Көмір қышқыл газының ауадағы мөлшері

Экологиялық дағдарыс: бүгінгі шындық және ортақ жауапкершілік

Қазіргі әлемде экологиялық проблемалар қоғамдық мәні жағынан алдыңғы қатардағы мәселелердің біріне айналды. Адамның табиғатқа әсері мыңдаған жылдар бойы қалыптасқан табиғи жүйелерді өзгерту, сондай-ақ топырақты, су көздерін және ауаны ластау арқылы күшейіп отыр. Бұл үдерістер табиғаттың тозуына әкеліп, көп жағдайда орны толмас зардап қалдырды. Экологиялық дағдарыс нақты қауіпке айналып, оның белгілері кез келген аймақтан байқалады.

Елдің стратегиялық құжаттарында қоршаған ортаны қорғау мәселесіне ерекше мән берілгендіктен, оқушыларға экологиялық білім беру және табиғатты қорғауға тәрбиелеу — бүгінгі күннің кезек күттірмейтін міндеттерінің бірі.

Негізгі ой

Экология — адамзаттың әрбір қадамына ұзақ мерзімді өлшем қоятын, өмір сүру сапасына тікелей ықпал ететін білім саласы. Табиғатты қорғау — тек ұран емес, күнделікті таңдаулар мен білімге сүйенген әрекетті талап ететін жауапкершілік.

Биосфера және табиғи жүйелердің біртұтастығы

Биосфера — тірі ағзалар мекендейтін табиғат бөлігі. Оны ауа, су және топырақтан бөліп қарастыру мүмкін емес: бұл үшеуі біртұтас жүйе ретінде жұмыс істейді. Қазіргі көзқарас бойынша биосфераны табиғаттағы ресурстардың жиынтығы ретінде түсіндіру кең таралған.

Табиғат — өзара тығыз байланысқан күрделі кешен. Адамзат қоғамы сол табиғаттың ажырамас бөлігі болғандықтан, онымен тұрақты үйлесімде ғана өмір сүре алады.

Ауа: өмірдің басты шарты

Адам өмірі үшін ең қажетті игіліктердің бірі — ауа. Адам тамақсыз бірнеше күн шыдаса, сусыз шамамен бес күнге, ал ауасыз небәрі бірнеше минутқа ғана төзе алады. Тәулігіне шамамен 4–5 килограмм су мен тағам тұтынатын адам дем алу арқылы 23–24 килограммдай ауаны «жұтады». Тыныс алу үдерісі ешқашан тоқтамайды.

Жасыл жамылғының азаюы

Жердің «жасыл тынысы» болған ормандар мен өсімдік жамылғысы азайып келеді. Көптеген өсімдіктер мен жануарлар жойылып кетті, бірқатарына жойылу қаупі төніп, Қызыл кітапқа енгізілді.

Ортақ алаңдаушылық

Табиғи байлықтарды пайдалану мен қорғау арасындағы тепе-теңдік бұзылған кезде, мәселе жеке елдің емес, бүкіл әлемнің ортақ проблемасына айналады.

Экологиялық сауаттың өзегі: мектептегі химияның рөлі

Экологиялық сауатсыздық табиғатқа да, қоғамға да орасан шығын келтіреді. Тәрбиенің басты мақсаты — жас ұрпақтың экологиялық көзқарасын, санасын және табиғатқа жауапкершілікпен қарайтын парасатты қарым-қатынасын қалыптастыру.

Орта мектептегі химия пәнінің негізгі міндеттерінің бірі — табиғатты аялай білуге баулу және химия мен химия өнеркәсібінің дамуына байланысты ауа, су, топырақ ластануын болдырмау жолдарын түсіндіру. Минералды тыңайтқыштар мен өсімдік қорғау құралдарын қолданудың тиімді және тиімсіз жақтарын тең қарастыру да маңызды.

Теңгерімді ұстаным

Бұрын химияны тек мадақтайтын сыңаржақ пікір басым болды. Қазіргі білім беру химияның пайдасын да, табиғатқа, ағзаға және адам денсаулығына ықтимал зиянды әсерін де қатар көрсетіп, «екі жақты ақиқат» қалыптастыруы тиіс.

Химия сабақтарында «Оттегі», «Ауа және оның құрамы», «Отын және оны жағу тәсілдері», «Су», «Минералды тыңайтқыштар», «Мұнай өндіру» сияқты тақырыптарды қарастырғанда экологиялық мазмұнды есептер мен деректер арқылы оқушы назарын табиғатты қорғау мәселелеріне жүйелі түрде аударуға болады.

Оттегі: тұтыну қарқыны және қауіпті шектер

Экологиялық есептеулер нені көрсетеді?

Жылына шамамен 7 млрд тонна отын жағылады, соған 20 млрд тонна оттегі жұмсалады.
Бір әуе кемесі 8 сағат ұшқанда 50–70 тонна оттегін тұтынады; оны өтеу үшін 25–50 мың гектар орман сол уақыт ішінде оттегін бөлуі керек.
Жеңіл көлік 1500 км жүргенде бір адамның бір жылдық тыныс алуына жететін оттегіні тұтынуға шамалас көлем жұмсайды.

Оттегі азайса ағза қалай жауап береді?

≈ 16%

Адам айтарлықтай сезінбеуі мүмкін.

10–12%

Әлсіздік, ұмытшақтық, ойлау қабілетінің төмендеуі байқалады.

≤ 8%

Естен тану, өмірге қауіп төнуі мүмкін.

Өндіріс пен транспорттың оттегіні көп тұтынуы оның ауадағы үлесінің азаю қаупін күшейтеді. Кей деректер бойынша қазіргі тұтыну оттегінің биогендік түзілуінен 10–16% жоғары болуы мүмкін.

Көміртек қосылыстары: жану өнімдері және «жылу эффектісі»

Отынды жағу және өзге өндірістік әрекеттер нәтижесінде соңғы 100 жыл ішінде атмосфераға шамамен 400 млрд тонна көмірқышқыл газы (CO₂) бөлініп, оның ауадағы мөлшері 18%-ға артқаны айтылады. Жыл сайын ауаға 200 млн тонна көміртек(II) оксиді (CO) және 50 млн тонна азот оксидтері түседі.

Өнеркәсібі дамыған елдерде бір адамға шаққанда жыл сайын атмосфераға 150–200 кг тозаң, күл және өзге қалдықтар таралуы мүмкін.

CO₂ көбейсе не болады?

Көмірқышқыл газының ауадағы қалыпты мөлшері шамамен 0,02–0,04%. Оның үлесі күрт артса, «жылу эффектісін» күшейтіп, Жер бетінің орташа температурасы шамамен 4°C-қа көтерілуі ықтимал. Бұл мұздықтардың еруіне және ауа райының елеулі өзгерістеріне әкеледі.

Улы газдар: көміртек(II) оксиді, күкіртті газ және тозаң

Иіс газы (CO)

CO тұрмыста, өнеркәсіпте және транспортта отын шала жанғанда түзіледі. Ауада 1% CO болса, адам тез арада қаза болуы мүмкін; 0,1% болғанда 30–60 минутта өлім қаупі төнеді. Рұқсат етілетін шекті мөлшер ретінде 0,002 көрсеткіші аталады.

Оның қауіптілігі гемоглобинмен байланысуына қатысты: гемоглобин CO-ны оттегіне қарағанда 200–300 есе жылдам қосып алып, карбоксигемоглобин түзеді. Нәтижесінде жүрек-қантамыр және жүйке жүйесіне ауыр салмақ түседі.

Күкірт(IV) оксиді (SO₂)

Күкіртті отынды жаққан кезде жылу электр стансаларынан және металлургиялық-химиялық өндірістерден бөлінеді. Қанықпасы 0,3 мг/л болған ортада адам тек бір минуттай ғана шыдайды; 0,05 мг/л көздің сілемейлі қабатын тітіркендіріп, жөтел туғызады. Өндіріс ауасында 0,01 мг/л-ден аспауы тиіс.

Тозаң және түтін

Тозаң — жанудың ең мол қалдықтарының бірі. Оның құрамында қорғасын, сүрме, мыс, марганец, сынап, мышьяк және олардың оксидтері сияқты улы қосылыстар болуы мүмкін.

Қалалар үстіндегі түтін мен ұсақ тозаң жазда күн сәулесінің жарығын 20–50%-ға дейін азайтып, тірі ағзаларға пайдалы ультракүлгін сәулені де ұстап қалады.

Көліктің үлесі

Мамандар есебі бойынша бір автокөлік бір сағат ішінде атмосфераға 6–10 м³-ке дейін улы газ бөлуі мүмкін.

Азот қышқылы өндірісі: «түлкі құйрық» түтіннің сыры

Азот қышқылын өндіретін зауыт мұржасынан кейде «түлкі құйрық» деп аталатын қызғылт-сары түтін будақтап жатады. Бұл — азоттың улы оксидтері. Бір зауыт тәулігіне 20 тоннаға жуық оксид бөлуі мүмкін.

Улану қаупі

3–6 мг/л азот(II) оксиді бар ауамен 6–12 минут тыныстау — өмірге қауіпті.
0,1 мг/л болғанда 1 сағат ішінде қауіп төнуі мүмкін.
Өндіріс ауасындағы шекті мөлшер 0,005 мг/л-ден аспауы керек.

Улану белгілері: бас айналу, әлсіреу, өңнің қашуы, қан қысымының төмендеуі.

Мұнай өндірісі және қышқыл жаңбыр

Мұнай өндіру және мұнай өнімдерін пайдалану кезінде күкірт(IV) оксиді, азот(IV) оксиді, ал толық жанбағанда көмірсутектер түзіледі. Бұл қосылыстар ауаға таралып, жауын-шашынмен жерге түседі. Нәтижесінде қышқыл жаңбыр жиілеп, экожүйелерге де, ғимараттарға да зиян келтіреді.

Қышқыл жаңбыр топырақтан магний мен кальцийді шайып, алюминий мен марганец сияқты металдарды ерітіп, олардың улы қанықпасын арттыруы мүмкін. Бұл өсімдіктердің қалыпты өсуіне кедергі жасап, экожүйенің әлсіреуіне соқтырады.

Шешім бар

Өндірістен бөлінетін зиянды заттарды тазалағыш жүйелер мен сүзгілерді қолдану арқылы едәуір азайтуға болады.

Су сапасы: денсаулыққа әсер ететін көрінбейтін қауіп

«Су — тіршілік нәрі» десек те, оның құрамындағы кейбір химиялық элементтер шектен асса, адам денсаулығына зиян келтіреді. Мысалы, кадмий қан айналысын бұзады; асбест ісік ауруларына әкелуі мүмкін; хром бүйрекке зақым келтіреді; сынап ішек ауруларын қоздырады. Кейбір қосылыстар холестеринмен бірге қан тамырларын бітеп, склероз, инсульт, инфаркт қаупін арттырады.

Кей деректер мен салыстырулар

Көптеген елдерде судағы сульфат мөлшері 1 литрге 200–400 мг шамасында болса, бізде орта есеппен 500 мг төңірегінде болуы мүмкін.
Стронций деңгейі кей салыстыруларда өте жоғары екені айтылады; цианид мөлшері бірқатар елдермен салыстырғанда 2–10 есе артық болуы мүмкін.
ДДСҰ бағалауынша, дерт түрлерінің 80%-ы тікелей су сапасына байланысты болуы ықтимал.

Арал өңіріндегі өзекті мәселе

Арал өңірінде мәселе айрықша өткір: Сырдария бассейндерінің пестицидтермен және ауыр металдармен ластануы алаңдатады. Мыс, қорғасын, мырыш сияқты ауыр металдар адам ағзасында жинақталып, созылмалы улануға әкеледі; бұл өз кезегінде онкологиялық аурулар мен жүрек-қантамыр жүйесі ақауларының қаупін арттыруы мүмкін.

Сондықтан суды ауыр металл иондарынан тазарту — маңызды әрі күрделі міндет. Ал әрбір адам ауыз су сапасына талапты күшейтіп, суды тазартып ішуді дағдыға айналдыруы керек.

Минералды тыңайтқыштар: пайдасы бар, бірақ тәуекелі де бар

Жер бетіндегі миллиардтаған адамды азық-түлікпен қамтамасыз ету үшін минералды тыңайтқыш қолдану экономикалық тұрғыдан өзін ақтайды. Дегенмен бұл салада экологиялық және санитарлық тәуекелдер бар.

Өсімдік бәрін бірдей сіңірмейді

Тыңайтқыштардағы қоректік элементтердің өсімдікке сіңуі толық емес: өсімдіктер шамамен 40–50% азотты, 20–25% фосфорды, 70–80% калийді ғана пайдаланады. Қалған бөлігі топырақта қалып, ластануға және эрозиялық үдерістерге әсер етуі мүмкін.

Нитрат мәселесі

Азотты тыңайтқыштарды шамадан тыс беру (кей деректерде 300–400 ц/га артық мөлшер туралы айтылады) улану қаупін күшейтеді. Нитраттардың артық жиналуы әсіресе көкөніс және бақша дақылдары үшін қауіпті.

Зерттеулерде нитраттардың адам ағзасында жиналуы мүмкін екені, сондай-ақ оларды толық «жойып жіберетін» арнайы дәрі әзірге жасалмағаны атап өтіледі. Бұл тыңайтқышты ғылыми негізде, мөлшерін сақтай отырып қолданудың маңызын көрсетеді.

Қорытынды: білім — қорғаныс, әрекет — нәтиже

Экологиялық проблемалар — табиғат пен қоғамның қауіпсіздігіне тікелей әсер ететін күрделі түйін. Оны шешудің іргетасы — экологиялық сауат, ғылыми дәлелге сүйенген ойлау және жауапты мінез-құлық. Мектептегі химия пәні осы сауатты қалыптастырып, «күнделікті өмірдегі табиғат» пен «ғылыми түсінік» арасын жалғайтын маңызды көпір бола алады.