№5 лекция.

№5 тақырыптың атауы: Мекендеу (өмір сүру) кеңістігінің (ортасының) мониторингі – кешенді мониторинг

Лекцияның мақсаты: қоршаған ортаның өзгеру сипаттамасы және қоршаған ортаға антропогендік әсер етудің (ықпалдың) түрлерімен таныстыру

Кілт сөздер: қоршаған орта, атмосфера, гидросфера, биота.

Лекцияның мазмұны:

1. Антропогендік ықпалдың әсерінен болатын қоршаған ортадағы өзгерістер

2. Атмосфераның антропогендік ластануы

3. Гидросфераның антропогендік ластануы

4. Топыраққа антропогендік әсер ету

5. Биотаға антропогендік әсер ету

6. Бақылау жүйесін топтастыру

1. Антропогендік ықпалдың әсерінен болатын қоршаған ортадағы өзгерістер

Қоршаған ортадағы өзгерістер табиғи үрдістердің әсерімен қатар антропогендік әсер етумен де өтетіндігі белгілі. Табиғи циклдық өзгерістерден кейін экожүйелер әдетте қалпына келеді және бастапқы күйіне қайтып оралады. Жануарлар биомассасының маусымдық алмасуы,температураның, қысымның айырмасы – тұрақты орташа мәндерге қатысты өзгеретін табиғи өзгерістердің мысалдары. Биосфераның (климаттың, су айналымының, т.б.) күй-жағдайының орташа сипаттамасы мың және миллион жылдар бойы байқарлықтай едәуір өзгере алады. Антропогендік өзгерістер салыстырмалы түрде тез өтеді: бір-екі онжылдықта және масштабы бойынша мыңдаған жылдар бойы өтетін табиғи өзгерістермен салғастырарлықтай болады.

Табиғи өзгерістерді геофизикалық қызметтер зерттейді: -гидрометеорологиялық; -сейсмикалық;

-ионосфералық; -гравиметриялық; -магнитометриялық,т.б. Биосфераға жасалатын антропогендік «қысымның» салдары төмендегідей болуы мүмкін: -мұхит пен Жердің ауа қабатының арасындағы газдардың шыр айналуының (циркуляциясының), планетадағы ауа райы-климаттық жағдайының өзгерістері, озон қабатының бұзылуы;

-Дүниежүзілік мұхиттың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы; жануарлар әлемінде өмір сүрудің табиғи орындары мен көші-қон (миграция) жолының бұзылуы; -биогеоценоздардың бұзылуы және т.бОсыған байланысты қоршаған ортаны қорғау мәселелері: -атмосферамен; -гидросферамен; -литосферамен байланысты.

2. Атмосфераның антропогендік ластануы

Табиғатта қалыптасқан экологиялық тепе-теңдік соңғы жылдары адам қызметінің нәтижесінде өзгергені белгілі. Атмосфераның қатты ластануы әсіресе үлкен қалаларда болады: атмосфераны ластайтын заттардың 90%-ын газдар және 10%-ын қатты бөлшектер құрайды. Ластаудың аса қауіпті нәтижесі смогтар болып табылады. Смог қозғалыссыз ауа кезінде, яғни бір жағынан - көлденең желдер болмаған кезде, екінші жағынан – температура атмосфераның биіктігі бойынша атмосфералық қабаттың тігінен араласуы болмайтындай бөлініп таралады. Тропосферадағы ауаның араласуы немесе конвекция ауаның жерден жоғары қарай қозғалысына қарай әр 100 метр сайын температураның 0,6⁰С төмендеуі есебінен болады. Смогтар екі типті болады: -лондондық типті ( түтінмен араласқан қалың тұман) және -лос-анжелес типті (фотохимиялық тұман). Лондондық деп аталатын смог тұманды желсіз ауа райында байқалады. Барлық түтін желмен тарап кетпей, тұманмен тұрып қалып, адамдардың денсаулығына зиян әсерін тигізіп, қаланың үстінде қалып қояды. Мұндай смог бұлыңғыр тұманды желсіз ауа райында байқалады да, күкіртті ангидрид концентрациясының біршама артуына және оның күкірт қышқылының аса улы аэрозоліне трансф ормациялануына мүмкіндік туғызады. Атмосфералық лақтырыстардың басқа ингредиенттерінің концентрациясының бір мезгілде артуы күкіртті ангидридтің әсерін күшейте алады немесе оның күкіртті ангидридке айналуын катализдей алады. Смогтардың екінші типі – фотохимиялық - оңтүстіктегі үлкен қалаларда автомобильдердің пайдаланылған газдарының құрамында болатын азоттың тотығы жинақталған желсіз ашық ауа райында пайда болады. Фотохимиялық тұман ең алғаш Лос-Анджелесте, сосын Токиода, Мехикода және басқа қалаларда байқалды. Оның пайда болуына автокөліктердің пайдаланылған газдары үлкен роль атқарады. Фотохимиялық тұманның пайда болу механизмі мынадай: азот қышқылының молекулалары (NO, N₂0) пайдаланылған газдардың құрамында болатын күннің ультракүлгін сәулелерінің энергиясы есебінен өршиді (қозады), сосын ауадағы оттегімен реакцияға түсіп, озон пайда болады. Соңғысы пайдаланылған газдардың көмірсутегісімен (СХНХ) немесе мұнай өңдеу кәсіпорындарының лақтырыстарымен реакцияға түсіп, фотооксиданттар: органикалық асқын тотықтарын, бос радикалдарды, альдегидтерді, кетондарды түзеді. Желсіз ашық ауа райында қаланың көшелерінде жинақталып, озон мен фотооксиданттар көз, жоғарғы тыныс алу жолдарын қатты тітіркендіріп, көздің жасаурауы, азапты жөтел пайда болады. Атмосферада көрініс төмендейді, жасыл өсімдіктер, үй-жайлардыі төбелері зақымдалады, т.б. Автокөліктердің пайдаланылған газдарының көлемді көрсеткіштері көңіл аударарлықтай. Атмосфералық озонға антропогендік ықпал ету қиратушылық әсер береді. Озон стратосферада молекулярлық оттегіге Күннің ультракүлгін сәулелерінің әсерінен жасалатын атомдық оттегінің қосылуынан пайда болады. Стратосфералық озон (озоносфера) 10-нан 45 км-ге дейінгі биіктіктерде орналасады. Озонның бұл қабаттағы жалпы құрамы көп емес (қалыпты қысымға келтірілген қабаттың қалыңдығы 3 мм шамасын құрайды). Озон қабаты Жер беті мен ондағы барлық тірі заттарды Күннің ультракүлгін сәулелерінің әсерінен қорғайды. Бұл сәулеленуді жұтып, озон жоғарғы атмосферада температураның бөлінуіне әсер етеді. Озон молекулаларының ыдырауы түрлі құрамдастарының (азот , сутегі, хлор, бром қышқылдарының ) болуына байланысты. Антропогендік қоспалардың болуы стратосфералық озонның пайда болуы мен ыдырауының қалыптасқан табиғи үрдісін оңай бұза алады. Озондық қабатқа көбірек әсер ететін - тропосфераға түсетін кейбір заттар. Бұл – хлорфторметандар (фреондар) мен тоңазытқыш қондырғылардың жұмысы кезінде бөлінетін және өнеркәсіпте еріткіш ретінде пайдаланылатын т.б. заттар. Стратосфераға түскенде бұл қосылыстар ультракүлгін сәулелену әсерінен ыдырап, озон бұзылған кезде катализатор ролін атқаратын бос галоген бөледі. Озонның бұзылуына минералды тыңайтқыштар қолданған кезде бөлінетін азоттың шала тотығы (N₂O) озоносфераға түскен кезде, сонымен қатар аса жоғары ұшатын ұшақтардың түрлі заттар лақтырысы мүмкіндік туғызады. Атмосфераны ластауда ауыр металдар, мысалы қоспалар біршама роль атқарады. Мұндай қоспа тетраэтилқорғасын болып табылады, ол бензинге присадка есебінде қолданылады. Оның салмақ бойынша мөлшері 0,1 %-дан төмен. Автомобильдердің қозғалтқыштары жыл сайын атмосфераға екі миллион тонна шамасында қорғасын лақтырады. Нәтижесінде қорғасын көкөністерде 2мг/кг мөлшерінде пайда болады. Адам ағзасына түскенде , ауыр металдар ағзада өзгеріс туғызады. Ауыр металдардың иондары белоктармен (сонымен қатар ферменттермен де) оңай байланысады. Мысалы, кадмий бүйрекке жиналып, адамның бүйрегі мен нерв жүйесін зақымдайды, көп мөлшерде болса, ауыр ауруларға ұшыратады. Атмосфераның басты компоненті күкірт болып табылады, ол атмосферадағы аса кең тараған сульфатты аэрозольдардың қатарына кіреді. Аса үлкен масштабта алғанда күкірт оксидінің лақтырыстары жылына 160-180 млн тонна. Оның ішінде 90 %-ы – минералды отындарды жағу болса, 10 %-ы – металлургия және химия кәсіпорындарының лақтырыстары. Ультракүлгін сәулелену әсерінен күкірт ангидриді SO₃ күкіртті ангидридіне айналады, ол атмосфералық су буымен күкірт қышқылына айналады. SO₂-нің ауадағы шектік деңгейі (ПДУ) 100-150 мг/м³ құрайды. Биосфераның өте қауіпті ластағыштары азот қышқылдары болып табылады. Жер атмосферасына жыл сайын 150 млн тонна шамасында азот қышқылдары түседі, олардың жартысын жылу электростанциялары мен автомобильдер лақтырса, екінші жартысы биосферада өтетін қышқылдану үрдісі нәтижесінде пайда болады. Азот қышқылы ауадағы оттегімен өзара әсер еткенде, қос тотықты азотқа айналады, ол атмосфералық су буымен реакцияға түсу нәтижесінде азот қышқылына айналады. Қос тотықты азот (NO₂) тыныс алу органдарын тітіркендіреді, жөтелтеді, концентрациясы жоғары болған кезде құстырады,басты ауыртады. Азот қышқылы нашар конденсатталатын болғандықтан, ұзақ уақыт газ күйінде қалады, концентрациясы жоғары болған кезде өкпеде ісік пайда болуы мүмкін. Бұлт тамшылары күкірт және азот қышқылының молекулалары мен аэрозоль бөлшектерінде конденсатталады.Жауын-шашын болғанда, бұлт пен жер арасындағы атмосфера қабаты шайылады. Қышқылды жаңбырлар осылай пайда болады. Олар күкірт және азот қышқылының атмосферада біраз жиналып қалуына байланысты болады. Қышқылды жаңбырлар топырақтағы ауыр металдармен өзара әсерлесе отырып, оларды өсімдіктің оңай игеретін формасына аударады. Одан әрі азық-түлік тізбегі бойынша ауыр металдар балық, жануарлар және адам ағзасына түседі. Жанатын қазба байлықтар мен отынның басқа түрлерін өртеуден атмосфераға көмір қышқыл газы лақтырылады. Антропогендік ықпалдың әсері нәтижесінде көмір қышқыл газының артуы Жердің жылу балансының өзгеруіне әкеледі. Көмір қышқыл газ Жерге түсетін күн сәулеленуін өткізеді, бірақ Жерден шағылдырылған ұзын толқынды инфрақызыл сәулеленуді жұтады. Бұл атмосфераның қызуына әкеледі. Ластайтын қоспалар мен шаң атмосферада Жерге түсетін күн сәулеленуінің бір бөлігін жұтады, бұл атмосфера температурасын қосымша арттырады. Қыздырылған атмосфера жерге жылудың қосымша ағынын жібереді, оның температурасын көтереді. Бұл үрдісті парникте өтетін үрдіске ұқсатып, парниктік деп атайды, парникте спектрдің оптикалық бөлігінде күн сәулеленуі еркін өтіп, инфрақызыл сәулелену кешігіп, ұсталып қалады. Атмосфераның ластануы артқан сайын жер бетінің температурасы артады. Парниктік эффектінің (әсердің) болуы әсіресе өнеркәсіптік өндірісі бар қалаларға тән: орталықтағы температура қаланың шет жағындағыдан әсіресе желсіз ауа райында бірнеше градус артық.