Лекция тезистерінің жинағын дайындаған: ХҚту профессоры, Х.ғ. к. Жұмаділлаева С. А



бет1/10
Дата01.12.2019
өлшемі3.39 Mb.
түріЛекция
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Қожа Ахмет Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті

Экология және химия кафедрасы

Жұмаділлаева Светлана Абсадыққызы

5В011200 – Химия мамандығы үшін

ХИМИЯЛЫҚ ЭКОЛОГИЯ

пәніненлекция тезисінің жинақтары

Түркістан 2018

5В011200 – «Химия» мамандығы бойынша лекция тезистерінің жинағы СМЖ университет ережесі (ЖН-СМЖ-013-2014) негізінде дайындалған.

Лекция тезистерінің жинағын дайындаған: ХҚТУ профессоры, х.ғ.к. Жұмаділлаева С.А.

Лекция тезистерінің жинағы кафедраның № __ хаттамасы,

« __ » ___ 20___ж. мәжілісінде қаралды.

Кафедра меңгерушісі _______________х.ғ.к., профессор м.а. Р.Н.Нұрділлаева

Лекция тезистерінің жинағы Жаратылыстану факультетінің №___ хаттамасы,

« __ » ___ 20___ж. оқу-әдістемелік Кеңесінде мақұлданды.



Лекция №1 Химиялық экологияға кіріспе және негізгі түсініктемелерге анықтаулар.

Лекцияның мақсаты мен міндеттер:Химиялық экология жайлы жалпы түсінік қалыптастыру.

Лекцияның мазмұны: Бүгінгі күнгі адамзат алдында тұрған көптеген мәселелердің ішіндегі ең өзектілері: ауаның, судың және топырақтың өндіріс, тұрмыс және ауыл шаруашылық қалдықтарымен ластану болып табылады. Біздің планетамыздың биосферасындағы жағдай – экологиялық дағдарыстар жағдайында деп тұжырымдауға болады. Ғылым мен техниканың жедел дамуы, адамдардың жағдайын жақсартуға бағыттала отырып, екінші жағынан олардың өмір сүретін ортасының тазалығын бұзып, биосферадағы тепе-теңдіктердің бұзылуына әкелді.

Қазіргі таңда студент экологияның химиялық мәселелері туралы ауқымды көлемде білім алмаса, жоғары химиялық білім беру толық аяқталған деп айтуға болмайды. Бұл пәнді оқу өте қажет, себебі химиктер табиғат қорғау мекемелерінің түрлі салаларында жұмыс істейді.

Қоршаған ортаның және халықтың экологиялық қауіпсіздігін нығайтып, қазіргі кездегі өзекті мәселелерді шешу үшін біліктілігі жоғары маман дайындау өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Ұсынылып отырған бағдарлама химия пәнінің мұғалімдерін дайындау міндеттеріне сәйкес құрастырылған.

Қазіргі таңда қоршаған ортада болып жатқан химиялық өзгерістерді оқытатын бірнеше ғылыми пәндер бар.



Химиялық экология пәннің мақсаты:

Қоршаған ортадағы химиялық үрдістер мен әрекеттесулердің қоршаған ортаға әсерін зерттеу «Химиялық экология» пәнінің негізгі мақсаты болып табылады.



Пәннің міндеттері:

  • Ластағыш заттардың қоршаған ортада жиналу заңдылықтарын, таралуын және физика-химиялық өзгерістерге ұшырауын оқыту;

  • Әртүрлі табиғи факторлардың және антропогендік әсерлердің нәтижесінде химиялық ластағыштардың әрекет етуін жобалау;

  • Экожүйелерге өте уытты әсер ететін ластағыш заттармен қоршаған орта нысаналарының (объектілерінің) химиялық ластану деңгейін төмендету;

  • Қоршаған орта ластағыштарын анализдеудің әдістерін меңгерту;

  • Табиғи ортаның жағдайын сақтап, басқару әдістерін құрастыру;

  • Ақаба суларды және әртүрлі өндірістен шығатын газдарды тазалау, утилизациялау, рекуперациялау және қалдықтарды жоюдың ғылыми жаңа технология негіздерін құрастыру;

  • Әртүрлі өндірістер және халық шаруашылығының басқа салаларында жаңа препараттар қолданып, осы салалардың жұмыс істеуінің нәтижесінде қоршаған ортаға тигізетін экологиялық әсерін төмендететін шараларды оқыту болып табылады.

Ауаның химиялық құрамы. Атмосфера – Жерді қоршаған газ қабықшасы. Атмосфера 78% азоттан, 21% оттегіден және болымсыз мөлшердегі басқа газдардан тұрады. Атмосфераның төменгі қабаты тропосфера деп аталады, ол 10-12 км биіктікке дейін (орта ендіктерде) созылып жатады. Одан биіктеген сайын температура төмендейді. Онан жоғары стратосферада температура тұрақты дерлік болып қалады (-40С маңында). Ал шамамен 25 км-дей биіктіктен бастап бұл қабат Күннің ультракүлгін сәулелерін жұтатындығынан температура баяу артып отырады.Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарында күн сәулелері күшті иондану туғызады.

Атмосферадағы аэрозолдер мен шандар және олардың қоршаған орта сапасына және құрамына әсері. Атмосфераның ауасын ластайтын негізгі антропогендік көздер қатарына өнеркәсіп орындарының кейбір салалары, автокөлік, және жылу энергетикасы жатады. Қазақстанда тұрақты өнеркәсіп орындарының көздерінен атмосфераға жыл сайын (1995 ж – 3,1млн. г,1997 ж – 2,37; 1998 ж – 2,33) зиянды заттар шығады атмосфераға кететін зиянды қосындылардың жартысына жуығын энергетика, ал түсті металдар – 22,7%, қара металдар – 15,7% береді.

Атмосфераға зиянды заттарды шығаруда автокөліктер үлкен орын алады.

Қазақстанның үлкен қалаларында автокөліктердің зиянды заттарды шығарудағы үлесі 60 – 80 пайыз құрайды. Ал Алматы қаласында — 90 пайыз. Ең көп тарайтын улы заттар – углеродтың оксиді (СО), күкірттің диоксиді (SO2) азоттың оксиды (МОх) көмірсутегі (Cn Hm) және қатаң заттар (шаң). Атмосфераға одан да гөрі улы заттар шығады, мысалы, фтордың қосындысы, хлор, қорғасын, сынап және бензапирен. Осы күндері атмосфераға 500-ден астам улы заттар шығады екен, оның саны күннен күнге ұлғаюда.

Қазақстан Республикасының қалаларындағы ауа бассейнін бақылау қалаларда ластану деңгейінің өте жоғары екенін көрсетіп отыр. Орташа алғанда қалалардағы шаңның, аммиактың, фенолдың, фторлық сутегінің, формальдегидтің, қорғасынның, азот диоксидінің және күкірттің жиынтығы шекті нормадан әлде қайда артық болып тұр. Мысалы, Шымкент және Лениногорск қалаларында күкірт жиынтығы шекті нормадан 100 есе артып кеткен. Атмосферадағы қоспалардың және олардың қозғалысы екінші дейгейдегі өте улы қосылыстардың пайда болуына әкеліп соғады (қара түтін(смог), қышқыл (кислота) және олар азон қабатын бірден – бір қосындылар.



Сулы ортаның экологиялық химиясы


Табиғатта, су әртүрлі күйде кездеседі: газ, сұйық және қатты күйлерде. Ол үздіксіз қозғалып, бір күйден екіншісіне ауысып отырады, сөйтіп ішкі және сыртқы айналымға түседі: су қоймасы - булану – конденсациялану –жауын –шашындар – су қоймасы.

Ішкі және сыртқы айналымдар кез келген уақытта кеңістікте үздіксіз жүріп жатады. Өзендер, көлдер, теңіздер мен мұхиттардың болуы осыған байланысты. Бірақ су табиғатта ешқандай жерде химиялық таза күйде болмайды, өйткені суда әрдайым айналым процесі кезінде онымен жанасатын еріген заттардың белгілі бір мөлшерлері болады.

Сонымен, табиғи суларды құрамы күрделі химиялық ерітінді деп санауға болады. Табиғи суларда Жер бетінде белгілі барлық химиялық элементтер кездеседі, бірақ олардың көп бөлігі өте аз мөлшерде болғандықтан, әзірше анализ әдістерінің жеткіліксіз сезімталдығынан әлі анықталмай отыр. Оларды жанама жолмен сулы ортадан химиялық элементтердің жинайтын теңіз организмдерінен табылады. Мысалы, кобальт, никель және қалайы голотурийлер, оиарлармен устрицалардың қанында табылған. Кейбір элементтердің болуы олардың теңіз шөгінділерінде табылуымен дәлелденеді.

Табиғи сулардың химиялық құрамын шартты түрде бес топқа бөлуге болады:



  1. ең негізгі тұз түзетін иондар,

  2. еріген газдар,

  3. биогенді заттар,

  4. микроэлементтер,

  5. органикалық қосылыстар .

Қоршаған ортаны қорғау саласындағы мемлекеттік саясаттың негіздері Қазақстан Республикасы Президентінің 1996 жылғы 30 сәуірдегі өкімімен мақұлданған экологиялық қауіпсіздік тұжырымдамасына енгізіліп, онда өтпелі кезеңнің экологиялық басымдықтары, атап айтқанда, жекешелендірудің экологиялық проблемалары, табиғат қорғау заңнамасының, мемлекеттік бақылау және сараптаманың, табиғат пайдаланудың экономикалық тетіктерінің, қоршаған орта мониторингінің жүйесін құру қажеттілігінің мәселелері қарастырылған болатын.

Ұлттық экономиканың барлық салаларын реформалау табиғи ресурстарды пайдалануға көзқарастардың өзгеруіне, қоршаған ортаны сақтауды ескере отырып, әлеуметтік-экономикалық дамуды жүзеге асыруға негіз болды.

Аталған Тұжырымдаманы қабылдаған сәттен бастап Қазақстан Республикасында қоғамдық дамуда елеулі өзгерістер болды. Мемлекет дамуының стратегиялық құжаттары әзірленді, табиғат қорғау заңнамасының негізі құрылды, қоршаған ортаны қорғау мәселелері бойынша бірқатар халықаралық конвенцияларға қол қойылды, табиғат қорғау қызметін басқару жүйесі құрылды.

Мысалы, 1997 жылы «Қоршаған ортаны қорғау туралы», «Ерекше қорғалатын табиғи аумақтар туралы», «Экологиялық сараптама туралы», 1998 жылы — «Радиациялық қауіпсіздік туралы» Заңдар, ал 2002 жылы — «Атмосфералық ауаны қорғау туралы» Заң қабылданды. Табиғатты ұтымды пайдалану саласында Президенттің «Жер қойнауы және жер қойнауын пайдалану туралы» (1996 жыл) және «Мұнай туралы» (1995 жыл) заң күші бар Жарлықтары, 2003 жылы — Орман, Су және Жер кодекстері қабылданды. Заңға тәуелді қажетті нормативтік құқықтық актілердің көпшілігі әзірленіп, бекітілді.

Қоршаған ортаның жай-күйінің нормативтік көрсеткіштеріне қол жеткізе отырып, экологиялық қауіпсіздіктің оңтайлы деңгейін қамтамасыз ету осы Тұжырымдаманың ережелерін кезең-кезеңмен іске асыруды көздейді.

Бірінші кезең (2004 — 2007 жылдар) — қоршаған ортаның ластану деңгейін төмендету және оны тұрақтандыру жөніндегі іс-қимыл жоспарын әзірлеу.

Екінші кезең (2008 — 2010 жылдар) — қоршаған ортаның сапа көрсеткіштерін тұрақтандыру және табиғат пайдалануға экологиялық талаптарды жетілдіру.

Yшінші кезең (2011 — 2015 жылдар) — қоршаған ортаның сапасын жақсарту және қоғамның экологиялық тұрақты дамуының қолайлы деңгейіне қол жеткізу.



Экологиялық факторлар

Кез келген тірі организм өзін айнала қоршаған табиғи ортамен тығыз байланыста ғана өмір сүре алады. Олар – топырақ, су, минералды заттар, жер бедері және атмосфералық әр түрлі құбылыстар. Табиғи ортаның компоненттері ( ірі немесе ұсақ бөліктері ) тірі организмдерге оң немесе теріс әсер етуі мүмкін. Сондықтан әрбір организмнің өзіне ғана қолайлы ортасы мен мекені болуы тиіс. Мәселен, көлбақа үшін қалыпты өсіп көбеюіне қолайлы орта ылғалы мол көл жағасы. Сонымен орта дегеніміз – организмнің өсіп көбеюіне, тіршілігіне, дамуы мен таралуына тікелей жанама әсер ететін айнала қоршаған орта компоненттерінің жиынтығы.



Экологиялық факторлар дегеніміз- организм үшін қажетті немесе теріс әсерін тигізетін ортаның элементтерін айтамыз. Табиғатта экологиялық факторлар жиынтық күйінде әсер етеді. Организмдер болса факторлардың әсеріне әртүрлі реакция (жауап) береді. Мәселен, ащы суда тіршілік ететін организмдер үшін тұз және минералды заттар шешуші роль атқарса, ал тұщы су организмдері үшін қажеті шамалы.

Шөл шөлейтті жерлердегі өсімдіктер үшін жоғары температура, ылғалдың аздығы қолайлы фактор болса, ал орман өсімдіктеріне бұл қолайсыз ортаның факторлары болып табылады. Міне, осы жағдайлар мен факторлар оларға организмдердің бейімделуі ұзақ жылдар бойы қалыптасқан географиялық белдемдері айқындалады.

Факторлар үш негізгі топқа жіктеледі:абиотикалық, биотикалық және антропикалық.



Абиотикалық факторлар дегеніміз- организмдерге әсер ететін бейорганикалық ортаның жиынтығы. Олар химиялық (атмосфераның химиялық құрамы, теңіз және тұщы сулар, шөгінділер,т.б.) және физикалық (температура, қысым, ылғал, жел, радиация, т.б.) деп бөлінеді.

Биотикалық факторлар дегеніміз- тірі организмдердің бір біріне және ортаға жағымды немесе жағымсыз әсер ету. Бұл өте күрделі процесс.

Антропикалық факторлар дегеніміз – айнала қоршаған ортаға тигізетін адам баласы іс әрекетінің тікелей немесе жанама әсері. Адам баласы өзінің материалдық игілігі үшін табиғат байлықтарын игеруге мәжбүр болады.

Экологиялық факторлардың организмге әсер етуі мен оған организмнің реакциясы бірдей болмайды. Сондықтан организм үшін факторлардың бұрыннан қалыптасқан жиынтығы ғана қажет. Ал, басқа факторлардың оның қалыпты тіршілігіне кері әсерін тигізеді.



Негізгі абиотикалық факторлар және организмдердің соған бейімделуі.

Жарық. Жарық тірі организмдер үшін негізгі факторлардың бірі. Күн сәулелерінің жер бетіне келіп жететін барлық мөлшерінің 50% ғана бізге көрінсе, қалған бөлігін көрінбейтін инфрақызыл және ультракүлгін түсті сәулелер құрайды.Жануарлар әлемінде денесінен жарық шығаратын құбылыс болады. Оны-биолюминесценция дейді. Бұл организм денесіндегі күрделі органикалық қосылыстардың тотығу тотығу процесінің нәтижесі.

Жылу режимі- жер шарындағы өсімдіктер мен жануарлардың таралуына фактор ретінде әсер етеді. Десе де организмдер үшін температура мен қатар, басқа да факторлар жиынтығы елеулі роль атқарады. Оған жер шарының жылу, географиялық, климаттық, белдеулері, топырақтың құрамы, ауа райы, т.б. көптеген факторлар жатады.

Ылғал. Су. Құрлықта тіршілік ететін организмдер үшін су негізгі экологиялық фактор болып саналады. Су- клетка протоплазмасы, ұлпа, қан және өсімдік пен жануарлар денесіндегі негізгі зат ретінде көптеген қызметтер атқарады.

Жануарлар дүниесі де ылғалмен тікелей байланысты өмір сүреді. Олардың өсімдіктерден айырмашылығы денесіндегі тұрақты ылғал немесе суды сақтап тұру үшін іздеу, қозғалу немесе қашу мүмкіндігіне ие болған. Су режимі барлық организмдер үшін өте қажетті факторлардың бірі.

Су режиміне қатысты өсімдіктер мен жануарлардың бірнеше экологиялық топтарын ажыратуға болады. Су режиміне байланысты құрлықтағы организмдердің үш экологиялық тобын ажыратамыз: гигрофильдер (ылғал сүйгіштер), ксерофильдер (құрғақ сүйгіштер) және мезофильдер (орташа ылғалды қажет етушілер).

Гигрофиттер- ылғалды тропикалық аймақтарда өсетін, су тапшылығын көтере алмайтын өсімдіктер жатады. Бұл өсімдіктер жоғары температура мен жоғары ауа ылғал жағдайында ғана өсіп өніп, көбеюге бейімделген.

Мезофиттер - ылғалды орташа, өзен, көл бойымен жанасып жатқан шалғындықтар, агробиоценоздар, орман, тоғайлы жерлердің шөл жайылым өсімдіктері құрайды.

Ксерофиттер - құрғақ жер өсімдіктері. Қазақстанның шөл шөлейтті, далалы жерлерінде өсетін өсімдіктер. Бұлардың бейімделу қабілеті өте жоғары. Ксерофиттерді екі топқа бөледі: суккуленттер және склерофиттер.

Организмдердің негізгі тіршілік орталары.

Тіршілік ортасы дегеніміз- кез келген организмнің өсіп өніп, көбеюіне, ұрпақтарын жалғастыруға қолайлы табиғи, тарихи қалыптасқан орта. Қазіргі кезде жер шарында негізгі төрт тіршілік ортасы бар. Олар: су, құрлық, әуе, топырақ және организмдердің өзі.

Су ортасының факторларына байланысты гидробионттарды бірнеше экологиялық топқа бөледі. Судың қалың қабатын- пелегиаль деп, оны екі топқа бөледі: нектон және планктон.



Планктон дегеніміз- судың беткі қабатында оның ағысымен қалқып жүретін ұсақ омыртқасыз жәндіктер. Планктондардың өзі зоопланктон және фитопланктон деп бөлінеді.

Нектондар дегеніміз- судың терең қабаттарында еркін жүзіп жүретін балықтар, т.б. организмдер. Нектондардың суда жүзуге икемді денесі, жүзу қанаттары, жақсы дамыған сезім мен қозғалу мүшелері бар.

Топырақтағы организмдердің экологиялық топтары. Топырақ организмдер үшін қолайлы болғандықтан көптүрлілігі жөнінен де сан алуан болып келеді. Оның негізгі үш экологиялық тобын ажыратамыз.

Геобионттар- топырақтың тұрақты тіршілік иелері. Олардың барлық тіршілігі топырақта өтеді. Негізгі өкілдері: микроорганизмдер, қарапайымдылар, ұсақ жәндіктер, жауын құрттары, т.б.

Геофильдер- тіршіліктің біраз бөлігі топырақпен байланысты организмдер. Оларға: шегірткелер, қоңыздар, қандалалар, ұзын аяқтылар, масалар т.б. жатады.

Геоксендер- топырақ қабаттарын уақытша немесе тұрағы (мекені) үшін ғана пайдаланушылар. Оларға: қоңыз, қандала, сол сияқты ерекшеліктеріне қарай да бірнеше топтарға бөлінетін жәндіктер жатады.

Микрофауна мен микрофлора – дене тұрқы өте кішкентай микроскопиялық организмдер. Негізінен органикалық заттарды ыдыратушы бактериялар, саңырауқұлақтар, қарапайымдылар мен көк жасыл және жасыл балдырлар. Олар топырақ пен өсімдік және жануарлар арасында қоректік тізбектер арқылы табиғаттағы зат және энергия айналымдарының негізгі қозғаушы күшіне айналады.

Мезофауна- дене тұрқы алдыңғыларға қарағанда ірілеу, топырақ қабаттарында еркін тіршілік етуге бейімделген жұмыр құрттар, жәндіктердің личинкалары, кенелер, ұсақ омыртқасыз жәндіктер.

Макрофауна- денесі ірі жәндіктер мен олардың личинкалары, жауын құрты, бұзаубастар, т.б. Топырақ ортасының бұл өкілдерінің қарашірік түзу процесінде ролі ерекше. Мәселен, жауын құрты.

Мегафауна мен метафлора- дене тұрқы ірі келген сүтқоректілер және ағаштардың тамырлары. Мәселен, суыр, борсық, қосаяқтылар, соқыр тышқандар, жайралар,кірпілер, т.б


Оқытудың техникалық құралдары: интерактивті тақта, проекторсызба – кестелер, видео-, дыбыс аппаратурасы.

Оқытудың әдістері мен түрлері: баяндау, сұрақ – жауап, түсіндіру, кіріспе лекция

Деңгейлік тапсырмалар:

1деңгей. Күлдік элементтерді жазыңыз.

2-деңгей. Биологиялық зат айналымын түсіндіріңіз.

3-деңгей.Органикалық тыңайтқыштар мысалменкөрсетіңіз.



ОБСӨЖ тапсырмалары: Биосфера – Жердің тірі қабықшасы. Биосфераның химиялық ластану көздері.

СӨЖ тапсырмалары: Биосферадағы химиялық ластағыш заттардың таралуының жалпы заңдылықтары.



Пайдаланылатын әдебиеттер:

1. Жұмаділлаева С., Баешов А., Жарменов А. Қоршаған орта химиясы. – Алматы, 1998.

2. Джумадуллаева С., Баешов А., Жарменов А., Мамырбекова А. Практикум по химии окружающей среды. Учебник. – Алматы, 2000.

3. Голдовская Л.Ф. «Химический синтез ».М.: Мир, 2005.

4. Зилов Е.А. Химия окружающей среды.-Иркутск, 2006.
Лекция №2. Химиялық заттардың табиғи ортадағы айналымының химиялық негіздері»

Лекция мақсаты мен міндеттері: Химиялық элементтердің топырақ қабаттарында таралуы, Химиялық заттардың топырақтың беткі қабатындағы миграциясы, топырақтағы макро- және микроэлементтер жөнінде білімдер қалыптастыру.

Лекция мазмұны: Химиялық элементтердің топырақ қабаттарында таралуы. Топырақ түзілу құбылыстарының нәтижесінде жалпы тау жыныстарының құрамын сақтай отырып, көптеген элементтердің мөлшеріне өзгерістер енгізеді.

Топырақтардың орташа химиялық құрамы, % (А. П. Виноградов, 1962):



О – 49

Sі – 33

Аl - 7,13

Ғе - 3,80

Са - 1,37

К - 1,36

Mg - 0,60

Ті - 0,46

Na -0,83

С - 2,00

S - 0,085

Мn - 0,085

Топырақтағы химиялық элементтердің мөлшеріне қарай бірінші орында О мен Sі, екінші Al мен Fe, үшінші Са мен Мg, солардан кейін Na, К, т.б. элементтер орналасқан, Топырақтың химиялық құрамы өзін түзген тау жыныстарының химиялық құрамынан айырмашылығы бар. Мұнда органикалық элементтердің мөлшерлері көп: көміртегі 20 есе, азот 10 есе өседі. Сонымен қатар, оттегі және сутегі мөлшерінің көп, ал алюминий, темір, калий, кальций, магнийдің аз екені байқалады. Осы элементтер әртүрлі химиялық қосындылар түрінде топырақ құрамына еніп, топырақ типтерін анықтайды. Өсімдіктер мен топырақ арасындағы қарым-қатынасты белгілеуде бұлардың биологиялық маңызы өте зор. Көміртегі, сутегі, оттегі топырақтың органикалық заттарының құрамына кіреді, минералды түрде олардың карбонатты тұздары кездеседі.

Оттегі су құрамында гидроксидтердің, алюмосиликаттардың, бос қышқылдардың және олардың тұздарының құрамында болады.

Топырақтағы тағы бір үлесі мол элементтің бірі – кремний. Ол жер қабатындағы минералды қосындылар құрамына кіріп, органикалық заттар құрамындағы көміртегі сияқты маңызды рөл атқарады. Топырақта ең көп тараған кремний қосындыларының бірі – кварц минералы SіО2. Кремний және кремний қышқылдарының тұздары силикаттар мен алюмосиликаттар құрамына кіреді. Өсімдіктердің құрамында да кремний бар, мысалы, ол дәнді дақылдарда 10% -дан 60%-ға дейін жетеді.

Алюммний алюмосиликаттар балшықты минералдар құрамында кездеседі. Бұлардың биологиялық маңызы онша емес. Аl2O3-тің топырақтағы жалпы мөлшері 1-2%-дан 15-20%-ға дейін, ал ферралитті топырақтарда 40%-ға дейін жетеді.

Темір әртүрлі оксидті, гидроксидті және шала күкіртті қосындылардың құрамына кіреді. Бұл элемент биологиялық жағынан өсімдіктердегі хлорофильдін түзілуіне катысады. Егер өсімдіктерге темір жетіспесе, олардың жапырақтары сарғайып, хлороз дегенауруға шалдығады. Топырақтағы темір элементінің мөлшері әртүрлі. Мысалы, құмдақ топырақтарда 0,5-1,0%, лесс жыныстарында түзілген топырақтарында 3-5, ал ферралитті топырақтарда 20-50%.

Калий мен магний топырақта слюдалардың немесе басқа минералдардың құрамында кездеседі. Бұлар тұздар түрінде бөлініп, басқа минералдың қосындыларымен реакцияға түсіп, күкірт, фосфор қышқылдарының тұздарын құрайды. Бұл екі элемент те өсімдіктерге өте қажет. Топырақта ол 1-3% мөлшерінде болады.

Калий мен натрий дала шпаттарының ортоклаз, микроклин, альбит құрамында бұзылу нәтижесінде минералды қышқылдардың тұздарын кұрайды. Бұл тұздар суда жақсы ериді. Калий – өсімдіктердің қоректік элементтерінің бірі. Оның топырақтағы мөлшері – 2-3%, Na3O-ныңмөлшері – 1-3%. Натрийдін жылжымалы түрі топырақта жоғары болса, ол физикалық және химиялық жағынан қолайсыз қасиеттер туғызады.

Титан көбінесе, алғашқыда үгілуге аз берілетін минералдардың құрамына кіреді (ильменит, рутил, сфен). ТіО3 мөлшері топырақта көп болмайды.

Марганецтің топырақтағы мөлшері өте аз. Пиродезит, баунит, оливин сияқты микроэлементтер өсімдіктердің өсуі мен сапалы дамуына өте қажет. Бұл тақырыпқа әріректе тоқталмақпыз.

Күкірт өсімдіктердің немесе жануарлардың қалдықтарымен түзілген органикалык заттардың құрамында болады. Пирит деген минерал түрінде де кездеседі: Ғе2S. Топырақта SО3 мөлшері пайыздың оннан бір бөлігінен аспайды, кейбір сулфатты тұздар топырақта көп болуы мүмкін. Егер де күкірттің топырақта жылжымалы түрі мол болса, оның себебін осы төңіректе ыластаушы өндіріс орындарынан іздестірген жөн.

Көміртегі, сутегі, азот, фосфор – органогендік элементтер. Олардың топыраққа тигізер пайдасы көп. Көміртегі гумустың, органикалық қалдықтардың құрамында, сутегі газдардың, өсімдік пен жануарлардың денелеріндегі органикалық заттарда болады. Көміртегі органикалық заттарға бай топырақтарда 3-10%, сутегі 3-6% мөлшерде. Азот өсімдіктің өсуінде, жануарлардың тіршілігінде зор рөл атқарады. Оның мөлшері көбінесе, органикалық қосындылар: аммиак, азот және азотты қышқылдардың тұздары күйінде кездеседі (0,3-0,4, кейде 0,1%). Топыраққа азот екі жолмен келеді: 1) үлкен қысым әрі катализатор (найзағай) қатысуы арқылы аммиак NH3 түзіліп, жауын-шашынмен түседі; 2) азот сіңіруші бактерялардың (бос немесе бұршақты өсімдіктер тамыр түйіндеріндегі) қатысуымен шоғырланады.

Фосфор, апатит, фосфорит минералдары құрамында және топырақ шіріндісінде, органикалық қосындыларда кездеседі. Топырақта фосфор қышқылының тұздары – фосфаттар түрінде болады. Nа мен Сa бір фосфаты Na2HPO3, Ca(Н2РО4)2, натрий мен кальций екі фосфаты Nа2НРО4, Са(НРО4)2Н2О, натрий мен кальций үш фосфаты – Са3(РО4)2, Na3РО4. Топырақта көбінесе, суда еритін, өсімдікке сіңімді Са(Н2РО4)2 түрі болуы қажет.


Топырақ химиялық құрылым ретінде. Топырақтың құрамы

Топырақ – көп дисперсті жүйе. Дисперсиясына байланысты топырақ 2 топқа бөлінеді: диаметрінің бөлігі 0,001 мм-ден үлкен болатын – сынықтар, минералдар, минералдар өспесі; диаметрі 0,001 мм-ден кіші болатындар – сазды минералдарлың желденуінің бөлігі, органикалық қосылыстар. Топырақтың көп дисперстілігі оның борпылдақтық себебіне байланысты болады.

Топырақ – қатты, сұйық, газ тәрізді және тірі бөліктерден тұрады. Топырақтың қатты бөлігі өзінен минералды және органикалық заттарды бөледі. Қатты бөлігі топырақ массасының барлық бөлігін құрайды, тек кейбір бөлігі басқа бөлігінің топырақ тесіктерін құрайды.

Топырақ кеуектері – бұл бөлшектер арасындағы формалар мен олардың агрегаттарының және түрлі өлшемдерінің аралықтары. Тесіктерінде топырақ ерітіндісі мен топырақ ауасы орналасады. Олардың арақатынасы үздіксіз өзгеріп отырады. Топырақ тесіктері неғұрлым ылғалмен көп толтырылса, соғұрлым атмосфера мен топырақ арасындағы газ алмасу (әсіресе оттегі және көмірқышқыл газымен) қиындайды, топырақ массасының тотығу процесі баяулайды және процесс жылдам қалпы келеді.

Топырақтың сумен немесе ауамен толтырылған бөлігі топырақтың кеуектілігі деп аталады. Ол 40-60% құрайды, кейде 90% (торф) немесе 27% (суглинкалар).



Топырақтың минералды бөлігін кремний, алюминий, темір, калий, магний, кальция, фосфор, күкірт құрайды; аз мөлшерде – молибден, бор, фтор және басқа элементтер. Элементтердің басым көпшілігі тотыққан формада болады. Бейорганикалық компоненттер элементтердің құрамына және минерологиялық құрамына байланысты қатты ерекшеленеді. Минерологиялық құрамы негізінен топырақтың құнарлылығын анықтайды.

Топырақтың құрамындағы органикалық материалдар 2 ден 20%-ға дейін өзгеріп отырады (мысалы, батпақты топырақтарда). Топырақ органикалық құрамы бойынша гуминді емес және гумус болып бөлінеді (немесе гуминдер).

Гуминді емес – бұл өсімдіктер мен жануарлардың толығымен ыдырамаған қалдықтары, майлар, целлюлоза, лигнин, ақуыздар, шайырлар, таниндер, пектиндер, гемицеллюлоза, қант, полисахаридтер және т.б. Олар жеңіл ыдырайды.

Гумус (қарашірік) – бұл топырақтың органикалық заты, өмір сүру өнімдерінің, өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарының ыдырауы есебінен пайда болады. Гумус – бұл қоңыр немесе қара-қоңыр түсті коллоидты аморфты материалдардың комплексті және өте тұрақты қоспасы. Гумустың ерекше физика-химиялық қасиеттері топырақтың құнарлылығы арқылы анықталынады. Гумус өсімдіктерге қажетті азоттың, фосфордың, күкірттің және микроэлементтердің көзі болып табылады. Ол катионалмасу сыйымдылығын, сүзгіштікті, су сыйымдылығын жоғарылатады, топырақ эрозиясының алдын алады.

Топырақтың гуминді бөлігінің 35-92%-ын ароматты қосылыстар, қалған бөлігін алифатты органикалық қосылыстар құрайды. Ароматты қосылыстардың ішінде – фенолдар, хинондар, бензой қышқылдары, азотты гетероциклді қосылыстар. Алифатты көмірсутектерден полиэфирлер мен полисахарид функциясы бар органикалық қосылыстарға тиесілі. Одан басқа, гумусте тұрақты бос радикал бар.

Топырақтың сұйық бөлігі немесе топырақ ерітіндісі – бұл топырақтың активті компоненті, оның ішінде зат алмасады, топырақтан жоғалады және өсімдіктерді сумен қамтамасыз етеді және заттарды ерітеді, өсімдіктерге қажетті азық алынады.

Топырақтың газтәрізді бөлігі – бұл тесіктерді толтыратын топырақ ауасы.

Топырақтың тірі бөлігі топырақ микроорганизмдерінен (бактериялар, саңырауқұлақтар, актиномиценттер, бағдарлар және т.б.) және омыртқасыз жануарлардың көптеген топтарының өкілдері (қарапайымдары, құрттар, ұлулар, жәндіктер жіне олардың жұмыртқалары, т.б.) сонымен қатар жерді қазатын омыртқалылар. Бұл бөлік жердегі барлық биоценоздың және Жер биосферасының маңызды байланысы болып табылады. Микроорганизмдер мен топырақ жануарлары көбею процесінде және топырақ компонентінің синтезінде маңызды рөл атқарады. Олардың өмір сүру нәтижелерінде топырақта өсімдіктердің қоректену үшін қолжетімді көміртектің, азоттың, фосфордың және басқа да элементтердің қоры түзіледі.

Микроорганизмдердің құрамы топырақ қабатының тереңдігіне байланысты. Топырақтың жоғары қабатында күн сәулесінің әсерінен және құрғақтықтан микроб флораларының саны аз болады. Микробтардың негізгі массасы 5-25 см тереңдікте орналасқан.

Топырақта патогенді микробтар да орналаса алады. Патогенді микробтардың өмір сүруі топырақтың жағдайына және оның құрылысына тәуелді. Ішек аурулары бар адамдардың нәжісімен ластанған топырақ аса қауіпті топырақ болып табылады. Топырақ арқылы құрттар да таралады. Әсіресе балалар оңай жұқтырып алады. Көкөністер мен жеміс-жидектерді тазаланып жуылмай пайдалағаннан жұғады.



Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет