Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Дәріс. Мұздықтар жүйелерінің мониторингі. Гляциологиялық мониторинг



Дәрістің мақсаты -мұздықтар жүйелерінің мониторингі. Гляциологиялық мониторинг туралы түсіндіру.

Негізгі сұрақтар:

  1. Талдау объектісі ретіндегі қар жамылғысының және мұздың олардың жағдайын бақылау кезіндегі ерекшеліктері.
  2. Қар жамылғысының антропогендік және табиғи заттардың әсерінен ластануы. Қар жамылғысының химиялық құрамы.
  3. Әр түрлі генгридиенті қардың ластануын анықтаушы сынама алудың ерекшеліктері.
  4. Қар сынамасының алғашқы өңделуі, сынаманың талдауға дайындалуы және сақталуы.
  5. Талдау объектісі ретіндегі қар жамылғысының және мұздың, олардың жағдайын бақылау кезіндегі ерекшеліктері.

Жыл сайын қар жамылғысы 115 млн. км2 ауданды алады, кейбір экстремальді жылдары бұл аудан 125 млн.км2 дейін жетеді. Соның ішінде солтүстік жарты шарда 79 млн.км2, оңтүстік 46 млн. км2 қар басқан территорияны 2/3 бөлігі құрылыққа, ал 1/3 бөлігі теңіз мұздарына жатады.

Қар жабындысын табиғи ортаның ластануын зерттеу мақсатына қолдану ғалымдарды ертеден қызықтырды. Қар жабындысының ластанудың қолайлы индикатор ететін бір қасиеттері бар. Ластанушы көзі ретінде атмосфералық жауын – шашын, атмосфералық ауа, қолданылады. Көптеген және маңызды нәтижелерді анықтаған практикалық және принципиялдық негізгі себептерін атайық. Бұл нәтижелер қардың ластану параметрлерін өлшеу арқылы алынады. Құрғақ және ылғалды жуу процесі нәтижесінде қалыптасқан және түскен қарды ластаушы заттардың концентрациясы, атмосфералық ауаға қарағанда 2 – 3 есе көп. Сондықтан да бұл заттардың мөлшерін есептеу дәрежесі жоғары және қарапайым әдістермен жүргізіледі.

Қар жамылғысынан сынама алу өте қарапайым және ауа сынамасын алумен салыстырғанда күрделі қондырғыларды талап етпейді. Қар жамылғысының қатпарлы сынамасын алу қыс мерзіміндегі ластану динамикасын алуға, ал қар жамылғысының барлық қалыңдығы бойынша сынама алу қар жамылғысы қалыптасқаннан бастап, сынама алғанға дейінгі аралықтағы ластануды көрсетеді.



Қар жамылғысы ластанудың қосынды параметрлерін сандық анықтаудың мәселесін шешуге көмектеседі.

Әртүрлі техникалық әдістер, әдетте салыстыруға келмейтін нәтижелер береді.

Қар жамылғысы табиғи жинағыш-планшет тәрізді суық кезеңде түсетін құрғақ және ылғал түсімдердің нақты шамасын көрсетеді.

Жер шарының таулы және полярлы аудандарында қар жамылғысы біртіндеп мұзға айнала отырып, ондағы ластанушы заттарды консервілейді де қолайлы жағдайда сақтайды. Бұлар мұздықтар массасында жүздеген, мыңдаған жылдар бойы сақталып, атмосфералық ауа құрамының және ластануының шежіресі болады. Қорыта келгенде қар жабындысы қоршаған ортаның қышқылдануының тиімді индикаторы болып саналады. Қар жамылғысының ластануы біздің ғасырларымыздың 70-ші жылдарының ортасында тез өсе түсті. Қар атмосфераның мына заттармен ластануының индикаторы бола алатындығы көрсетілді: сульфаттармен, нитраттармен, аммонимен, негіздермен, ауыр металдармен, ароматты, мұнай, полицикленді көмірсутегімен, хлорорганикалық пестицидтермен және газтәріздіні қосқандағы бірқатар басқа да заттармен.



Қар жамылғысы тек ластану деңгейін білу үшін ғана емес, сонымен қатар күрделі геофизикалық тапсырмаларды – заттың құрамын анықтау, кәсіпорын шығындыларының қуаттылығын / заттек үлгісін / және алысқа тасымалданатын заттектердің үлесін анықтауға қолданылады.

Қар жамылғысын жергілікті жердің ластануын дистанциондық өлшеу үшін, оның ішінде ғарыштан өлшеу мақсатында қолданады.

Қар жамылғысын қоршаған ортаның ластануының индикатры ретінде қолданудағы соңғы жылдардағы прогресс жұмыстың жаңа сапалы түріне ауысуға негіз болады. Осыған дейін қалыптасқан қар өлшеу жүйесі бойынша Қазақстан Республикасы территориясындағы қар жабындысының физикалық параметрлерін ( биіктігі, тығыздығы, қардағы ылғал қоры ) анықтау үшін керек.

Қар жабындысының антропогендік және табиғи заттармен ластануы

Қар жабындысының ластануы екі кезеңде жүреді. Біріншіден, бұл қар ұшқынының бұлтта қалыптасу және жерге түсуі кезінде ластануы. Былайша айтқанда ластаушы заттардың қармен бірге ылғал түрде түсуі. Екіншіден, бұл түскен қардың атмосферадан түсетін құрғақ ласнушы заттардың әсерінен, сонымен қатар топырақтан және тау жыныстарынан түсетін ластанушы заттар әсерінен ластануы.

Ылғал және құрғақ жауын-шашын арасындағы байланыс бірқатар факторларға тәуелді. Олардың ең бастысы: салқын периодтың ұзақтылығы, қар түсімінің жиілігі және олардың интенсивтілігі, ластаушы заттардың физико-химиялық қасиеттері, аэрозольдердің өлшемі.

Алғашқы қыс айларында, толық қар жабындысы жоқ кезде, қардың ластануы қатып қалған топырақтың ашық үлескілерінің жел эрозиясына ұшырауы нәтижесінде болады. бұл ластанудың негізгі массаларынан тұратын жеткілікті ірі ( 50 мкм және жоғары ) минерал бөліктерімен шарттандырылады.

Бұл бөлшектер шағын арақашықтықтарға бірнеше метрден он және жүздеген метрлерге жылжиды. Қар жабындысының биіктігі жоғарылаған сайын мұндай ластану тез төмен түседі және қар жабындысы жаппай қалыптасқан кезде тоқтайды.

Кәсіптік өндірістен және жылу электр станциясынан түсетін ластаушы заттардың сипаттамалық биікті 150 м-ді құрайды. Бұл бағалау кезінде құбырлар биіктігі, газшаңды факельдің, бастапқы көтерілімі, тастанды қуатының қайнар көздердің бөлек түрлері бойынша таралуы ескеріледі. Шығындының нақты биіктігі кең шектерде , оннан жүз метрге дейін өзгеруі мүмкін. Жоғарғы тропосфераға және стратосфераға атомдық жарылыс өнімдері, ғарыш кемесі және ұшақ қозғалтқышында отынның жану өнімі лақтырылады.

Антропогенді және табиғи заттектердің атмосферада болуының орташа уақыты алғашқы шығарындының биіктігі мен физико-химиялық қасиетіне тығыз байланысты. Болу уақыты шығарынды биіктігімен және аэрозольді бөлшектердің дисперстілігінің жоғарылауымен байланысты. Ол химиялық белсенділігі төмен газдар үшін жоғары; күкіртті газ және азот тотығы үшін бір тәуліктен аспайды. Ұсақ дисперсті аэрозольдердің тропосферада болу уақыты бірнеше тәуліктен әдетте бес тәуліктен аспайды. Бұларға күкіртті газдан және азот тотығынан қалыптасатын сульфаттар мен нитраттарды қосамыз. Ірі бөлшектер төменгі тропосфереда негізінен он минуттан астам бола алмайды. Ұсақ дисперсті аэрозольдердің жоғарғы тропосферада болуы 10-20 күнге дейін, ал стратосферада жылдан астам.

Химиялық белсенділігі төмен газдар ( көміртегінің тотығы және қос тотығы, көптеген көмірсутектер, соның ішінде БАК, жеңіл мұнай көмірсутектері, фреондар ) мекендеудің орта мәніне ( айдан бірнеше жылдарға дейін ) ие. Мекендеудің орта есебі заттектің негізгі массасының іс-әрекетін сипаттайтындығын және радиоактивті элементтердің тіршілік етуінің орташа уақытынан айырмашылығы сыртқы орта шарттарына тәуелділігі кең болатындығын айта кеткен жөн.

Бұлтты қатпар қуаттылығы әдетте жүзден мың метрге дейін өзгеріп отырады. Атмосферада тік қозғалыстардың әлсіреуімен байланысты қыс уақытында, салыстырмалы жоғары емес қайнар көздерден шығарылатын шығындылар, сағатпен өлшенетін уақыт ішінде бұлтты қатпарға жетеді.

Атмосферада мекен ету уақыты төмен және орташа заттектер үшін шығарындылар көздеріне дейінгі типтік арақашықтық бір және он километрді құраса, орташа уақытпен (ондаған сағаттар, күндер ) – жүздеген және мыңдаған километрлер. Ұзақ тіршілік ететін (айлар және жылдар ) заттектер үшін ластану, ауаның ластанған массасы жер шарын бірнеше рет айналып өтуі мүмкін болатын, жалпы сипатқа ие болады.

Қар жамылғысының химиялық құрамы

Қар жамылғысының химиялық құрамын қар жамылғысындағы концентрацияның азаюы тәртібінде, далалық орманды далалы Ресей жазықтығының орманды белдемдері, Қазақстан және Сібір үшін де жазуға болады:

HCO3¯ > SO42- > Cl¯, немесе SO42- > HCO3¯ > Cl¯ ; Ca2+ > Mg2+ немесе

Na+ > K+ > Ca2+ > Mg2+

Жергілікті кәсіпшілік көздерінің интенсивті антропогендік әсеріне ұшыраған және азоттық қосылыстардан және күкірттен тұратын заттектердің әрекет ету нәтижесінде аймақтардағы қар жамылғысында Н+, SO42- , NO3¯, NH4+ концентрациясының жоғарылауы байқалады. Соңғысы атмосфералық жауын-шашындарда күкірт және азот қышқылының еруі нәтижесінде түзіледі. Аммони ионы NH4+ атмаосфералық ауада кездесетін аммиактың бейтараптандыратын әсерінен пайда болады.

Қардың әртүрлі ингердиенттермен ластануын анықтау үшін алынатын сынаманың ерекшеліктері.

Қар жамылғысының ластануын анықтау үшін жүргізілетін жұмыстардың негізгі ерекшелігі, оның тығыздығын анықтағаннан кейінгі қар сынамасының заттектік талдауын өндіру.

Қар сынамасын жинау қысына – 1рет қарды салмақты қар өлшегіш көмегімен алу арқылы жүргізіледі.

Ластану параметрін анықтау қарды өлшеу маршрутында жиналған бір құрама сынаманы талдау жолымен жүргізіледі. Бұл сынамаға қойылатын негізгі талап – салмағы минимум болған кездегі оның жоғарғы келбеті. Алынған құрама сынама маршрутта ластаушы заттардың орташа концентрациясын берілген дәлдікпен сипаттау. Бұған қардың тығыздығын анықтау пункттерінде бірнеше жеке сынамаларды алу арқылы қол жеткіземіз.

Жиналған құрама сынама оның көлеміндегі қоспалардың біртексіз таралуына байланысты қателіктер минимумға дейін келтірілген масса болуы керек. Құрама сынаманың көлемі ластаушы заттарды аналитикалық өлшеу мүмкіндіктерінің талаптарын қанағаттандыратындай болуы керек.

 

Қар сынамасын бірінші ретті өңдеу, сақтау және сынаманы сараптамаға дайындау

Қар сынамасын бірінші ретті өңдеу, оны тасымалдау кезінде ұзақ сақтау және анализге дайындау мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін қатты және сұйық фазаларға бөлу мақсатын көздейді. Қарды өңдеу өз бойына қар және фильтрлерді еріту операцияларын жинайды.

Егер ластаушы заттардың түсу параметрін анықтау мақсатында территорияның ластануын қадағалау тұжырымдамасы қойылса, онда қажетті шарт болып сынамаларда ластаушы заттардың алғашқы құрамын сақтау, ізінше тез еру кезіндегі ақаба суларының және топырақтың ластануын болау керек болса, онда қажетті шарт болып сынама жинауды қар ерудің табиғи шарттарға максимальды жақындатылуы және ізінше жай еру тәсілін қолдану табылады.

Аймақтың ластануын бақылау тәжірибесінде сынаманың екі түрін жинау жүргізіледі: суда еритін қосылыстарды анықтау үшін, негізінде ион сульфатын және ластаушы заттардың кешенін анықтау.

Оның ішіне суда еритін, сонымен қатар әркелкі еритін немесе суда ерімейтін заттектер: металдар, көмірсутекті қосылыстар және т.б.

Сынамалардың бірінші ретті өңделуі сынама жинау пункттерінде жүргізіледі.

Суда еритін қосылыстарды анықтау үшін сынамаларды өңдеу қардың еруіне келтіріледі. Шөгіндіні бір тәулік бойы тұндырып, сынама тұнбасын шыныға құю және барлық көлемді қар суымен өлшеу. Талдауға жалпы көлемі 1 метр шыны ыдыс қажет.

Ластаушы заттардың кешенін анықтау үшін сынаманы өңдеу сүзу жолымен іске асады. Бұл жағдайда, бұл процеске қолданылатын негізгі талаптар мыналар:

· сынаманың барлық көлемінің толық сүзілуі;

· суды сақтаған кезде ыдыс қабырғаларында тұнатын көмірсутекті қосылыстардан және жұқа дисперсті фракция бөлшектерінен айырылып қалмау үшін, қардың еру моментінде сүзу операциясын орындау; тұнбаны толығымен фильтрге, тұнбаны бірнеше рет сынама фильтратымен жуу арқылы шығарылады.

Процесті жылдамдату және тұрақты жылдамдық шартын қадағалау үшін фильтрлеуді вакуум астында өткізеді.

Талдауға көлемі 1,5 л болатын фильтрат және фильтр жіберіледі. Сынаманың суда ерігіш қосылыстарын анықтау үшін талдау алдында екінші қайтара сүзеді. Күлсіз сүзгіштердің барлығы дерлік тез шайылатын сульфатты қоспадан (10-50 мкг көлемінде ) тұратыны белгілі. Егер суды талдауға қажетті ілменің көлеміне тең етіп алып ( 20-50 мл ) фильтрлесек, онда талдау процесінің нәтижесі бірнеше есе өсіп кетеді. Сондықтан да сүзу процесі үшін сынаманың ең аз көлемін – 500 мл кем алмау керек.

Тұнбалы сүзгіштер бірнеше сағат кептіріліп, содан соң өлшенеді. Тұнбалы сүзгіш және таза сүзгіштің салмақ арақатынасы арқылы сынамадағы аэрозольдің қатты бөлшектерінің салмағы анықталады. Бұдан соң тұнбасы бар сүзгіш органикалық еріткіштермен көмірсутекті қосылыстарды экстракциялау үшін өңделеді. Экстракция аяқталған соң сынама басқан фильтрге ауыстырылып, кептіріледі және металдарды анықтауға жіберіледі. Талдаулар әдістемеге сай жүргізіледі.

Бақылау сұрақтары:

1.Қар жамылғысынан сынама жинау қалай жүргізіледі?

2.Қар жамылғысында қандай ластаушылар бар?

3.Қар жамылғысының сынамасын талдауға дайындау қалай жүргізіледі?

4.Қар жамылғысының және мұздың, оларды бақылау ерекшеліктері қандай?

5.Қар жамылғысынан сынама алу жолдары.

Әдебиеттер:

1. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды Л., Гидрометиздат 1979 г.

2. Родзин В.И. Семенцов Г.В. Основы экологического мониторинга (инженерные задачи рационального природопользования) Учебник. Таганрог ТРТИ, 1988

3. Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. Л., Гидрометиздат 1980

4. Проблемы фонового мониторинга состояния природной среды (итоги сотрудничества стран-членов СЭВ по проблеме «Глобальная система мониторинга окружающей среды») Л. Гидрометиздат, вып 1-5 1987г.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!