Қоршаған орта-тірі жүйелерді (адамдар, жануарлар) қоршаған (қоршаған орта деп аталуы да содан), зерттеу объектілері тірі және өлі табиғат болатын орталардың бір бөлігі. Атмосфера су, оттек, азот және көміртектің айналымын реттейтін механизмдердің басты бөлігі. Атмосфераның маңызы Жерді космостық жойқын әсерлерінен сақтайтын экран болуында. Қысқа толқынды қатаң рентген және ультракүлгін сәулелер атмосфера қабатына сіңіріледі, бірақ жер бетіне дейін жетпейді. Оттек биологиялық тотығудың басты компоненті ретінде ерекше маңызды . Зат алмасуды үзбеу үшін тканьдар мен жасушаларға оттектің үздіксіз берілуі қажет.
|
«Қоршаған орта химиясы» дейтін терминнің жалпыға бірдей анықтамасы жоқ. Қоршаған ортаны зерттейтін түрлі мамандар бұл терминге әр түрлі түсінік береді.
|
Қоршаған ортаны зерттеуге ат салысып жүрген мамандар «қоршаған орта химиясы» түсінігін озон қабатының бұзылуымен, әлемдік жылынумен т.с.с. байланыстырады. Сонымен қатар, қоршаған орта химиясының бүкіл аймақтағы және белгілі бір жергілікті жерлердегі қышқылдық жаңбырлар, су ресурстарының (су қорлары) ластануы сияқты проблемаларды зерттеудегі рөлі анықталды.
|
Көптеген зерттеуші ғалымдар үшін «қоршаған орта химиясы» дейтін ұғым тек «ластанумен» байланысты сияқты, бірақ мұндай көзқарастар салыстырмалық жағынан қарағанда онша дұрыс емес. Мысалы, кәдімгі ас тұзы ауыз суының құрамында болса ол «ластандырғыш» затқа жатады, ал теңіз суларын бұл затыз көзге елестетуге болмайды.
|
Химия ғылымының өзі қазір көптеген анорганикалық, органикалық, физикалық т.с.с. бөлімдерден тұрады.
|
Төмендегі 1-суретте әлем дүниесінің қалыптасуының түрлі кезеңдерін зерттейтін ғалымдар жүйесіндегі қоршаған орта химиясының алатын орны туралы бірсыпыра мағлұмат берілген. Бұл суретте бүкіл әлем құрылысын (жүйелердің жалпылама иерархасы) және әлемнің қалыптасуының кезеңдерін зерттейтін ғылымдардың алатын орындары көрсетілген. Қоршаған орта химиясының құрамына химияның кіші-гірім бөлімдері, мысалы, жер қыртысы (топырақ) химиясы, гидрохимия, атмосфера химиясы, органикалық табиғи қосылыстар химиясы, геохимия т.б. кіреді.
|
Қоршаған ортахимиясы жердің барлық қабаттарында, сонымен бірге биосферада болып жататын процестерді зерттейді, барлық химиялық қосылыстардың, соның ішінде табиғи және жасанды қосылыстардың миграциясын (бір жерден бір жерге ауысуы) және олардың бір-біріне айналуын зерттейді.
|
Қоршаған орта химиясы химиялық процестерді кешенді түрде қарастырады, айталық, химиялық заттардың жер қабаттарында пайда болуын, миграциясын,жер қабаттарындағы ағыстарын («глобалды циклдер»), қосылыстар мен элементтердің өзара әрекеттесулерін зерттейді, сонымен қатар, қоршаған ортаны ластанудан қорғаудың тәсілдерін, оларды жетілдірудің әдістерін жасаудың негізін құрайды.
|
Қоршаған орта химиясы құрылымы :
|
Литосферадағы физика-химиялық процестер;
|
Гидросферадағы физика-химиялық процестер;
|
Атмосферадағы физика-химиялық процестер;
|
Ластандырушы заттар химиясы, ондай заттарға табиғи және жасанды заттар (бұндай заттардың пайда болуы, тасымалдануы, миграциясы, геосферадан шығарылуы) жатады.
|
Қоршаған орта химиясында химияның қазіргі замандағы негізгі әдістерінің бәрі қолданылады (химиялық, физика-химиялық талдау әдістері), бірақ ластаушы заттардың микроконцентрациясын жиі анықтаудың қажеттілігінен қазіргі кездегі жаңа, қиыстырылған әдістер-тиімділігі жоғары болу (мысалы, сұйықтық хроматография), сапалық және сандық дәл анықтау (мысалы, масс-спектроскопия) әдістері қолданылады.
|
Бүкіл Әлем бір мезетте болған жарылыстың (Үлкен Жарылыс (Big Baнg) нәтижесінде пайда болған деп есептеліп келеді. Астрономдар осы уақытқа дейін сол жарылыстың галактикалық қозғалыынан және сәулеленудің микротолқын фонынан алғашқы от шашып тұтанудың дәлелдерін тауып келеді. Үлкен жарылыстың алғашқы секунтына зат пен сәулеленудің қатынасы 1:108-не тең болғаны анықталды. Бұдан бірнеше минуттан кейін сутектің (Н), дейтерийдің (Д) және гелийдің (Не) салыстырмалы құрамдары қалыптасты. Бұлардан гөрі ауырлау элементтер осы газдардың жұлдыздар ішіндегі әрекеттесулерінен кейін пайда болады. Ауыр металдар, мысалы, Темір (Ғе), жұлдыздар ядросында пайда болуы мүмкін, ал жарылыстың әсерінен жойылған жас жұлдыздардан бұдан да ауыр элементтер түзілген.
|
Күн жүйесі планеталарының пайда болуы туралы гипотезалардың бірі- олардың өте жас жұлдыздар жаратылысының қалдықтары болып саналатын ыстық газдардың диск түріндегі бұлттарынан пайда болуы. Конденсацияланған булардан қатты бөлшектер түзілген, олардың бір-бірімен бірігіп ұсақ денелер (планетезималдар) түзіп, бұл денелердің бірігуінің нәтижесінде тығыз ішкі планеталар (Меркурийден Марсқа дейін) түзілген.
|
|
Дәріс 2.
|
Жердің негізгі кабаттарының пайда болуы: литосфера, гидросфера, атмосфера Биосфера – әлемдік масштабтағы экожүйе Атмосфераның пайда болуы.
|
|
Жердің беттік қабаты-гидросфера және атмосферазаттардың жердің жоғарғы мантиясынан бөлініп шығуы нәтижесінде түзілген. Химиялық элементтердің салыстырмалы мөлшерлері кремнийдің 106 –не тең атомдарына келетін әр элементтің атомдарының санымен анықталынады. (3-сурет).
|
Көптеген мәліметтердің негізінде, ұшқыш элементтер мантиядан вулкандардың атқылауынан пайда болған деп есептеге болады, вулкандардың атқылауы нәтижесінде жердің беті де түзіледі. Ең дұрысы, Атмосфераға алғашқы кезде көміртек диоксиді мен азоттан, сутек пен су буының аздаған мөлшерінен тұрған.
|
Қазіргі кездегі оттекті атмосферада жер бетінде тіршілік пайда болғанға дейін қалыптаспаған.
|
|
Күн жүйесінің планеталары ішінде жер ең бірегей планета.
|
|
Ауа, су және Жер бір-бірімен әрекеттесуі нәтижесінде жер бетінде таң қаларлық объектілер-тірі организмдер пайда болады, солардың арасында сіздер мен біздер де бармыз. Қазіргі негізгі көзқарастар бойынша:
|
Биосфера-Жердің ерекше қабаты, онда тірі организмдердің барлығы қоныстанған, жердің осыорганизмдермен үздіксіз алмасуда болатын бөлігі (4-сурет).
|
Биосфера табиғат жағдайларына байланысты үш ортаға-атмосфера, гидросфера және литосфераға бөлінеді.
|
Биосфера тіршілік (өмір) болатын қабат (В№И№ Вернадский,1926ж).
|
Жер планетасындағы барлық организмдер жиынтығын Вернадский тірі зат деп аталады, оның басты сипаттамасы ретінде толық массасын, химиялық құрамын және энергиясын қарастырды.
|
|
Сірескен зат (косное вещество) деп Вернадский биосферада пайда болу процесіне тірі организмдер қатыспайтын заттарды айтады.
|
Биогенді зат-тірі организмердің тіршілік әрекеттері нәтижесінде түзілген заттар. Бұл заттар энергияның күшті көзері (тас көмір, битумдар, әк тасы, мұнай). Биогенді заттар түзіліп біткеннен кейін, олардың тірі организмдердің тіршілік әрекеті азаяды.
|
Ерекше категория ретінде биосірескен заттарды айтуға болады. В.И. Вернадский пікірі бойынша, бұл заттар биоферада тірі орагнизмдердің және сірескен заттардың бірігіп қатысуы нәтижесінде түзіледі, бұл кезде олардың динамикалық тепе-теңдігі сақталады.
|
Биосірескен заттарда организмдер шешуші рөл атқарады. Жер планетасындағы биосірескен заттарға, мысалы, жер қыртысы (топырақ), жердің желмен мүжілген жұқа қабыршағы, барлық табиғат сулары жатады. Осылардың барлығының қасиеттері Жердегі тірі затпен байланысты.
|
Сөйтіп биосфера-жердің тірі заттың әсері болатын бөлігі. Жердегі тіршілік оның бетіндегі ең көрнекті процесс, бұл процесс күн энергиясын пайдаланады және Менделеев кестесіндегі барлық дерлік элементтердің қозғалысын тудырады.
|
Биосфераны организмдердің өмір сүретін орыны болғандықтан организмдермен қоса үш сфераға бөлуге болады:
|
Аэробиосфера, онда аэробионттар орналасқан, аэробионттардың өмір сүру көзі ауаның ылғалы;
|
Гидробиосфера-глобальді су әлемі ) жердің үстіндегі су қабаты, онда гидробионттар орналасқан;
|
Геобиосфера- жер бетінің үстіңгң бөлігі (литосфера), онда геобиониттар орналасқан.
|
Қоғамда болып жатқан ғылыми-техникалық даму жағдайында адам мен табиғат арасында кикілжіңдер туындауда. Адамдардың белсенді қызметі біздің планетамыздың сырт жағдайын өзгертіп қана қоймай, сонымен қатар биосферада жүретін үрдістергеде кері әсерін тигізуде. Адамдардың антропогендік қызметі заттардың биотикалық айналымының бұзылуына, табиғи қорлардың азаюына, термодинамикалық тепе-теңдіктің бұзылуына және т.б. әкелуде. Осы кикілжіңнің тереңірек дамуы планетамыздағы барлық тірі ағзалардың, сонымен қатар адамныңда жойылуына себебші болатын ғаламдық апатқа әкелуі мүмкін.
|
Осыған байланысты адам мен оны қорщаған орта арасындағы қарым-қатынас, адамның табиғатта алатын орны түбегейлі қайта қарастырылуы керек. Қоғамның өмір сүруі мен дамуы биосфераның даму заңдылықтарына сәйкес келуі керек.
|
Биосфера туралы ілімдер (В.И. Вернадский, 1926), биогеоценоз (В.Н. Сукачев, 1940) және и экологиялық жүйе (А. Тенсли, 1935) туралы ұғымдар биосфераның элементарлы құрылымдық-функционалдық бірлігі ретінде қоғам мен қоршаған орта арасындағы қарым-қатынас стратегиялық концепциясын құрастыруда негіз болады.
|
Биогеоценоз (экожүйе)- әртүрлі организмдердің (өсімдіктер, жануарлар және микроорганизмдер) бір-біоімен тығыз байланысқан және оларды қоршаған өлі табиғатпен (биотоптар) зат және энергия алмасатын тұрақты тобы(6-Сурет).Биогеоценоз кеңістік бойынша шектелген (мысалы, емен орманының биогеоценозы) және салыстырмалы түрде тірі организмдердің түрлерінің құрамы жағынан, сондай-ақ биотикалық емес факторлар жарық, температура, қысым және басқалар жағынан біртекті. Күн энергиясының минерал, минерал заттардың, газдардың және судың үнемі әсерінен тірі организмдердің тіршілік процестері қамтамасыз етіледі, бұл процестер кезінде жылулық, оттек, көміртек диоксиді және тіршілік әрекеттерінің қалдықтары бөлінеді. Биогеоценоздың негізгі функциясы –энергияның жинақталуы және қайта таралуы, зат айналымы. Биогеоценоз компоненттерінің бір-бірімен әрекеттесу процесінде тірі организмдер басты рөл атқарады.
|
|
Биогеоценозға кіретін орагнизмдерді үш функционалды топқа-продуценттерге, консументтерге және редуценттерге жатқызуға болады.
|
Продуценттер автотрфты организмдердің (фото-және хемосинтетиктер) тобын құрайды, олардың биотоптардан анорганикалық заттарды пайдаланады, күн сәулесі энергиясын (немесе анорганикалқ заттарды тотықтырған кезде бөлінетін энергияны) пайдаланады және органикалық заттарды синтездейді. Бұл топқа өсімдіктер және кейбір бактериялар жаады.
|
Консументтер –гетеротрофты организмдер, олар дайын органикалық заттарды (тамақ түрінде) энергия көзі ретінде және олардың тіршілік етуіне қажетті заттарды пайдаланады. Консументтерге барлық жануарлар, кейбір саңырауқұлақтар, бактериялар, өсімдіктер (жыртқыш өсімдіктер, паразит өсімдіктер) жатады.
|
Редуценттер- ыдыратқыштар, олар орагизмдердің қалдықтарын шірітіп-ыдыратып анорганикалық жай қосылыстарға айналдырады. Биоценоздың аталған үш компоненттерінің арасындағы трофикалық қатынас биогеоценоздың барлық экономикасын, яғни энергия ағымын және зат айналымын анықтайды.
|
Продуценттер минералды заттарды және күн энергиясын сіңіріп, өздерінің дене құрылысын құрайтын органикалық затарды түзеді, сөйтіп күн энергиясы химиялық байланыстар энергиясына айналады.
|
Консументер продуценттерді және бір-бірін жеп (өсімдік жегіштер, жыртқыш және паразит организмдер), қоректік органикалық заттарды ыдыратып, оларды және бөлінген энергияны өздерінің дене мүшесін құруға және тіршілік етулеріне жұмсайды.
|
Ал редуценттер өлген организмдердің органикалық заттарын ыдыратып, өздеріне қажетті материалдар мен энергияны алады. Редуценттер анорганикалық заттардың қайта келуін қамтамасыз етеді, бұл қайтарылған анорганикалық заттарды продуценттер қайтадан пайдаланады. Заттардың ылғи да осылай айналысы биогеоценоздық, минералдық заттар қорының аздығына қарамастан, ұзақ уақыт өмір сүруінің кепілі болып табылады.
|
Биогеоценоздың барлық организмдерінің бір-бірімен және физикалық ортамен әрекеттесуі динамикалық тепе-теңдікпен сипатталады.(жүйенің экологиялық гомеостазы). Биогеоценоздар биосфераның құрылымдық-функционалдық бірлігі, материалдық- энергетикалық ұяшықтары және олар зат айналымымен, энергия ағымдарымен тығыз байланысты. Биогеоценоздардың бір-бірімен зат алмасуы газ, сұйық және қатты түрінде, сонымен қатар тірі зат түрінде де (мысалы, жануарлар миграциясы) іске асады.
|
Биосферадағы үздіксіз процестер –жер бетіндегі тіршіліктің болуының және оның дамуының кепілі. Әрбір түр биотикалық айналу процесінің сатысы (буыны) болып есептеледі. Тіршіліктің үздіксіздігі синтезделу және ыдырау процестерімен қамтамасыз етіледі. Биосферадағы түсетін күн эергиясы энергияға бай жоғарымолекулалық органикалық заттардың синтезіне жартылай жұмсалады. Бір трофикалық деңгейден екіншісіне берілген кезде энергия біртіндеп тарқап кетеді. Зат айналымында микроорганизмдердің рөлі ерекше, олар өсімдіктер мен жануарлардың өлі қалдықтарын анорганикалық заттарға айналдырады, бұл анорганикалық заттарды өсімдіктер фотосинтез үшін пайдаланады. Биосферадағы барлық тірі заттар шамамен 8 жыл сайын жаңарып отырады. Жерде өсетін өсімдіктердің заттары 14 жылда, ал мұхиттың барлық биомассасы 33 жылда жаңарып отырады.
|
В.И.Вернадский биотикалық айналымды Жер планетасындағы тіршіліктің негізі деп қарастырды. Сөйтіп, биосфера-барлық барлық тірі организмдердің және олардың өмір сүретін ортаның жиынтығы. Өмір сүретін ортаның құрылымына су, атмосфераның төменгі бөлігі және жер қабатының жоғарғы бөлігі кіреді. Биосфераның тірі және өлі заттары бір-бірімен үздіксіз әрекеттесуде және тығыз байланысты болып, біртұтас жүйені құрады.
|
В.И.Вернадскийдің тірі материя мен жердегі геохимиялық процестердің әрекеттесулері туралы проблеманы көп жылдар бойы зерттеген еңдектері нәтижесінде биосфера туралы ілімі жарыққа шықты, бұл ілімнің негізгі қағидалары мынадый:
|
1. Биосфераның тұтастығы онда жүретін, физикалық константалармен, радиация деңгейімен т.б. факторлармен шектелген процестердің үлестілігімен анықталады.
|
2. Атомдар қозғалысының Жердегі заңдары, энергия өзгерістері космоспен үндесудің нәтижесі, олар биосферадағы үндестік пен бірлестікті, қамтамасыз етеді. Энергияның биосферадағы негізгі көзі ретінде Күн Жердегі тіршілік процестерін реттейді.
|
3. Биосфераның тірі заты ескі геологиялық заманнан бастап күн энергиясын күрделі органикалық заттардағы химиялық байланыстардың энергиясына белсенді түрде айналдырады. Бұл кезде тірі заттың мәні өзгермей, тек оның өмір сүру формасы өзгереді. Тірі заттың өзі кездейсоқ жаралған жоқ, ол күн сәулесі энергиясының Жердің нақты энергиясына айналуының нәтижесі.
|
4. Организмдер ұсақ болған сайын, олар тез көбейеді. Көбею жылдамдығы тірі заттың тығыздығына байланысты. Өмірдің таралуы оның геохимиялық энергиясы жерінің нәтижесі.
|
5. Автотрофтық организмдер өмір сүруіне қажеті нәрселерді қоршаған сірескен материалдардан (косная материя) алады. Гетеретрофтардың тіршілігі үшін органикалық қосылыстар қажет. Фотосинтездейтін организмдердің (автотрофтар) таралуы олардың күн энергиясын сіңіруімен байланысты.
|
Скачать 55.92 Kb.