Ауыр металдардың қоршаған ортаға таралу көздері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 32 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 1
1.1 Ауыр металдардың қоршаған ортаға таралу көздері 1
1.2 Ауыр металдардың биологиялық әсері. 2
1.3 Табиғаттағы ауыр металдар 5
1.4. Топырақтағы ауыр металдар. 7
2. Зерттеу Әдістері мен материалдары 9
2.1 Зерттеу тәсілдері 9
2.2 Үлгілерді алу және сақтау 10
2.3 Өлшеу заттары, қосымша жабдықтары, ыдыс, реактивтер және материалдар
10
2.4 Реактивтер және материалдар. 11
2.5 Ерітінді даярлау 12
2.6 Өлшеулерді орындау 13
3. Зерттеу нӘтижелерІмен оны талдау 15
3.1. Текелі ГОК ОАО "КАЗЦИНК" өндірісінің 15
жоспарлы құрылымына мінездеме 15
3.2 Өндіріс қалдықтарының сипаттамасы 19
3.3 СҚЗ шекарасындағы қоршаған ортаның экологиялық жағдайының параметрлері
24
Қолданылған әдебиеттер тізімі 31

1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

1.1 Ауыр металдардың қоршаған ортаға таралу көздері

Адамзат өзінің тіршілік барысында қажетті материалдарды өңдеуге
байланысты алуан түрлі өндіріс көздерін пайдалануда. Осы себепті біздің
негізгі тіршілік ортамыз биосфераның ластануы бүкіл планетамыздың өзекті
мәселесіне айналып отыр. Түрлі өндіріс көздері: ауыр өнеркәсіп, жеңіл
өнеркәсіп, автотранспорт және ауыл шаруашылығы сияқты т.б. өнім шығару
барысында қоршаған ортаға (су, ауа, топырақ) және тірі организмдердегі
айтарлықтай кері әсерін тигізетін орасан зор зиянды заттар, әсіресе
металдар көптеп бөлініп шығуда. Мысалы: қорғасынның антропогендік әсерінен
қоршаған ортаға бөлініп шығу мөлшері табиғи деңгейден 18 есе артық, кадмий
– 9 есе, цинк – 7 есе, мыс- 3 есе т.т. (22).
Ауыр өнеркәсіптен жыл сайын қоршаған ортаға 30,6 тонна сынап, 76,5
тонна кобальт, 12000 тонна никель, 15000 тонна молибден, 89000 тонна
қоғасын, 121000 тонна мырыш, 154690 тонна мыс бөлініп шығады.
Көмір және мұнай өнімдерін жағу салдарынан қошаған ортаға 1600 тонна
сынап, 3600 тонна қорғасын, 3700 тонна никель бөлініп шығады. Ал
автотранспортты алатын болсақ 26000 тонна қорғасын бөлініп шығады.
Қара металлургия. Негізінен өндіріске үлкентоннажды жоғары
температуралық чугун және болат еріту процессі жатады (12). Темір кенін
негізінен темір оксидіндегі түрін сутегі арқылы таза темірге дейінгі
қалыптасуын сипаттайды. Кендерді алу және өңдеу ауаның ластануына әсерін
тигізеді, себебі шикізаттарды даярлауда және кендерді доменді пештерге
салған кезде олардан үд-лкен мөлшерде шаң түзіледі. Шығатын газдарда көп
мөлшерде СО2 болғандықтан домна пештердің өздері де ластаушылардың бірі
болып саналады (17). Коксты пештерде кенді салған кезде, бу және кокс
суығанда шығатын ұсақ бөлшектер, одан басқа сульфид, мекаптан және т.б.
иісі жаман химиялық заттар ауаны ластайды.
Химиялық өндіріс заттарды әртүрлі шикізат түрінде шығарады. Соның
ішіндегі суперфосфатты тыңайтқыштар шығаратын зауттар, күкірт қышқылы
арқылы фосфатты кендерді өңдеу барысында атмосфераға фторлы сутегі бар және
басқада құрамында фтор бар газдар шығарылады (27).
Қағаз және целюлоза өндірісінде ауаға күкірт сутек меркаптан
бөлінеді.
Автотранспорт, дамыған елдерде негізгі ластаушылардың бірі болып
табылады. Бұл мәліметті № 1 кестеге қарап көруімізге болады.

Кесте 1
Ластану млнТжыл
Көміртегі оксиді 59,7
Көмір сулар және т.б. органикалық зат 10,9
Азот оксиді 5,5
Күкірт қоспасы бар қосылыстар 1,0
Микробөлшектер 1,0

Жоғарыда келтірілген мәліметтерден, автокөліктен 92 % СО2, 63%
көмірсутегі, 46% азот оксиді шығатыны анықталды.

1.2 Ауыр металдардың биологиялық әсері.

Қазіргі кезде өндіріс орындарында Менделеев таблицасының периодтық
системасындағы 70 метал қолданады ал оның ішіндегі 56-сы ауыспалы болып
келеді. Металоорганикалық қосылыстар құрай алатын қабілеті бар. Соның
ішіндегі ауыр металдарға атомдық саны 50 бірліктен асатын, 40 элементті
жатқызамыз. Ауыр металдардың қоршаған ортаға, тірі организмдерге және
адамға тигізетін салдары өте қауіпті. Сондықтан соның ішіндегі көп
кездесетін ауыр металдардың әсерін қысқаша көріп шығамыз.
Қорғасын – ауыр металдар ішіндегі токсикология ғылымымен ең көп
зерттелген элемент. Қорғасынның неорганикалық қосылыстары зат алмасу
процесін бұзып ферменттерді ингибитірлейді. Әсіресе қорғасынның балаларға
әсері үлкен, ол ой кемістігін және тұқым қуалайтын ми ауруына шалдықтырады.
Қорғасын органикалық және неорганкалық түрдеде өте қауіпті. Неорганикалық
қосылыстың ең қауіптісі оның сүйек құрымндағы кальцийді алмастырып
организмде ұзақ уақыт бойы сақталып улану көзі болып табылады.
Органикалық қорғасынмен уланғанның бір белгісі оның қандағы
мөлшерінің жоғарлауы. Қорғасынның қандағы қауіпсіз мөлшері 10-4% болып
саналады. Осыған орай АҚШ-тың Филодельфия қаласында тұратын адамдардың
қанындағы қорғасынның өзгеруі зерттеліп, қалада тұратын кейбір ерлердің қан
құрамындағы қорғасын мөлшері 0,5 х 10-4 өскенін көрсетіп қауіптілігін
байқатады. Қорғасынмен қатты уланған кезде шаштағы концентрациясы 0,1% ал
зәрдегі мөлшері 80 мкг. болады. Қорғасын тағы тыныс алу жолдарын тарылтып
өкпені ауруға шалдықтырады, бауырға, бүйрекке, нерв жүйелеріне үлкен әсерін
тигізеді.
Шаруашылық өндірісінде адам биосфераны ыдырау қалпында тұрған
металдармен қанықтырады. Металлургиялық өндірістің өзінен ғана жылына жер
бетіне (тонна) : мыс 154650, мырыш 121500, қорғасын 89000, кадмий 1860
33, кобальт 765 тонна түзеді. Көмір және мұнай жағуда жылына (тонна)
қорғасын 3600, мыс 2100, мырыш 700 түзеді. Жылына көмір жағудан
биогеохимиялық кадмий 40 есе артық түседі 35. Гармаш мәліметтері бойынша
ауыр металдардың басым көпшілігі (95% астам) қара және түсті металлургиядан
топыраққа техногенді шаң ретінде таралады. Металдардың суда еритін
қосылыстары пайыздың оннан бір бөлігін, кейде бірнеше процентін қамтиды.
О.П.Добродеев биосферадағы негізгі геохимиялық ағындарды зерттеп, жер
қойнауынан жылына биологиялық айналымнан: кадмий 160 есе, қорғасын 35 есе,
мыс 4 есе, өсімдіктер қолданатын мырыш және хром алынатындығын айтты.
Жылына жер қойнауынан су ағынымен шығатын элементтерден: қорғасын 70 есе,
мыс 30 есе, мырыш 5 есе өндіріледі.
А.А.Беус есептеулері бойынша соңғы 10 жылда түсті металдарды өңдеугек
дейінгі әрбір шаршы километрге жоғалтуы орташа 20 кг. қорғасын және 80 кг.
Мыспен қорғасын болған. Автокөліктің түтіні жылына жер бетіне 260000 тонна
қорғасын түсіреді. Бұл металлургиялық өндірістің лақтыруларынан 3 есе
артық. 1 литр жанармай жануы кезінде ауаға 200-300 мг. қорғасын түседі.
Биосфераға ауыр металдардың түсуі сел тәрізді болып, тірі организмнің
бейімделіп үлгермеуіне әкеледі. Жер қабатын байыту масштабы уақыт өте
өзгерген. Жоғарыда айтылған ауыр металдар зерттелетін аймақта орын алған.
40 жыл ішінде Семей ядролық полигонында атомдық сынақтар жүргізілген.
Осы арада жылына 3 млн. Тонна көмір өндіретін Қаражыраң кені орналасқан.
Техногенді көздерден қошаған ортаға ауыр металдар әртүрлі химиялық
қосылыстар түрінде түседі. Неорганикалық қосылыс түрінде аз мөлшерде
карбонатты, оксикарбонаттар, галогенидтер, оксидтер, сульфаттар және
сульфидтер түседі. Шаң тәрізді лақтырулар көптеген жағдайда
металоорганикалық қосылыс түрінде болады. Осы тәрізді қосылыстар ағын
сулардың тұнбаларында кездеседі. Металдардың техногенезінде ең басты орынды
геохимиялық айнымалы формалар алады.
Мырыш барлық ауыр металдарға қарағанда улылығы төмен болып келетін
элемент. Ол өсімдіктер мен жануарлардың қоректенуіндегі маңызды элемент.
Бірақ мырышты басқа ауыр металдар сияқты мөлшерден тыс сіңірілсе ол
токсикалық улы зат болады. Мырыштың физиологиялық әсері, оның ферменттердің
активаторы қызыметін атқаруында.

Құрғақтағы және судағы биогенді және техногенді
металдардың миграциясы
Кесте 2

Металдар Металдар миграциясы көрсеткіші, гга. Жыл
өзен суларымен өсімдік өндірістік
шығуы өсінділерімен өндіру
ұсталынып қалуы
Мыс 11,8 103,2 360
Мырыш 47 464,3 260
Марганец 24 3870 403
Кобальт 2,3 7,7 0,9
Қорғасын 2,3 5,2 120

Кадмий мырышқа қарағанда улы болып келеді. Адам организміне ол біртіндеп
енеді, мысалы ер адамдарда ол жылына
30 мг. болып, оның 33% бүйректе, 14% бауырда, 2% өкпеде, 0,3% қарын асты
безінде т.б. ұлпаларда сақталады 20.
Көптеген елдердегі зерттеулер бойынша сынап улы әсерімен адам және
жануарларға үлкен зардап тигізеді. 1950 жылдан бастап сынаптың адамға кері
әсері кең көлемде зерттелді. 1952 – 53 жылы Жапонияда Миномата бұғазының
маңындағы балықшы ауылының өлім деңгейі өсе бастады, кейіннен келе оның
басты себебі сынап екендігі дәлелденді. Олар сынаптың суға бұғаздың қасында
тұрған зауыттың ағынды суларымен түсіп су фаунасының организміне еніп
балықшыларға трофикалық тізбек арқылы әсер еткен. Кейннен бұл ауруды
Миномата ауруы деп атап кеткен.
Сурьма мышьяк пен бірге сульфидті металдар кенінде кездеседі. Сурьма
улылығы жағынанмышьякпен ұқсас, оның мөлшерден тыс кездесуі организмдегі ас
корыту жолдарының бұзылуына және денедегі температураның төменденуіне
әкеледі.
Мышьяк табиғатта сульфид түрінде кездеседі. Бұл металдың ластану
көзі болып ауылшаруашылығында зиянкестерге және арамшөптерді құртуға
қолданатын гербециттер, фунгициттер, егеуқұйрықтар уы және инсектицидтерді
қолдануда кездеседі 37. 1990 жылы Ұлыбритания қаласы Манцестерде 70
адамның, құрамында 1,5 х 10-3 мышьяк бар сыра өнімін ішкеннен өлген 27.
Мышьяк тағыда өкпе және тері рагы ауруларын тудырады.
Кобальт адам организмінде мөлшерінен көп болса қан құрамындағы
гемоглобинге әсер етіп полицитамия және гиперлейкамия ауруын туғызады.
Мыс хальнофильді элемент болып саналып қорғасын, кадмий және мырышпен
бірге сульфидті тұнбаларда кездеседі. Мыстың өсімдік организмінде болуы
табиғи жағдай ретінде қаралады жәнеде оның топырақтағы мөлшерін
байланыстырмайды, себебі мыс өсімдік қорегіндегі маңызды элемент болып
саналады. Бұл жануарларға да тән құбылыс. Мыстың қолданылуы көп жерде
кездеседі оның улы қасиеті аз зерттелген. Мыс шығаратын кең-байыту
комбинаттарындағы шахтерлардың арасында өкпе ауруы көп кездеседі. Бір бұ
металдың тікелей канцерогенді әсері толығымен зерттелмеген. Мыстың адам
организміндегі мөлшерден көп кездесуі Вильсон ауруын туғызады. Бұл кезде
оның көп мөлшері ми ұлпаларында, теріде, бауырда, миокардта көптеп
жинақталады 24.
Қалайы гальванотехникада көптен қолдансада адам денсаулығына, басқа
металдарға қарағанда айтарлықтай зияны жоқ. Адам организмін улайтын дозасы
3-2 гр. болып саналады 10.
Ванадий мұнай компонентерінің бірі болып саналады. Ең қауіпті
қосылысы бензин және май қалдықтары.
Ауыр металдардың экотоксикологиялық әсері өсімдіктерде әртүрлі
көрінеді : ферменттердің ингиберленуі,органикалық молекулалармен комплекс
түзуі 7.
Ауыр металдардың негізгі улы қасиетіне өсудің тоқталуы, некроз,
хлороз, жапырақтардың өлуі, олардың жалпы өнімділігінің төмендеуі 6
жатады.
Алматы қаласы Қазақстанның ірі қаласы. Соңғы жылдары автомобильді
парктердің өсуі байқалады. Бұл экологиялық күрделі жағдайлардың түзілуінде,
архитектуралық құрылымдық жағдайларды өзгертуде 11,12.
Хром халық шаруашылығында кеңінен қолданылуда. Өндірістің 50-ден
астам түрінде адам хроммен тығыз байланысқа түсуде 6. Ағын суларды дұрыс
тазаламау салдарынан өндірістер суға көп мөлшерде хромды төгуде. Ауыл
шаруашылық өсімдіктердің суару барысында өсімдіктердің ұлпалары хромды
аккумуляциялайды 9.
Автомобильдің түтінінен шыққан заттар бірден биосфераның активті
зонасына түседі, екіншіден онда адам организміне қауіпті қорғасын,
кадмийден басқа азот оксиді, бензопирен, күкірт оксиді т.б. заттар болуымен
қауіпті.
Бұл заттардың біраз бөлігі топырақтың беткі қабатына түсіп, ал
қалғандары жел арқылы таралады.
Қоршаған ортаға түсуі аз мөлшерде болсада, олар сыртқа шықпай,
ыдырамай, жинақтала береді. Осыған орай газдарды өзіне сіңіріп алатын
өсімдіктер түрін, нақтылай айтсақ қылқандыларға жататын қарағай ағашын жол
бойына егу Алматы қаласында қолға алынған. Бірақта қаланың санитарлы-
гигиеналық қызметінің төменденуіне байланысты қатты ластанған жағдайда ол
өз төзімділігін төмендетті 4.
Жол торабынан 50 метр алшақтықта орналасқан өсімдіктерде қорғасыннан
басқа мына ауыр металдар Mn, Zn, Cu, Cd, Co, N, Sі кездеседі.
Әртүрлі өсімдіктердегі материалдардың құрамы, олардың топырақтағы
мөлшерімен байланысты. Көптеген авторлармен ауыр металдардың топырақтағы
мөлшері өсімдіктердегі жинақталуы арасында тікелей байланыс бар екендігі
анықталады.

1.3 Табиғаттағы ауыр металдар

Топырақтағы металдардың мөлшері негізгі топырақ түзетін тау
жыныстарына байланысты. Техногендік әсерге түспеген топырақ түзетін тау
жыныстары ауыр металдарды анықтайтын негізгі факторы болып саналады.
Жер қабатындағы көп мөлшердегі мыс негізгі және ортанғы тау
жыныстарына тән, ал мыстың топырақтағы аз мөлшері карбонаттыларға тән.
Өзгерілген тау жыныстарында аз мөлшерде цинкпен байытылғаны (80120мгкг)
және қышқыл тау жыныстарының азаюы байқалады (40-60мгкг). Лай тұнбаларында
цинк концентрациясы жоғарланған (80120 мгкг), ал құмды және карбонатты
жерлерде 10-30 мгкг. мөлшерде болады. Жер қабатындағы қорғасын ерігіштігі
оның магматикалық қышқыл ортада жиналатындығын көрсетеді, қорғасын
концентрациясы
10-40 мгкг. құрайды.Тау жыныстарындағы марганец мөлшері 350-2000 мгкг
аралығында өзгеріп отырады, ал кобальт қышқыл жыныстарды 1-15 мгкг дейін
болады 44.
Топырақтағы мыстың табиғи минералдары сульфат, карбонат, фосфат,
оксид және гидрооксидтерден тұрады. Тау жыныстарында цинк негізінен жәй
сульфид ZnS – сфалерит, кейде ZnCOs – смитсонит түрінде кездеседі.
Қорғасынның халкофильді қасиеті болғандықтан ол негізінен галенит PbS
түрінде кездеседі.
Жыныстар құрайтын кобальттың өзіне тән минералдары жоқ.
Ол Аs, S, Sе және Fe минералдарында кездеседі.
Жер қабатында мыс мөлшері көп емес, 0,01% аспайды 28,30.

Жер қабатындағы Cu, Zn, Cd, Pb, Mn,Co кларктары А.П.Виноградов бойынша 47;
83; 0,13; 16; 1000; 18 мгкг болады.
Желдің әсерінен және топырақ құрылу кезінде химиялық элементтердің
орналасуы өзгереді, бірақ тау жыныстары мен топырақтың химиялық құрамының
өзгеруі сирек болады. Бұл жағдайды В.Гольд Шмидт 30, А.П.Виноградов 22
анықтаған.

Негізгі тау жыныстарындағы химиялық
элементтердің орташа мөлшері
Кесте 3.
Элемен Негізгі Негізгі Ортанғы Қышқы Тұнба
Ттер Ультражынысжыныстар жыныстар лды жыныс.жыныс.
тар (базальттар (диорит (граниттер(лай мен
(дуниттар мен т.б.) тер мен т.б.) балшық)
және т.б.) андезиттер
Cu 20 10 35 20 57
Zn 30 130 72 60 80
Mn 1500 2150 1200 600 670
Co 200 45 10 5 20
Pb 1-Ю 8 15 20 20
Cd 5-Ю2 1,9-Ю1 - - 3-Ю2

1.4. Топырақтағы ауыр металдар.

Қоршаған ортаны ластайтын ауыр металдардың көп бөлігі топыраққа
түседі.
Топырақ - ол биосфераның спецификалық компоненті, өйткені ол
ластайтын заттарды геохимиялық жинақтап қана қоймай ол химиялық элементтер
мен қосылыстарды атмосфераға, гидросфераға, тірі заттарға химиялық
элементтерді тасымалдануын бақылайтын табиғи буфер болып саналады. Әр
жерлерден түсетін латсаушы ауыр металдар түбінде топырақ бетіне түседі, әрі
қарай олар топырақтың физика, химиялық қасиетіне тәуелді болады.
Топырақта жиналатын металдар сілтілену, эрозия және дефляция кезінде
ақырындап жоғалады 15-16.
Ауыр металдардың миграциясы мен құрамына топырақтың мына факторлары :
жұту қасиеті, органикалық зат, рН, тотығу-тотықсыздану реакциялары әсер
етеді.
Топырақтың жұту қасиеті, қоздырғыштарына байланысты: физикалық,
химиялық, биологиялық және физика-химиялық болып бөлінеді. Топырақ
минералдары мен органикалық коллоидтары теріс зарыдты болады, сондықтан
олар катиондарды жұта алады.
Микроб биомассасы және өсімдік қалдықтары, гумин және
фульвоқышқылдарынан тұратын органикалық зат – гумусты
құрайды. Ауыр металдар топырақта органикалық заттармен жақсы сіңіріледі,
органоминералды қосылыстары топырақ ылғалы мен бірге жылжып өсімдіктерге
түседі.
Топырақтың рН ауыр металдардың жылжуына үлкен әсерін тигізеді.
Қышқылды ортада ауыр металдар нашар жылжиды, ал нейтралданған қышқылды
ортада жылдамдығы төмендейді, сілтілі және нейтралды топырақта ауыр
металдардың концентрациясы, қышқыл топырақтарға қарағанда төмен.
Топырақтың тотығу-тотықсыздануы металдардың валенттілігіне әсерін
тигізіп, ауыр металдардың жылжуын тежейді. Жақсы аэрацияланатын жеңіл
топырақтарда тотығу процестері дамиды, өйткені газ тәрізді оттегінің ауа
арқылы қосылуы әсерін тигізеді.
Топырақтың тотығу-тотықсыздану процесіне байланысты күшті жылжу
қасиеті цинк, мыс, кобальтта кездеседі. Олар тотыққан ортада жылжымалы
келеді, ал қалпына келу процесі жүретін ортада олардың жылжуы нашарлайды.

Алюминий оксидінің жаңадан тұнған гелінде ковалентті
микрокатиондарды сіңіру күшті жүреді.
Топырақтың нейтралды, сілітілі және тұзды орталарында алюмосиликатты,
филлосиликатты және цеолитті минералдар құралады.
Баррер айтуынша целоиттер ауыр металдардан комплекс құрайды.
Топырақтың ауыр металдарды сіңірудегі маңызды компоненті болатын темірдің
сулы оксиді мен марганец жатады.
Мына элементтер сияқты : Mn2+, Mn3+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+,Cu2+, Zn2+,
Cd2+, Pb4+ олар оның катиондармен ұқсастығын тапқан.
Метал иондары карбонаттардың тұну процесіне әсерін тигізеді.
Карбонаттарға көбірек әсер ететін элементтерге Co, Cu, Cd, Mn,Pb және Zn
жатқызамыз.
Аридтық климат зонасы топырақтарында, ауыр металдардың жылжуына
фосфоттар, сульфидтер, сульфаттар мен хлоридтар үлкен әсер етеді.
Ауыр металдардың түрін, концентрациясын анықтау үшін әр түрлі
аналитикалық әдістер қолданады. Бұл әдістер топырақта ауыр металдар бар
екендігін болжайды, олар :
1) сулы ерітінді, 2) ауыспалы, 3) органикалық қосылысқа байланысты, 4)
марганец және темір оксидімен ұсталған, 5) өзіндік минерал, 6)
силикатты жүйеде байланысқан.
Бұлардың арасында бір-бірінің формасына ауысатын қабілеті
және тығыз байланыстар болады.
Мыс минералдарды ауылшаруашылығындағы бос топырақта сақталмайды
өйткені ол ерігіш болып келеді. рН 7-8 болғанда мыстың катионды және ионды
ерігіштігі төмендейді. Ал рН 7 төмен болса мыс гидролиздің өнімі болады.
Мыстардың ерігіштігі қышқылды ортада көтеріліп, ал қалпына келу жағдайда
төмендейді.
Топырақтағы цинктің негізгі жылжымалы формасына Zn2+ жатады, бірақ
топырақта басқа ионды формаларыда кездеседі. Жүйеде бос ион формалары рН
7,7 төмен болса, мына валентті катион Zn(OH)+ рН 7,7 ден 9,1 дейін болады.
Бірақ рН-қа байланысты ерітінді құрамында мына ZnSo4, ZnHCO+, ZnHCO3 және
ZN(HCO3)2+ ион парлары болуы мүмкін 4-17.
Топырақта марганец үш тотыққан түрде болады, олар +2; +3; +4. Mn4+
ерігіштігі өте төмен, Mn3+ егіншілікте тұрақсыз. Болжам бойынша топырақтағы
марганец мына түрде Mn2+ кездеседі. Mn2+ катионы кейбір элементтердің
ковалентті катионын силикаттар мен оксидтерде ауыстыра алады.
Табиғатта кобальт тотыққан екі жағдайда Co2+ және Co3+ кездеседі.
Кобальттің сіңіру механизмі кристал оксидтарда рН байланысты өзгереді.
Кадмий қышқыл топырақ ерітінділерінде Cd2+,CdCL1 және CdSO4
формаларында кездеседі. Ерітіндегі кадмийдің барлық мөлшерінің 80-90% Cd2+
ионына жатады 8.
Барлық мәліметтерге сүйенсек, қорғасын ауыр металдар арасындағы ең
күшті жылжымалысы. РН жоғары болғанда қорғасын топырақта гидрооксид,
фосфат, карбонат түрінде тұнады. Топырақтағы қорғасынның сіңуі лиганттардың
санына байланысты болады.
Жаслған жұмыстарға қарасақ генетикалық жақын топырақтарда да
элементтер мөлшері бірдей емес.
Көптеген авторлардың мәліметтері литосферадағы ауыр металдардың
мөлшері мына таблицада көрсетілген.

2. Зерттеу Әдістері мен материалдары

2.1 Зерттеу тәсілдері

Бұл тәсіл алдын-ала даярлықтан өткен. Су ерітіндісіне вольтометрлік-
анализ жүргізуге негізделген.
Методика алдын-ала топырақ үлгінің минерилизациялау арқылы қышқылды
топырақ суын алудан тұрады.
Салыстыру электродын және индикаторлы электродты дайындау және
сақтау. Сынапта индикаторлы пленкалы электродты дайындау. ИВ тәсілі әр
элементке тән индикаторлы сынапты-плункалы электродта тұнбаға түсуі, әр
түрлі потенциалда еруіне негізделген.
Белгіленген максималды элементтің тогы, зерттелетін элементтің
концентрациясына тура қарым-қатынаста. Дайындалған үлгідегі мырыш, кадмий,
қорғасын, мыстың электрод тұнбаға түсуі, электролиз потенциалы (-1.4 В)
болғанда, хлор күміс электродына ұқсас жүреді. Электродтың бетінен
элементтің электроеруі және аналитикалық белгілердің вольтоамперограммада
сызықшалы сигналдардың -1.20 –дан +0.15 В салыстырмалы хлор күміс
электродына белгінелген сезімталдытқа жүргізіледі. Анодты шыңдардың
көрсеткен максималды потенциалы (аналитикалық сигналдар) мырыштың,
кадмийдің, қорғасын және мыстың құмырсқа қышқылдарында сәйкесінше (-0.9
0.1) В; (-0.6 0.1) В; (-0.40.1) В; (-0.10.15)В болады.
Аттестаттанған қоспалар қосылысы тәсілі арқылы үлгідегі элементтерден
жалпы концентрациясы анықталады.
ИВ тәсілі арқылы анализдің жалпы схемасы келесі сатылардан тұрады.
Схема 1. ИВ тәсілі арқылы анализдің жалпы схемасы:

2.2 Үлгілерді алу және сақтау

Үлгілерді алу және сақтау ГОСТ 17.4.301-83,ГОСТ 17.4.4.02-84 және
ауылшарауашылық алқабының топырағын агрохимиялық зерттеу методикалық
үлгісіне қоршаған ортаның металдармен ластанған жағдайында далалық және
лабораториялық жағдайда зерттеулердің методикалық үлгілерге сәйкес жасалды.

2.3 Өлшеу заттары, қосымша жабдықтары, ыдыс, реактивтер және материалдар

Өлшеу және химиялық сандық анализ жүргізгенде келесі қосымша заттар,
ыдыстар, материалдар және реактивтер қолданылады:
Өлшеу заттары және қосымша құралдар:
2 координатты өзі жазатын және сандық вольтметрі Ф-203 (2) бар
сериялы (РА-2,ПУ-1ТБ).
Құрамында компьютері бар (қосымша А) аналитикалық вольтметрикалық СТА
комплексі немесе вольтамперметрикалы сульфат 1М (қосымша Б), АВА-1, ХАН
комплексінде ІВМ компьютерлерінен. Берілген методикадағы мінездемелерге
сәйкес басқа құралдар және үлгілер қолдануға рұқсат етіледі.
Электролитикалық, құрамында:
электродтар күміске орналасқан индикаторлы сынап-пленкалы электрод.
Пленкалы сынапты қалыңдығы 10-20 мкм. Беттік жұмыс істеуі 0.03 –0.2
см3.
Салыстырмалы электрод хлоркүміс 1.0 мольдм (ЗКС) қарсыласу күші 3.0
кОм.
Кварцты әйнектен тұратын, сыйымдылығы 10-20 смЗ шыны.
Ерітіндіні араластыратын құрал:
Магнитті шайқағыш немесе ертіндіні араластыратын неме оттегіні алып
тастайтын, инертті газ келетін иілмелі шыны түтік (сериялы полярограф
қолдану үлгісі) немесе қозғалмалы электрод. Лабораториялық аналитикалық
таразы, 200г шектеулі аумағымен, 2-класс ГОСТ 24104-88Е дәлдігімен.
ДП-1-50 немесе ДП-1-1000 дозаторлары, дискретті қондырғысы 1,0 немесе
2,0 мкл, 5% ауытқымында жұмыс істейді.
Жабық орамды электрлік плитка, ГОСТ 14919-83 бойынша.
Муфельді пеш ПМ-8 немесе МР-64-0215, ГОСТ 9736-91 бойынша, немесе
камералы лаборатория электропеші, температурасы 150 ден 600 С аралығында
25С ауытқымында жұмыс істейді.Тигельді қысқыш (ТҚ)
Өлшенбелі лабораториялық шыны пипеткалар, 2-класс дәлдәгәмен
сыйымдылығы 0,1; 1; 2,0; 5,0: ГОСТ 29227 бойынша өлшенбелі лабораториялық
ыдыс 2-класс дәлдәгәмен, ГОСТ бойынша 1770-74Е құғыш колба 25,05; 50,0 және
100,0 см3 сыйымдылығы; цилиндрлер сыйымдылығы 10,0см3 немесе приборлар
өлшенбелі, сыйымдылығы 10,0;

2.4 Реактивтер және материалдар.

Судағы мырыш, кадмий, қорғасын және мыстыңауытқымы 1%, рН=0,95
мемлекеттік үлгілер стандарттарына байланысты болады. Стандартты үлгіде
элементтің концентарциясы 0,1мгсм3-ден аз 10,0мгсм3 артық болмауы тиіс.
Мысалы: су ертндісіндегі иондардың мемлекеттік стандарттары:
- мырыш ГСО 6085-91, ГСО6084-91, ГСО 5237-90;
- кадмий ГСО 6690-93, ГСО 5222-90, ГСО 6070-91;
- қорғасын ГСО 6077-91, ГСО 5232-90, ГСО 6078-91;
- мыс ГОС 2294-89, ГСО 5227-90, ГСО 6073-91.

және қоюландырылған тұз қышқылы ГОСТ 14262-78, немесе ГОСТ 3118-77х4.
қоюландырылғын азот қышқылы, ГОСТ 11125-84 ос ч немесе ГОСТ 4461-77хч
бидистилденген немесе дистилденген су, ГОСТ 6709, және 3,0 см3, 3%-ті калий
перманганаты ( 0,5см3 концентрациалы, күкірт қышқылы және 3,0см3, 3%-ті
калий перманганаты ертіндісі, 1,0дм3 дистилденген суға) және күкір қышқылы
барда алынған.
Концентрленген құмырсқа қышқылы, ГОСТ 5848-74.
Калий хлориді
Сүзу қағазы
Стандартты үлгілер жоқ кездегі реактивтер ?? 432-735 қолданылады.
Анализ жасауға қойылатын жағдайлар.
Өлшеу қалыпты лабораториялық жағдайларда жүргізіледі:
Қоршаған ауа температурасы (2510)С
Атмосфералық қысым (9710)кПа
Салыстырмалы ылғалдылық (6515)%
Ауыспалы тоқтың жиілігі (505)Гц.
Кедергі (22010)В
Лабораториялық ыдысты даярлау және тексеру жаңа лабораториялық шыны
ыдысты ауыспалы дозаторларды, пипеткаларды азот қышқылымен, одан кейін
күкірт қышқылымен және бидистилденген сумен 1-нше рет сүртеді, құбыр суы
және бидистилденген сумен 1-неше рет шаяды. Артынан шыныға 0,1-0,2см3
концентрленген күкірт қышқылын қосып, 300-3500С температурада, 10-15мин
муфельді пеште немесе “темос -экспресс” қондырғысында қыздырады. Ауыспалы
кварцты шыныларды эксикаторларда сақтайды.
Индикаторлы сынапты-пленкалы электрод-полиэтиленді түтікшеден,
қысылған күміс сымнан диаметрі 0,8мм, ұзындығы 5-7мм, беттік ауданы 0,2-2см
тұрады. Электродты дайындау үшін жұмыста амольгирлеу, яғни күміс – пленкасы
бетіне қалыңдығы 10-20 мкм сынаппен жалату жасайды.
Сынаппен бетін жабу электродтың жұмыс бөлігін металды сынапқа 2-3см
кіргізумен, кейін сынапты сүзгіш қағазбен тегістеп жабудан тұрады. Егер
күміс сымның ұшында көп мөлшерде сынап болатын болса, онда тамшыны оны
ылғалданған сүзгіш қағазбен немесе сілку арқылы алады.
Электродты бидистиленген сумен шаяды.
Амольгирлеу жұмысын амольгирленбеген жерлер үшін қайталап жүргізеді.
Сұр қабат пайда болған жағдайда электродты фильтирленген қағазбен сүртеді.
Анализ жүргізгеннен кейін электродтарды бидистиленген сумен шайып,
бидистиленген су құйылған ыдыста сақтайды.
Электродтарға суды 2 аптада 1 рет құйып отырады.
Индикаторлы электрод, электрод және салыстырмалы электродттарды
салыстыру, сәйкесінше методиканы 10,1 жүргізіледі.

2.5 Ерітінді даярлау

100,0 мдмз мырыш, кадмий, мыс болатын негізгі ерітіндіні 2 тәсілмен
дайындайды:
а) 1,0 см3 элементтер концентрациясы бар, мемлекеттік стандарттау
үлгілері арқылы дайындау.
- Өлшенбелі колбаға, көлемі 50,0см3 пипетка арқылы 5,0см3 мыстың,
кодлийдің, қорғасынның және мыстың стандартты үлгілерін қосады.
Одан кейін сызыққа дейін бидистиленген сумен жеткізеді. ГСО-дағы
инструкция бойынша жүргізеді.
Азот және тұз қышқылын қосып, концентрациясы 1,0 мольдм3, топырақ
суын дайындау келесі жолмен жүргізіледі.
Сыйымдылығы 50,0см3 өлшенбелі колбаға 10,0см3 азот қышқылын
концентрациясы 5,0 моль дм3 қосып, сызыққа дейін бидистилденген сумен
жеткізеді. Қышқылдың екі бастапқы концентрациясы болған жағдайда алдын-ала
бидистилденген сумен 5 моль дм3 жеткізеді.
Хлорсулы қышқыл ерітіндісі концентрациясы 0,1моль дм3 – фонды
ерітінді.
100,0 см3 сыйымдылығы бар өлшенбелі колбаны 2,0см3 өлшейді. Хлорсулы
қышқылды, концентрациясы 5,0мольдм3 көлемін сызыққа дейін бидистилденген
сумен жеткізеді.
Калий хлориді ерітіндісі концентрациясы 1,0 мольдм3 калий хлориді
(7,46(0,01)г. , 100,0см3 өлшенбелі колбаға салып, сызыққа дейін
бидистилденген сумен жеткізеді.
Егер күл біртекті болса, онда оны бөлме температурасына дейін
суытады. Тұнбаны 0,5см3 концетрленген хлорсулы ерітіндіден адыратады.
Үлгіні 120-140с сулы тұзға дейін буландырып, 10,0см3 бидистилденген су
қосады.
Бос үлгіні даярлау үшін, алдыңғы тәсілдерде қолданған реактивтерді
қолданып, сол көлемде және сол кезекте пайдаланылады, бірақ анализденген
үлгі орнына бидистилденген су қолданылады.

2.6 Өлшеулерді орындау

Үлгіні анализдеу кезінде, мырыштың, кадмийдің, қорғасын және мыстың
концентрациясын ИВ тәсілінен анықтауда келесі операциялар қолданылады:
шыныларды тексеру, фонды электролиттер және электродтардың тазалығын
анықтау.
Электрохимиялық торлардың тазалығын тексеруді және электрохимиялық
торларды қолданатын, фонды электролитті ерітіндісін бидистилденген сумен
және фонды электролитті ерітіндімен шаю арқылы жүргізеді.
Қолайлы болып реактивтердің, электролиттердің, ыдыс тазалығы
сапасы:
элементтердің аналитикалық белгілері, нөлге тең немесе жақын бөлігі
(5 мм прибор сезімталдығы 4*10-9Амм), бастапқы элементтерге ұқсас
жағдайда.
Муфельді пеште қыздырылған көлемі 15-20см3 кварцты шыныға пипетка
немесе дозатор көмегімен 10,0см3 фонды электролитті электрохимиялық торға
қосады.
Индикаторлы электродты (катод) және салыстыру электродын (анод)
ерітіндіге салады. Приборға индикаторлы электрод және салыстыру электродын
қосады.
Электролиз процесін фонды электролитте 120 спри аралығында параграфқа
берілген сезімталдықта жүргізеді.
Электролиз процесі аяқталуымен газды өшіріп, 5 секундтан кейін
вольтамперограммада потенциал диапазоны –1,20-дан +0,15В дейін болғанда,
есептеу бастайды. Потенциалды +0,15В болғанда тоқтатып, қоспалардың
ерітілмеген түрін электрод бетінен 20 секундтай шайқау арқылы жасайды.
Операцияны 10, 1,5,,,,10,1,7, 3-5 рет қайталайды. Зерттелетін элементтердің
вольтамперограммада аналитикалық белгілердің биіктігі 2мм, шыны, фонды
электролит және индикаторлы электродтың ерітіндісін анализге дайын түрімен
санайды. Болмаған жағдайда шыны немесе электродтың тазалығын 10, 1,
1,,,10,1,8 әдісінен жүргізеді.
Электродтарды прибордан өшіріп, тордан немесе датчиктен ерітінді бар
шыныны алып, ерітіндіні төгеді.
Үлгілерді анализдеу кезіндегі ИВ зерттеу анализденетін үлгі бар
шыныны 9,5,3 зерттеу үшін электрлік торға қояды. Кейінгі операцияны 10, 1,
2,,,10,1,7 арқылы жүргізеді.
Анодты элементтердің шыны 200мм жоғары болса, онда прибордың
сезімталдығын немесе жинақтау уақытын азайтады. Егер анодты элементтердің
шыны 5мм төмен болса, онда электролиз уақытын немесе прибордың
сезімталдығын жоғарылатады.
10,1, 5,,,10,1,7 операциясын 10,2,3 – те алынған жағдайларға
байланыстыра 3-5 рет жүргізеді. Анализденетін шыныдағы ерітіндіге пипетка
немесе дозатор көмегімен аттестаттанған элементтердің қоспасын анодты
шыңдардың биіктігі сәйкес элементтерде вольтамперлі қисықты бастапқыға
қарағанда екі есе жоғары болғанша қосады.
Фонды электролиттер ерітіндісі концентрациясы және анализденетін үлгі
концентрациясы өзгермеуі үшін қосылысты аз мөлшерде (0,2см3) қосу қажет.
Электролизді және өлшеу белгілерін АС мырыш, кадлий, қорғасын, мысты
10,1,5,...,10,1,7 сәйкес 3 рет (сол жағдайларда) вольтамперограммада
жүргізеді.

3. Зерттеу нӘтижелерІмен оны талдау

3.1. Текелі ГОК ОАО "КАЗЦИНК" өндірісінің

жоспарлы құрылымына мінездеме

Текелі кең-байытатын комбинаты Текелі қаласында, Талдықорған
қаласынан 50км қашықтықта орналасқан Текелі КБК объектілері 8 өндірістік
аудандарда, оның ішінде 5-і Текелі қаласында орналасқан.
Текелі КБК ОАО "КАЗЦИНК" құрамында келесідей Текелің руднигі,
Текелің руднигінің карьері, байыту фабрикасы, сақтау орны, рельсті қойма,
орталық жөндеу орны, әк шығаратын өндіріс орталығы, автотранспортты цех.
Байыту фабрикасы (БФ). БФ негізгі ТКБК-ның өндіріс орындарында:
біріншісінде байыту өндірісі, 2-де сақтау орыны.
БФ-ның өндірістік орны Текелі қаласының шығыс жағында орналасқан. БФ-
ға жақын тұрғын үйлер 300м қашықтығында орналасқан.
БФ 1944 жылы жұмысқа қосылған. 90-шы жылдардың басында фабрикада
жылына 1млн тонна руда өндірілген. Қазіргі кезде оның қарқындылығы төмендеп
1200мың тжыл. 2001ж 450 мың.тжыл өндіруге жоспарланған, бұл жылдық
көлемнің 37,5% құрайды.
БФ Текелі қойнауының қорғасын-мырыш рудасын өңдейді. Рудалы
минерализацияның Текелі қойнауындағы сипатына қарай полиметалды және
пиритті рудалар бөлінеді. Бұл рудалардың формациясы - қорғасын-рудалы.
Текелі қойнауы рудасы өрт және қопарылыстан жақсы сақталған
Фабрикада қорғасын-мырыш рудаларын флотация әдісі арқылы байытылады.
Текелі қойнауын өңдеудің технологиялық схемасы бірнеше операциядан:
ыдырату, бөлшектеу, флотация (қорғасын және мырышты, өзіне бақылау және
тазалау операциясын қосатын жүйе), қоюландыру, сүзу. 2001 жылы ТКБК –
рудаларын байыту технологиялық процесі өзгермейді.
Хвостохранилища байыту фабрикасының өндіріс алаңынан солтүстік-
батыстағы 5 км қашықтықта орналасқан. Жақын жердегі үйлер солтүстік батысқа
қарай ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.