Судың кермектігінің денсаулыққа әсері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТІРЛІГІ Қ. ЖҰБАНОВ АТЫНДАҒЫ АҚТӨБЕ ӨҢІРЛІК УНИВЕРСИТЕТІ
ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ФАКУЛЬТЕТІ
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ КАФЕДРАСЫ

ЖОБАЛЫҚ ЖҰМЫС

Пән атауы: Ғылыми зерттеу негіздері
Мамандығы: 6B05302 Химия
Тақырыбы: Судың Кермектігін Түсіну: Денсаулық Пен Экологиялық Тұрақтылыққа Әсері

Қабылдаған: х.ғ.к. Сұлтамұратова З. Б.
Орындаған: Мулдашева А. А.

Ақтөбе 2024
Мазмұны
Кіріспе 3
Әдеби шолу 5
Судың кермектігі және оның түрлері 5
Химиялық құрамы және су кермектігінің өлшемдері 7
Судың кермектігінің денсаулыққа әсері 10
Судың кермектігінің қоршаған ортаға әсері 12
Судың Кермектігін Азайтуға арналған технологиялық Шешімдер 14
Судың кермектігін анықтау әдістері 18
Негізгі бөлігі 21
Үй жағдайында судың кермектілігн аңықтау жолдары 21
Үйде жүргізілген зерттеу нәтижелері 23
Судың кермектігін анықтау бойынша зертханалық жұмыс 24
Зертханалық жұмыстың нәтижелері 26
Қорытынды 28
Қолданылған әдебиет 29

Кіріспе
Судың кермектігі, су сапасының негізгі аспектісі, судағы еріген минералдардың, негізінен кальций мен магний иондарының концентрациясын шектейді. Бұл минералдар геологиялық түзілімдер арқылы өткен кезде суға еніп, әртүрлі аймақтардағы су кермектігінің өзгеруіне ықпал етеді. Судың кермектігінің маңыздылығы денсаулық сақтауды, экологиялық тұрақтылықты және өндірістік процестерді қамтитын көптеген салаларды қамтиды.
Қоғамдық денсаулық сақтау тұрғысынан судың кермектігі ауыз судың дәмділігі мен тағамдық құндылығын қалыптастыруда шешуші рөл атқарады. Дәмі мен сыртқы түрінен басқа, кермек судың, атап айтқанда кальций мен магнийдің минералды құрамы тұтынушылардың денсаулығына пайдасын тигізетін қажетті диеталық тұтынуды қамтамасыз ете алады.
Экологиялық тұрақтылық тұрғысынан судың кермектігінің су экожүйелеріне, топырақ сапасына және өсімдіктердің өсуіне әсерін түсіну өте маңызды. Судың кермектігі мен экологиялық жүйелер арасындағы күрделі өзара әрекеттесу табиғи ресурстар мен биоәртүрлілікті сақтау үшін суды басқарудың тұрақты әдістерін енгізу қажеттілігін көрсетеді.
Бұл мақала судың кермектігінің көп қырлы саласын зерттеуге, оның химиялық негіздерін анықтауға, оның әртүрлі секторлардағы маңыздылығын бағалауға және болашақ зерттеулердің мүмкіндіктерін зерттеуге бағытталған. Қолданыстағы білімді синтездеу және зерттеудің әлеуетті бағыттарын анықтау арқылы бұл әрекет судың кермектігін және оның адамзат қоғамдарына, экожүйелеріне және өнеркәсіптік кәсіпорындарға әсерін тереңірек түсінуге ықпал етуге бағытталған, осылайша негізделген шешім қабылдауға ықпал етеді және тұрақты су ресурстарын басқару тәжірибесін ілгерілетеді.
Тақырыптың өзектілігі: Кальций және магний иондары сияқты еріген минералдардың концентрациясымен анықталатын судың кермектігі әртүрлі салаларда өте маңызды. Оның әсерін түсіну қоғамдық денсаулық сақтау үшін өте маңызды, бұл су тарату жүйелеріне әсер етеді және инфрақұрылымның тұтастығына нұқсан келтіруі мүмкін. Өнеркәсіпте бұл жабдықтың жұмысына және пайдалану шығындарына әсер етеді. Бұл ауыл шаруашылығына да әсер етеді, өйткені судың кермектігі топырақтың қасиеттері мен дақылдардың өнімділігіне әсер етеді. Қоршаған ортаға әсері айтарлықтай, өйткені шамадан тыс қаттылық су экожүйелері мен биоәртүрлілікті бұзуы мүмкін. Біз су тапшылығы мен экологиялық мәселелерге тап болған сайын, судың кермектігін зерттеу судың сапасын, тұрақтылығын және экологиялық тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін маңызды болып табылады. Бұл барған сайын нәзік әлемде таза суға қол жетімділікті сақтау және экожүйелерді қорғау жөніндегі күш-жігеріміздің негізі болып табылады.
Жұмыстың мақсаты: Бұл ғылыми зерттеудің негізгі мақсаты-денсаулық сақтау, өнеркәсіп, ауыл шаруашылығы және қоршаған ортаны қоса алғанда, әртүрлі секторларға су қаттылығының көп қырлы әсерін анықтау. Жан - жақты талдаудың мақсаты-судың қаттылығы мен оның инфрақұрылымның тұтастығына, жабдықтың өнімділігіне, топырақ сапасына және экологиялық тепе-теңдікке әсері арасындағы күрделі байланыстарды анықтау. Сайып келгенде, бұл зерттеу судың кермектігінің теріс әсерін азайту және суды тұрақты басқару әдістерін енгізу үшін ғылыми негізделген стратегияларды әзірлеуге бағытталған.
Жұмыстың міндеттері: Осы мақсатқа жету үшін төмендегі міндеттер қойылады:
Әдебиеттерге жан-жақты шолу жасау;
Судың кермектігіне әсер ететін факторларды зерттеу;
Өңірдегі соңғы жылдардағы көрсеткіштердегі өзгерістерге талдау жүргізу;
Судың кермектігін есептеу бойынша зертханалық жұмыс жүргізу;
Зерттеу әдістері: әдебиеттерді талдау, химиялық эксперимент, бақылау.
Әдеби шолу
Судың кермектігі және оның түрлері
Судың кермектігі судағы еріген минералдардың, ең алдымен кальций мен магний иондарының концентрациясын білдіреді. Бұл минералдар табиғи түрде кездеседі және тау жыныстарымен, топырақпен және жер асты шөгінділерімен байланыста болған кезде суға шайылады. Судың кермектігі әртүрлі қолданбаларға, соның ішінде ауыз судың сапасына, өндірістік процестерге және үй шаруасына айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Судың кермектігінің екі негізгі түрі бар:
1. Уақытша Қаттылық: Уақытша қаттылық суда еріген бикарбонат минералдарының, ең алдымен кальций бикарбонатының (Ca(HCO3)2) және магний бикарбонатының (Mg(HCO3)2) болуынан туындайды.), суда. Бұл минералдарды суды қайнату немесе әк (кальций гидроксиді) қосу арқылы кетіруге болады, ол бикарбонат иондарымен әрекеттесіп, ерімейтін кальций карбонатын (Caco) түзеді.3)және магний гидроксиді (Мг(OH) 2) тұнбалары. Содан кейін алынған шөгінділерді сүзіп, суды жұмсартуға болады.
2. Тұрақты Қаттылық: Тұрақты қаттылық суда кальций сульфаты (CaSO4), магний сульфаты (MgSO4), кальций хлориді (CaCl2) және магний хлориді (MgCl2) сияқты кальций мен магнийдің еріген сульфат, хлорид және нитрат минералдарының болуынан туындайды.. Уақытша қаттылықтан айырмашылығы, тұрақты қаттылықты суды қайнату арқылы жою мүмкін емес, себебі ол бикарбонат иондарының болуынан туындамайды. Оның орнына тұрақты қаттылықты ион алмасу арқылы немесе натрий иондарын судағы кальций мен магний иондарына алмастыратын цеолит немесе ион алмастырғыш шайырлар сияқты химиялық жұмсартқыштарды қосу арқылы жоюға болады, бұл оны тиімді жұмсартады.
Судың кермектік дәрежесі әдетте кальций карбонатының эквиваленттерімен (Caco) өрнектеледі3) литріне миллиграммды (мгЛ) немесе миллионға бөлшектерді (ppm) қоса алғанда, жалпы бірліктермен көлем бірлігіне. Судың кермектік деңгейі аймақтың геологиялық құрамына байланысты әр түрлі болуы мүмкін, қатты су әктас немесе бор жыныстары бар жерлерде жиі кездеседі.
Уақытша және тұрақты қаттылықтан басқа, "жалпы кермектілігі" деп аталатын үшінші категория да бар, ол судың кермектігіне ықпал ететін барлық еріген минералдардың, соның ішінде уақытша және тұрақты қаттылықтың жиынтық концентрациясын білдіреді. Жалпы қаттылық көбінесе титрлеу немесе атомды сіңіру спектроскопиясы сияқты аналитикалық әдістерді қолдану арқылы өлшенеді және ол судың сапасы мен әртүрлі қолданбаларға жарамдылығын жан-жақты бағалауды қамтамасыз етеді [1] [2].

Химиялық құрамы және су кермектігінің өлшемдері
Кермек су еріген минералдардың, ең алдымен кальций (Ca^2+) және магний (Mg^2+) иондарының болуымен сипатталады. Бұл иондар табиғи түрде жер қыртысында кездеседі және су тау жыныстары мен топырақ арқылы ағып жатқанда жер асты суларына шайылады. Судағы кальций мен магний иондарының концентрациясы оның қаттылық деңгейін анықтайды, ол әдетте көлем бірлігіне кальций карбонатының эквиваленттерімен (CaCO3) өрнектеледі.
Кальций иондары (Ca^2+): Кальций-кермек суда кездесетін ең көп минералдардың бірі. Бұл адамдар үшін маңызды қоректік зат және сүйектер мен тістердің пайда болуында, бұлшықеттердің жұмысында және нервтердің берілуінде шешуші рөл атқарады. Дегенмен, судағы кальцийдің жоғары концентрациясы суды қыздырғанда немесе буландырғанда құбырлар, крандар және тұрмыстық техника сияқты беттерде әк шөгінділерінің пайда болуына әкелуі мүмкін. Бұл су ағынының төмендеуіне, су жылытқыштарының тиімділігінің төмендеуіне және энергия тұтынудың артуына әкелуі мүмкін.
Магний иондары (Мg^2+): Магний-қатты судағы тағы бір кең таралған минерал. Кальций сияқты, магний де адам ағзасындағы әртүрлі физиологиялық процестерге, соның ішінде бұлшықет пен жүйке қызметіне, энергия өндіруге және сүйек денсаулығына ықпал ететін маңызды қоректік зат болып табылады. Дегенмен, судағы магнийдің шамадан тыс көп болуы әктастың пайда болуына және кермек сумен байланысты басқа мәселелерге де ықпал етуі мүмкін.
Кальций мен магний иондарынан басқа, басқа минералдар мен иондар судың кермектігіне аз дәрежеде болса да ықпал етуі мүмкін. Оларға мыналар жатады:
Темір (Fe^2+Fe^3+): Темір әдетте жер асты суларында кездеседі және судың кермектігіне ықпал етуі мүмкін, әсіресе темірге бай топырақтары немесе геологиялық түзілімдері бар аймақтарда. Темірдің жоғары деңгейі судың түсінің өзгеруіне, арматура мен кірдің боялуына, жағымсыз дәм мен иістерге әкелуі мүмкін.
Марганец (Mn^2+Mn^3+): Марганец-судың кермектігіне ықпал ететін тағы бір микроэлемент, бірақ ол кальций мен магнийге қарағанда сирек кездеседі. Судағы марганец деңгейінің жоғарылауы сантехникалық құрылғылардың боялуына және судың түсінің өзгеруіне әкелуі мүмкін.
Карбонат иондары (CO3^2-): Карбонат иондары кальций мен магний иондарымен еритін тұздар түзе алады, бұл судың жалпы кермектігіне ықпал етеді. Дегенмен, карбонат иондары қышқылдықты бейтараптандыруға және судың рн тепе-теңдігін сақтауға көмектесетін сілтілі буфер ретінде де әрекет ете алады.
Тұрақты (жойылмайтын) кермектік жалпы және жойылатын кермектіктердің айырымына тең. Қалдық (бейкарбонаттық) кермектік жалпы және карбонаттық кермектіктердің айырымына тең. Біздің елімізде судың кермектігі 1 дм3 судағы Са2+ мен иондарының миллиграмм-эквиваленттік мелшерімен көрсетіледі. Кермектіктің бір мг-экв-ті 20,04 мгдм3 кальций мен 12,16 мгдм3 магнийдің косындысына тең. Шетелдерде cудың кермектігі неміс (H°), француз (F°), ағылшын және американ (А°) градусымен өлшенеді. Осы өлшемдермен салыстырғанда 1 мг-экв - 2,8 Н°, 5,0 F°, 3,5 А° ағылшын, 50,0 А° американ градусына тең. Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай бес топқа бөлінеді: өте жұмсақ су (1,5 мг-экв-ке дейін), жұмсақ су (1,5 - 3,0 мг-экв), орташа кермек су (3,0 - 6,0 мг-экв), кермек су (6,0 - 9,0 мг-экв) және өте кермек су (9,0 мг-экв-тен жоғары). Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7 - 20 мг-экв болатын жер асты сулары пайдаланылады[3].
Жұмсақ су - құрамында кальций мен магний карбонаттары аз, кермектік мөлшері 3,0 мг-эквл шамасындағы су. Бұл заттектер көп болғандағы судың кермектілігі ұғымына қарама-қарсы мағына. Жұмсақ су тобына жаңбыр, еріген қар және мұз сулары жатады
1-кесте
Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай:
(миллиграм-эквивлент)

Қазақстан бойынша

Европа елдері бойынша
0 - 1,5
өте жұмсақ су
жұмсақ су
1,5 - 3,0
жұмсақ су
орташа кермек су
3,0 - 6,0
орташа кермек су
кермек су
6,0 - 9,0
кермек су
өте кермек су
9,0-дан үлкен
өте кермек су
өте кермек су
Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7 - 20 миллиграм-эквивлентті табиғи сулар пайдаланылады[4].

Судың кермектігінің денсаулыққа әсері
Судың кермектігі, ең алдымен, кальций мен магний иондарының концентрациясымен анықталады, денсаулыққа жағымды да, жағымсыз да әсер етуі мүмкін. Бұл әсерлерді түсіну ғылыми дәлелдемелерді жан-жақты зерттеуді қажет етеді:
Кермек Суды Тұтынудың ықтимал Пайдасы:
Диеталық Кальций Мен Магнийді Қабылдау: Кермек су диеталық кальций мен магнийдің табиғи көзі болып табылады, олардың екеуі де адам денсаулығы үшін маңызды минералдар болып табылады. Кальций сүйек пен тістің денсаулығы, бұлшықет қызметі, нервтердің берілуі және қанның ұюы үшін өте маңызды. Магний ағзадағы 300-ден астам биохимиялық реакцияларда, соның ішінде бұлшықет пен жүйке қызметінде, энергия өндіруде және сүйек денсаулығында маңызды рөл атқарады. Кермек суды тұтыну кальций мен магнийді тұтынудың күнделікті қажеттіліктерін қанағаттандыруға ықпал етуі мүмкін, әсіресе су осы минералдардың маңызды диеталық көзі болып табылатын аймақтарда.
Қатты Суды Тұтынумен байланысты қауіптер:
Жүрек-қан тамырлары Аурулары: Кейбір зерттеулер судың кермектігінің жоғары деңгейі мен жүрек-қан тамырлары ауруларының (ЖҚА) қаупінің жоғарылауы арасындағы ықтимал байланысты көрсетеді. Бұл ассоциацияның механизмі толық түсінілмеген, бірақ судағы кальций мен магний иондарының жүрек-қан тамырлары денсаулығына әсер ететін натрий мен холестерин сияқты басқа диеталық факторлармен өзара әрекеттесуін қамтуы мүмкін. Дегенмен, дәлелдер нәтижесіз болып қала береді және судың кермектігі мен CVD қаупі арасындағы байланысты анықтау үшін қосымша зерттеулер қажет.
Бүйрек Тастары: Бүйрек тастарының (нефролитиаз) дамуына Кермек су, әсіресе кальций мен магний иондарының жоғары концентрациясы бар су әсер етті. Бүйректегі тастардың пайда болуы зәрдегі минералдардың кристалдануын қамтитын күрделі процесс болып табылады, оған диеталық факторлар, ылғалдану күйі және зәрдегі рн әсер етуі мүмкін. Дегенмен, судың кермектігін бүйректегі тас қаупімен байланыстыратын дәлелдер сәйкес келмейді және бұл байланысты нақтылау үшін қосымша зерттеулер қажет[5].
Ғылыми Дәлелдемелердің қазіргі Жағдайы:
Эпидемиологиялық Зерттеулер: судың кермектігі мен адам денсаулығының нәтижелері арасындағы байланысты зерттейтін Эпидемиологиялық зерттеулер аралас нәтижелер берді. Кейбір зерттеулер судың жоғары кермектігі мен жүрек-қан тамырлары аурулары мен бүйрек тастарының даму қаупінің жоғарылауы арасындағы байланыстар туралы хабарлағанымен, басқалары денсаулыққа белгілі бір әсер ететін елеулі байланыстарды немесе тіпті кері байланыстарды таппады.
Механикалық Зерттеулер: судың кермектігінің адам ағзасына физиологиялық әсерін зерттейтін Механикалық зерттеулер оның денсаулыққа әсерінің негізінде жатқан әлеуетті механизмдер туралы түсінік берді. Бұл зерттеулер судағы кальций мен магний иондарының әртүрлі физиологиялық процестермен, соның ішінде қан қысымын реттеумен, липидтер алмасуымен және зәрдегі тас түзілуімен өзара әрекеттесуіне бағытталған.
Судың кермектігінің денсаулыққа тигізетін әсері күрделі және көп қырлы, диеталық кальций мен магнийді тұтынумен байланысты ықтимал пайдасы және жүрек-қан тамырлары аурулары мен бүйрек тастарының пайда болуымен байланысты ықтимал қауіптері бар. Кейбір деректер судың кермектігі мен денсаулықтың белгілі бір нәтижелері арасындағы байланысты көрсетсе де, ғылыми білімнің қазіргі жағдайы нәтижесіз және судың кермектігі мен адам денсаулығы арасындағы байланысты нақтылау үшін қосымша зерттеулер қажет[6].

Судың кермектігінің қоршаған ортаға әсері
Су Экожүйелеріне әсері:
Су Организмдері: Су кермектігі су организмдеріне оң және теріс әсер етуі мүмкін. Кейбір түрлер, әсіресе қатты су жағдайларына бейімделген түрлер кальций мен магнийге бай ортада өсе алады. Алайда судың шамадан тыс кермектігі сезімтал су организмдеріне, мысалы, балықтардың, омыртқасыздардың және балдырлардың кейбір түрлеріне зиян тигізуі мүмкін. Кальций мен магний иондарының жоғары деңгейі су организмдеріндегі осморегуляцияға, иондық тепе-теңдікке және метаболикалық процестерге кедергі келтіруі мүмкін, бұл физиологиялық күйзеліске, өсу қарқынының төмендеуіне және репродуктивті табыстың бұзылуына әкеледі.
Бентикалық Қауымдастықтар: Су кермектігі су экожүйелеріндегі бентикалық (түбінде тіршілік ететін) қауымдастықтардың құрамы мен көптігіне әсер етуі мүмкін. Май шыбындары, каддис шыбындары және тас шыбындары сияқты макро омыртқалы жануарлардың кейбір түрлері қоректік заттардың айналымында, органикалық заттардың ыдырауында және экожүйенің жұмысында маңызды рөл атқаратын қатты су мекендейтін жерлерде өмір сүруге бейімделген. Дегенмен, антропогендік әрекеттерден немесе табиғи процестерден туындаған судың кермектігі деңгейінің өзгеруі бентикалық қауымдастықтың динамикасын бұзып, экожүйенің құрылымы мен қызметін өзгертуі мүмкін.
Қатты Су Мен Су Организмдерінің өзара әрекеттесуі:
1. Уыттылығы: кальций мен магний иондары су организмдері үшін маңызды қоректік заттар болғанымен, бұл иондардың жоғары концентрациясы улы болуы мүмкін, әсіресе жұмсақ суға бейімделген түрлерде. "Әктің уыттылығы" деп аталатын кальцийдің уыттылығы судың кермектік деңгейі белгілі бір түрлердің физиологиялық төзімділік шегінен асқанда пайда болуы мүмкін.
2. Экожүйенің Бұзылуы: судың кермектігі деңгейінің Өзгеруі тіршілік ету ортасының жарамдылығын, түрлердің өзара әрекеттесуін және экожүйе динамикасын өзгерту арқылы су экожүйелерін бұзуы мүмкін. Мысалы, урбанизация, ауылшаруашылық ағындары немесе өнеркәсіптік төгінділер сияқты факторлардың әсерінен жұмсақ судан қатты су жағдайларына ауысу жұмсақ суға бейімделген түрлерден гөрі қатты суға бейімделген түрлердің пайдасына болуы мүмкін, бұл түрлердің құрамы мен биоәртүрлілігінің өзгеруіне әкеледі. Бұл өзгерістер экожүйелердің құрылымы мен қызметіне, соның ішінде қоректік заттардың айналымына, энергия ағынына және экожүйелердің тұрақтылығына каскадты әсер етуі мүмкін.
Топырақ Сапасына және Өсімдіктердің Өсуіне әсері:
1. Топырақтың Тұздылығы: қатты сумен Суару топырақта кальций мен магний тұздарының жиналуына әкелуі мүмкін, бұл топырақтың тұздылығы мен сілтілігіне ықпал етеді. Топырақтың жоғары тұздылығы топырақ құрылымына, судың сіңуіне және қоректік заттардың қолжетімділігіне теріс әсер етіп, өсімдіктердің өсуі мен дақылдардың өнімділігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, топырақтың сілтілігі топырақтың рн деңгейіне, микробтардың белсенділігіне және қоректік заттардың айналымына әсер етіп, топырақтың сапасы мен құнарлылығына одан әрі әсер етуі мүмкін.
2. Өсімдіктердің Қоректік Заттарын Сіңіру: Судың шамадан тыс кермектігі өсімдіктердің қоректік заттардың сіңуіне және қоректік заттардың тепе-теңдігіне әсер етуі мүмкін, әсіресе кальций мен магний иондарының жоғары деңгейіне сезімтал дақылдарда. Кальций мен магний өсімдіктердің өсуі үшін маңызды қоректік заттар болғанымен, бұл иондардың суармалы судағы немесе топырақтағы шамадан тыс концентрациясы қоректік заттардың сіңуіне және қоректік заттардың қолжетімділігіне кедергі келтіруі мүмкін, бұл қоректік заттардың теңгерімсіздігіне және өсімдіктердің жетіспеушілігіне әкеледі. Бұл егін өнімділігінің төмендеуіне, сапасыз дақылдарға және фермерлер үшін экономикалық шығындарға әкелуі мүмкін

Судың Кермектігін Азайтуға арналған технологиялық Шешімдер
Су кермектігін жою немесе төмендету суды жұмсарту деп аталады. Жұмсақ су құрамында кальций мен магний карбонаттары аз, кермектік мөлшері 3,0 мг-эквл-ден төмен шаманы көрсететін су. Жұмсақ су тобына жаңбыр, еріген қар және мұз сулары жатады. Термиялық өндеу Осы тәсілдің мәні суды алдын-ала 70 - 80 оС дейін жылыту немесе қайнатуда болып тұр. Бұл тәсіл тек уақытша (карбонатты) кермектікті жояды. Уақытша кермектікті суды қайнату арқылы (ерімейтін карбонаттар СаСО3 және MgCO3 (Са2+, Mg2+ катиондары қақ түрінде тұнады) жоюға болады: Ca(HCO3)2 = ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.