1.2.1 Табиғи ластану

Табиғаттан бөлініп шығатын ластаушы заттарға өсімдік, вулкандық және космос тектік шаң-тозаңдар; топырақ эрозиясынан пайда болатын шаң, тұман, орман өрттерінен бөлінетін түтін мен газ, вулкан, өсімдік, жануар , микробиология өнімдері жатады.

Атмосфералық шаң – жер атмосферасының тұрақты бөлігі. Оған ауадағы қалқыма, қатты, радиусы 10см, конденсация ядроларының орташа радиусы 5-10 см болатын бөлшектер жатады. Табиғи ластаушылардың бірі атмосфералық шаң-тозаң шығу көзі көп болса да, мөлшері өте аз.

Табиғи ластануды континентальдық және теңіздік, органикалық және бейорганикалық деп бөледі. Органикалық ластаушы заттарға аэро-планктон-бактериялар, оның ішінде ауру қоздырушылар, саңырауқұлақ споралары, өсімдіктер тозаңы т.с.с жатады. Табиғи ластанудың кең мағыналы түріне космостық шаң-тозаң, тар мағыналы түріне орман, дала өрттері, вулкандар. Атмосфераның төменгі қабатындағы шаң-тозаңға шөлдер мен дала жатады. Атмосфераның жоғарғы қабатында планетааралық кеңістіктің бөлшектері – космостық шаң жатады. Жер бетіне планетааралық кеңістіктен жылына 2-5 млн.т шаң түседі. Атмосферангың табиғи ластануы фондық болып есептеледі және ол өте аз өзгереді. Олар ауаның сапасын көп өзгерте қоймайды. Бірақ апат жағдайында олар нағыз ластаушылар болып кетеді. Мысалы, Ява аралының жанындағы Кракатау вулканы 188 жылы атылғанда, шықққан шаң-тозаң күн сәулесінің жарығын жауып, жердегі күн радиациясын азайтып, жылу тепе-теңдігіне әсерін тигізді. Жер бетіндегі ұзақ өрттер мен шаңды дауылдар өзіндік із қалдырады.

Табиғи ластану процестерінің табиғатта антиподы бар, олар табиғи ластаушыларды бейтараптандырады. Табиғи ластаушы көздер адам тұратын жерден алыстатылған, ал антропогендіктер – адам көп шоғырланған аудандарда орналасқан.

1. 1.2.2 Антропогендік ластану

Өз іс-әрекетінде адам қоршаған ортаның әртүрлі элементтерін пайдаланып оның сапасын өзгертеді. Осы өзгерістер қолайсыз ластану түріне жатады. Антропогендік өзгерістер масштабпен табиғи өзгерістерге сәйкес келеді, кейде одан жоғары болады.

Антропогендік ластану –адамның іс-әркектімен байланысты. Антропогендік ластану заттардың түрлері мен оларды шығаратын көздердің көптігімен ерекшеленеді. Егер 20 ғасырдың басында өнеркәсіпте 19 химиялық элемент қолданылса, 20 ғасырдың ортасында өнеркәсіпте 50-ге жуық, ал қазіргі кезде Менделеевтің барлық кестесі кірді. Бұл елді өнеркәсіптің ауыр және сирек кездесетін металдарымен, табиғаттта жоқ және табиғатта радиоактивті, канцерогенді заттар жасамайтын бактери, вирустармен атмосфераны ластайтын болды.

Адам өміріне қауіп төндіретін зиянды заттар 4 қауіпті класқа бөлінеді:

1. Өте қауіпті заттар, ШРК 0,1 мг/м куб төмен;

2. Жоғары қауіпті заттар ШРК 0,1-1,0 мг/м куб;

3. Орташа қауіпті, ШРК 1,1-10 мг/м куб

4. Аз қауіпті заттар, ШРК 10 мг/м куб жоғары.

Химиялық қоспалар адамға әсер еткенде барлық бүліну жағдайларының процестерін көруге болады. Әртүрлі қолайсыз нәтиженің жаңа түрлерін көруге болады- канцерогендік, мутагендік, имунотоксикалық, аллергиялық, гонадо-эмбрионалдық, тератогендік және т.с.с.

Атмосфералық ауаның ластануы глобалды, аймақтық, жергілікті және ықшамдаулы болады. Бірақ бұл түрлерді нақты бөлуге келмейді, өйткені атмосфералық ауаның шекарасы болмайды.

Аймақтық ластану деп кәсіпорынның әсері бар 100 км жердегі атмосфералық ауаның ластануын айтамыз.

Жергілікті ластану көптеген қалдықтар жиынтығының көздері осы аймақта орналасуымен анықталады. Ықшамдаулы өзгеру – мұнда бір немесе бірнеше қалдықтар көздері желдің бағыты мен жылдамдығына байланысты әсер етіп отырады.

Атмосфераны ластайтын заттар алғашқы және туынды болып бөлінеді.

Алғашқы – бұл заттар әртүрлі көздерден түскен кәсіпорын қалдықтарының ішінде болады.

Туынды – бірінші не екінші синтездің тасымалдау өнімі болып келеді. Белгілі бір физико-географиялық жағдайда жеке алынған заттар атмосферада химиялық реакцияға түседі, соның салдарынан құрамы өте қауіпті жаңа заттар пайда болады. Тікелей ауада өткен химиялық реакциялар түтінді –тұман – смог тудырады. Смог болу үшін белгілі бір жағдай болу керек. Біріншіден, өндірістік және транспорттық газдар мен шаңдар көп болу керек (смогтар әсірісе қалалы жерде болады). Екіншіден, физико – географиялық шарттар болу керекжағдайлар тау шұңқырында орналасқан қалаларда ауа тұрып қалады, желдік инверсия жиі болатын жерлерде. Үшіншіден инверсияның қабаты төменірек болса, ластаушы заттардың концентрациясы жерге жақын ауаның қабатында көбірек болады.

Антропогендік ластаушы көздер әртүрлі болады. Оған жылыту жүйелері, өнеркәсіп кәсіпорындары ғана емес, мал шаруашылық, көлік, тұрмыстық қалдықтары да жатады. Көмір жағу нәтижесінде атмосфераны ластайтын көмір қышқылы пайда болады. Көлік жүрген кезде атмосферада көміртек тотығы пайда болады. Әртүрлі өндірістер, атомдық электростанциялары, атомдық және сутек бомбаларының тәжірибелік жарылыстары сырттай ортаны радиоактивті ластау көздеріне жатады. Радиоактивті өнімдер атмосферада 3-9 жылға дейін, ал атмосфераның төменгі қабатында 3 айға дейін жатады.

Негізгі ластайтын заттардың стандарт бойынша атмосферада болу мөлшері келесідей: күкірт диоксиді (SO₂), азот оксиді (NO₄NO₂), көміртек оксиді (CO), газ тәріздес сутектер (HC), күкірсутектер (СS₂), аммиак (NH₃), әртүрлі галоген құрамдас газдар.

Атмосфералық ауа адамның бірден-бір тіршілік ететін негізгі ортасы, оның сапасына адам ағзасының денсаулығы, физикалық даму деңгейі, ұрпақ өрбіту мүмкіндіктері, өмір сүру ұзақтығы тікелей байланысты.

Ұзақ емес тарихи мерзімде (19-20 ғ.ғ.) елді мекендердегі ауаның физикалық-химиялық құрамында өзгерістер болды, мұның өзі адамдардың денсаулығына зиянды зардаптарын тигізді. Қазақстан Республикасында атмосфералық ауаның ластануы ең маңызды мәселелердің бірі болып отыр. Улы заттардың атмосфераға шығарылуы жылына 2,5 миллион тонна, транспорттың қалдықтар 1 миллион тоннадан асады.

Қазіргі кезде 5 миллион Қазақстан тұрғыны ластанған атмосфералық ауа жағдайында, оның ішінде 2 миллион өте ластанған деңгейдегі ауа жағдайында тұрып жатыр.

Атмосфералық ластанудың антропогендік (жасанды) көздеріне өнеркәсіптік кәсіпорындар, көлік, жылу энергетикасы, тұрғын үйлерді жылыту жүйелері, ауыл шаруашылығы, т.б. жатады.

Атмосфераға тасталатын 52 Гт әлемдік антропогендік шығарындының 90%-ін көмір қышқыл газы мен су буы құрайды (бұлар әдетте ластағыштар қатарына тигізілмейді). Техногенді шығарындылардың құрамында бірнеше мыңдаған қосылыстар кездеседі. Бірақ-та олардың ішінде ең көп мөлшерде, яғни тонналап атмосфераға шығарылатындарға қатты бөлшектер (шаң, түтін, күйе), көміртек оксиді, күкірт диоксиді, азот оксидтері, әр түрлі ұшпа көмірсутектері, фосфор қосылыстары, күкіртті сутек, аммиак, хлор, фторлы сутек жатады. Осылардың ішінде алғашқы бесеуі ауа бассейініне миллион тонналап тасталады. Барлық ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыштардың жалпы жылдық массасы осы бесеуінікін бірге қосқанда орта шамамен 800 млн. т құрайды.

Кесте 1 - Атмосфералық ауадағы заттектердің шекті рауалы концентрациясы

Заттектер	Қауіптілік класы	ШРКбж (бір жылдық)	ШРКот (орта тәулік)
1	2	3	4
Ағаш шаңы	3	6	0,15
Азот (ІУ) диоксиді	2	0,085	0,04
Азот оксиді	3	0,6	0,06
Азот қышқылы	2	0,4	0,15
Акрилонитрил	2	-	0,03
Акролеин	2	0,03	0,03
Аллил хлориді	2	0,07	0,01
н-Амилацетаты	2	0,1	0,1
Аммиак	4	0,1	0,02
Аминдер С15-С20	2	0,003	0,03
Аммоний нитраты	4	-	0,3
Аммофос	4	2	0,2
Анилин	2	0,05	0,03
Анорганикалық шаң (20-70% SiO2)	3	0,3	0,1
Ацетальдегид	3	0,01	0,01
Ацетон	4	0,35	0,35
Ацетофенол	3	0,003	0,003
Барий карбонаты (бариймен есептелген)	1	-	0,004
1 –ші кесте жалғасы
1	2	3	4
Цемент шаңы	3	0,3	0,1
Мақта шаңы	3	0,5	0,05
Күкірт (ІУ) диоксиді	3	0,5	0,05
Күкірт қышқылы	2	0,3	0,1
Сірке қышқылы	3	0,2	0,06
Көміртек (П) оксиді	4	5	3
Көміртек тетрахлориді	2	0,7	4
Формальдегид	2	0,035	0,003
Бензол	2	1,5	0,1
Бензил	4	5	1,5
Фенол	2	0,003	0,01
Күкіртті сутек	2	0,008	0,008
Қорғасын	1	0,001	0,0003
Сынап (металл түрінде)	1	0,001	0,0003
Бенз(а)пирен	1	-	0,000001
Күйе	3	0,15	0,05
Мыс	2	0,5	0,001
Мырыш	2	5,0	0,05
Темір (сульфаты)	3	-	0,007
Метилмеркаптан	1	9*10-6	-
Тетраэтилевинец	1	-	0,0001
Бутан	3	200	-
Озон	1	0,16	0,03
Скипидар	4	2	1
Этил спирті	4	5	5
Метил спирті	3	1	0,5
Тотуол	3	0,6	0,6
Ксилол	3	0,2	0,2
Дихлорэтан	2	3	1
Фторлы сутек	2	0,02	0,005
1 –ші кесте жалғасы
1	2	3	4
Хром (ІУ) оксиді	1	0,0015	0,0015
Көмір сутектері	3	0,03	0,005
Хлор	2	0,1	0,03
Бром	2	-	0,04
Ванадий (У) оксиді	1	0,5	0,002
Марганец және оның оксидтері	2	0,01	0,001

Атмосфералық ауаға ең қолайсыз әсер тигізетін автокөлік болып саналады. Ол көптеген қалаларда бірінші орындағы ластаушы көзге жатады.

Ғылыми-техникалық революцияның нәтижесінде өнеркәсіп өндірісінің өсіп, химиялық қоспалардың мыңдаған түрі биосфераға түсіп, оны ластайды. Оның көпшілігі атмосфераның мөлдірлігін төмендетеді, ауаның дымқылдығын көбейтеді, көруді азайтады, адамға, жануарларға, топыраққа, ғимаратарға, архитектуралық ескерткіштерге зиянды әсер етеді, кейбіреулер өсімдіктің өсуін тоқтады, немесе өлтіреді. Топырақ пен олар өсімдіктің тамыры арқылы жерге барады, жеміс-жидектердің сапасын нашарлатады, жануарлардың қоректендіру ресустарына зиян әкеледі. Жер бетіндегі ағын сумен ол су қоймаларына түсіп, балықтардың тіршілігіне зиян келтіреді.

Соңғы 200 жыл ішінде атмосфераның газдық тепе-теңдігі бұзылды. Әсіресе Х1Х ғасырдың аяғында автомобильдердің көбеюіне байланысты көміртектің қос тотығы өте көп болып кетті (көмір, мұнай, газ жағу). Агротехника саласындағы процестер де атмосфераны метан, азот оксидімен ластады.

Қоршаған ортаны іштен жану двигателдері көп ластайды, ол адам денсаулығына зиянды. Ағылшын-американ-ресейлік біріккен жобаға қатысушылар жердің ғаламдық жылынуын нақты көрсетіп, жер бетіне төніп келе жатқан оттегінің жетіспеушілігін дәлелдеді. Орташа есеппен алғанда жер атмосферасы температурасының өсуі, Еуропада және дүние жүзінде болып жатқан су тасқындары, орман өрттері осыны көрсетеді. 140 жылға метеобақылаудың нәтижесінде 1998, 2001,2002 жылдары ең ыстық болып есептелді. Зерттеу былай болған: 300-400 жастағы ағаштардың қабығынан бастап ортасына дейін цилиндрлер ойылған. Бұл тесіктерді жылдық сақиналарға бөліп изотоптық зерттеулер жүргізген. Мысалдардағы көмірсулар байланысы әр жыл сайынғы фотосинтездің дұрыс жүргенін көрсетеді. Атмосфераның ластануынан ағаштардың дем алысы бұзылуы тәжірибелер көрсеткендей ХХ ғасырдың 90-шы жылдарынан бастап ағаштар табиғатты цивилизацияның (өркениеттің) қауіпті ықпалынан сақтаудың орнына тәуліктің жарық кезінде де белсене демалу, олар да өнеркәсіп сияқты ауаға көмірқышқыл газ бөле бастады. Жаппай планетаның барлық ормандары СО₂ бөліп жатыр деп айтуға болмаса да Якутия мен Монголия салыстырма нәтижелері үміттендірмейді. Мұның барлығы орман қызметінің күрт өзгеруін көрсетеді.

Жер бетінен шағылысқан күн сәулелерінің жылуын атмосферада парниктік газдар ұстап тұрады. Егер де осы парникті газдар болмаған жағдайда жер бетіндегі суықтан мұхиттар қатып, ал тірі организмдер өлер еді. Бірақ ауаның ластануынан парникті газдардың құрамы көбейіп жылуды көп ұстайды, ал бұл дүние жүзі бойынша климаттың өзгеруіне әкеп соғады. Соның саолдарынан соңғы 100 жылда планетаның орташа температурасы 0,8 °С-қа өсті. Ғалымдардың айтуына қарағанда осы ғасырдың ортасына таман 1,5-4,5 °С-қа дейін жылынатын көрінеді.

Антропогендік іс-әрекеттің температураға әсері әлі талқылануда. Су буының құрамы да температура өзгергенде өзгереді. Атмосферадағы СО₂-нің құрамының өзгеруі әртүрлі күрделі климаттық процестер өзгеруі немесе жауын-шашын түсуіне әсер етеді. Температура жоғарлауы мұздарды ерітіп дүние жүзілік мұхиттың көлемін өсіреді. Соның салдарынан шөлдерді су басып құрбандыққа әкеледі, су құрамы өзгеріп эпидемия пайда болып, жауын-шашын мөлшері өзгеріп көптеген аймақтар шөлге ұшырап сол жерде аштыққа әкеліп соғады. Мұның барлығы көп адам шығынына әкеледі.

Атмосфераның антропогендік өзгерісі мен озон қабатының бұзылуы байланысты. Озон қабатының әлсіреуінің қаупі мынада: тірі организмге қауіп төндіретін ультракүлгін түстің сіңуі азаяды. Стратосферадаға озон қабаты тірі организмдерге қауіп төндіретін күн сәулесінің ультракүлгін түсін сіңіреді. Қазіргі кезде тері рагінен зардап шегіп жүрген адамдар саны өсті.Бұл озон қабатының бұзылған жерінен ультракүлгін сәулелерінің өтуінің әсері.

Көлік авиациясынан пайда болған азот тотығы озон қабатын бұзған дейтінбіз. Бірақ зерттеулер бұл ластану көзіне жатпайтынын көрсетті. Ғалымдардың зерттеулеріне қарағанда озон қабатының бұзылуына әкеп соққан хлор-фтор құрамдас көмірсутектерді пайдалану. Олар аэрозоль баллондарында, тоңазытқыштарда т.с.с тұрмыстық химияда, полистиролда жоғары көтерілген майын бұл газдар бөлініп озонды бұзатын хлор тудырады. Осылай озоны аз озон тесіктері пайда болады. Осындай озон тесіктері Сібір, Батыс және Орталық Европада яғни озонды бұзатын заттар шығаратын кәсіпорындар бар жерлерде пайда болған. Бұл озон экранының химиялық бұзылуын көрсетеді. Орташа көп жылғымен салыстырғанда озон құрамы мұнда 5 пайызға азайған. Озонның атмосферадағы мөлшері, салмағы және көлемі бір млн.төмен. Оның негізгі бөлігі 90 пайызы стратосферада шоғырланған. Ал қалған 10 пайызы атмосфераның төменгі қабатында ораласқан. Бұл жерде озон өте қауіпті ауаны ластағыш болады. Оның дем алуға арналған мөлшері 150-200 мкг/м куб болады. Одан асса ол тыныс жолдарына әсер етеді, көзді ауыртады, өсімдіктердің өсуін тоқтатады.

Озон электрдің ыдырауынан пайда болады, бірақ азот оксиді мен көмірсутек пен фотохимиялық реакциядан пайда болуы өте маңызды. Үлкен қалаларда өнеркәсіп пен автомобиль қалдықтары өзара бір-біріне әсер етіп химиялық қоспалар жасайды. Солай шоғырланған озоннан фотохимиялық смог пайда болады.

Озон қабатының маңызы өте зор болғандықтан көптеген мемлекеттер тәжірибеге көшті. Сонау 1978 жылдардағы АҚШ, Канада, Скандинавия мемлекеттері аэрозоль балондарындағы фреонды пайдалануға тыйым салды.

Қышқылдық жауындар бұл атмосфералық жауын-шашынды, олардың рН 5,5 төмен болды. Атмосфераға күкірт және азот оксидтерінің түсуінен жауын-шашын қышқылданады. Құрамында күкірт органикалық қоспалары бар тас көмір, мұнай, табиғи газ жануы SO₂ көзі болып табылады. SO₂ жартысы тотығу салдарынан атмосферада ангидридке, ал ол атмосфералық ылғалмен қосылып күкірт қышқылына айналады. SO₂ негізгі көзі-түрлі-түсті металлургия, мыс, никель, кобальт, мырыш өндіру және басқа металдар сульфидін өртеу стадиясына қосылады. Азот тотығы- азот қышқылының бастапқысы атмосфераға жылыту электростанциялары мен іштей жанатын двигателдердің түтін газы арқылы келеді. Бұл құрылымдағы жоғарғы температурада ауа азоты жартылай тотығады. Одан моно-қостотықты азот пайда болады. Қышқыл жауын-шашындар (олардың рН 2,5 дейін жетеді) техникалық құрылыстарға қауіпті әсер етеді. Қышқылдық жауындар жауған жерлерде өсімдіктер мен жануарлар өледі. Қышқыл жауындардың салдарынан мыңдаған көлдердің сутекті көрсеткіштері төмендеді, ал ол фунаның күрт жұтауына, көптеген организмдердің жойылуына әкеп соқты. Сондай-ақ мұндай жауындар ормандардың дағдарысына әкелді, тіптен бүкіл орман көлемін жойған кездері болды. рН төмендеуі топырақтың эрозиясына әкелген және металдардың қозғалысын ұлғайтқан.