Лекция 15,16. Лекция 1516 Табиатты орау жне нерксіптік алдытарды тазалау Жоспар ндіріс пен оршаан ортаны серлесуі
 Скачать 36.33 Kb.
|
|
Лекция № 15-16 Табиғатты қорғау және өнеркәсіптік қалдықтарды тазалау Жоспар 1.Өндіріс пен қоршаған ортаның әсерлесуі 2. Қоршаған орта жағдайын бақылау 3. Қоршаған орта ластануының экономикалық әсері. Жер планетасы табиғаттың тірі және жансыз заттар жинағынан тұрады. Жансыз орта - атмосфера, гидросфера (планетаның сулы ортасы), литосфера (жердің қатты қабаты). Тірі және жансыз табиғаттың арасындагы байланысты заттардың табиғаттағы айналым заңдылықтарын, бұл заңдылықтардың адам әрекетінің әсер етуіне байланысты өзгеруін зерттейтін ғылымды экология деп атайды. Экологияның бүкіл әлемді қамту мақсаты - биосфераны адам әрекетіне байланысты туатын диспропорциядан, ауа және су басейндерін, жыртылатын жер, өсімдіктер дүниесі мен жануарлар дүниесін сақтау. Қоршаған ортаны ластаудың негізгі көздеріне газды, сұйық, қатты отын жағатын энергетикалық құрылымдар, транспорт, қара және түсті металлургия өнеркәсіптері, химиялық, целлюлозды қағаз және мұнай өндеу өнеркәсібі, ауыл шаруашылығы жатады. Ауаны, суды, топырақты, барлық қоршаған ортаны қорғау бірінші кезектегі бүкіл әлемді қамтитын міндет болып табылады. Ғалым-гигиенистер ауадағы, судағы және топырақтағы химиялық заттардың мүмкін шекті концентрациясының (МШК) мөлшерін анықтап бекітті. Химиялық заттардың МШК дегеніміз - адамға тура немесе жанама әсері жоқ, адамның жұмыс істеу кабілетін төмендетпейтін, оның көңіл - күйіне кері әсер етпейтін концентрация. Біздің елде және басқа бір қатар елдерде МШК -дан басқа, мүмкін шекті тастандылар (МШТ) мөлшері еңгізілген. МШТ дегеніміз - өндіріс жұмысының бақылауға алынған техникалық көрсеткіші. Оны санитарлық гигиеналык мекемелер әр өндіріс орнына бекітіп береді. Табиғатты өндірістің зиянды әсерінен қорғаудың негізгі жолы -бұл экологиялық зиянсыз технологиялық процестерді және қалдықсыз химиялық өндірісті қалыптастыру. Өндіріс пен қоршаған ортаның әсерлесуі Өндіріс пен қоршаған ортаның әсерлесу процесі өндірістік және табиғи сфера арасындағы зат алмасу болып табылады. Ол антропогендік метаболизм деп аталады. Антропогенді метаболизм екі құраушыдан құралады: жердегі (биологиялық бөлік) барлық адамдардың индивидті зат алмасуы және технологиялық процестерді (технологиялық бөлік) заттардың техногенді алмасу бөлігі. Соңғысы зат және техносферамен биосфера арасындағы энергия алмасу сияқты. Технологиялық алмасу – жердегі жаңа көрініс сондықтан ол табиғатта көптеген проблемалар мен кері ағыстарды тудырады. Кез келген технологиялық процес шығыстардың (шикізат) енуінен басталады және соңында әртүрлі дайын болған бұйымдар қалдықтардың шығуымен аяқталады. Басқа сөзбен айтқанда, антропогендік алмасу жүйесі жалпылай табиғи ресурстардың енуін, оларды өңдеу үшін энергия қолдану және қоршаған ортаға жасалған заттардың шығуын (өндірістік және тұрмыстық қалдық) және дайын заттардың өз мерзіміне жетуін біріктіреді. Бұл процесс сызықтық, тұйық емес және қалдықтармен жасалған заттарды шығыс шикізаты ретінде пайдалану әлі күнге дейін жоқ деуге болады. Биосферадағы зат алмасу басқа принциптерге негізделген. Биосферадағы заттардың қозғалысының қосынды процесі жабық, циклдік түрде күн энергиясы ағымында шексіз болады. Қазіргі антропогендік көлем мен жылдамдықтың алмасуы, әсіресе оның технологиялық бөлігін ендіру (шикізат ресурстары) және оны жүйеден шығару (қалдық) кедергісі анық байқалуда. Нәтижесінде, қазіргі кезде төрт негізгі глобалды өзгешелік шықты: қоршаған ортаны ластанудан қорғау, көбейіп жатқан халықты азық-түлікпен қамтамасыз ету, өндірісті минералдық шикізатпен қамтамасыз ету және энергетикалық проблемалар. Адамның қоршаған ортаға әсері мол. Интенсивті әсерге қоршаған ортаның барлық компоненті әсер етеді, соның ішінде адамға ең қажеттісі атмосфералық ауа, тұщы су және жер қыртысына да әсер етеді. Біздің елдегі атмосфераны ластауды өндірістің және автотранспорттың негізгі алты саласы тудырады. Олардың атмосфераны ластаудағы орны (%): жылу энергетикасы – 27,0; қара металлургия – 24,3; Түсті металлургия – 10,5; мұнай өндіру және мұнай химиясы – 15,5; Автотранспорт – 13,3; Құрылыс материалдарының кәсіпорны – 8,1; химия өндірісі – 1,3; Көрініп тұрғандай, жылу энергетикасы мен қара металлургия кәсіпорны атмосфераға тасталынатын барлық қалдықтың жартысына жуығын құрайды. Химиялық өндіріс қалдығы жалпы көлем бойынша аз болғанмен, олардың сан алуандығы және жоғары улылығы химиялық өнеркәсіпті атмосфераны ластаушылардың алдыңғы қатарына қояды. Химиялық және мұнай химиялық кәсіпорындары үшін технологиялық желдеткіштердің болуы, ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған түрдегі улы заттардың атмосфераға шығуы тән. Технологиялыққа технологиялық процестің соңғы қалдықтары, яғни қондырғыны желдеткенде, үнемі әсерлесетін тыныстық құбырлар, периодты әрекеттесетін сақтандыру клапандары, технологиялық пештердің түтіндік құбырларының қалдықтары жатады. Технологиялық қалдықтарға аз ғана газ-ауа қоспасындағы улы заттардың жоғары концентрациясы тән. Желдеткіштікке жалпы алмасудағы және ауа тартқыш желдеткішінің қалдықтары жатады. Желдеткіш ауадағы улы заттардың, желдеткіш құрамындағы қалдықтың мөлшері технологиялық қалдық көлемін жиі жоғарылатады. Ұйымдастырылғанға газ шығару жүйесінен шығарылатын қалдықтар жатады, бұл улы заттарды белгілі қондырғыда ұстап қалуға мүмкіндік береді. Ұйымдастырылмаған қалдықтар қондырғының, коммуникацияның, канализациялық құдықтардың және т.б. герметикалық еместігінен туындайды. Атмосфераны ластайтын кең таралған заттарға: көміртегі оксиді, көміртегі диоксиді, күкірт диоксиді, азот оксиді, көмірсутектер, ұшқыш еріткіштер (аромат көмірсутектер, спирттер, эфирлер, кетондар, галоген келтіруші көмірсутектер және басқалар.) сонымен қатар шаң жатады. Атмосфераны ластайтын 200-ге жуық заттар анықталған, жаңа технологиялық процестердің өсуіне қарай олардың да саны өсуде. Кейбір жағдайда қоршаған орта әсеріне атмосферада күн сәулесі нәтижесінде қалдық құрамына қарай пайда болған жаңа зат та әсер етеді. Күрделі қауіп болып тұщы судың ластануы болып табылады, ол адамның табиғи ресурсы мен қатар өмірлік қажеттілігі болып табылады. 1900 жылы АҚШ-та су ресурстарының жоғары қабатының 6%, 1960 жылы – 27%, ал 1980 жылы – 50%- дан жоғары қолданған. Жалпы дүние жүзілік суды қолдану 60-шы жылдар аяғында 560 км3 құрады, ол өзен көлемінің жартысына тең. Осымен бірге су қоймаларына 440 км3 қалдық су ақты, ол 5500 км3 шамасындағы таза суды ластайды. Өндіріс кәсіпорындары, ауыл шаруашылығы, транспорт су қоймаларында мүмкін болған жоғары активті заттармен, тұздармен, минералдармен көмірсутектермен, тыңайтқыштар және ядохимикаттармен ластайды. Ең қауіптісі судың органикалық ластануы, яғни су бетінің 20 км2 бөлігін мұнаймен ластау болып табылады. Мұндай пленка жарықтың түсуін, фотосинтезге кедергі келтіретін, оттегі және көмірқышқыл газының тасымалдануына кедергі келтіреді. Уақыт өтуімен мұнай пленкасы күн сәулесі әсерінен жайылып, жоғары токсинді зат түзеді. Ең маңызды қазіргі проблема жер қыртысын сақтау болып табылады. Жыл сайын дүние жүзінде 6-7 млн.га. жер қыртысы жарамсыз болып қалады. Айдалатын және ауылшаруашылығында қолданылатын жарамды жерлердің көпшілігі қала тұрғызуда, жол салуда, өндіріс аудандарына, қалдық қоқыстары және т.б. әсерінен жарамсыз болуда. Қазіргі уақытта 1млн.м3 пайдалы қазбалар алу үшін 8,6 га жер, құрылысты 1 км құбыр өткізгішке – 4 га, 1 км автожол құрғанда – 2 га жер жарамсыз болып қалады. Сонымен, адамның әрекеті экологиялық әсерлерге өз қалпымен жүретін процестерді, қоршаған ортаның барлық комплекстерінің бұзылуына әкеледі. Адам және оның әрекеті бізді қоршайтын табиғатқа және оның обьектілеріне әсер етеді, эколого – экономикалық жүйеде (ЭЭЖ) тығыз байланыс түзеді, мұнда өмірлік белсенділікті бөлек компоненттерден бөліп алуға болмайды. Атақты эколог Барри Коммонер адам мен қоршаған орта арасындағы өндірістік байланысты көрсететін негізгі заңдарды ашты: барлық нәрсе бір-бірімен байланысты; барлық нәрсе бір жерге жоғалу керек; табиғат жақсы біледі; ешнәрсе тегін берілмейді. 1.3.2. Қоршаған орта жағдайын бақылау Атмосферадағы қоспалардың негізгі физикалық мәні концентрация болады – ауа көлеміндегі зат бірлігінің тұрақты жағдайдағы (әдетте мг/м3 ) мөлшері қоспалардың концентрациясын қоршаған ортаға физикалық, химиялық және басқа түрлерге әсерлесуімен және атмосферадағы және су обьектісіне жіберілетін қоспа құрамының негізгі параметрлерімен анықталады. Қоспалардың атмосфераға шекті жіберілетін концентрациялары (ШЖК) бұл қоспалардың атмосферадағы максималды концентрациясы, белгілі уақытта периодты әсерлесу немесе адамның бүкіл өміріне және қоршаған ортаға зиянды әсер етеді. Егер зат қоршаған табиғатқа зиянды әсерді адам организміне қарағанда төмен концентрацияда әсер етсе, онда оны нормаға келтіргенде заттың қоршаған ортаға шығаратын әсері жоғалады. ШЖК – ны екі түрге бөледі – максималды – бір реттік (ШЖК бір) және орта тәуліктік (ШЖК тәул). Біріншісіне негізінен 20-30 минут интервалы жатады және ол адам организміне қоспалардың қысқа уақыттық әсерін зерттейді; екіншісі – ұзақ период аралығында қатаң фиксациясыз ауа ластануының шекті дәрежесін және ұзақтығын көрсетеді. Біздің елде ШЖК-ны 200 зиянды ингридиенттер үшін орнатылған. 4.1 кестесінде кейбір кең таралған қоспалардың мәні келтірілген. Улылығына (токсиндігіне) байланысты қауіпті қоспаларды төрт класқа бөледі. Әрбір заттың меншікті концентрациясы жер қабатында максималды – бір реттіктің мүмкін концентрациясынан, С < ШЖК бір аспау керек. Атмосферада бір уақытта бірнеше бір бағыттағы әсерге ие зиянды заттардың болуы олардың шексіз қосынды концентрациясы мына шартты қанағаттандыру керек:  (1.26)мұнда С, С2, Сn – атмосферадағы улы заттар концентрациясы мг/м3, ШЖК1, ШЖК1,2, ШЖК1n – атмосферадағы максималды бір реттілік, мг /м3 улы заттарды шекті жіберілетін концентрациялары. Бір бағыттағы әсер эффектісі бірнеше улы заттарға ие, мысалы: күкірт және азот диоксиді; күкірт диоксиді және күкірт сутек; этилен; пропилен, бутилен және амилен; озон, күкірт диоксиді, формальдегид және басқалар. Атмосфераға шекті жіберілетін қалдықтар (ШЖҚ). Атмосферадағы әрбір ластаушы көзі үшін зиянды заттардан шекті қалдықтар орнатылады, яғни берілген көздегі зиянды заттардың қалдықтары қаланың басқа қалдық көздерінен немесе басқа халықтық орталықтардан өндіріс кәсіпорындарының дамуынан және улы заттардың атмосфераға таралуынан жерлік концентрацияны, ШЖК – ның халық, өсімдік және жануарлар әлемі үшін көтерілуін тудырмайды. Кесте 4.1 Тұрғылықты жердің атмосфералық ауасы үшін кейбір заттардың шекті жіберілетін концентрациялары (ШЖК).
 ШЖҚ-ны атмосфераны ластаушы көздер үшін орнатқанда ауадағы улы заттардың концентрациясының фондық мәні басқа ластаушы көздерден, берілген жерде әрекеттесетін мәнін ескеру қажет. ШЖҚ-ны негізінен қоспалардың атмосферада ыдырауына негізделген. Бір-біріне жақын орналасқан N ШЖҚ құбырларынан шыққан қыздырылған қалдықтарды мына формуламен есептеуге болады:  (1.27)мұнда Сф – тұрғылықты жердегі немесе қаладағы фондық концентрация; Н - құбыр биіктігі; V – түтін газының көлемі, уақыт бірлігіне тасталатын; Т – қоршаған ауаға қатысты газдың қызуы; А және r – климат жағдайлары мен рельефке әсер ететін (тегіс жай үшін r = 1) қолайсыз мәнді көрсететін коэффициенттер; F – қоспалардың (газ үшін Ғ = 1) тұнбаға түсу әсерін анықтайтын коэффициент; m және n жәрдемше параметрлері; ШЖК-ны орнату халықты әртүрлі жер бетіндегі атмосфера қабатына түсетін атмосфераны өндірістік қолайсыз әсерлерінен сақтайды. Осыдан негізгі норматив болу ШЖҚ, ал ШЖК көлемінің мәні жәрдемші мәнге ие, бұл өндірістік қалдықтарды қадағалауға мүмкіндік береді. Өндірістегі қоқыстардың және ШЖҚ-ны сақтауды бақылау жүйесі қадағалайды. Заттардың сулы обьектісіндегі шекті жіберлетін концентрациясы (ШЖК) – бұл заттардың судағы концентрациясы, бұдан су қолданысқа жарамсыз болып қалады. Су обьектісіне және қоқыс есебінен жоғарыда көрсетілген өндірістерден су обьектісіне бірнеше зат түссе, атмосфераны ластайтын жағдайдағыдай белгілі шарт сақталуы керек.  (1.28)Қазіргі кезде санитарлы қызмет органдары су қоймаларындағы ШЖК-ның 400 түрін орнатты. Судың беткі қабатына қалдық суларын, егер оның құрамында ШЖК анықтамаған құрам болмаса ағызуға болмайды. Қоршаған ортаның мониторингі: Мониторинг жүйесі деп қоршаған табиғи ортаны бағалау және ауа райы жағдайын бақылайтын жүйені атайды. Мониторингтің мақсаты – антропогендік ластауды анықтау. Мониторинг антропогендік әсердің – химиялық, физикалық (сәулелену, жылу ластаушылары) және осы әсерден қоршаған ортаның эффектісін және барлық биологиялық жүйенің реакцияларын бақылайды. Мониторинг жүйесі белгілі аймақ пен қатар бүкіл жер шарын (биосфераның жағдайын бағалайтын глобальды мониторинг) қамтуы мүмкін. ТМД-да әртүрлі деңгейдегі мониторинг шығарылды: глобальдық, аймақтық және тұрғылықты. Атмосфера ауасының ластануын бақылайтын станциялар жүйесі 1500 станция, ішкі суқоймаларының ластануының – 3343 станциясы теңіздің ластануының 1500 станциясын жалпы жалпы 2000 пост жер қабатының ластануын бақылайтын посттар орнатылған. 1.3.3 Қоршаған орта ластануының экономикалық әсері. Қоршаған ортаның ластануының халық шаруышылығында екі түрі белгіленген: орта ластануына ескертулер үшін шығындар белгілі бір объект және шығын (қоршаған орта ластануымен келетін қалдықтардың шығыны). Бұл шығындар қосындысы экономикалық зиянды көрсетеді, ол халық шаруашылығында қоршаған орта ластануынан туындайды. Атмосфераға шығарылатын қалдықтардың көзі үшін экономикалық бағасын мына формула арқылы анықтауға болады.  (1.29)мұнда, Уа– зиян, ақша/жыл;  заттарды ластайтын массаның тасталған бірлігінің бөлшектік зияны, ақша/жыл; шартты σ – атмосфералық ауаның әртүрлі типтегі территорияны ластау қауіпін көрсететін шексіз көрсеткіш; f –атмосфера ластаушыларының жайылуын көрсететін шексіз туралау мәні; М – негізгі көзден шығатын ластаушы қоқыстардың келтірілген шартты массасы. Барлық көлем әртүрлі факторларға, сонымен бірге заттың улылығына тәуелді. Белгілі су қоймасына қалдық ластаушы заттардың келтіретін шығыны, кез- келген көзі үшін (өндіріс, тұрғылықты мекен) мына теңдікпен анықталады;  (1.30)мұнда Ув – зиян ақша/жылына, заттарды ластайтын массаның тасталған бірлігінің бөлшектік шығыны, ақша/шартты отын; σ - әртүрлі су шаруашылығы жерлерінің (мысалы Солтүстік Донда үшін – 3,70, ал Енисей үшін – 0,11) ластануын көрсететін шексіз көрсеткіш; М – берілген ластаушы көздің келтірілген қоқыстың шартты массасы шарт. т/жыл.Сонымен қатар жер ресурстарына тигізетін ластанудан және экономикалық шығын есептелуі мүмкін. Көптеген өндірісі жақсы дамыған елдерде қоршаған орта ластануынан келетін экономикалық шығын 3-5 % құрайды, осыдан ластануды қысқартатын шығындар 1-3 % жетті, Қоршаған ортаны әртүрлі өндіріс салаларынан қорғаудың капиталды шығынының 5-20 % жетті, жалпы капиталдық қордан. Бақылау сұрақтары 1.Антропогенді метаболизм 2. Қоршаған ортаның мониторингі 3.Химиялық заттардың МШК дегеніміз не? Әдебиеттер тізімі Негізгі әдебиеттер: 1. Умбетқалиев Қ.А., Досжанов О.М, Тулепов М.И. Химиялық технологиялардағы электртехника: Оқу құралы - Алматы: Қазақ университеті, 2017.- 170 б. 2. Айтжанова З.Д. Химиялық технологияның экологиялық негіздері: Оқу құралы - Шымкент: АИУ, 2010.- 88с 3. Түгелбаева Л.М., Рыскалиева Р.Г, Ашкеева Р.К. Жалпы химия: Оқу құралы / - Алматы: Қазақ университеті, 2018.- 152б. Қосымша әдебиеттер: 4. Керімқұлов Қ.Ж., Нұрсейтов Ш.Ш. Жалпы химиялық технология: Оқулық - Астана: Фолиант, 2013.- 256 б. | ||||||||||