1 – дәріс.

1. Тақырыбы: Атмосфера ауасын қорғаудың қазіргі проблемалары. Атмосфера ауасын ластаушы көздер.

2. Мақсаты: Студеттерге атмосфера ауасын қорғаудың қазіргі проблемаларымен, атмосфера ауасын ластаушы көздермен таныстыру.

3. Дәріс тезистері:

Дәрістің жоспары:

1. Атмосфералық ауаның ластануы мәселесінің маңыздылығы.

2. Атмосфераның химиялық құрамы.

3. Ауаның физикалық құрамы және оның гигиеналық маңызы.

4. Атмосфералық ауаның ластануы және оны ластаушы көздер.

5. Атмосфералық ауаның ластануының салдары.

Атмосфералық ауаның ластануы мәселесінің маңыздылығы.

2006 жылдың мамыр айында неміс-француз ғылыми орталығының ғалымдары атмосфералық ауада шаңды-тамшылы бөлшектердің жоғары мөлшерде кездесетіндігін, ал жер беткейлік қабатта озоннның жоғары концентрацияда кездесетіндігін анықтады.

Соңғы жылдары Арктика аумағында атмосфералық ауада тастамалармен жоғары деңгейде кездесетіндігі жиі тіркелуде.

Атмосфералық ауа су мен тағамға қарағанда адам организмі үшін аса қажетті болып табылады, адам тағамсыз 30 күннен аса, сусыз 9 тәуліктен аса өмір сүре алады, ал ауасыз бірнеше минут қана өмір сүре алады. Суға деген тәуліктік қажеттілік 2,5 л, егер су ластанған уақытта оны қайнатуға немесе тасып алып келу арқылы және арнайы ыдыстарға құйылған суларды пайдалануға болады (қазіргі уақытта арнайы ыдыстарға құйылған сулар үшін санитарлық ережелер шығарылған). Ластанған тағамды рационнан алып тастауға немесе басқа тағаммен алмастыруға болады. Күнделікті адамның өкпесіне орташа шамамен алғанда тәулігіне 20 м³ ауа түседі.

Организмге зиянды заттардың ингаляциялық жолмен түсуі өте қауіпті болып табылады. Адамның асқазанына су және тағам арқылы түскен улы заттар асқазан сөлі және бауыры арқылы жойылады, ал белгілілі бір бөлігі организмнен ішек арқылы шығарылады. Негізінен ингаляциялық жолмен түскен улы қосылыстардың негізгі мөлшері қанға сіңеді (ауыр металдар 60 пайызға дейін). Сондықтан ингаляциялық улану аса қауіпті және тез әсер етеді.

Әртүрлі ортадағы (ауа, су және топырақ) химилық заттар негізінен әртүрлі қауіптілік класына жатады, атмосфералық ауада едәуір жоғары. Сондықтан атмосфералық ауа үшін олардың нормативі (ШРЕК) сумен топыраққа қарағанда біршама төмен болады. Мысалы, қорғасынның ауадағы ШРЕК 0,0003 мг/м³ (1 қауіптілік класы) суда 0,03 мг/л, яғни 100 есе жоғары (2 қауіптілік класы), ауадағы мыстың ШРЕК – 0, 001- 0,003 мг/м³ (2 қауіптілік класы), суда 1 мг/л, 1000 есе жоғары (3 қауіптілік класы). Топыраққа арналған регламентте бұл айырмашылық едәуір жоғары, топырақ адам организміне жанасу арқылы, яғни жанама жолмен түседі. Сонымен қорыта келгенде, атмосфералық ауаның химиялық және биологиялық ластануы адам денсаулығы үшін аса қауіпті болып табылады.

Атмосфералық ауаның химиялық құрамы.

Жер бетіндегі ауа қабатының қалыңдығы шамамен 50 000 км және оны атмосфера деп атайды. Ауаның негізгі бөлігі (90%-ке дейін) 15 км-ге дейінгі биіктікте ор­наласады, яғни басым көпшілігі тропосферада (жер бетінен 10 км биіктікте), ал қалған бөлігі 10-50 км-ге дейінгі биіктікте немесе стра­тосфера қабатында (9,99%) орналасқан. Осы екі қабатта атмосфераның негізгі массасын құрайды және барлық негізгі климаттық үрдістерді қалыптастырады. Трофессерада жауын-шашын бұлттар түзіледі, ал стратосферада табиғи озон қабаты бар. Атмосфераның ең жоғарғы қабат­тарында небәрі 0,01% ауа болады. Жер бетінен 50 км-ден 80 км-ге де­йінгі аралықта мезосфера қабаты, 1000 км-ге дейін ионосфера, 3000 км-ге дейін - экзосфера, 50 000 км-ге дейін магнитосфера қабаты орналасқан.

Ауаның химиялық құрамы: азоттан (көлемі пайызбен алғанда - 78,09%), оттегінен (20,94%), аргоннан (0,93%), көмір қышқыл газынан (0,03%) тұрады. Осы негізгі төрт компонент табиғи атмосфераның газ­дық құрамының 99,99%-ін құрайды. Қалған 0,01% бөлігі неон, гелий, метан, криптон, ксенон, озон және тағы басқа инертті газдардан тұрады, бірақ та олардың практикалық маңызы жоқ. Ал озон өте аз мөлшерде кездескенімен атмосфералық ауаның химиялық қасиеті жағынан маңызы зор.

Оттегі, азот және инертті газдар ауаның тұрақты құрам бөліктері болып табылады және олардың ауадағы қатынасы практика жүзінде барлық уақытта бірдей. Атмосфераның жер беткейлік қабатында кездесетін оттегі, көміртекті газдар және озон антропогенді тастамалардың әсерінен үнемі ауаны ластаушылар болып табылады.

Азот - ауаның негізгі көлемді бөлігі, инертті газ, оттегін сұйылтатын қызметті атқарады, себебі таза оттегінде өмір сүру мүмкін емес. Негізінен ауадағы азоттың биологиялық ролінің маңызы зор, яғни азатты фиксациялайтын бактериялармен жұтылады, азоттық органикалық қосылыстар түзіледі, яғни оларды өсімдіктер қорек ретінде сіңіреді. Сонымен атмосфераның инертті азоты органиканың тірі материясына айналады және қоршаған ортадағы азоттық заттардың айналымына қатысып, өсімдіктердің өркендеуі үшін қажетті болып табылады.

Сонымен қатар, атмосфераның инертті азоты табиғи және антопогенді сипатта оттегімен тотығуы кезінде биологиялық белсенді болып табылады. Азоттың табиғи түрдегі тотығуы адамның әр түрлі техногенді іс-әрекеті кезінде пайда болады. Азот тотығы (негізінен азот тотығы - NO, азоттың қос тотығы - NO2) жоғары улылық қасиеті бар және атмосфераны ластаушы компоненттерінде жиі кездеседі.

Адам және жануарлар өмірі үшін оттегі қажетті болып табылады, сонымен қатар тотығу және жану үрдісіне қатысады. Атмосфералық қысым төмендеген жағдайда, оттегінің парциальдық қысымы төмендейді, сондықтан жоғары тау аймағында адамдарды оттегінің жетіспеушілігі – гипоксия пайда болады. Атмосфералық ауада оттегі О- атомарлы, О₂ - молекулярлы, О₃- оттегінің үш тотығы түрінде озон деп аталады. Оттегінің барлық түрлері тотықтырғыш болып табылады, соның ішінде атомарлы оттегі және оттегінің үш тотығы тотықтырғыш қасиеттері жоғары болып табылады.

Сондықтан атмосфералық ауаның жер беті қабатындағы оттегінің едәуір бөлігі тірі организмнің дем алу үшін ғана емес, сондай-ақ жану үрдісіне, атмосфераның антропогенді ластаушы заттарының химиялық тотығу үрдісіне қатысады. Бұл үрдіс Жер шары атмосферасындағы оттегінің мөлшеріне әсер етпейді, ал бірақ та жер беті қабатындағы оның пайыздық мөлшері 19 және 18 пайызға дейін төмендейді.

Бірақта, бұл төмендеуді ауаның қозғалысы жағдайы кезінде ғана анықтауға болады, өйткені ауа ағынының турбуленттілігі тропосферада жақсы араласып жүреді және айтарлықтай айырмашылық анықталмайды. Бұдан басқа оттегіне деген қажеттілік табиғатта күннің ультракүлгін сәулесімен әсер етіп (фотосинтез) көк жасыл желектермен үнемі толықтырылып отырады.

Атомарлы оттегі О едәуір тотықтырғыш белсенділікке ие, сондықтан ол ауада бос күйінде өте қысқа уақыт аралығында кездеседі, содан соң басқа газдармен қосылып, жаңа едәуір тұрақты қосылыстар пайда болады. Мысалы:

СО + О = СО₂;

NO + O = NO₂;

SO + O = SO₂ және тағы да басқа реакциялар.

Оттегінің үш тотығы – озон (О₃) күшті тотықтырғыш болып табылады, ол атмосфералық ауада небәрі 0,000001% кездеседі. Озон негізінен жер шарында тіршілік үрдістері үшін оң және теріс қасиеттерге ие. Бірінші жағдайда, тірі организм үшін өлім шақыратын қысқа толқынды ультракүлгін күн сәулесі радиациясын ұстап қалады, яғни қорғаныстық қызмет көрсетеді. Сонымен қатар, екінші жағдайда тірі организм үшін өлім шақыратын фотохимиялық тұманның негізгі компоненті болып табылады.

Озон тұрақсыз және ол әртүрлі факторлардың әсерінен тез бұзылады, яғни атомарлы және молекулярлы оттегіне ыдырайды:

О₃ О +О₂

Көмірқышқыл газы (СО₂₎ Жер бетінің атмосферасында 2 млрд. тоннадай ғана кездеседі, дүние жүзі мұхитында еріген түрде 50 есе жоғары, ал байланысқан түрде тау жыныстарында (әк тас, доломит) 15 есе жоғары. Орташа алғанда көмірқышқыл газының концентрациясы 0,03 пайыз, бірақ ауаның жер беті қабатында оның мөлшері 0,04 пайызға дейін жоғарылайды, бұл табиғи (организмнің тіршілік үрдісі, шіру ашу) және анторпогендік (өнеркәсіптер, автотранспорт, жану үрдістер) жоғарылап отырады.

Көмірқышқыл газы өсімдіктер жапырақтары арқылы жұтылып, нәтижесінде атмосфераға оттегі бөлінеді, ал көміртегі сол өсімдіктердің органикалық бөлігінің құрылысы үшін қатысады. Негізінен атмосфералық ауада көмірқышқыл газының жеткіліксіз мөлшерінің маңыздылығы жоқ, өйткені жер шарында оның қоры өте жоғары.