Жаратылыстану-математикалық факультетінің деканы

Дәрістің мазмұны: ауыр металдардың негізгі қасиеттері, жіктелуі; ауыр металдардың сыртқы ортаға табиғи және техногенді түсу жолдары; ауыр металдардың негізгі геосфералардағы миграциясы; Қазақстан территориясының ауыр металдармен ластануы.

Атомдық массалары 50 атомдық бірліктен артық металдр жатады.

Н. Реймерс классифакациясы бойынша тығыздығы 8 г/ см³ артық болатын металдар жатады. Ауыр металдардың қоршаған ортаға тұсуінің маңызды көздері : табиғи көздері және техногенді.

Өмір сүру үшін өте қажетті ауыр металдардың өзі концентрациясы артық болып кеткен жағдайда адамға қауіпті болып саналады. Адам денсаулығына қауіптілік дәрежесі бойынша ауыр металдар 3 класқа бөлінеді. 1-ші өт (ерекше ) улы- (кадмий, сынап, қорғасын, селен, мырыш,) , 2- ші класс- улы ( кобалть, мыс, молибден, никель, сурьма, хром) 3-класс- улылығы төмен ( барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций).

Маңызды техногендік көздер: түсті және қара металлургия өндірістері, электростанции, мұнай мен көмір жағатын өндірістер, автотранспорт, химия өндірісі.

1. 
   Ауыр металдардың қасиеттері, жіктелуі
   
2. 
   Ауыр металдардың сыртқы ортаға түсу жолдары
   
3. 
   Техногенді көздері
   
4. 
   Ауыр металдардың негізгі геосфералардағы миграциясы
   
5. 
   Қазақстан территориясының ауыр металдармен ластануы
   

1. 
   Ауыр металдардың биогеохимиялық қасиеттеріне сипаттама берініз
   
2. 
   Ауыр металдардың жіктелуі неге байланысты
   
3. 
   Ауыр металдардың сыртқы ортаға түсудің табиғи және техногенді көздерін анықтаныз
   
4. 
   Ауыр металдардың негізгі геосфераларға түсу және миграция жолдары қандай?
   

№13-14 дәріс

Радиоактивтік туралы түсінік. Радиоактивтік түрлері. Мұнай және газ кенорындарымен байланысты радиоактивтік. Көмірді жағу кезіндегі радиактивтік Космогенді изотоптар. зымыран – ғарыштық техникасының әсер астында Қоршаған ортаның химиялық ластануы; радиоактивтілік – ластандырушы фактор ретінде; радиоактивтіліктің түрлері, радиоактивті қалдықтар, Қазақстан территориясының радиоактивті ластануы

Радиоактивтілік – қоршаған ортаның ерекше ластаушы түрі - кейбір химиялық элементтердің ж/е олардың изотоптарының атом ядроларының өздігінен иондаушы сәуле шығарып, ыдырауы. Радиоактивтіліктің түрлері: табиғи ж/е жасанды.

Диоксиндер мен фурандар химиялық, целлюлоза-қағаз, металлургия ж/е өнеркәсіптің басқа да салаларының қосымша ластағыш заттары болып табылады. Олар сондай-ақ өнеркәсіптік ж/е тұрмыстық қоқысты, қорғасын қосылыстары бар бензинді, қозғалтқыш отынын ж/е т.б. жаққан кезде түзіледі. Өте тұрақты қосылыс болғандықтан /топырақтағы жартылай ыдырау кезеңі шамамен 10 жыл/ диоксиндер топырақта, өсімдікте, жануарда ж/е адамнында организмінде жиналады. Қоршаған ортаға өнеркәсібі дамыған елдерде диоксиндер едәуір мөлшерде шығарылады.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. 
   Зымыран – ғарыштық техникасының әсер астында Қоршаған ортаның химиялық ластануы қандай?
   
2. 
   Радиоактивтілікке – ластандырушы фактор ретінде сипаттама берініз
   
3. 
   Радиоактивтіліктін түрлері қандай?
   
4. 
   Радиоактивті қалдықтарға сипаттама берініз
   
5. 
   Қазақстан территориясының радиоактивті ластануы қандай?
   

Радиациялыќ ќауіпсіздікті ќамтамасыз ету саласындаєы ќадаєалау мен баќылау Ќазаќстан Республикасыныѕ атом энергиясын пайдалану туралы заѕнамасына сјйкес жїзеге асырылады.

Қазақстанда көмір өнеркәсібі ХІХ ғасырдың ортасынан бастап пайда болды. 1855 жылдан бастап Қарағанды бассейні, 1869 жылы Ленгір, 1895 жылы Екібастұз кен орындары игерілді. Тас және қоңыр көмір 10 бассейнде, 149 кен орында орналасқан, зерттелген қор мөлшері 200 млрд. тонна үстінде. Шығыс Қазақстанда Кендірлі кен орнының көмір қоры 1,6 млрд. тонна, көмірмен қатар бұл жерде отын немесе химия және газ өнеркәсіптерінде шикізат ретінде қолдануға болатын 4 млрд. тонна шамасында жанатын тақтатастың да қоры бар.

Өндірілетін көмірде қоспамен жанбайтын материалдар көп болады. олардың құрамы мен мөлшері кен орнының және көмірдің түріне, оны алуға қолданылатын әдіске байланысты. Көмірдің ішінде саз, пирит және басқа да заттар кездеседі, бұлар көмірдің күлділілігін сипаттайды.

Көмір өндіру процесінде қоршаған орта шаң мен газбен ластанып отырады. Осы саланың зиянды әсері кестеде келтірілген.

Көмірді жабық әдіспен алғанда атмосфераны ластайтын негізгі компоненттер шаң мен газ түріндегі улы заттар. Мысалы, 2 млрд. тонна көмір өңдіргенде ауаға 27 млрд. м³ метан және 16,8 млрд. м³ көмір қышқыл газы бөлінеді. Жыл сайын шахталардан атмосфераға миллиондаған тонна шаң тасталады. Ал террикондарда қалған көмір қалдығы (5-20%), пирит (10%), күкірт (5% -тен жоғары) тотығып, жанғанда әртекше метрден ауаға 180 мг шамасында көміртек пен күкірт оксидтері бөлінеді.
Қатты отынды жер қойнауынан алғанда, оны дайындағанда, тасымалдағанда және жаққанда биосфераға зиянды әсерін тигізетін факторлар.

Әсердің түрі	Тигізетін зардаптары	Қорғау тәсілдері
Атқылау жұмыстары	Газ –шаң –ауа қосындысының атқылауы мүмкін	Атқылау жұмысын жүргізу үшін қорған жасау
Тау –кен шығарылған жерден бөлінген заттар, тау жыныстары үйінділерінен, ашық карьерлерден, автокөлік жолдарынан шығатын шаң мен газдар	Ауаның шаң, метан, көміртек диоксиді, улы заттармен ластануы. Минералды тұздардың суаттарға түсуі	Шаң ұстайтын қондырғыларды және шаң басатын әдістерді қолданып шаңды басу
Террикондардың пайда болуы	Ландшафтың бұзылуы, құнарлы жерлердің шаруашылық айналымынан шеттелуі, фауна, түр құрамының азаюы, көмір қалдықтарының жанып, түтіндеп ауаны ластауы	Жерді рекультивациялару. Террикондарды автокөлік жолдарын салуға пайдалану
Сақтаған кезде көмірдің тотығу мен өз бетімен жануы	Түтін мен улы заттардың бөлінуі, отын сапасының төмендеуі	Көмірді ауадан изоляциялау, көмір сапасын анықтайтын тексеру жүйесін орнату
Көмірді тасымалдау	Отын шығыны және атмосфераның ластануы	Жабық вагондарды, құбырларды пайдалану
Қатты отынды дайындау және жағу	Көмір ұнтағының қопарылу қаіптілігі	Конструкция мен жабдықтарды бекіту, қопарылысты болдырмау мақсатында ингибиторларды пайдалану

Жабық әдіспен салыстырғанда ашық әдісті қолданғанда тіршілік ортаға көмір алғанда бөлінетін зиянды заттардың көлемі көбірек болады.

Тіршілік ортаны ластайтын, уландыратын көздерді, көмірдің ысырапталуын азайту мақсатында прогрессивті бұрғылау, өңдеу технологияларын жасап, оларды іс жүзінде пайдалану барлық жағынан тиімді болып келеді.

Алдағы уақытта шешімін қажет ететін осы саладағы әлі күнге дейін орын алып келе жатқан проблемаларға мыналарды жатқызуға болады:

• кен орындарынан шығатын қышқылданған, тұзданған ақаба суларды тазалайтын тиімді әдістер табу мен қатар оларды іс –жүзінде кең пайдалану;

• кішігірім қазандықтарды жою;

• бұзылған жерлердң рекультивациялау;

• айналма технологияны кеңінен қолданылып, жұмсалатын таза судың мөлшерін төмендету;

• қатты қалдықтарды шикізат ретінде басқа өндіріс салаларында қолдану жолдарын табу.

А.Ж. Ақбасова, Г.Ә. Сайнова Экология А.; 212-214 беттер

Қазақстан мұнай және табиғи газға бай елдің бірі. Мамандардың бағалауына қарағанда Каспий аймағы 21 ғасырда мұнай мен газ беретін дүниежүзіндегі ең ірі қамсыздандырушылардың бірі болатыны анық.

Пайдасы мен бірге мұнай өндірісінің қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсері де аз емес. Қоршаған ортаның ластануы іздеу- барлау және мұнай, газ өндіретін ұнғымалар құрылысынан басталады.

Мұнайды алғанда табиғатқа тиетін зардаптар мынадай:

• 
  Апатты жағдайлардың болуын азайту мақсатында көптеген шаралар қолдануға тиіс.
  
• 
  Мұнайды жер бетіне шығару үшін біраз жер ресурстарының әртүрлі құрылыс обьектілерін салуға айналымнан шеттелуі, жер сұрқының бұзылуы, ластануы.
  
• 
  Ластаушы заттар бөлініп, атмосфераның , жер бетіндегі және жер астындағы сулардың, топырақтың олармен ластануы.
  
• 
  Мұнаймен қоса жер бетіне жоғары минералды судың шығуы.
  
• 
  Бұрғылауда шыққан қалдықтарды көму.
  
• 
  Мұнайдың төгілуі.
  

Бұрғылайтын қондырғылар мен магистральдық газ- мұнай тасымалдайтын құбырлар кездейсоқ апатты жағдайға ұшыратуы мүмкін, осы кезде қоршаған ортаның, әсіресе жер бетіндегі сулардың ластануы орын алады. Апаттық жағдайдың тууының негізгі себебі тасымалдау құбырының коррозия процесіне ұшырап, жарылуы, сонымен қатар құрылыс техникасының осы құбырларды басып езіп кетуіне немесе технологиялық және құрылыстық ақаудың болуына да байланысты болып келеді.

Мұнай шығаратын өндірістер басқалармен салыстырғанда суды көп жұмсайтын болғандықтан, олардың суаттарға жіберетін ластанған ақаба суларының көлемі де жеткілікті.

Мұнай өндейтін өнеркәсіптер.

Қазақстанда мұнай өндейтін кәсіпорындар 1945 жылдан бастап жұмыс істей бастады. Бірінші іске қосылған Атырау мұнай өңдеу зауыты, ол 1959 жылға дейін тек сырттан әкелінген шикізатты өңдеді, яғни Түркіменстан мен Әзербайжанның мұнайын. Қазіргі кезде республикада жұмыс істейтін тағы да екі мұнай өңдетін зауыт бар –Павлодар мен Шымкент тұнай өңдеу зауыттары. Ақтау қаласында мұнайдың ілеспе газынан алынатын этан фракциясын өңдеп этилбензол, стирол және полистирол шығаратын біріктірген ірі тоннажды өндіріс пен пластмасса зауыты жұмыс істейді. Бұл зауытта бояуы өңбейтін алуан түрлі пластмассалар алынады.

Мұнай өңдейтін зауыттар ауа мен су бассейндерін ластайтын көздің бірі. Ластаушы заттар шығаратын негізгі көздерге –мұнайды күкірттен тазарту мен катализаторларды регенерациялау процестері, қыздырғыштар және қазандықтар жатады. Сонымен қатар мұнайдан, одан алынған өнімдерді сақтайтын ыдыстардан, су мен мұнай сепараторларынан әртүрлі заттар бөлініп, қоршаған ортаны ластап отырады.

Мұнай өңдейтін өндірістің кәсіпорындары атмосфераны көмірсутектермен (73%), күкіртті оксидпен (18%), көміртек оксидімен (7,0%), азот оксидімен (2%) ластайды. Бұл кәсіпорындар көп мөлшерде суды қажет етеді, ал олардан шыққан ақаба суларда көп мөлшерде мұнай өнімдері, сульфат, хлорид, азот қосылыстары, фенол, ауыр металдардың тұздары болғандықтан, суаттар осы заттармен ластанып отырады. Топырақты да ластайтын осы қосылыстар.

Мўнай-газ ќўбырларын жобалау мен салу   кезіндегі экологиялыќ талаптар

      1. Мўнай-газ ќўбырларын жјне оларды сїйемелдеу объектілерін теѕіз деѕгейініѕ кґтеріліп-ќайтып ауытќуыныѕ јсер ету аймаєында жобалау мен салу олардыѕ еѕ жоєары ауытќу шегі ескеріле отырып жїргізілуге тиіс.

  268-бап. Мўнай операциялары объектілерін консервациялау

А.Ж. Ақбасова, Г.Ә. Сайнова Экология А.; 209-212 беттер

Химия өнеркәсібінің кәсіпорындары Қазақстанның біршама аймақтарында орналасқан. Өнеркәсіптің әртүрлі салаларының, ауылшаруашылығының, халықтың мұқтажын қанағаттандыру үшін бұл өндірістің шығаратын өнімдерінің түрі де, көлемі де аумақты.

Химия өнеркәсібі негізгі шикізат ретінде Оңтүстік пен Батыс Қазақстанның фосфорит қорларын, мұнай мен мұнай өнімдерін, метеллургия өндірісінің қатты қалдықтары мен газ тастандыларын, Солтүстік пен Оңтүстікке бар әртүрлі тұз қорларын, дәрілік қасиеті бар өсімдіктерді, т.б. қолданады. Қазақстанның жер қойнауында Менделеев таблицасында келтірілген 107 элементтің 99 табылған, оның 78 зерттелген, 63 пайдаланылады.

Қазақстанда химия өнеркәсібінің қалыптасып дамуы Бөген мен Шаян өзендерінің жағалауларында өсетін жусанның негізінде салынған Шымкенттің сантонин зауыты мен кішігірім сабын, желім және тұз шығаратын кәсіпорындардан бастаған.

Ақтөбе аймағында фосфориттің үлкен қоры табылып, еліміздің солтүстігін ғана емес, Ресейдің де көптеген шаруашылықтарын фосфор тыңайтқыштарымен көп жылдар бойы қамтамасыз етіп келеді. Ақтөбе қаласында халықшаруашылығына үлкен маңызы бар деп химия зауыты мен хром қосылыстарын шығаратын зауытты атауға болады. олар натрий бихроматын, сульфитін, пигментті бояулар шығарады.

Мұнай негізінде полиэтилен мен полипропилен шығаратын Атырау химия зауытының, ағылымға берікті және көбіктенген сапалы полистирол өндіретін Ақтау пластмасса зауытының Қазақстан экономикасының дамуына, сонымен қатар экономикалық байланыстардың шет елдермен экспорт пен импорт негізінде кеңеюіне қосатын үлестері зор.

Химия өнеркәсібінде алынатын өнімдер, қолданылатын технологиялар және шикізат сантүрлі болғандықтан, шығатын қалдықтардың түрі де, атмосфералық ауаны, су бассейндерін және топырақты ластаушы компоненттер де алуан түрлі және көбісі өте улы заттар қатарына кіреді.(1-ші кесте)
1-ші кесте. Химия өнеркәсібінің әр өндіріс түріне сәйкес атмосфераға тасталатын негізгі компоненттер.

Өндіріс	Атмосфераны ластайтын негізгі компоненттер
1	2
Азот қышқылы Күкірт қышқылы Тұз қышқылы Қымыздық қышқылы Сульфамин қышқылы Фосфор және оның қышқылы Сірке қышқылы Күрделі тыңайтқыштар Карбамид Аммоний силитрасы Суперфосфат Сұйық хлор Хлорлы әк Поливинилхлорид шайыры Тетрахлорэтилен Ацетон Аммиак Метанол Капролактам Ацителен Карбофос Минеральді пигмент Целлюлоза	NO,NO,NH3 NOx, SO2, H2SO4 HCl, Cl2 NOx, C2H2O4 (шаң) NH3, NH(SO3NH4)2, H2SO4 P2O5, H3PO4, HF, Ca5F(PO4) (шаң) CH3CHO, CH3COOH NO2, NO, NH3, HF, H2SO4, P2O5, HNO3 NH3, CO, (NH2)2CO CO, NH3, HNO3, NH4NO3 (шаң) HF, H2SO4 (суперфосфат шаңы) HCl,Cl2, Hg Cl2,CaCl2 (шаң) Hg,HgCl2 HCl,Cl2 CH3CHO, (CH3)2CO NH3, CO CH3OH, CO NO,NO2, SO2, H2S, CO C2H2 SO2, P2O5, H2S карбофос шаңы Fe2O3, FeSO4 SO2, H2S, Cl2, CH3SH, (CH3)2S

А.Ж. Ақбасова, Г.Ә. Сайнова Экология А.; 214-218 беттер

Қара металлургияға темір және оның қорытпаларын өндіретін өндірістер жатады. Бұл өнеркәсіпбес саладан тұрады: тау-кен, металлургия, ферросплав, отқа төзімді және металл сынықтарын өңдейді. Қазақстанда қара металлургия саласында жұмыс істеп жатқан темір ( Соколов- Сарыбай, Лисаков, Қашар кен байыту комбинаттары және Атасу кен басқармасы), хромит (Дон кен байыту комбинаты) , марганец (Жезді кен басқармасы) рудаларын өңдейтін өндірістерді, екі ферросплав (Ақсу мен Ақтөбе) және «Казогнеупор» (Рудный қаласы) зауыттары мен «Казвторчермет» (Алматы қаласы) өндірістік қоғамын атауға болады.

Қара металлургия өндірісі атмосфералық ауаны, жер беті мен жер асты суларын, топырақты көптеген зиянды улы заттармен ластап отырады. Барлық өнеркәсіп өндірістерінің арасында қоршаған табиғи ортаны ластауда екінші орында келеді. Негізгі ластаушы компоненттер көміртек оксиді(43-67%), қатты заттар(15,5-16,0%), күкірт оксиді(10,8-16,0%), азот оксиді(5,2-23,0%), көмірсутектер (3%-ке дейін). Орта есеппен 1 млн. Тонна өнім шығарғанда қара металлургия зауыттарынан шаң-350, күкіртті ангидрид- 200, көміртек оксиді- 400, азот оксиді- 42 тонна/тәулігіне бөлініп отырады.

Қара металлургия саласында атмосфераны ластайтын негізгі көздерге жататын өндіріс түрлері мен орындары 1- ші кестеде келтірілген.

1. 
   ші кесте. Зиянды заттар шығаратын металлургиялық процестер.
   

Қара металлургия суды көп мөлшерде қолданатын өндірістердің бірі, яғни еліміздегі бүкіл өнеркәсіптің пайдаланатын суының 10-15%-тін құрайды. Қара металлургия өндірістерінен шыққан ақаба суларда қалқыған қатты бөлшектер, май, сульфаттар, хлоридтер, темірдің қосылыстары, ауыр металдар және т.б. ластаушы компоненттер болады.

Ірі металлургиялық орталықтардан атмосфераға және ақаба сулармен қоршаған ортаға тасталынатын заттардың мөлшері нормадан бірнеше есе артып жатады. Металлургия өндірістерінің өздері және олардың қалдықтары көптеген құнарлы жерлерді иеленеді.

Металлургиялық өндірістерде залалсызданатын және утилденетін қалдықтардың мөлшері 30-35%-тен аспайды. Қалдықтарға металл кесінділері, домналық және коксты газдар жатады. Көп метариалдар шойын мен болат алғанда айналымсыз шығынға ұшырап отырады.(2-ші кесте.)

А.Ж. Ақбасова, Г.Ә. Сайнова Экология А.; 2003 183-187 беттер