге (сулы буға) айналады.

Су өзінің жылу сйымдылығының, балқу  және булану энтальпияларының жоғары мәнде болу салдарынан, жердің бетіндегі  температураны тұрақтандырушы, ондағы климаттық жағдайды тиімді реттеуші болады.

Су жердегі ең көп таралған қосылыс. Оның мөлшері 1,4٠10¹⁸ тоннаға жетеді және ол жер бетінің шамамен бестен төрт бөлігін жабады. Су көптеген тау жыныстарының, минералдардың және топырақтың құрамына енеді. Ол әртүрлі процестерде және тірі мен тірі емес табиғат құбылыстарында, сол сияқты адамзаттың қолданбалдық тіршілігінде кереметтей үлген рөл атқарады. Оның қолдану аймағы мен ауданы шексіз; ол тірі тіршіліе тірегі.

Судың аса маңызды қасиеттерінің  бірі – сулы ерітінділерді түзе отырып, оның өзінде көптеген заттарды еріту қабілеттілігі. Бейэлектролиттердің ерітінділері полярсыз органикалық және бей органикалық молекулалардан түзілетін, көп құрамдасты жүйелер болып келеді. Олар табиғатта көптеп кездеседі және өнеркәсіпте, зертханалық жұмыстарда жиі қолданылады.

Су молекуалсының құрлысы. Ерте замандарда суды жеке элемен деп есептеген. Тек 1871  жылы Генри Кавендиш сутек ауада жанған кезде судың түзілетіндігін көрсетті, ал А.Лавуазье бірінші болып судың екіиэлементтен – сутек пен оттектен тұратындығы туралы тұжырым жасады. Көп уақытқа дейін ғалымдар үшін судың ерекше қасиеттері жұмбақ болып келді. Олар, негізінен, үш себеп салдарынан екендігі, айқындалды:

а) молекулардың полярлық сипатымен;

ә) оттек атомында бөлінбеген электрондық  жұптың болымен;

б) сутектік байланыстардың түзілуімен.

Судың молекуласын теңқабырғалы үшбұрыш  түрінде қарастыруға болады, оның төбесінде оттек атомы орналасқан, ал табанында – сутектің екі атомы. Осындағы О-Н екі байланысы оқшаушалнған молекулада бірдей, олардың ұзындығы жеке-жеке 0,057 нм, байланысты үзудің орташа энергиясы 459 кДж/моль.

Оттек атомының сыртқы электондық қабатының  р-деңгейшесінде 2 жұптаспаған электроны болады. Осы электрондардың 90% бұрышпен орналасқан р- бұлттары екі сутек атомдарының s- бұлтарымен жабылады және жекеленген екі - байланысы түзеді. Әрбір O-H байланыс полярлы, өйтекні электртерістілігі (ЭТ) сутектің ЭТ үлген. Электрондық бұлттың жабылу аймақтары оттек атомына ығысады (ауады) да, онда артықтау теріс заряд пайда болады. Сутек атомдарында артықтау оң зарядтар пайда болады. Осы аттас екі зарядтардың арасындағы тебіліс күші байланыстар арасындағы  бұрышты 104,5⁰ дейін үгейтуге жасайды.