«Жоңғар Алатауы» табиғат саяжайының табиғи ортасы компоненттерінің ауыр металдармен ластануын зерттеу

 

Мұндағы:

X- мыс мөлшері, мг/кг

а- график бойынша табылған мыстың мөлшері, мкг

V₀ – вытяжканың бастапқы көлемі, мл

V₁- анықтауға алынған вытяжканың көлемі, мл

H- топырақтың салмағы,  г

Зерттеу жұмысының қорытындысы:

1. Зерттеу жұмысы барысында көлдің маңайдағы белгілі жағдайлардың ауаға, топыраққа өзінің    кері әсерін тигізгені анықталды.
2. Топырақта мыстың мөлшері шамаға сай келеді.

Судың жалпы  кермектігін анықтау

Жалпы кермектік (Н_Ж) – судағы еківалентті катиондардың негізінен, кальций мен магний катиондарының болуына байланысты қалыптасатын судың табиғи қасиеті.

Кермектік жалпы карбонатты, тұрақты  және уақытша болып бірнеше түрлі  болады.

Уақытша (Н_у) және карбонатты (Н_к) кермектік судағы кальций мен магнийдің карбонаттары мен бикарбонаттарының болуына байланысты.

Суды қайнатқан кезде бикарбонаттар  нашар еритін карбонаттарға айналып, қақ түрінде тұнбаға түседі де, су біршама жұмсарады, яғни кермектігі азаяды.

Ал тұрақты (Н_т) және карбонатты емес (Н_ке) кермектіктер судағы кальций мен магнийдің хлоридтері, сульфаттары және басқа да тұздарының блуына байланысты. Бұл кермектіктерді төмендегі формулалар бойынша табуға болады:

Н _Т = Н _Ж – Н_У ;      Н_КЕ = Н _Ж – Н_К

Жалпы кермектігі 3,5 мг * экв/л болатын  су жұмсақ, 3,5 – 7 мг * экв/л – орташа кермек, 7-10 мг * экв/л – кермек, ал 10 мг * экв/л – ден жоғары су өте  кермек болып саналады.

Судың жалпы кермектігі тригонометриялық әдіспен анықталады. Бұл әдісте қолданылатын негізгі реактив – трилон Б  – этилендиаминтетрасірке қышқылының қос натрий тұзы – ( COONa – CH ₂)₂ – N - CH ₂ - CH ₂ -  N – CH₂ – COONa )₂

Судағы кальций мен магнийдің  иондарын анықтау трилон Б реактивінің  бұл иондармен сілтілікортада сутектің бос иондарының кальций мен магний иондарының орнын баса отырып берік  комплексті қосылыстар түзу қасиетіне  негізделген.

Индикатор ретінде реакцияға магний иондарымен қанық қызыл түсті  қосылыс беретін қара хромоген қатысады. Магний иондары жойылғанда ерітінді көк түске боялады.

Реактивтер мен құрал – жабдықтар:

1. Бюретка ;
2. Пипеткалар: 15 мл; 100 мл – лік ;
3. Конустық колба – 250 мл;
4. 100 мл өлшеуіш цилиндр;
5. 0,05 н трилон Б ерітіндісі;
6. 0,05 н MgSO₄ ерітіндісі;
7. Аммиакты буферлік ерітінді (NH₄ OH + NH₄ Cl);
8. Қара хромоген  индикаторы;
9. Зерттелетін су;

Жұмысың барысы

Трилон Б ерітіндісінің  нормальдығы  0,05 н  MgSO₄ ерітіндісі арқылы анықталады.

Конустық колбаға пипеткамен 15 мл 0,05 н MgSO₄ ерітіндісін құйып, үстіне 85 мл дистильденген су, 5 мл аммиакты буферлік ерітінді және 5 тамшы қара хормоген тамызады да, трилон Б ерітіндісімен көк түс пайда болғанша титрлейді. Титрлеуді екі рет қайталайды. Түзету коэффициентін төмендегі формула бойынша табады:

К= V_мл  MgSO₄/V _мл трилон Б;

Судың жалпы кермектігін  анықтау. Мор пипеткасымен 100мл зерттелетін  суды өлшеп алып конустық колбаға  құяды, үстіне жоғарыдағыдай  мөлшерде  буферлік  ерітінді мен индикатор  қосып, трилон Б ерітіндісімен титрлейді. Титрлеуді екі рет қайталап, орташасын  алады.

Судың жалпы кермектігін төмендегі  формула бойынша табады:

Н_ж = n * N * K * 1000/ V ;

Бұндағы :

n  - титрлеуге кеткен трилон  Б ерітіндісі , мл; N - трилон Б ерітіндісінің  нормальдығы; K – түзету коэффициенті; V – су үлгісінің мөлшері, мл.

 

 Атмосферадағы шаң мөлшерін анықтау

Шаң атмосферада аэрозоль түрінде  кездеседі, ол қатты,не сұйық күйде  атмосфераның төменгі қабаттарында, тропосфера  мен стратосферада  таралады. Аэрозольдардың көпшілігі  биосферадағы табиғи процестер нәтижесінде  түзілсе, біраз бөлігі адамның шарушылық    іс-әрекеті арқылы түзіледі. Кейбір есептеулер бойынша Жер атмосферасына адамның іс-әрекеті нәтижесінде түсетін шаң мөлшері жылына 1 млрд тоннаға жетеді. Шаңның химиялық құрамы түрліше болуы мүмкін: кремний диоксиді — құм, улы металлдар, пестицидтер, көмірсутектер т.б.

Антропогендік аэрозольдер жану процесі  нәтижесінде түзіледі.

Энергетика мен транспорт антропогендік  аэрозольдің 2\4 бөлігін түзеді, бұдан  басқа  металургия, құрылыс материалдары және химия өнеркәсіптерінде де біраз  бөлігі түзіледі.

Аэрозольдер Жердің климатын өзгертеді, адамның тыныс алу органдарында жинақталып, аса қауіпті пневманиоз ауруын туғызады. Көп жағдайда аэрозольдер  құрамында радиоактивті бөлшектер , вирустар, микробтар болады, қышқыл жаңбырлар мен смогтар түзеді.

Атмосфералық ауадағы шаңның мөлшерін анықтау үшін қазіргі кезде салмақтық  әдіс — гравиометрия қолданылады. Бұл  әдіс мекендер мен санитарлық-қорғаныш аймақтарындағы ауада шаңның 0,04-10 мг\м³ аралықтағы мөлшерін анықтауға болады.

Жұмыстың мақсаты: Атмосфералық ауаның құрамындағы шаң мөлшерін анықтау.

Реактивтер мен құрал-жабдықтар:

1. Шаң ұстағыш құрал: фильтрлі ұстағыш, ФПП фильтрі, үлгі алуға арналған респиратор, металл-конус тәрізді және шектенетін ыдыс;
2. Аналитикалық таразы;
3. Эксикатор;
4. Пинцеттер;
5. Шыны тостағаншалар, диаметрі 10см;
6. Барометр;
7. Психрометр;
8. Анемометр; 

Жұмыстың барысы: ФПП материалынан жасалған фильтрді бөлмеде 40-60 мин ұстап, содан соң пакетке салып ауасы  зерттелетін орынға әкеледі де, фильтр ұстағышқа бекітеді. Үлгі алынар алдында  фильтр ұстағыштың дұрыстығын тексереді, ол үшін оның ұшын тығынмен жауып, құралды  іске қосады, фильтр ұстағыш дұрыс  болса, құрал 0-ді көрсетеді.

Үлгі алу  250-400 л\мин жылдамдықпен жүргізіледі, фильтрдегі шаң массасы 4 мг-нан кем болмау керек. Үлгі алу 30 минут жүргізіледі. Бұдан соң  фильтрді пинцетпен босатыпалып, шаң  жұққан бетін ішке қаратып төрт бүктеп, пакетке салады. Лабораторияда фильтрді 40-60мин бөлме температурасында ұстап, тұрақты массаға жеткізеді. Егер  үлгі 100% ке жақынсалыстырмалы ылғалдылыққа алынса, фильтрді балқыған CaCl₂ шыны тостағаншамен эксикторға 30-50 минутқа қояды, содан кейін 40-50 мин бөлме температурасында ұстайды.

Шаңның концентрациясын С (мг\м³) төмендегі формула бойынша есептеп табады:

С = М \V₀

 Мұндағы: М — фильтрдегі  шаңның массасы, ол таза фильтр  мен шаңданған фильтр массасының  айырмасына тең, мг;

V₀ — қалыпты жағдайдағы зерттеуге алынған ауаның көлемі, м³

Қалыпты жағдайда температура 0⁰И және атмосфералық қысым 1013 ГПА (760 мм.сын.бағ.)

V₀= V₁*Р*273/ (273+t)*1013

Мұндағы

V₁— берілген температурадағы және атмосфералық қысымдағы Р (гПА, ) алынған ауаның көлемі, м⁴; 273— газдардың ұлғаю коэфициенті; 1013— қалыпты қысым, гПА

Атомды–абсорбциялық спектрофотометрия  әдісімен  атмосферадағы, судағы, топырақтағы  және өсімдіктердегі ауыр металдарды анықтау. Атомды – абсорбциялық спектрофотометрия  әдісі (ААСӘ)  газ күйдегі ауыр металдар атомдарының  жарықты  сіңіруін анықтауға негізделген. Анықталушы элементтің булануы газ жанғыштың жалынында іске асады. Жартылай катодты шамнан түскен жарық осы атомдарға сіңіріледі, содан соң, жарық анықталушы элементке тән аналитикалық сызығы бар монохроматорда ыдырайды. Осы сызық фотоэлектронды көбейткіштің фотокатодына түсіп, тіркеледі. Атмосферадағы ауыр металдар концентрациясын  анықтау  үшін зерттелетін ауаны аэрозольды сүзгіші (АФА - 18) арқылы 50 л/мин жылдамдықпен сорып алады.  Содан кейін, патроннан сүзгіні шығарып алып, ұсақтап кеседі де, көлемі 100-150 мл ыстыққа төзімді стаканға  салып, үстіне  10-15 мл концентрлі тұз қышқылын, 1-2 мл концентрлі азот қышқылын құйып,  электр плиткасында 90⁰С-ға дейінгі температурада құрғақ тұнба түзілгенше  қыздырады. Алынған минерализатты 5%-ды  тұз қышқылы ерітіндісімен 5 мл-ге жеткізеді [151-160].

Ауыр металдар концентрациясын  келесі формула бойынша анықтайды:

 

                  

       мкг / мл  немесе  мг/м³                                    

 

мұндағы С – анықталатын  элементтің концентрациясы

        А – ерітіндіде  анықталған ауыр металл  концентрациясы (мкг / мл);        В  – ерітінді көлемі (мл); V₀ – қалыпты жағдайда алынған ауаның көлемі, яғни t температура 20⁰С  және қысым 760 мм сынап бағанына тең.

 Ауаның көлемін қалыпты жағдайға  келтіру төмендегі формула арқылы  жүзеге асырылады:

       

                                                    V_t * 273 * B

                                         V₀ =

(273 + t) 760

 

мұндағы V₀ – қалыпты жағдайдағы ауа көлемі; V_t – сынама алынған жағдайдағы ауаның көлемі;   t – сынама алынған кездегі ауаның температурасы.

 

Атмосферадағы  азот оксидтерін анықтау

Азот оксидтері жоғарыда айтып  кетеніміздей, атмосферада                                «фотохимиялық смог» түзуге, озон қабатының бұзылуына және қышқыл жаңбырларының түзілуіне себеп  болады. Транспорт пен энергетика атмосфераға бір жылда түзілетін 60 млн тонна азот оксидтерінің 36 процентін бөледі. Газ тәрізді  азот  (IY) оксиді тек қана улы емес, сонымен қатар коррозияға белсенді агент болып саналады. Оның шектеулі концентрациялы мөлшері (ПДК) — 0,085 мг\м³

Реактивтер мен құрал-жабдықтар:

1. 1.Аспиратор;
2. Рихтер құралы
3. Аналитикалық таразы
4. Барометр
5. Термометр
6. Фотокалориметр
7. Калий йодиді
8. Натрий нираты
9. Сіңіргіш ерітінді: 20гш калий йодидін 250 мл суда еріту арқылы алынады. Алынған ерітінді түссіз болу керек және қараңғы шыныда сақталады. Сақтау мерзімі 2 апта;
10. Күкіртті қышқыл натрий, х.т., 0,06%  ерітінді., 0,03 г Na ₂SO₃  50 мл суда ерітеді, ерітіндіні анализ алдында ғана дайындайды
11. Сірке қышқылы, х.т., 12%тік ерітінді.64 мл концентрациялы сірке қышқылын 500мл өлшеуіш ыдысқа құйып, үстіне белгісіне дейін су құяды;
12. Сульфанил қышқылы, т., 5 г сульфанил қышқылын 150 мл 12%тік сірке қышқылының ерітіндісінде ерітеді. Ерітіндіні қараңғы шыны ыдыста тығыз жауып сақтайды
13. α-нафталамин, т., 0,2 г α-нафталаминді 20 мл суда су банясында қыздыра отырып колбаның түбінде алқызыл  тұнба түзілгенше ерітеді. Ерітіндіні қараңғы шыны ыдысқа жайлап құяды, тұнбаны колбада қалдырады, алынған ерітіндіге 150 мл 12%тік сірке қышқылын құяды.
14. Грисс-Илосвай реактиві. Анализ алдында α-нафталамин мен Сульфанил қышқылының ерітінділерін 1:1 қатынасындый етіп араластырыды.
15. Бастапқы стандартты ерітінді т2-3 г натрий нитритін үгітіп, 50-60⁰ температурада 2 сағат кептіреді.0,1500 г NaNO₂

100 мл-лік колбада ерітеді. Алынған  ерітіидініц 1 мл-і 1000 мкг \СЬ    ге сэйкес болады;

16.1 мл 10 мкг Гч'О₂болатын ерітіндіні стандартты ерітіндіні сіңіргіш ерітіндімен 100 есе сүйылту арқылы апады;

П.нсгізгі стандарпы ерітіпді, 10 мкг/мл ІМСЬ болатын срі-гіндіні  сіңіргіш ерітіндімен 10 есе сұйылту  арқылы алады. I мл негізгі ерітінді 1 мкг 1МО₂ сэйкес болады. Бастапқы стандартты ерігіпді 2 апта қараңғы шыны ыдыста сақталады. Негізгі стан-лартты еріііпді анализ алдында дайындалады.

Жүмыс 4 сағатқа арналган.

Жұмыстың барысы:Атмосферадағы N0₂ концентрациясын анықтау үшіп зерттелетін ауаны 6 мл сіңіргіш ертінді кұйылған Рихтер сініргіші аркылы 20 мин бойы 0,25 л/ мин жылдамдықпен өткізеді. Прибормен жұмыс істеп оған күн сәулесінің түспеуін кадағалау керек. Алынған үлгіні сакқау мсрзімі 2 аптадан аспау керек.

Лабораторияда сіңіргіш прибордағы ерітіндінің  деңгейін 6 мл сумен белгісіне дейін  жеткізу керек. Анализ үшін әрбір  үлгіден 5 мл ерітіндіні пробиркаға құйып. 0.5 мл Грисс реактивін қүяды.

Пробирканы жақсылап шайкап, 20 мин  сон (өлшеу алдында) пробиркаларға 5 тамшы 0,06 %-тік Na ₂SO₄ еріндісін кұйып, гағы да шайқайды. Сода соң қалыңдығы 10 мм кюветаларда оптикалық тығыздыктарын өлшейді.

Үлгілердегі  N0₂ мөлшерін калибрлік график бойынша табады. Үлгілсрмен бірге нольдік үлгінің де оптикалық тығыздығын табады.

Ауадагы N0₂ концентрациясын төмендегі формула бойынша есептеп шыгарады:

     c=   ^{а х m}

                    V_{0 хb}

мұндагы:

а — сіңіргіш прибордағы ауаның жалпы көлемі (6 мл);

_b — анализ үшін алынған ауаның көлемі. (5 мл);

m— калибрлік график бойынша табылған N0₂  мөлшері, мкг;

V₀   қалыпты жағдайдағы сіңірілген ауаның колемі, л.

Калибрлік график кұру

Сыйымдылығы 50 мл өлшеуіш колбаларга 1, 2. 4, 6, 8, 10, 20 мл негізгі стандартты ерітіндіні (1   мкг/мл) күяды. Белгісіне дейін сініргіш ерітінді кұяды. өлшеуіш колбалардағы 5 мл стандартты ерітінділердегі N0₂ комиентрациясы сойксс 0.1: 0,2; 0,4; 0,6: 0,8: I ,0: 2,0 мкг болады.

Стамдарпар шкаласын дайындау үшін пробирка.іарга 5 мл яр стандарггам  күйып, жоғарыда көрсегілгеи эдіс бойынша  жұмыс жүргізеді.

 

Судың реакция  ортасын (_РН) анықтау

Реакция ортасының сан мэні 1-ден 14- ке дейінгі аралыкта болады. Көптеген табиғи сулардың рН ортасы 6,5-8,5 шамасында  болып, ол судағы көмір кышқылы мен  бикарбонатионның концентрациясына байланысты болады. рН мөлшсрінің томенгі шамасы батпақты қышқыл суларда болса, жазда  фотосинтез процесі қарқынды жүргенде 9,0-ге дейін көтеріледі.