«Табиғи орта экономикалық дамудың негізі ретінде. Табиғи қорларды басқару. Тұрақты өндіріс және тұтыну. Энергетикалық қарқындылық.»


1. Жер табиғи қорының сипаттамасы: литосфераның, гидросфераның және атмосфераның.

2. Табиғи қорының жіктелуі: сарқылатын, сарқылмайтын, қалпына келетін, қалпына келмейтін.

3. Табиғи қорды тиімді пайдалану. Қоршаған ортаны оптимизациялау тиімді пайдаланудың теориялық негізі ретінде.

4. Табиғатты пайдаланудың негізгі заңдары.

5. Тірішілік ортаны қорғаудың негізгі принциптері.

6. «Адам - табиғат» жүйесінің заңдылықтары.

7. Тиімді табиғатты пайдалану, аз қалдықсыз және қалдықсыз технологиялар.

8. Энергияның альтернативті экологиялық таза көздерін қолдану экожүйе мен қоғамның тұрақты дамуының компоненттері ретінде.

Дәрістің мазмұны:

Биосфераның ғаламдық экологиялық мәселелері: атмосфераның, топырақтың Әлемдік мұхиттың ғаламдық ластануы. Экологиялық жағдай және экологиялық дағдарыс.

Жердегі барлық су біртұтас. Олар атмосферамен, литосферамен қатар жеке қабат – гидросфераға бөлінеді. Ол тіршілік ортасы ретінде ерекше қасиеттермен сипатталады.

Судың қасиеттері. Биосферадағы маңызды процестерге  әсерін анықтайтын судың өзіне тән қасиеттері:

1.     Табиғат ресурсы және зат ретіндегі сарқылмайтыны. Жердегі барлық ресурстар жойылмайтын, шашырайтын болса, ал  су әр түрлі күйге: сұйық, газ тәрізді және қатты күйге өтуіне байланысты мұндай жағдайға ұшырамайды. Су мұндай қасиетке ие болатын бірден – бір ресурс.

2.     Суға қату кезінде көлемнің артуы және сұйыққа өтуі кезінде көлемнің кемуі тән.

3.     Ең жоғарғы тығыздығы  +4˚ С-да байқалады. Табиғи және биологиялық процесстердің маңызды қасиеттері осыған байланысты болады. Мысалы, су қоймаларының терең қатуының болмауы.

4.     Жылу сыймдылығының және жылу өткізгіштігінің жоғары болуы.

5.     Тек оң ғана емес, теріс температурада да жеңіл газ тәріздес күйге өтуге қабілеттілігі. Теріс температура қатты күйден (мұз, қар) бірден бу тәрізді күйге өтеді. Мұндай құбылыс – сублимацмя деп аталады.

6.     Булану мен еру кезінде жылу сіңіріледі және будан конденсациялану мен қату кезінде жылудың бөлініп шығуы тән.

7.     Дисперсті ортада, мысалы, ұсақ саңылаулы топырақтар немесе биологиялық құрылымдарда байланысқан немесе таралған күйге өтуі. Мұндай жағдайда судың қасиеттері өте күшті өзгереді (қозғалғыштығы, тығыздығы, қату не булану температурасы, беттік керілуі және т.б.). бұлардың табиғи және биологиялық жүйелердегі процестердің жүруі үшін маңызы зор.

8.     Әмбебап еріткіш. Сондықтан, табиғатта абсолютті таза су жоқ. Судың аталған және басқа да қасиеттері биосфералық процестерге, тірі ағзалар мен олардың мекн ету орталарына орасан зор әсер етеді.

Су – атмосфераның оттегімен толығуының (фотосинтез процесінде) бірден – бір көзі. Ол геологиялық (үлкен) және биологиялық (кіші) зат айналымдарға химиялық элементтер мен қосылыстардың миграциясының шарты болып табылады.

Судың тығыздығы. Судың тығыздығы ауаның тығыздығынан 800 есе жоғары. Сондықтан су өсімдіктерінде өсімдіктің беріктік қасиетін қамтамсыз ететін механикалық ұлпасынашар дамыған немесе болмайды.

Көптеген су өсімдіктеріне жүзгіштік және су қабатында қалықтап тұруға қабілеттілік тән. Олар су бетіне көтеріле және төменге бата алады. Көптеген су жануарларының жабыны кілегеймен қапталған. Ол қозғалыса кезіндегі үйкелісті кемітеді, ал олардың дене пішіні сүйірленіп келген.

Әр түрлі тереңдікте жануарларға әр түрлі қысым әсер етеді. Орташа алғанда әр 10 метрге тереңдеген сайын қысым 1 атм.-ге артады. Су түбінде мекндейтін ағзалар өте жоғары қысымға (1000 атм.-ге дейін) бейімделген.

Cудың тығыздығы дегеніміз – су ағзаларының қозғалуы мен әр түрлі тереңдіктегі қысымын анықтайтын фактор. Тазартылған судың тығыздығы +4˚ С-та 1/см тең. Еріген тұздары бар табиғи сулардың тығыздығы әсіресе омыртқасыз пішіндерге сүйенуге мүмкіндік береді. Ортаның қорғаныштығы судың булану жағдайына қызметін атқарады және көптеген гүидробионттар осындай өмір сүруге бейімделген. Судағы буланған , өлшенген ағзалар гидробионттардың экологиялық тобы планктонды біріктіреді. Планктонның құрамына бес жалғыз түйіршікті балдырлар,   , медузалар,   , қанатаяқты молюскалар, әр түрлі ұсақ шаяндар, икра және көптеген басқалары кіреді. Планктонды ағзалар ұқсас бейімделуге жатаындар:

1)                              Дене бетінің жалпы үлкеюі мөлшерінің кішірейуі ұзаруынан әр түрлі өсінділер мен кілдардың дамуы есебінен болып судағы ысылуды жоғарылатады.

2)                              Денедегі қаңқа редукциясындағы майдың жиналуынан тығыздық азаяды.

Жалғызтүйіршікті балдырларда артық заттары ауыр крахмал түрінде емес, майлы тамшылар ретінде жиналады. Ауа таситын камералар сифонофорларда, медузада, планктонды молюскаларда болады.

Жалғыз түйіршікті балдырлар суда баяу қалқиды. Көпшілік планктонды жануарлар белсенді жүзуге бейімделген, бірақ жіктелген мөлшерде планктонды ағзалар ағыстарды жеңе алмайды және олармен үлкен қашықтықтарға ауысады.

Судың мөлдірлігі мен жарық режимі. Аталған факторлаға әсіресе фотосинтездеуші өсімдіктер өте сезімтал. Судың лайлануы ондағы көптеген ұсақ минералдық заттар мен ұсақ ағзалардың санымен анықталады.

Олар күн сәулесінің енуіне кедергі келтіреді. Сонеымен қатар жарық режимі жарықтың тереңдікке байланысты заңды түрде кемуіне де тәуелді. Толқын ұзындығы әр түрлі болатын жарық сәулелеріне сіңірілуі де бірндей емес: қызыл сәулелер ең алдымен сіңіріледі, ал көк, жасыл сәулелер үлкен тереңдікке ене алады. Судың тереңдігіне байланысты ортаның түсі де өзгереді: біртіндеп жасылдау түстен жасыл, көгілдір, көк, көк күлгін, содан соң қараңғы. Осыған сәйкес тереңдеген сайын жасыл балдырлар қоңыр және қызыл балдырлардың пигменттері қысқа толқынды күн сәулелерін сіңіруге бейімделген.

Су ортасының температуралық режимі. әлемдік мұхиттағы су температурасының ауытқуы үлкен емес: -2 ˚С-дан    +36 ˚С-ға дейін. Ішкі, тұщы су қоймаларының қоңыржай белдеудегі ауытқуы  -0,9 ˚С-дан  +25 ˚С-ға дейін. Термалдық бұлақтарда , жылы, ыстық және қайнап жатқан сулардың температурасы  +100 ˚С-ға дейін жетеді.

Өте жоғары температурада ақуыздар ұйып тіршілік үшін қауіп тудырса, ал төменгі температурада ферменттердің жұмыс істеуі тоқтайды. Температураның өте үлкен ауытқуларына төзімді ағзаларға прокаприоттар жатады.

Мұхиттық ортаның динамикасы әрқашан әрекет ететін маңызды физикалық құбылыстардың жиынтығы әлемдік мұхиттың қазіргі экологиялық жағдайының сипатын анықтайды.

1.                  Техногенді қоспалардың қатты ағыспен үлкен арақашықтыққа тасмалдану және мұхиттық ортаның көбірек жараланған экожүйенің ластануы, мысалы, Маржанды рифтердің экожүйесі, солтүстік және басқа ерте дамудағы деңгейлері.

2.                  Эстуарийлі аймақтарда және квазистационарлық әр текті су массаларының ескі ластанған далаларына пайда болуы. Бұл аудандар және де тез еритін экожүйелер әлемдік мұхиттың экологиялық шиеленіскен аймақтарына шартты түрде қатысуы мүмкін.

3.                  ◦Техникалық қоспалардың мұхиттық терең қабаттарында тасымалдану олардың теңіз аңғарларында жиналуы және органикалық өлшенген заттарда жиналуы.

Мұндай құбылыстар мұнай шоғырының, хлорлы көмірсутектерінің және токсикалық металдардың жағалау аймақтарында пайда болуы, сонымен қатар үлкен элементтердің тәуелділігі ашық мұхиттардағы экожүйесі мұхиттың ластануы, әсіресе антропогенді зиянды заттардың көп мөлшері акваторияға түсуімен байланысты (ауыр металдар, хлороорганикалық байланыстар, мұнай көмірсутектері, радионуклеид ерітінділері). Қазіргі уақытта жылына мұхитқа отыз мыңнан астам әр түрлі химиялық қосылыстар 1,2 млрд. т мөлшерінде түседі.

Жердегі судың әлемдік қоры орасан зор. Олар 1353985 мың км. Егер гидросферадағы барлық суды біртекті етіп Жер бетіне жайсақ, оның қалыңдығы шамамен 2,5 км болар еді. әлемдік мұхит шегінде орташа тереңдік 3,96 км, ал ең терң максималдытереңдік 11022 м (Мариан шұғымасы).

Жердегі судың басым көп бөлігі тұзды су болып табылады. Ол жалпы қордың 97,5%  үлесін құрайды, бірақ тұщы судың көлемі де өте көп. Оның мөлшері 35 млн. км-ге тең.

Әлемдік мұхит деңгейінің өзгермелі жағдайында Жердің су балансы төмендегідей болады. Екі шама да 577000 км/жылына жуық. Мұхиттыңбулануы жауын – шашыннан 47000 км/жылына артық. Құрлықта кері заңзылық байқалады – булану жауын-шашыннан 47000 км/жылына кем. Осы су өзен ағыстарыменг мұхитқа қайтарылады.

Қазіргі кезде әлемдік су балансы мұхит жағына қарай ығысқан. Соңғысы судың буланған мөлшерінен жыл сайын 430 – 550 км артық алады. Осының нәтижесінде мұхит деңгейі бірітіндеп көтеріліп келеді (соңғы жүз жылда 15 см). Қосымша ылғалдың 75  мұхиттар мұздықтардың еруі, 18,5 %  - жер асты қорының пайдалануы, 7% – көлдердің есебінен алады.

Құрлықтағы жауын-шашынның толық буланбауы (47000 км) жылудың жетіспеуінен емес, экожүйенің реттеушілік рөліне байланыстыболатынын атап өту қажет.

Әлемдік су қоры

Судың түрі

Көлемі

мың км

әлемдік қордағы үлесі

Жалпы қордан

Тұщы су қорынан

Жалпы қоры

Оның ішінде:

1353985

100

-

Тұзды

Оның ішінде:

Әлемдік мұхит

Жер асты

Көл

1350955

1338000

12870

85

97,5

96,5

1,0

0,006

-

-

-

-

Тұщы оның ішінде:

Мұзықтар мен мәңгі қар

Жер асты

Жер асты мұздары

Көл

Топырақ

Атмосферадағы су

Ағзалардағы су

Батпақтағы су

өзен суы

35029

24064

10530

300

91

17

13

1

12

2

2,5

1,74

0,76

0,022

0,007

0,001

0,001

0,0001

0,0009

0,0002

100

68,7

30,1

0,86

0,26

0,05

0,04

0,003

0,003

0,006

         

Судың сандық мөлшерінің сарқылуы мен ластану мәселелері. Қазір адам әр түрлі су көздерінен алып, тұщы судың табиғи қорының 0,1 – 0,15 % -ын пайдаланады. Судың болмашы мөлшерінің алынуы сырт көзге судың жетіспеуін туғызбау керек сияқты. Оның қатысып, қайтадан су көздеріне қайтып келеді. Бүкіл гидросфера аумағында судың тасылу мүмкін емес, бірақ бұл мәселе аймақтық тұрғыда болуы мүмкін.

35 млн. км тұщы судың шамамен 70%  -ы мәңгі мұздықтар мен мәңгі қар түрінде болады. Бұл судыадам іс жүзінде пайдаланбайды. Олар «өлі» су қорын түзеді. Сонымен қатар топырақтағы су, атмосфералық су мен тірі ағзалардағысу пайдаланылмайды. Батпақтардың суын пайдалану шектелген. Жердің терең қабатындағы суды игеру қиын. Тұтас алғанда адамзат шамамен 3 млн км суды пайдалана алады. Бұл қоғамның техникалық мүмкіндіктеріне байланысты.

Табиғи су көздерін пайдаланғанда су ресурстарының қайта қалпына келу жылдамдығын есепке алу қажет.

Кестедегі мәліметтер оның ең максималды шамасы өзен суларына тән екенін көрсетеді (12 – 16 тәулік). Көл сулары орташа шамамен 17 жылда, жерасты сулары тек 1400 жылдан соң қалпына келеді. Жер астының терең қабатындағы су қоры тіпті қалпына келмейді. Себебі атмосфера – жауын-шашын – құрлық – зат жүйесіндегі зат алмасуға қатыспайды. Қазіргі кезде ең таза болып есептелетін жер асты сулары олардың қорының көп болуына қарамай тез таусылуы мүмкін.

Гидросфераның әр түрлі категориялы суларының қалпына келу жылдамдығы

Сулардың категориясы

Қалпына келу жылдамдығы

Озон

16 күн

Атмосфера

8 күн

Топырақ грунты

4 жыл

Батпақ

5 жыл

Көл

17 жыл

әр түрлі гаризонттардың жерасты сулары

1400 жыл

Әлемдік мұхит

2500 жыл

Техникалық және экологиялық жағынан ең тиімдісі – жылдам қайта келуі, жеңіл алынуы, территорияда салыстырмалыбірқалыпты орналасуы, жоғары дәрежеде өздігінен тазаруға қабілетіне байланысты өзен сулары болып табылады. Қазіргі кездегі суды пайдалану негізінен өзен көздерінен алынады.

Қазіргі дүние жүзі бойынша пайдалынылатын судың жалпы мөлшері 4000 км (4 трл. м) жақын. Судың негізгі бөлігі өнеркәсіпте, ауыл шауашылығында және басқа да саларда қолданылады.

Қайтымсыз суды қолдану негізінен суармалы егістікке тән. Бұл жерлерде ол 60-70%  және одан да жоғары. Бұл кезде суды пайдаланудың негізгі мақсаты судың максималды буланумен байланысты және ол судың берілген аймақтың су алмасуынан шығарылуына әкеледі.

Судың жетіспеуі өзен ағыстарының біртекті болмауы нәтижесінде де орын алады. Оның негізгі көлемі су тасу кезінде байқалады (қоңыржай белдеудің жазық аудандарында – көктемде, тауда – мұздықтардың еруі кезінде, жазда, экватро маңында – жауынды кезеңде).

Ағыстың уақытында әртектілігін нейтралдау үшін су қоймаларына су қорын жинайды. Бірақ бұл кезеңде де өзіндік теріс әсері болады. Олар ылғал айналымының бұзылуымен, жерлерді алу, су қоймасының бетінен судың көп булануы және т.б. құбылыстармен байланысты. Олай болса жердегі тұщы су қорының көп болуына қарамай, адам мен көптеген экожүйе үшін судың жетіспеуі мүмкін. Ол судың жекеленген категорияларының баяу қалпына келуіне, кеңістікте біртекті еместаралуына, уақыт бойынша су қорының динамикалығына (өзен су үшін), қайтымсыз пайдалану және т.б. құбылыстармен байланысты болады. Уақыт өте келе судың жетіспеуін болдырмау жолдарын іздеу қажет.

Судың ластану мәселелері. Ластануға судың барлық категориялары: мұхит, континенттік, жерасты, әр түрлі дәрежеде ұшырайды.

Судың, әсіресе ауыз судың сапасы халықтың денсаулығын анықтайтын маңызды факторлардың бірі болып табылады. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының мәліметтері бойынша судың сапасының төмен болуы себепті шамамен 5 млн адам (негізінен балалар) өледі де, әр түрлі дәрежеде уланған немесе ауырған адамдардың саны 500 млн.-нан 1 млрд.-қа дейін жетеді.

Барлық сулардың құрамында еріген заттар болады. Судағы көп кездесетін элементтерге кальций, натрий, хлор, калий жатады.

Судағы химиялық элементтердің жиынтығы жануарлар мен адамның қанының құрамына жақын болады. Бұл өмірдің болғандығының дәлелі бола алады.

Судың тұздылығы әдетте онда еріген химиялық заттардың жалпы мөлшерімен немесе құрғақ қалдықпен (г/л) анықталады. Аталған көрсеткішбойынша судың мына категорияларын бөліп көрсетеді:

Адам қаны мен әлемдік мұхит суының химиялық құрамы

Химиялық элемент

Еріген заттардың жиынтығынан

Мұхит суы

Адам қаны

Хлор

49,3

55,0

Натрий

30,0

30,6

Оттегі

9,9

5,6

Калий

1,8

1,1

Кальций

0,8

1,2

·                                Тұщы су – 1 г/л дейін;

·                                Тұздылау – 1 – 3 г/л;

·                                Ас тұзды – 3 – 10 г/л;

·                                Тұзды және өте тұзды – 10 – 50 г/л;

·                                Рапа – 50 г/л артық.

Теңіз суында шамамен 35 г/л (3,5  немесе 35 – промилле) болады. Суларда органикалыққ заттармен әр түрлі жүзіп жүрген заттар, сонымен қатар патогенді ағзалар да болады.

Адам суды оны пайдалану мақсатына байланысты бағалайды: ауыз су, техникалық қажеттіліктерүшінжәне т.б.

Судың сапасын бағалау үшін шекті рұқсат етілетін концентрациялар қолданылады.

Ауыз судың сапасын бағалауда химиялық критерийлермен қатар бактериологиялық және органоленттік қолданылады.

Судың бактериялық жағдайы төмендегідей анықталады: 1) судағы бактериялардың жалпы саны, ол судың 1 милллиметрінде 100+ден аспауы керек; 2) ішек таяқшасы тобының бактерияларының саны арқылы. Ол коли – индекс: судың 1 литріндегі ішек таяқшасының шамасы (үштен көп болмауы керек) немесе коли-титрмен анықталады: Бір ішек таяқшасы болатын судың миллиметрден мөлшері (300 мл-ден кем болмауы керек) анықталады.

Оранолентикалық көрсеткіштерге судың иісі, түсі, дәмі, мөлдірлігі жатады.

Судың сапасының маңызды көрсеткіші – ондағы оттегінің болуы. Оған гидрокорбанаттардың тіршілігі мен судың өздігінен тазаруға қабілеті тәуелді болады.

Суды химиялық ластаушы заттар. Ауыр металлдар. Көптеген ауыр металдар ағзалардың тіршілігіне қажет және микроэлменттер тобына жатады. Оларға цинк, мыс, марганец, темір және т.б. жетеді. Сонымен қатар олар еірі ағзалар  үшін улы. Ауыр металдар ақуыздармен байланысып, майда еріп, жинақталады. Ауыр ьметалдардың қоршаған орта мен ағзада жинақталуының негізгі көзі – отынды жағу, пестицидтер, кейбір органикалық қосылыстар, өндірістік қалдықтар және т.б.

Белгілі мәліметтер бойынша антропогенді заттар есебінен қоршаған ортаға қорғасынның 94 – 97% кадмийдің 84 – 89% , мыстың 56 – 87% , никельдің 66 – 75%, сынаптың 60% шығарылады.

Қорғасынның  негізгі көзі автокөлік жанармайы болып табылады. Қорғасынның көп бөлігі металлургия кәсіпорындары мен ауылшаруашылығында пестицид ретінде мышьякты, қорғасынды қолдану кезінде шығарылады.

Кадмий. Ауыр металдардың ішіндегі ең улы элемент. Ортаға кадмийдің шығарылу себептері тас көмірдің шаңы, химиялық тыңайтқыштар, пластмассалардың қалдықтары мен жану өнімі, темекі түтіні. Қорғасынға қарағанда кадмий топырақтан өсімдікке жеңіл өтеді де, ағзадан баяу шығарылады.

Сынап. Қоршаған ортада кеңіне таралған. Дүниежүзіндегі сынаптың өндірісі жылына 10 мың т. астам. Ол негізінен электротехникада, медицинада және химия өнеркәсібінде қолданылады. Сынаптың металлорганикалық қосылыстар ағза үшін өте улы және қауіпті.

Асбест. Соңғы кезде дәрігерлердің назарын өзіне аударып отыр. Ұсақ асбест шаңы – асбестоз ауруын туғызады. Өкпе ұлпаларын зақымдап, қатерлі ісіктерге әкеледі.