Ауыр металдардың қоршаған ортаға зияны

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

АБАЙ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ЖӘНЕ ГЕОГРАФИЯ ИНСТИТУТЫ

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Ауыр металдарды зерттеуге арналған электрохимиялық сенсор жасау

Авторлары: Нұрбақыт Ұлпан

Ғылыми жетекші:

Алматы, 2024

МАЗМҰНЫ

Кіріспе

Жобаның өзектілігі: Ауыр металдардармен ластану қазіргі таңда қоршаған ортаны қорғау саласындағы күрделі мәселе болып табылады, ол экожүйелер мен адам денсаулығына үлкен қауіп төндіреді. Өнеркәсіптік қалдықтырдан, тау-кен жұмыстарынан және басқа да процестерден қорғасын, сынап, кадмий, хром және т. б. ауыр металдар туындайды және көбінесе қоршаған ортаға таралып, суды, топырақты және атмосфераны ластайды. Бұл металдар тұрақты және улы болғандықтан, олар адам организіміне тамақ тізбегі арқылы таралып, адам денсаулығына және экологиялық тепе-теңдікке зиян тигізеді. Ауыр металдардың адам ағзасында жиналуы теріге, сүйектерге, бауырға, бүйрекке, тіпті жүйке жүйесіне зақым келтіруі мүмкін. Мысалы, Pb ең зиянды ауыр металдардың бірі ретінде миды, бүйректі және жүйке жүйесін зақымдауы мүмкін. Zn концентрациясының жоғарылауы асқазан-ішек жолдарындағы ыңғайсыздықты және ұйқы безі ферменттерінің нормадан тыс деңгейін тудыруы мүмкін. Cu мөлшерінің шамадан тыс болуы қатерлі ісік пен генетикалық ауруларды тудыруы мүмкін.

Сондықтан электрохимиялық сенсорлар қоршаған ортадағы ауыр металл элементтерін анықтау және бақылаудың тиімді құралы ретінде үлкен зерттеу қызығушылық тудырады. Жоғары сезімталды сенсорларды жасау қазіргі зерттеудің негізгі бағытына айналды.

Бұл зерттеу әртүрлі орталарда ауыр металдардың ластануын бақылау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін ауыр металл сенсорларының жаңа технологияларын зерттеуге бағытталған, материалтану, электротехника және химия сияқты көптеген пәндерден алынған білімді біріктіру арқылы сезімтал және тұрақты сенсорлық жүйелерді құрап, ауыр металдармен ластану мәселесін шешу үшін инновациялық шешімдерді ұсынады.

Соңғы жылдарда ауыр металдарды анықтау үшін көптеген анықтау әдістері құрылды, соның ішінде абсорбциялық спектрофотометрия, флуоресцентті спектроскопия, электрохимиялық әдістер және т. б. Бірақ көп жағдайда спектроскопиялық әдістер процестің күрделілігі мен қымбаттығына байланысты жылдам анықтауға қол жеткізе алмайды. Электрохимиялық әдістер жылдамдылығымен, арзандығымен ауыр металдарды анықтау саласындағы ең тиімді әдістердің біріне айналды.

Қоршаған ортаны бақылау мен денсаулықты диагностикалаудың өсіп келе жатқан қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін сенсорлық технологияны ілгерілету кезінде ауыр металдармен ластану проблемаларын тиімдірек шешу мақсатында зерттеу жумыстарын жүргізіледі. Бұл зерттеу экологиялық тепе-теңдікті сақтау, адам денсаулығын қамтамасыз ету және тұрақты даму үшін маңызы зор болып табылады.

Жобаның мақсаты: Қоршаған ортадағы ауыр металдардың ластануын тиімді, нақты және жылдам анықтай алатын электрохимиялық сенсор жасау.

Жобаның міндеттері:

1 .

2.

3.

4.

Жұмыстың теориялық-әдіснамалық негіздері

Зерттеудің әдістері

Жұмыстың теориялық-практикалық маңызы

1. Ауыр металдар

Ауыр металдарға салыстырмалы атом массасы үлкен және тығыздығы жоғары металл элементтер жатады. （ Әдетте, тығыздығы 5 г/см3 асатын металл элементтер ауыр металдар болып саналады. ）Типтік ауыр металл элементтерге Қорғасын (Pb) Кадмий (Cd) Сынап (Hg) Хром (Cr) Никель (Ni) Мыс (Cu) Мырыш (Zn) және т. б. [1] Ауыр металдар қоршаған ортаның негізгі токсиканттары болып саналады, өйткені олар өте улы, берік, жинақталады және ыдырамайды. Ауыр металдар топыраққа, суға, Өсімдіктерді сіңіру және тасымалдауына, экожүйеге және климатқа әсер етуі мүмкін.

1. 1 Ауыр металдармен ластану көздері

Ауыр металдардың ластану көздеріне өнеркәсіп, ауыл шаруашылығы және табиғи процестер жатады. [2]

Өнеркәсіп өндірісі ауыр металдармен ластанудың негізгі көздерінің бірі болып табылады. Төменде ауыр металдардың ластануына әкелетін салаға байланысты кейбір факторлар:

1. Металл балқыту:Шикі кенді жоғары температурада өңдеу кезінде ауыр металдар бөлшектері мен газдардың көп мөлшері бөлінеді. Мысалы, қорғасын, мырыш, мыс және т. б.
2. Көмір жағу : Бұл кең таралған өнеркәсіп процес. Көмір жанғанда түтін газының құрамында улы ауыр металдар, мысалы, сынап, қорғасын, кадмий және т. б. мұржалар арқылы атмосфераға шығарылуы мүмкін.
3. Химия өнеркәсіп: Химия өнеркәсібі өндірістік процестерде көптеген химиялық заттарды, соның ішінде құрамында ауыр металдар бар кейбір қосылыстарды пайдаланады. Бұл қосылыстар өндіріс және өңдеу кезінде қоршаған ортаға таралуы мүмкін.

Ауылшаруашылық өндірісі ауыр металдармен ластанудың ықтимал көзі болып табылады, төменде ауыр металдардың ластануына әкелетін ауыл шаруашылығына қатысты кейбір факторлар

1. Пестицидтерді қолдану:Кейбір пестицидтерде мыс және сынап сияқты ауыр металдар бар. Пестицидтерді дұрыс қолданбау немесе шамадан тыс пайдалану топырақ пен суда ауыр металдармен ластануына әкелуі мүмкін.
2. Тыңайтқыштарды қолдану:Кейбір тыңайтқыштардың құрамында ауыр металдар болуы мүмкін, （әсіресе фосфатты тыңайтқыштарда）. Бұл тыңайтқыштарды ұзақ уақыт пайдалану топырақта ауыр металдардың жиналуына әкелуі мүмкін.
3. Ауыл шаруашылық суды пайдалану: Суару көздері өнеркәсіптік төгінділермен немесе сарқынды сулармен ластанған жағыдайда, топырақтағы ауыр металдар суару арқылы ауылшаруашылық алқаптарды ластау мүмкін.

Салыстырмалы түрде айтқанда, табиғи процестер әдетте ауыр металдармен ластанудың негізгі факторы болып саналмайды. Кейбір ауыр металдар табиғатта кездеседі және табиғи айналымы арқылы белгілі бір тепе-теңділті сақтап тұрды. Алайда, кейбір ерекше табиғи процестерде ауыр металдардың бөлінуіне әкелуі мүмкін. Төменде ауыр металдардың ластануына әкелетін табиғи процестерге қатысты кейбір факторлар

1. Жанартау атқылауы:Жанартау атқылауы нәтижесінде қорғасын, сынап, қалайы және т. б. сияқты ауыр металдардың көп мөлшері бөлінуі мүмкін. Бұл ауыр металл бөлшектері атмосфераға еніп, топырақ пен суда жиналуы мүмкін.
2. Гидрологиялық цикл:Жауын-шашын мен қардың еруі сияқты табиғи гидрологиялық циклдар топырақтағы ауыр металдардың өзендерге, көлдерге және жер асты суларына шайылуына әкелуі мүмкін.

1. 2 Ауыр металдардың қоршаған ортаға зияны

Өнеркәсіп, ауылшаруашылық сияқты антропогендік әрекеттер биогеохимиялық циклдердің нашарлауына және топыраққа ауыр металдардың жиналуын әкеледі, [3] нәтижесінде қышқыл топырақ ауыр металдардың еруін және қозғалғыштығын арттырып, ауыр металдармен ластанған топырақ аумағың ұлғаяды.

Ауыр металдармен ластанған су объектілері бірқатар экологиялық проблемаларды тудырады, ол ағзаларына, су экожүйелеріне, тіпті адам денсаулығынада жағымсыз әсер етуі мүмкін. Мысалы, сынап, қорғасын және кадмий сияқты ауыр металдар су ағзалары үшін улы болып келеді және олардың өсіп-жетілуіне және дамуына кедергі әкеледі . Ауыр металдардың болуы микроорганизмдердің белсенділігіне ықпал етді, бұл су айдынындағы еріген оттегінің тұтынылуына әкеліп, су айдынындағы оттегінің құрамына әсер етеді. Нәтижесінде судың сапасы төмендейді.

Ауыр металдар өсімдіктердің физиологиялық және экологиялық процестеріне кедергі келтіруі мүмкін болғандықтан, олар өсімдіктерге бірқатар жағымсыз әсерлерді тудырады. Қорғасын, кадмий, сынап т. б ауыр металдар тамырдың және жапырақтың дамуына кедергі келтіріп, өсімдіктің биіктігі мен гүлденуін шектеу арқылы өсімдіктердің өсуін тежейді. [4] Ауыр металдардың жоғары концентрациясы жәнеде өсімдік жапырақтарының сарғаюы және жапырақ шетінің күюі сияқты белгілерді тудыруы мүмкін. Бұл өсімдіктердің улы әсерге ұшырағанын көрсетеді.

Тікелей айтқанда, ауыр металдар шығарындылары әдетте климатқа тікелей әсер етпейді. Ауыр металдар қоршаған ортаға негізінен өнеркәсіптік шығарындылар, тау-кен өндіру және қалдықтарды көму сияқты адам әрекеті арқылы түседі. Бұл процестер топырақтың, судың және атмосфераның ластануына әкелуі мүмкін, бірақ климаттық жүйеге әсері көбінесе жанама болады.

1. 3 Ауыр металдардың адам ағзасына зияны

Ауыр металдар қоршаған ортаға ғана емес, сонымен қатар денсаулыққада зиян келтіреді. Зияндылық дәрежесі ауыр металдың түріне, концентрациясына, әсер ету уақытына байланысты.

АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігі мен Ұлттық денсаулық институтының зерттеу есептеріне сәйкес, ауыр металдар қоршаған ортада нашар миграцияға, күшті қалдықтарға ие, жинақталған және ыдырауы қиын және тамақ тізбегін байыту арқылы адам ағзасында жиналуы мүмкін [5] , осылайша созылмалы улануды тудырады. , адам денсаулығына әсер етеді.

Кесте 1 Әртүрлі елдердегі ауыз судағы ауыр металдардың шекті

рұқсат етілген концентрациясы[6]

Барлық металдардың шамадан тыс мөлшері аурудың көзі болуы мүмкін, қауіптілігі негізінен оның уыттылығы мен жинақталған сипатына байланысты болып табылады . Әртүрлі ауыр металдар адам ағзасының әртүрлі мүшелеріне зақым келтіруді.

Кадмий бауырды, бүйректі, ас қорыту жолын және басқа мүшелерді зақымдап, жүрек айну, құсу, диарея, тіпті комаға немесе өлімге әкелуі мүмкін.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс