«АХҚЗ» АҚ өндірістік қалдықтарының және шығарындыларының аймақтың қоршаған орта компоненттеріне тигізетін антропогендік әсері
Кіріспе
1«АХҚЗ» АҚ өндірістік қалдықтарының және шығарындыларының аймақтың қоршаған орта компоненттеріне тигізетін антропогендік әсері
1.1 Ақтөбе хром қосындылар зауытының негізгі мәліметтері
1.1.1 Кәсіпорын орналасқан аймақтың физико.географиялық сипаттамасы
1.1.2 АХҚЗ АҚ негізгі атқаратын қызметі және хром қосылыстарын өндіруде қолданатын негізгі технологиялары
2.1 «АХҚЗ» АҚ өндірістік процесі нәтижесінде түзілген техногендік қалдықтардың қоршаған ортаға тигізетін әсері
1.3 Ауыр металдардың физико.химиялық сипаттамасы және олардың адам организміне тигізетін әсері
2 Қоршаған орта компоненттерінің мониторингтік зерттеу
2.1 өндірістік экологиялық мониторингтік зерттеу жұмыстарының жүргізілу мақсаты
2.2 Атмосфералық ауа мониторингі
2.3 Қар жамылғысының ластану күйінің мониторингі
2.4 топырақтың ластану күйінің мониторингі
3 технологиялық бөлім
3.1 Өндірістік процесі нәтижесінде түзілген қалдықтарды қайта өңдеу
3.2 Тазарту қондырғысынан шыққан шығарынды газдардың атмосфераға таралуы
3.3 Өндірістік қалдық суларды хром қосылыстарынан тазарту әдістері
4 «АХҚЗ» АҚ қоршаған ортаға тигізген экономикалық шағынын анықтау
4.1 Ластаушы заттардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін есептеу және ластану дәрежесін анықтау
4.2 Қоршаған ортаның ластануынан келген шығынды анықтау
1Атмосфераның ластануынан келген шығынды анықтау
5 Хром өнеркәсібіндегі Еңбекті қорғау талаптары
5.1 Хром өнеркәсібінде Жұмысшыларға қойылатын жалпы қауіпсіздік талаптары
1«АХҚЗ» АҚ өндірістік қалдықтарының және шығарындыларының аймақтың қоршаған орта компоненттеріне тигізетін антропогендік әсері
1.1 Ақтөбе хром қосындылар зауытының негізгі мәліметтері
1.1.1 Кәсіпорын орналасқан аймақтың физико.географиялық сипаттамасы
1.1.2 АХҚЗ АҚ негізгі атқаратын қызметі және хром қосылыстарын өндіруде қолданатын негізгі технологиялары
2.1 «АХҚЗ» АҚ өндірістік процесі нәтижесінде түзілген техногендік қалдықтардың қоршаған ортаға тигізетін әсері
1.3 Ауыр металдардың физико.химиялық сипаттамасы және олардың адам организміне тигізетін әсері
2 Қоршаған орта компоненттерінің мониторингтік зерттеу
2.1 өндірістік экологиялық мониторингтік зерттеу жұмыстарының жүргізілу мақсаты
2.2 Атмосфералық ауа мониторингі
2.3 Қар жамылғысының ластану күйінің мониторингі
2.4 топырақтың ластану күйінің мониторингі
3 технологиялық бөлім
3.1 Өндірістік процесі нәтижесінде түзілген қалдықтарды қайта өңдеу
3.2 Тазарту қондырғысынан шыққан шығарынды газдардың атмосфераға таралуы
3.3 Өндірістік қалдық суларды хром қосылыстарынан тазарту әдістері
4 «АХҚЗ» АҚ қоршаған ортаға тигізген экономикалық шағынын анықтау
4.1 Ластаушы заттардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін есептеу және ластану дәрежесін анықтау
4.2 Қоршаған ортаның ластануынан келген шығынды анықтау
1Атмосфераның ластануынан келген шығынды анықтау
5 Хром өнеркәсібіндегі Еңбекті қорғау талаптары
5.1 Хром өнеркәсібінде Жұмысшыларға қойылатын жалпы қауіпсіздік талаптары
Тақырыптың өзектілігі. Ақтөбе облысы Қазақстандағы ең үлкен индустриялды облыстардың бірі. Облыс аумағында мұнай-газ саласындағы, химиялық және тау-кен саласындағы көптеген үлкен өнеркәсіптер орналасқан. Ақтөбе облысы бойынша 9923 табиғат пайдаланушы кәсіпорындар тіркелген оның ішінде 96 объект стратегиялық, 59-экологиялық қауіпті, 4-транс шекаралық облыс бойынша, 170 кәсіпорын қауіптілік дәрежесі бойынша 1-ші қауіптілік класына жатады.
2007 жылы облыстың экологиялық жағдайы былтырғы жылмен салыстырғанда айтарлықтай өзгерген жоқ. Өндіріс объектілерін экологизациялау іс-шараларын қолдануға қарамастан облыстық экологиялық жағдайы күрделенуде. «АХҚЗ» АҚ еліміздегі негізгі химиялық кәсіпорындардың бірі өз жұмысын 1958 жылдан бері жалғастырып келеді.«АХҚЗ» АҚ іс-әрекеті нәтижесінде атмосфералық ауа, гидросфера және литосфера ластанады. «АХҚЗ» АҚ гидросфера тигізетін зиянды әсеріне дәлел ретінде Орал өзенінің саласы трансшекаралық Елек өзенінің алтывалентті хроммен ластануын атап көрсетуге болады. 2007 жылдан бастап Бестамақ с. Бордың мөлшері нормадан 40,0 есе асты. Елек өзенінің суының сапасы 6-шы сыныпқа яғни өте ластанған суға жатады. Георгиевка с. алтывалентті хром 7,65 ШРК құрады. Судың сапасы 4 класқа жатады. Бестамақ селосындағы Елек өзенінің су сапасы 7 класқа жатады яғни төтенше ластану дәрежесіне жатады.
«АХҚЗ» АҚ өндірістік процесс нәтижесінде түзілген шлам қалдықтары шлам жинақтағыш – тоғандардан сүзіліп немесе желмен ұшуы салдарынан гидросфера және литосфера ластанады . Жалпы облыс аумағында үлкен кәсіпорынның айналасында миллиондаған тонна өндірістік қалдықтар жинақталған, «АХҚЗ» АҚ (12,3 млн.тн. монохромат, натрий сульфаты, күкіртті натрий шламдары жинақталған). «АХҚЗ» АҚ – (11,0 млн.тн. феррохром шланктары), ДКБК-(752 млн.тн. ашылған жыныстар, 13,0 млн.тн. байыту шламдары) Ақтөбе ЖЭО-(2,26млн.тн. күлдішлак түріндегі қалдық).Осы жинақталған қалдықтардың әсерінен қоршаған орта ластануда.
2007 жылы облыстың экологиялық жағдайы былтырғы жылмен салыстырғанда айтарлықтай өзгерген жоқ. Өндіріс объектілерін экологизациялау іс-шараларын қолдануға қарамастан облыстық экологиялық жағдайы күрделенуде. «АХҚЗ» АҚ еліміздегі негізгі химиялық кәсіпорындардың бірі өз жұмысын 1958 жылдан бері жалғастырып келеді.«АХҚЗ» АҚ іс-әрекеті нәтижесінде атмосфералық ауа, гидросфера және литосфера ластанады. «АХҚЗ» АҚ гидросфера тигізетін зиянды әсеріне дәлел ретінде Орал өзенінің саласы трансшекаралық Елек өзенінің алтывалентті хроммен ластануын атап көрсетуге болады. 2007 жылдан бастап Бестамақ с. Бордың мөлшері нормадан 40,0 есе асты. Елек өзенінің суының сапасы 6-шы сыныпқа яғни өте ластанған суға жатады. Георгиевка с. алтывалентті хром 7,65 ШРК құрады. Судың сапасы 4 класқа жатады. Бестамақ селосындағы Елек өзенінің су сапасы 7 класқа жатады яғни төтенше ластану дәрежесіне жатады.
«АХҚЗ» АҚ өндірістік процесс нәтижесінде түзілген шлам қалдықтары шлам жинақтағыш – тоғандардан сүзіліп немесе желмен ұшуы салдарынан гидросфера және литосфера ластанады . Жалпы облыс аумағында үлкен кәсіпорынның айналасында миллиондаған тонна өндірістік қалдықтар жинақталған, «АХҚЗ» АҚ (12,3 млн.тн. монохромат, натрий сульфаты, күкіртті натрий шламдары жинақталған). «АХҚЗ» АҚ – (11,0 млн.тн. феррохром шланктары), ДКБК-(752 млн.тн. ашылған жыныстар, 13,0 млн.тн. байыту шламдары) Ақтөбе ЖЭО-(2,26млн.тн. күлдішлак түріндегі қалдық).Осы жинақталған қалдықтардың әсерінен қоршаған орта ластануда.
1. Лукьянов П.М., Соловьева Н.С. История химической промышленности СССР. – М.: Просвещение, 1966. – 254 с.
2. Труды конференций по усовершенствованию технологий пройзводства хромовых и фтористых солей. – М.: Госхимиздат, 1959. – 308 с.
3. Химия и технология окиси хрома. – Свердловск, 1969. – 208 с.
4. Позин М. Е. Технология минеральных солей. – Л.: Химия, 1970. – 564 с.
5. Тезисы докладов и сообщений Всесоюзного отраслевого научно – технического совещания по пройзводству хромовых соединений, сульфатных солей и сернистого натрия. – Свердловск: УНИХМ, 1970. – 452 с.
6. . Химия технология хромовых соединений: сб. науч. тр. Уральского научно – исследовательского химического института. – М.-Л.: Химия, 1966. В. 12. – 296 с.
7. Работы по технологий хромовых соединений: сб. науч. тр. Уральского научно – исследовательского химического института. – М.-Л.: Химия,1978. – в. 47. 81 с.
8. Химия и технология соединений хрома: сб. науч. тр. Уральского научно – исследовательского химического института. – М. – Л.: Химия, 1978. – в. 47. 81 с.
9.Будников П.П. Гинстлинг А.М. Реакций в смесях твердых веществ. М.: Стройздат, 1971. – 488 с.
10. Салли А., Брэндз Э. Хром.- М. : Металлургия. 1971. – 360 с.
11.Авербух Т.Д., Павлов П.Г. Технология соединений хрома. – Л.: Химия, 1973. 336 с.
12. Торопов Н.А. Химия высокотемпературных материалов. Труды ІІ Всесоюзного совещания по химий оксилов при высоких температурах 26 - 29 ноября 1965 г. Л.: Наука, 1967. - 219 с.
13. Торопов Н. А. Химия силикатов и оксилов. Избр. Труды. – Л.: Наука, 1974. – 440 с.
14.Эйтель В. Термохимия Силикатов. – М.: Промстройиздат, 1957. 150 с.
15. Бабушкин В.И., Матвеев Г. М., Мчедлов – Петросян О.П. Термодинамика силикатов. – М.: Госстройиздт, 1986. – 407 с.
16. Исследования в области химий и технологий минеральных солей и окислов. – М.: Наука, 1965. – 312 с.
17. Зубарева Г.И., Филипьева М.Н., Дегтев М.И. Способы очистки сочных вод от соединений хрома (ҮІ) // Экология и промышленность Россий. – 2005. - №2. – С. 30-33.
18. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. – Л.: Химия, 1982. – 168 с.
19.Запольский А.К. Комплексная переработка сточных вод гальванического пройзводства. – Киев: Техника, 1989.- 1998 с.
20. Яковлеа С.В., Рогов В.М. Технология электрохимической очисти воды. – Л.: Стройиздат. 1987. – 531 с.
2. Труды конференций по усовершенствованию технологий пройзводства хромовых и фтористых солей. – М.: Госхимиздат, 1959. – 308 с.
3. Химия и технология окиси хрома. – Свердловск, 1969. – 208 с.
4. Позин М. Е. Технология минеральных солей. – Л.: Химия, 1970. – 564 с.
5. Тезисы докладов и сообщений Всесоюзного отраслевого научно – технического совещания по пройзводству хромовых соединений, сульфатных солей и сернистого натрия. – Свердловск: УНИХМ, 1970. – 452 с.
6. . Химия технология хромовых соединений: сб. науч. тр. Уральского научно – исследовательского химического института. – М.-Л.: Химия, 1966. В. 12. – 296 с.
7. Работы по технологий хромовых соединений: сб. науч. тр. Уральского научно – исследовательского химического института. – М.-Л.: Химия,1978. – в. 47. 81 с.
8. Химия и технология соединений хрома: сб. науч. тр. Уральского научно – исследовательского химического института. – М. – Л.: Химия, 1978. – в. 47. 81 с.
9.Будников П.П. Гинстлинг А.М. Реакций в смесях твердых веществ. М.: Стройздат, 1971. – 488 с.
10. Салли А., Брэндз Э. Хром.- М. : Металлургия. 1971. – 360 с.
11.Авербух Т.Д., Павлов П.Г. Технология соединений хрома. – Л.: Химия, 1973. 336 с.
12. Торопов Н.А. Химия высокотемпературных материалов. Труды ІІ Всесоюзного совещания по химий оксилов при высоких температурах 26 - 29 ноября 1965 г. Л.: Наука, 1967. - 219 с.
13. Торопов Н. А. Химия силикатов и оксилов. Избр. Труды. – Л.: Наука, 1974. – 440 с.
14.Эйтель В. Термохимия Силикатов. – М.: Промстройиздат, 1957. 150 с.
15. Бабушкин В.И., Матвеев Г. М., Мчедлов – Петросян О.П. Термодинамика силикатов. – М.: Госстройиздт, 1986. – 407 с.
16. Исследования в области химий и технологий минеральных солей и окислов. – М.: Наука, 1965. – 312 с.
17. Зубарева Г.И., Филипьева М.Н., Дегтев М.И. Способы очистки сочных вод от соединений хрома (ҮІ) // Экология и промышленность Россий. – 2005. - №2. – С. 30-33.
18. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. – Л.: Химия, 1982. – 168 с.
19.Запольский А.К. Комплексная переработка сточных вод гальванического пройзводства. – Киев: Техника, 1989.- 1998 с.
20. Яковлеа С.В., Рогов В.М. Технология электрохимической очисти воды. – Л.: Стройиздат. 1987. – 531 с.
Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 67 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 67 бет
Таңдаулыға:
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Ақтөбе облысы Қазақстандағы ең үлкен
индустриялды облыстардың бірі. Облыс аумағында мұнай-газ саласындағы,
химиялық және тау-кен саласындағы көптеген үлкен өнеркәсіптер орналасқан.
Ақтөбе облысы бойынша 9923 табиғат пайдаланушы кәсіпорындар тіркелген оның
ішінде 96 объект стратегиялық, 59-экологиялық қауіпті, 4-транс шекаралық
облыс бойынша, 170 кәсіпорын қауіптілік дәрежесі бойынша 1-ші қауіптілік
класына жатады.
2007 жылы облыстың экологиялық жағдайы былтырғы жылмен салыстырғанда
айтарлықтай өзгерген жоқ. Өндіріс объектілерін экологизациялау іс-шараларын
қолдануға қарамастан облыстық экологиялық жағдайы күрделенуде. АХҚЗ АҚ
еліміздегі негізгі химиялық кәсіпорындардың бірі өз жұмысын 1958 жылдан
бері жалғастырып келеді.АХҚЗ АҚ іс-әрекеті нәтижесінде атмосфералық ауа,
гидросфера және литосфера ластанады. АХҚЗ АҚ гидросфера тигізетін зиянды
әсеріне дәлел ретінде Орал өзенінің саласы трансшекаралық Елек өзенінің
алтывалентті хроммен ластануын атап көрсетуге болады. 2007 жылдан бастап
Бестамақ с. Бордың мөлшері нормадан 40,0 есе асты. Елек өзенінің суының
сапасы 6-шы сыныпқа яғни өте ластанған суға жатады. Георгиевка с.
алтывалентті хром 7,65 ШРК құрады. Судың сапасы 4 класқа жатады. Бестамақ
селосындағы Елек өзенінің су сапасы 7 класқа жатады яғни төтенше ластану
дәрежесіне жатады.
АХҚЗ АҚ өндірістік процесс нәтижесінде түзілген шлам қалдықтары шлам
жинақтағыш – тоғандардан сүзіліп немесе желмен ұшуы салдарынан гидросфера
және литосфера ластанады . Жалпы облыс аумағында үлкен кәсіпорынның
айналасында миллиондаған тонна өндірістік қалдықтар жинақталған, АХҚЗ АҚ
(12,3 млн.тн. монохромат, натрий сульфаты, күкіртті натрий шламдары
жинақталған). АХҚЗ АҚ – (11,0 млн.тн. феррохром шланктары), ДКБК-(752
млн.тн. ашылған жыныстар, 13,0 млн.тн. байыту шламдары) Ақтөбе ЖЭО-
(2,26млн.тн. күлдішлак түріндегі қалдық).Осы жинақталған қалдықтардың
әсерінен қоршаған орта ластануда. Сондықтанда осы дипломдық жобаның басты
мақсаты АХҚЗ АҚ қоршаған ортаға тасталатын өндірістік қалдықтарының
мөлшерін азайту жолдарын қарастыру болып табылады.
Бұл дипломдық жобаның мақсаты - АХҚЗ АҚ қоршаған табиғи ортаға
тигізетін антропогенді әсерін анықтау.
-шлам құрамындағы ауыр металдардың физико-химиялық сипаттамасын және
олардың адам организміне тигізетін әсерін талдау;
-қоршаған орта компоненттерінің күйін мониторингтік зерттеу;
-өндірістік процесс нәтижесінде түзілген қалдықтардың мөлшерін азайтуда
қолданылатын тиімді әдістерді қарастыру;
- АХҚЗ АҚ зиянды ластағыш заттарының қоршаған ортаға тигізген
экономикалық шығынын анықтау.
Дипломдық жобада АХҚЗ АҚ өндірістік қалдықтарының қоршаған ортаға,
тигізетін әсері және ауыр металдардың адам организіміне тигізетін әсері
қарастырылған. Сондай-ақ қоршаған орта компонентерін мониторингтік зерттеу
жұмыстарының мәліметтері келтірілген.
1АХҚЗ АҚ өндірістік қалдықтарының және шығарындыларының аймақтың
қоршаған орта компоненттеріне тигізетін антропогендік әсері
1.1 Ақтөбе хром қосындылар зауытының негізгі мәліметтері
1.1.1 Кәсіпорын орналасқан аймақтың физико-географиялық сипаттамасы
Ақтөбе хром қосындылар зауыты Ақтөбе қаласының солтүстік-шығысында,
тұрғылықты жерден 1000м арақашықтықта орналасқан. Содан 700 м
арақашықтықта қала тұрғындарының саяжайлары қоныстанған. Кәсіпорын
тереториясының жалпы ауданы 630 га. АХҚЗ АҚ шығыс жағынан Елек өзені және
оның сол жақ саласы жағынан Жіңішке өзені ағып жатыр. АХҚЗ АҚ іргелес 300 м
ара қашықтықта еліміздегі ең үлкен металлургиялық кешендердің бірі
Казхром транс ұлттық компаниясының бөлімшесі Ақтөбе ферроқорытпа
зауыты, сондай – ақ осы кәсіпорынның шығысында ЖЭО орналасқан. Сонымен
қатар өнеркәсіптік аумақта тағы да басқа көптеген кәсіпорындар шоғырланған
(1.1сурет).
1.1-сурет кәсіпорынның орналасу аймағы.
Ақтөбе облысының климаты құбылмалы, тез континентальды болып
келеді. Казгидромет метеорологиялық бақылауларының мәліметтері бойынша
қыс айларында максимальды минустық температура 47-52,5ºС, ал жаз
айларындағы максимальды қалыпты температура +32,9ºС көрсеткішті көрсетеді.
Ең салқын айлардағы орташа айлық температура -18,2 ºС, тең жылы айлардағы
орташа айлық температура +24,9ºС жетеді. Жауын-шашынның жылдық мөлшері 95
мм-ден 500 мм аралығында болады. Жылына орта есеппен 420 мм жауын-шашын
жауады.
Геологиялық барлау жұмыстарының бақылаулары бойынша облыс аумағында
топырақтың қату тереңдігі 250 мм. Ал, жер асты сулары 8-17 м тереңдікте
орналасқан. Ақтөбе облысында қыс айларында қатты бұрқасын боран соғуы
ықтимал, ал жаз айларында дауыл тұрып желдің жылдамдығы 75-85кмсағ жетеді.
Желдің соғу бағыты шеңберлі, яғни жел бағыты барлық румбалар үшін біркелкі.
Бірақта ең көп соғатын жел бағытын жылдық қайталанудың 16%-дық үлесін
құрайтын оңтүстік-шығыстан соғатын жел құрайды. Желдің жылдамдығы 75-83
кмсағ аралығында болады. Қар жамылғысының биіктігі 20-35 см, желдің
тұрақты түрде соғуына байланысты Елек өзенінің маңайында қардың биіктігі
100-150 см жетеді. Су таситын уақытта Елек өзені арнасынан асып жан-жаққа
жайылып, жағалаулық топырақ сүзіледі.
1.1.2 АХҚЗ АҚ негізгі атқаратын қызметі және хром қосылыстарын өндіруде
қолданатын негізгі технологиялары
АХҚЗ АҚ химиялық хром қосылыстарын шығаратын Қазақстандағы жалғыз
кәсіпорын болып табылады. Кәсіпорын өз қызметін 40 жылдам астам уақыт бойы
жалғастырып келеді. АХҚЗ АҚ Ресей, Италия, Германия және т.б. дамыған
мемлекеттердің кәсіпорындарымен нарықтық бәсекелестікке түсіп өзінің өнімін
дүниежүзінің 28 мемлекетіне экспорттайды. Хромды металлургия, мұнай және
газ өнеркәсібінде, тамақ өнеркәсібінің салқындатқыш қондырғыларына кеңінен
қолданады. Хромды болаттар қатты берік, коррозияға төзімді болады. Барлық
тотықпайтын болаттың құрамында хром болады. Әр түрлі металлдардан жасалған
автомобиль бөлшектерін, аспап-саймандарды коррозиядан сақтау үшін хроммен
қаптайды. Хроматтар мен дихроматтар күшті тотықтырғыштар бұларды машина
майларын, балауыздарды ағартуға, қопарғаш заттар жасау үшін пиротехника
өнеркәсібінде сондай-ақ жол құрылысында қолданады. Хром тұздары жүннен
жасалған заттарды бояудың алдында басытқы ретінде қолданылады. Хром
сульфаты илегіштерін (Cr2(SO4)3∙18H2O) тері өңдеуге және т.б.
өнеркәсіптерге қолданады. Хром илегіші ерітіндісімен өңделген тері су
сіңірмейді. Қатты әрі төзімді келеді. Хром пигменттерін бояу шығаратын
кәсіпорындар көп мөлшерде тұтынады. Қазіргі кезеңде хром қосылыстарын
тұтыну қарқыны жылдан-жылға артуда.
Жалпы 630 га ауданды алып жатқан кәсіпорынның өнеркәсіптік аумағында
6 цех және қосалқы өнеркәсіптік обьектілер: қазандық, жөндеу-механикалық
цехы, жанар-жағар май қоймасы, дәнекерлеу цехы және т.б. обьектілер
орналасқан
АХҚЗ АҚ төмендегідей өнімдерді шығарады:
- натрий монохроматы (Na2CrO4)-цех №1 және 2
- натрий бихроматы (Na2Cr2O7)-цех №3
- металлургиялық хром тотығы (Cr2O3)-цех №4
- хром сульфаты илегіші (Cr2(SO4)3∙18H2O)-цех №4
- калий бихроматы (жаңа өндіріс) –цех №4
- хром ангидриді және илегіші(CrO3)-цех №5
- пигментті хром тотығы –цех №5
- күкіртті натрий(Na2SO3)-цех №6
Хром қосылыстарын өндіруде негізгі шикізат ретінде хромит кендері
қолданылады. FeO∙Cr2O3 хромиті текшелі (кубической) жүйенің изоморфты
класына жатады, негізгі атауы шпинел, олардың құрамы жалпы формуламен
сипатталады: ХО∙У2О3, мұндағы х-көбінесе темір, кальций, магний немесе
марганец ионы, У-хром немесе алюминий ионы. Хромиттер табиғатта көбінесе
алюминиймен бірге кездеседі. Соның салдарынан хром кендерінде Cr2O3 құрамы
50-55% асуы сирек кездеседі, ал олардың кейбірінің құрамына 20 % Al2 О3
және MgO кіреді.
АХҚЗ АҚ хром қосылыстарын өндіру негізгі өнеркәсіптік шикізат
ретінде Кемпірсай кенішінің кендерін қолданады. Кемпірсай кенорнының
кендерінің негізгі құрамын келесі элементтер құрайды (%):
Cr2O3 45-65,5 %
SiO2 0,5-12 %
FeOжалпы 10-22 %
Al2 О3 8,5-15 %
MgO 11-18 %
CaO 0,5-3 %
Хромитті өңдеудің алғашқы өніміне сары сілті деп аталатын натрий
ерітінділері жатады, одан көптеген хром қосылыстарын: натрий бихроматын,
хром ангидридін және тағы да басқа көптеген өнімдер алуға болады.
Өнеркәсіпте шығаратын негізгі хром қосылыстарының өнімдеріне жататындар:
Na2Cr2O7, Cr2O3, Na2Cr2O7, CrO3, К2CrO7. Негізгі хром қосылыстарын өндіру
1.1.3 суретте көрсетілген.
Натрий хроматын өндіру. Na2CrO4 хром кенінен, кальциленген содадан,
доломиттен тұратын шихтаны жоғарғы температуралық тотықтыру әдісі арқылы
алады. Күйдірілген массаны сілтілейді және түзілген Na2CrO4 ерітіндісін
ерімейтін тұнбадан бөледі.
1.3 суретте натрий хроматы ерітіндісін өндірудің технологиялық
схемасы, ал 1.4 суретте шихта даярлау бөлімінің апаратуралы-технологиялық
схемасы келтірілген. Na2CrO4 ерітіндісін өндіру кезеңі: шихтаны дайындай,
шихтаны тотықтырып күйдіру, спекті шаймалау, шламды қойыртпақты фильтрлеу,
монохромат сілтілерін тазарту.
Бастапқы шикізаттарға жататындар: хромит, әктас, известняк,
кальциленген сода және т.б. Үгітілген ұнтақты алдын ала анықталған деңгейде
араластырады, тотықтыру үшін айналмалы пеште 1000-1200ºс температурада
күйдірілуге түседі. Құрамында кремний тотықтары бар хромның ерімейтін
тотығын сілтімен тотықтыру арқылы еритін хроматқа айналдырады. Бір жұмыс
процесі кезеңінде хром жүзгіндерден бөлінеді. Пештен шыққан хромат спекі
сілтіден бөлінеді және айналмалы ылғалды үгіту диірменінде ұнтақталады.
Монохроматты қойыртпақ қатты бөліктердің (қалдық) сұйықтардан бөлінуі
жүретін барабанды вакум-фильтрде сүзіледі. Натрий хроматын өндіру
нәтижесінде монохромат шламы түзіледі. Түзілген монохромат шламын
жинақтағыштарға сақтауға жібереді.
Монохромат шламының түзілу мөлшері басқа өндірістік қалдықтармен
салыстырғанда өте көп. АХҚЗ АҚ 2001 жылдан бастап өнеркәсіпке аз қалдықты
технологияны енгізу жолға қойылды, осы аз қалдықты технологияны қолданудың
нәтижесінде шлам жинақтағыштарда монохромат шламының жинақталу көлемі төрт
есе азайды. Ескі технология бойынша 1тн натрий монохроматын өндіргенде шлам
жинақтау тоғандарында 3тн шамасында монохромат шламы жинақталды. 2001 жылы
өндіріске жаңа аз қалдықты технология енгізілгеннен бастап 1тн натрий
монохроматын өндіргенде монохромат шламының жинақталуы 0,75 тн құрады.
2007жылы 283,9 мың тн монохромат шламы түзілді, 215,8 мың тн (76%) шлам
өндіріске қайтарылып қайтадан қолданылды. Сулы қойыртпақ түріндегі 68,1 мың
тн (24%) монохромат шламын капиталды шығындарды талап ететін және ауа
сондай-ақ су көздерінің санитарлық жағдайының толықтай қауіпсіз деңгейде
сақталуын қамтамасыз ете алмайтын шлам жинақтау тоғандарына
орналастырылады. Na2CrO4 өндірісінде кәсіпорын алаңының ауасы құрамында
СО2 және су буы бар күйдіру пешінің шығарынды газдарымен ластанады.
Натрий бихроматын өндіру. Жоғарыда алынған натрий хроматының
ерітіндісі (150-200гл) 1.5 суретте көрсетілген технологиялық схема бойынша
қатты натрий бихроматы өнімін алуда қолданады.
Өндіру кезеңі: сары сілтілерді алюминиден тазарту, монохромат
ерітінділерін травилдеу (бихроматизация). Натрий бихроматы ерітіндісін
концентрлеу, натрий сульфатын бөлу, Натрий бихроматының дайын өнімін алу.
Na2CrO4 ерітіндісін күкірт қышқылымен травилдейді, түзілген алюминий
гидроксидін фильтр-прессте бөліп алады. Тұндырылған сілтіні травление жасау
багіне жібереді, мұнда Na2CrO4 күкірт қышқылымен Na2Cr2O7 ерітіндісіне
айналдырады. Травилденген ерітінді вакуумдық-қайната суалту (выпаривание)
қондырғысына түседі. Суалтылған ерітіндіден центрифугалау (центрифугада
қойыртпақ және эмульсияларды дисперсті фазаға және дисперсті ортаға бөлу
процесі) арқылы Na2SO4 тұнбасын бөледі содан соң натрий бихроматы өнімін
алады.
Натрий бихроматын өндіру кезінде алюминий гидро тотығы (хромаль)
түзіледі, оны репульпирациялап тұндырғыш-тоғанға насос арқылы айдайды.
Хром ангидридін өндіру. Жоғарыда түзілген концентрленген монохромат
ерітіндісі хром ангидридін өндіргенде бастапқы шикізат болып табылады 1.6
суретте өндіру жолы, 1.7 суретте CrO3 өндірісінің апаратуралы-технологиялық
схемасы келтірілген. Өндіру кезеңі: Na2Cr2O7 ерітіндісін концентрлеу,
Na2Cr2O7 күкірт қышқылымен ыдырату, NaНSO4-нан хром ангидридін тұндыру
және бөлу, CrO3 өнімін алу, шығарынды газдарды тазарту, хроматты ерітіндіні
биосульфатпен травилдеу және Na2Cr2O7 ерітіндісін мөлдірлеу.
Хром ангидридін өндірген кезде түзілген хром сульфатының
ерімейтін қышқыл тұнбалары қоршаған ортаны ластайтын заттек болып табылады.
Ол репульпацияланғаннан кейін тұндырғыш тоғанға жіберіледі.
Хром оксидін өндіру. Cr2O3 1.8 суретте көрсетілген хроматты-
күкірт әдісімен алады. процесс келесі кезеңдерден тұрады: күкірт
қойыртпағын дайындау, натрий хроматын тотықсыздандыру, хром тотығын
тиосульфат ерітіндісінен бөлу, хромның гидрат тотығын тотықтырып күйдіру,
спекті сілтілеу және хром ангидридінен суда еритін тұздарды бөлу, хром
тотығын кептіру.
Хром гидрат тотығын бөліп алғанда және жуғанда түзілген 140-180 гл
мөлшерлі натрий тиосульфаты (Na2S2O3) фильтраты және аз мөлшердегі Na2S,
Na2SO3, Na2SO4, Na2S, NaОН және Na2CO3 өндірісте қайтадан қолданылуы қажет.
Олар алдын ала хром тотығын күйдіру пештерінің шығарынды газдарынан
шаңдарды ұстау үшін қолданылады.
Хром қосылыстарын өндірудің келтірілген технологиясын талдай отырып
хром қосылыстарын өндіргенде қатты, қоймалжың және сұйық күйдегі қалдықтар:
күкіртті натрий шламы, монохроматты шлам, сары натрий сульфаты, натрий
биосульфаты, және тиосульфат ерітіндісінің түзілетінін көруге болады.
Өндірістік процесс нәтижесінде ұйымдастырылған (мұржа) ластаушы көздерден
және ұйымдастырылмаған ластаушы көздерден (шлам жинақтау тоғандары)
шығарылатын зиянды заттектер қоршаған ортаның экожүйесіне айтарлықтай
залалын тигізеді. Соңғы уақытта өндіріске аз қалдықты технологияны енгізу
нәтижесінде сары натрий сульфатын қайта өңдеп ақ натрий сульфатына
айналдыру жұмыстары жүргізіліп жатыр. Сонымен қатар өндіріске аз қалдықты
технологияны енгізу нәтижесінде екі қалдық түрін: натрий биосульфаты және
тиосульфат ерітіндісін қолданып құрғақ хром илегіштерін өндіру
ұйымдастырылды.
2.1 АХҚЗ АҚ өндірістік процесі нәтижесінде түзілген техногендік
қалдықтардың қоршаған ортаға тигізетін әсері
Атмосфераға тигізетін әсері. Хром ауыр металдар қатарына жатады. Хром
табиғи ортада тау жыныстарынан және топырақ арқылы суға таралып біршама
бөлігі қайтадан топыраққа өтеді, бірақ біршама бөлігі су ағындарымен ағып
теңіз суларына түседі. Химиялық кәсіпорындардың іс-әрекеті салдарынан ауыр
металдар аэрозольдар құрамымен бірге атмосфераға таралады. Зерттеу үшін
алынған атмосфералық аэрозольдар сынамасының талдау нәтижелері бойынша ауыр
метал атомдары әртүрлі өлшемді бөлшек түрінде таралады. Хром, никель,
қорғасын, титан және кадмий аэрозольды бөлшектердің субмикронды (1мкм)
құрамына кіреді, сондықтанда қазіргі кезеңде тәжірибе жүзінде халық тығыз
орналасқан аймақтың ауасында осы ауыр металл қосылыстарының мөлшері фондық
мөлшерден біршама артық мөлшерде кездеседі. Ауыр металлдардың ауада таралуы
кезінде біртіндеп суда еритін күйге айналып, әртүрлі айналымдық күйге
ұшырайды. Ауыр металлдардың атмосферада сейілуі нәтижесінде топырақ және
өзен-көлдер ауыр металл қосылыстарымен ластанады. Хром және т.б. ауыр
металл қосылыстарынан басқа келесі ластағыш заттектер азот диоксиді, күкірт
сутегі, неорганикалық шаң (SiO220 % құрамды), көміртегі оксиді, күкірт
ангидриді және олардың суммациялық топтары мысалы: азот диоксиді+күкірт
ангидриді өнеркәсіптік аймақтың жерге жақын орналасқан атмосфералық
қабатының ластануына өз әсерін тигізеді. Бұлардың бәрі ұйымдастырылған
шығарынды көздерге жатады (мұржа).
Шлам жинақтағышқа жіберілетін хром қосылыстары өндірісінің
қалдықтары атмосфераның ластануына айтарлықтай өз үлестерін қосады.
Қалдықтардың шаңдануы сол аймақтың жел режиміне, ауаның ылғалдығына, шламды
орналастыру технологиясына, минералдық құрамына, ірілігіне, ылғалдылығына
және т.б. факторларға байланысты. Сондай-ақ шылам жинақтағыштардың
бөгеттері бұзылған жағдайда шлам жанжаққа жайылып, жаз айларында жылы
температураның әсерінен кеуіп шаңдануы мүмкін.
Кесте -2.1 АХҚЗ АҚ атмосфераға шығарған зиянды заттарының көлемі
мың.тн.
жылдар
Кәсіпорын
2003 2004 2005 2006 2007
АХҚЗАҚ 2,6 1,8 0,8 0,85 0,95
1-сурет АХҚЗ АҚ атмосфераға шығарған зиянды заттарының көлемі
мың.тн.
Гидросфераға әсері. Ауыр металлдар тасыған өзен сулары және жаңбыр
сулары химиялық және микробиологиялық шаймалану процесі нәтижесінде
топырақтан су экожүйелеріне түседі. Судың химиялық құрамының өзгеруіне
қазіргі кезеңдегі атмосфераның жағдайы әсер етеді, оның басты көрсеткішіне
қышқылдық жаңбырдың жер бетіне жаууы жатады. Тотығу-тотықсыздану
потенциялының өзгеруінен жаңбыр сулары топырақ арқылы өтіп жылжығанда
жекелеген элементтер марганец, мыс, қорғасын, хром, цинк және т.б. ерітетін
қасиетке ие болады.
Атмосфералық ауаның ластануы салдарынан су-топырақ жүйесінің
физико-химиялық тепе-теңдігінің бұзылуы өзімен бірге жер асты суларының
химиялық элементтер концентрациясының айтарлықтай өзгеруіне әкеліп
соқтырады. Табиғи суларда ауыр металлдардың атомдары әртүрлі иондық және
молекулалық түрде кездеседі. Осындай темір, хром, марганец сияқты
элементтер әртүрлі валентті болуы мүмкін. Судағы еріген органикалық
фульвоқышқылы, аминқышқылы және гуминді қосылыстар ауыр металлдар
атомдарының ығысуына маңызды ықпал жасайды. Ауыр металлдардың иондық
формалары ең үлкен биологиялық қол жетімділікке және реакционды
қабілеттілікке ие. Сондай-ақ еріген органикалық колойдты заттегімен
байланысқан еріген металл формасын бөліп көрсетуге болады. Ауыр металл
иондары еріген органикалық заттегілерімен, сонымен қатар тірі организмдер
заттегілерімен берік компонентті қосылыстар түзіп байланысады. Осыдан
беттік сулардағы ауыр металлдардың иондық формасының концентрациясының аз
екенін және өндірістік суларды осы иондардан тазартуда түрлі ботаникалық
алаң және биоинженерлік ғимараттарды қолдануға болатындығын көрсетеді.
Желдің әсерінен қалдық жинақтағыш тереториядан қалдықтардың ұсақ
дисперсті құрамымен бірге зиянды заттектердің бөлінуінен гидросфера
ластанады.
Табиғат қорғау іс-шаралары жүргізілмеген жағдайда хром өндірісінің
қалдық жинақтағыш тоғандарының қоршаған ортаға тигізетін әсері келесі түрде
болуы мүмкін:
- Шлам жинақтағыштан түссіздендірілмеген өндірістік ағындардың апаттық
жағдайда айналаға төгілуі;
- Жинақтағыш плотина қапталы арқылы ұйымдаспаған фильтрация нәтижесінде
жергілікті аймаққа инфильтраттың төгілуі;
- Жинақтағыш тоған түбі арқылы өндірістік сулардың сүзілуі салдарынан
жер асты суларының ластануы;
- Айналымды сумен жабдықтау және шлам тасымалдайтын гидротранспорт
жүйесінен өнеркәсіп ағындарының өндірістік және апаттық жағдайда
айналаға төгілуі.
Бұдан көргеніміздей шлам жинақтағыш тоғандардың сүзілуін болдырмау
мақсатында шлам жинақтағыш құрылысы жеткілікті түрде тиімді шараларды
сақтау негізінде салынуы қажет. Сондай-ақ жіберілген қателіктердің дер
кезінде алдын алу қажет. АХҚЗ АҚ гидросфера тигізетін зиянды әсеріне
дәлел ретінде Орал өзенінің саласы трансшекаралық Елек өзенінің
алтывалентті хроммен ластануын атап көрсетуге болады. 2007 жылдан бастап
Бестамақ с. Бордың мөлшері нормадан 40,0 есе асты. Елек өзенінің суының
сапасы 6-шы сыныпқа яғни өте ластанған суға жатады. Георгиевка с.
алтывалентті хром 7,65 ШРК құрады. Судың сапасы 4 класқа жатады. Бестамақ
селосындағы Елек өзенінің су сапасы 7 класқа жатады яғни төтенше ластану
дәрежесіне жатады. 2.2 суретте Елек өзенінің алтывалентті хроммен ластануы
көрсетілген.
Сурет-2.2 Елек өзенінің алтывалентті хроммен ластануы.
Литосфераға тигізетін әсері. Жоғарыда айтылғандай ауыр металл
қосылыстарының ұйымдастырылған көздердің шығарындыларынан, сонымен қатар
шлам жинақтағыштардағы орын алатын апаттық жағдайларда және атмосферадан
ауыр металл қосылыстарының сейілуі нәтижесінде топырақ зиянды заттармен
ластанады. Топырақ бетіне ластағыш заттардың таралуы ластаушы көздердің,
сол аймақтың метероологиялық ерекшелігіне, биохимиялық факторларға және
тұтастай алғанда ландшафтық ерекшеліктерге байланысты. Шығарынды зат
бөлшектерінің атмосферада болу уақыты олардың массасына және физико-
химиялық қасиеттеріне байланысты. Химиялық элементтер және олардың
қосылыстары топыраққа түсіп бірнеше айналымға өтеді. Қатты қалдықтардың улы
компоненттері атмосфералық жауын-шашын әсерінен шаймалануы (выщелачивание)
нәтижесінде топыраққа түсіп, одан беттік және жер асты суларына өтеді.
Топырақпен байланысуы және жекелеген компоненттердің адсорбциясы
нәтижесінде зиянды заттектердің бастапқы құрамы, сондай-ақ қоспалардың
улылық қасиеттері өзгеріске ұшырайды. Ережеге сай топырақтың беткі қабатына
түсетін ерітінділермен салыстырғанда зиянды заттектердің концентрациясы
топырақ суында аз болады. Ауыр металлдардың суда еритін және ең қозғалғыш
формалары грунттық және беттік суларға өтуге бейім келеді. Ауыр металл
қоспалары сумен және әлсіз (O, I, N) қышқыл ерітінділерімен әсерлеседі.
Кадмий элементімен салыстырғанда хромның көшіп-қону бейімділігі аздау.
Жер бетіне төгілген техногендік қалдықтар жердің ландшафтық орналасу
жағдайына және зиянды қалдықтардың қасиетіне байланысты олар, табиғатты
айтарлықтай өзгеріске ұшыратпай табиғи процестер арқылы өңделуі мүмкін
немесе топырақ құрамында жинақталып барлық тіршілік атаулыға зиянын тигізіп
жоюы мүмкін. Жекелеген ландшафтарда беткі және ішкі суларының сейілу
жолымен техногендік ластанудан өздігінен тазару процестері жүреді. Әлемдік
тәжірибеде топырақ ерітіндісінің улылығын және соған сәйкес топыраққа
түсетін зиянды заттектердің биожетімділігін анықтау әртүрлі тест-
организмдер көмегі арқылы тестілеу әдісі кеңінен қолданылады. Осындай
тестілеудің қорытындылары жер асты және беттік сулардың ластану
қауіптілігіне болжам жасау үшін қолданылады.
Топырақтың кеуектілігі және тығыздығы төмен болып, құрамындағы
органикалық зат мөлшері көп болған жағдайда олардың түйіршіктелуі
нәтижесінде топырақта ауыр металдар жинақталады. Бұлар фульво және гумин
қышқылдарымен сондай-ақ олардың туындыларымен тұрақты кешенді қосылыстар
түзуге ықпал жасайды. Топыраққа зиянды заттектер өсімдік тамыры арқылы және
топырақтағы микроорганизмдер арқылы тасымалданады.
Жердің әр түрлі өсімдік өсетін экожүйелерінде ауыр металлдардың
жинақталуын бақылау әдістемелік нұсқаулар арқылы орындалады. Қазіргі кезде
қоршаған ортаны қорғау саласындағы құзырлы органдар Қазақстан Республикасы
территориясындағы іс-әрекеттегі нормативтік құқықтық және нұсқаулық-
әдістемелік құжаттарға толықтырулар енгізу есебінен, өндіріс орындарының
қоршаған ортаға тигізетін әсерін бақылау және бағалау жұмыстарының
жүргізілуін өз уақытында орындалуын қамтамасыз ететін нормативтік құжаттар
талданып бекітілді. Сондай-ақ экологиялық аудит өнеркәсіп орындарының
қоршаған ортаға тигізетін әсерін кешенді түрде бағалайды. Экологиялық
аудиттің негізгі мақсаты кәсіпорын іс-әрекетінің барлық жағымды және
жағымсыз экологиялық аспектілерінің өзара байланысын кешенді түрде
қарастыру болып табылады.
1.3 Ауыр металдардың физико-химиялық сипаттамасы және олардың
адам организміне тигізетін әсері
Адам денсаулығына немесе тіршілік ету ортасының жағдайына қолайсыз
әсер ететін өндірістік процесс нәтижесінде түзілген қалдықтар қазіргі
кезеңде әлемде алаңдатушылық туғызуда.
Хром және оның қосылыстарының улылық қасиетіне байланысты бұл
элемент терең зерттеуді талап етеді. Хром жер шарында кеңінен таралған
элемент, жер қыртысының 0,03 салмақ проценті хромның үлесіне тиеді. Ауадағы
хромның мөлшері 0,1мкгм³, хромның ластанбаған судағы табиғи таралу деңгейі
1литр суда 0,05-1 микрограм шамасы аралығында болады. Көптеген топырақ
құрамында хром аз концентрацияда кездеседі (2-60мгкг), бірақ кейбір
топырақтарда оның мөлшері 4гкг дейін жетеді.
Негізінен хром табиғатта үш валентті күйде кездеседі, ал оның басқа түрлері
хром қосылыстарын өндіру процесі нәтижесінде түзіледі.
Адам денсаулығына тигізетін әсері. Металдық хром және оның екі
валентті қосылысы қоршаған ортаға айтарлықтай қауіп келтірмейді.Үш валентті
хром Cr (ІІІ) адам диетасына қажетті элемент және глюкоза метаболизмінде
маңызды рөл атқарады. Организм үш валентті хромды нашар сіңіреді және
қиындықпен жасуша мембраналары арқылы енеді. Металлдық хром жасуша
мебранасына енбес бұрын иондануды қажет етеді. Cr(VI) кейбір қосылыстары
тітіркендіргіш заттегі болып табылады және адамдарға аллергиялық реакция
туындатады. Жалпы барлық алты валентті хром қоршаға ортаға адамның іс -
әрекеті нәтижесінде түседі. Үш валентті хром су ағындарының тұнуын және
фильтірленуі салдарынан судан оңай бөлінеді. Яғни қатты қалдықтар құрамында
ерімейтін күйде болады. Алты валентті хром қоршаған орта компаненттеріне
қауіп төндіреді.
Cr (VI) өсімдікке зиянды әсер етеді, хромның шоғырлануы өсімдіктің
жапырағына қарағанда тамырында көп жинақталады. Ауада, топырақта, суда
табиғи түрдегі азайтатын агенттердің болуынан алты валентті хромның
қоршаған ортаға түсуін азайтып, қауіпсіз әрі қозғалмайтын үш валентті күйге
айналуын қамтамасыз етеді. Қазіргі таңда іс жүзінде алты валентті хромның
қоршаған ортаға түсуін айтарлықтай қоршаған ортаға қауіп келтірмейтін
деңгейге дейін азайтатын және қоршаған ортаға түсуін доғаратын әдістер
кеңінен қолданылуда. Өнеркәсіптік ағынды суларды талты валентті хроманан
тазарту маңызды мәнге ие. Хром өзен-көлдерге түсіп, өздігінен тазару
процесстерін тежейді, флора мен фаунаны жояды, сондай-ақ судың
органолептикалық қасиетін нашарлатады. Ағынды суларды хромнан тазартудың
химиялық (реагенттік), сорбциялық, флотациялық, электрохимиялық және
биологиялық әр түрлі әдістері қарастырылып, қолданысқа енгізілген. Қазіргі
кезде хром өндіру кәсіпорындарының қоршаған ортаға тигізетін қолайсыз әсері
мен қоршаған орта компаненттерінің жағдайы үздіксіз бақыланады. БҰҰ
мәліметтері бойынша дүние жүзінде туындаған аурудың шамамен 25 проценті
экологиялық жағдайдың ушығуынан туындайды. Қоршаған ортаға түскен заттектер
немесе заттектер тобы табиғи ортаның экологиялық жағдайын нашарлатып түрлі
аурулардың пайда болуына себепші болады.
Cr (VI) ауада және таза суда айтарлықтай тұрақты күйде
болады, бірақ ол топырақта, суда және биотада органикалық заттектермен
байланысқа түскенде үш валенті күйге дейін тотықсызданады. Ең улысына
бірінші қауіптілік классына жататын алты валентті хром, оның абсолютті
көрсеткіші бойынша сынаптың ШРК
бірдей және 6 мкгкг құрайды. Төрт валенті хром қосылысының улылығы алты
валентті хроммен салыстырғанда біршама аз. Жоғарғы валентті хром
қосылыстарының зиянды әсерінің зардабы көрсеткішіне бауыр мен бүйрек
қызметінің бұзылуы жатады. Сонымен қатар хромат иондарының қабілеттілігіне
байланысты жасуша мембраналары арқылы өтіп, мұнда химиялық
валенттіліктердің қысқаруы нәтижесінде, генетикалық зақымдынушылыққа
ұшырататын концрогендік эффект пайда болады. Сонымен алты валентті хром
қосындысы организмде жараның, аллергиялық реакцияның пайда болуы тері және
тыныс алу мүшелері, сондай- ақ бүйректің зақымдануына әкелуі мүмкін. Осыған
байланысты өнеркәсіпте кәсіби гигиенаны сақтауда және хромның химиялық
қосылыстарын өндіруде, қауіпсіздік техниккасын сақтауда тиімді
бағдарламалар жүргізілуі қажет.
Хромның адамның денсаулығына тигізетін зиянды әсері сондай – ақ,
хромның қоршаған ортаға улы әсері химиялық қосылыстардың нақты түріне
байланысты үш валентті хромның ерімеген түрі Cr2O3 біршама дәрежеде
инертті және хром биологиялық жинақталмайды.
Хром және оның қосылыстары Ақтөбе қаласына жақын орналасқан аймақтарда
хром және оның қосылыстарының таралуы АФЗ АҚ және АХҚЗ АҚ өнерістік
кешендерінің іс - әрекеттеріне байланысты. Оксид және ион түріндегі хром
қосылыстарының фондық концентрациялары атмосфера, гидросфера және
литосферада кездеседі. Хромның белсенді түрлеріне (активті формаларына)
жататындар:
+3 +4 +6 +2 0
Cr, Cr, Cr, Cr, Cr бұлар келесі қосылыстарды түзеді: Cr (металл),
хром Cr (металл), хром дихлориді, хром оксиді (Cr2O3) гидросаформат (НСОО)2
Cr (ОН), сес квиоксид (Cr2O3) хром гидросульфаты (Cr2 SO4), хром
триоксиді (CrO3) және тағы да басқалар. Хром гидрософормат шрк = 0,015
мгм³.
Ең қауіпті қосылысқа алты валентті хром қосылысы жатады. Химиялық
элемент ретінде хромның физико-химиялық сипаттамасы: тығыздығы 7,19гсм³,
қайнау температурасы 2680 ºС, балқу температурасы 1890ºС, стандарттық
энтальфия түзілуі ΔНжану 397,8 кДжмоль. Хромның түсі көгілдір-күміс
тәрізді, жылтыр металл. Қатты және кейбір қосылыстарда химиялық тұрақты
металл болып келеді. Оттегінің қатысуымен хром келесі теңдік бойынша
жанады:
Cr+1,5О2=Cr2O3
(1)
Хромның екі валентті қосылыстары тек негізгі қасиеттерді туындатады. Екі
валентті хром басқа қосылыстарға қарағанда ең тұрақты және үш валентті
формаға өтеді. Ерітіндіде (ІІ) хром қосылысы оттекпен тез тотығады келесі
теңдік бойынша;
2+ + 8+
[Cr+(ОН2)6]+О2+4Н→4[Cr+(ОН2)6] + 2Н2О
(2)
Тұз және күкірт қышқылында Cr(ІІ) тез ериді, сондай-ақ тұз қышқылында
еріген кезде оның тұрақсыз екендігін көрсететін көкшіл түсті байқауға
болады.
Хром хлориды оттекпен тотығып ауада тұрақсыз болады:
4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+H2O
(3)
Хром оксиді Cr2O3- қоңыр-жасыл түсті ұнтақ және инертті заттек болып
табылады. Үш валентті хром тотығы судың және қышқылдың әсеріне инертті.
Cr(ІІІ) тотығы сәйкес ортада теңдік бойынша қышқылмен және сілтімен
әрекеттеседі:
Cr2O3 +3К2S2O7=Cr2(SO)4 +3К2SO4
(4)
Хром триоксиді қосылыстары күшті тотықтырғыш, хром(IV) тотығу-тотықсыздану
процесінде Cr(IІІ) формасына өтеді. Бұл процестер нейтралды ортада келесі
түрде жүреді:
2- 2- + 3+
-
Cr2O7+3 SO3+8Н→2 Cr+3S+6Н3N+2OH
(5)
Қышқылды ортада
2- 2- +
3+ 2-
2-
Cr2O7+3 SO3+8Н→2 Cr +3SО4+ 4Н2О→[Cr(ОН)6] (6)
Сілтілі ортада
2Cr2O4+3(NН4)2S+2OH+2 Н2О→2[Cr(ОН)6]+3+6Н3N (7)
Бихроматтар қышқылдық ортада, ал тек сілтілі ортада әрекеттеседі:
КCrО4+ Н2SO4= К2CrО7+К2SO4+H2O
(8)
Металлдық хром адам организміне айтарлықтай қауіп келтірмейді. Хромның
жоғарғы валентті қосылыстары адам организміне түсіп бәрінен бұрын бауыр
және бүйректің қызметін өзгеріске ұшыратып канцрогендік әсер етеді. Хромның
үш және алты валентті күйінің өзара әсерлесуін келесі теңдіктен көруге
болады:
+2
+ +3
Cr2O7+3 SO3+14Н+6↔2Cr +7Н2О+1,33у
(9)
Бірақ та мұндай тотығу процесі тірі организмде жүрмейді. Егер еріген
формада болса, онда алты валентті хром тотығуы мүмкін. Хроматтар қанға
түсіп үш валентті күйге дейін тотығып гемоглобинмен және қанның басқада
компоненттерімен байланысқа түсіп соның салдарынан жасушаны ұзақ уақыт бойы
тастап кете алмайды. Мұның басты себебі хромның үш валентті формасы бос ион
түрінде өздігінен өмір сүре алмайды. Үш валентті хромның адам жасушасында
ұзақ уақыт болуы оның формалық түрде өздігінен іс-әрекет ете алмауына
байланысты. Организм үш валентті хромды нашар сіңіреді және жасуша
мембраналары арқылы организмге қиындықпен өтеді. Үшвалентті хромның басқа
әртүрлі валенттіліктерден айырмашылығы оның әлсіз абсорбциялық қасиеті және
асқорту мүшелерінде көп жинақталмайды. Адам хромды бір тәулік ішінде 200мг
шамасында тұтынады. Хромның үш валентті қосылыстары және құрамында хром бар
металлдар біршама дәрежеде инертті болып келеді. Концрогендік әсері бар
алты валентті хром қосылыстары қоршаған орта құрауыштарына күрделі түрде
өте қауіпті әсер етеді. Зерттеу нәтижелері негізгі шикізат ретінде хром
қышқылдарын қолданатын хроматтар, хром бояғыштар, және электролиттік
өнеркәсіп орындарында ұзақ уақыт жұмыс жасайтын адамдардың он бес жылдан
астам уақыт бойы жабық түрде созылатын тыныс алу органдарының рак ауруына
ұшырауының көбейгенін көрсетті. Ұзақ уақыт бойы жүргізілген медициналық
бақылаулар хром өнеркәсібі орындарында ұзақ уақыт бойы хром қосылыстарымен
байланыста болатын жұмысшылардың қан құрамының өзгеретіндігін көрсетті.
+3 +4
Жұмыс жасау орындарында Cr және Cr қосылыстарының болуы
жұмысшылардың тыныс алу жолдарының зақымдануына және пневмосклероз ауруының
дамуына әкеліп соқтырады. Санитарлық бақылаулар бойынша цех
ауасында Cr(ІV) концентрациясының жоғары болуынан жұмысшылардың мұрын
қуыстарының зақымдануына әкеліп соқтырады. Хроматтардың улы әсерінен
дерматит ауруы туындайды. Хром қосылыстарымен байланысқа түспеген жағдайда
сауығу процесі жүреді. Хром қосылыстары денеге тиген жағдайда жазылатын
жара пайда болады. Хром қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланысқа түскен
жағдайда есте сақтау қабілетінің функциясы бұзылады.
Никель- Ақтөбе облысының аумағында кеңінен таралған минералдардың
бірі. Оның топырақ құрамындағы мөлшері 2-35 мгкг жетеді. Химиялық элемент
ретінде никельге келесі қасиеттер тән: балқу температурасы 1455 ºС; қайнау
температурасы 2900 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=17,5кДж⁄ моль;
стандартты булану энтальпиясы ΔНбул=370кДж⁄ моль; стандартты энтропиясы
S298=29,9 дж(моль∙К). Түсі ақшыл-күміс тәріздес. Реакцияда +2, кей
жағдайларда +3 және +4 валентіліктерін көрсетеді.
Оттегінің қатысуымен 800 ºС жоғары температурада қызған кезде балқу
температурасы 1955 ºС түсі сарғылт-жасыл кристал түріндегі никель оксиді
түзіледі:
2Ni+O2 → 2NiO
(10)
Түзілген заттегі органикалық еріткіштерде ерімейді. Сұйытылған HCl және
Н2SO4 біртіндеп HNO3 қышқылында тез ериді. Никель оксидтеріне теңдік
бойынша алынған гидроксидтер сәйкес келеді:
2NаОН+NiCl2=Ni(ОН)2+NаCl
(11)
Түзілген ақ-жасыл түстегі зат аморфты және NiO сияқты суда және органикалык
ерітінділерде ерімейді.
+2
Ni(ОН)2 көптеген Ni тұздары сияқты ауа оттегісіне тұрақты болып
келеді.
+2
+3
Хлордың қатысуымен Ni гидроксиді Ni гидроксидіне өтеді:
2Ni(ОН)2+2 NаОН+Cl2=2Ni(ОН)3+2NаCl
(12)
+2 +3
Ni гидроксиді Ni гидроксидіне қарағанда тотығу процесі басымырақ:
2Ni(ОН)3 +6НCl=2Ni Cl2+Cl2+6Н2О
(13)
Никель тірі организмдердің РНҚ және ДНҚ құрылысын сонымен қатар
рибосома құрлысын қалыпты етеді. Қышқылдарда никель және оның
қосылыстарында біртіндеп ериді. Никель тұз қышқылының 0,3% ерітіндісінде
бір тәулік ішінде 150 мг, ал бір айда 200 мг ериді.
Ас қорыту жүйесіне түскен никель қанға сіңіріліп никоплазма
ақуыздарымен күрделі қосылыс түзеді. Никель жасушаға еніп зат алмасу
процесін бұзады. Ұзақ уақыт бойы адам организміне никель буларының әсер
етуі нәтижесінде организмде канцрогендік заттектердің түзілуі күшейеді,
одан әрі қарай өкпе және асқазанды рак аурулары сияқты аса ауыр науқасқа
шалдықтыруы мүмкін.
Жұмыс жасау орындарының ауасында концентрация мөлшері шамадан тыс
болған жағдайда жұмысшыларды анемияға және асқорту сөлінің төмендеуіне
әкеліп соқтырады. Барлық никель қосылыстары теріні тітіркендіргіш әсерге
ие. Терісінің жоғарғы сезімталдылығы бар адамдар никель қосылыстарымен ұзақ
уақыт бойы байланыста болса онда никель экземасы деп аталатын аллергиялық
ауру байқалады.
Цинк. Қарапайым элемент ретінде цинктің негізгі қасиеттері: тығыздығы
7130 кгм³; балқу температурасы 420 ºС; қайнау температурасы 905ºС;
стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=7,24кДж⁄ моль; стандартты булану
энтальпиясы ΔНбул=115кДж⁄ моль. Цинк ақшыл-күміс түсті металл. Оттегінің
қатысуымен ақшыл жалын шығарып келесі теңдік бойынша жанады:
Zn+O2=2ZnO
(14)
Цинк оксиді түсі ақ ұнтақ түріндегі суда ерімейтін зат. Биохимиялық
процестердің қалыпты функциясын бұзбайтын ZnO судағы максимальды
концентрациясы 5 мгл-ге тең. Сілтілердің сулы ерітінділерінде цинк еріген
кезде келесі реакция бойынша сутегіні бөледі:
Zn+2NаОН+2Н2О=Nа2[Zn(ОН)4]+ Н2↑
(15)
Күрделірек қосылыстар гидроксидтермен түзіледі. Соңғысы концентрленген
сілтілерде гидроксоцинкаттар түзеді:
Zn(ОН)2+2NаОН=Nа2[Zn(ОН)4]
(16)
Цинк гидрооксиді аммиактың су ерітінділерінде еріп аммиакат түзеді.
Zn(ОН)2+4NН3= [Zn(NН3)4](ОН)2
(17)
Тәжірибе жүзінде цинктің барлық қосылыстары қоршаған ортаға
экологиялық қауіпті болып саналады. Цинктің адам организміне атқаратын
рөлін қарастыра отырып ескеретін жайт, соңғы зерттеулер бойынша ол ақуыз
синтезіне, ДНК және РМК, жасушаның бөліну процессінде, олардың өсуіне және
регенациясына маңызды рөл атқарып, олардың құрылымын іріктеуде тіршілікке
қажетті маңызды элементтердің бірі. Ересектер үшін цинктің орта тәуліктік
тұтыну мөлшері 10 ÷ 30 мг, балалар және жасөспірімдер үшін 10 ÷ 15 мг
құрайды.
Цинк және оның қосылыстарының кері әсеріне тоқталатын болсақ, адам
организмі үшін цинк оксиді және цинктің ұсақ бөлшектері, сондай-ақ шаңдары
ең қауіпті болып табылады. Өнеркәсіп орындарында ұзақ уақыт бойы цинк
шаңдарымен тыныс алу нәтижесінде жоғарғы тыныс алу жолдарының қабынуына
және адамның ішкі мүшелерінің зақымдануына әкеліп соқтырады. ZnO өте улы
және каталитикалық активті.
Темір. Жер шарында кеңінен таралған элементтердің бірі. Таза күйінде
темір күміс тәрізді, ақ түсті, жалтыр, соғылғыш, қиын балқитын элемент.
Тығыздығы 7830-дан 7870 кгм³. Балқу температурасы 1539 ºС; қайнау
температурасы 3200ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=3,8кДж⁄ моль;
стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 380кДж⁄ моль.
Юнг модулі 195 ÷ 210 ∙ 10³ МПа, Бринелл бойынша қаттылығы 360-445МПа.
Реакцияда + 2 және + 3, ал кейде +4 , +6 тотығу дәрежелерін
+3
+4
көрсетеді. Ұнтақ күйінде темір, ауа оттегісімен әрекеттесіп Fe немесе Fe
темір оксидін түзеді:
4 Fe + 3 O2 = 2Fe2О3
(18)
3Fe + 2O2 = Fe3О4
(19)
Ылғалды ауада немесе сумен байланысқанда тот түзіледі және біртіндеп
металлдың карозияға ұшырау процессі жүреді:
4Fe + 3 O2 + 2Н2О = 2 (Fe 2О3 ∙ Н2О)
(20)
Карозияның жүру процесінің жылдамдығы екіншілік реакцияға байланысты,
бірақта карозияның жүру процесі негізінен суда еріген оттегінің болуына
байланысты.
+3 +4
Қыздырған кезде темір әрекеттесіп Fe және Fe қосылыстарын түзеді:
2Fe + С = Fe2 С
(21)
Fe + 2Cl = FeСl2
(22)
Fe+Н 2SО4 = Fe SО4 + Н2 ↑
(23)
Бірақ, күкірт қышқылында темір тек қызған жағдайда ериді:
2Fe + 6Н2 (SО4)3 + 3 SО2 + 6 Н2О
(24)
+3 +4
Fe оксидіне Fe қарағанда тұрақтылығы аз және қышқылдарда оңай ериді:
FeО + Н2 SО4 = Fe SО4 + Н2О
(25)
Темір (ІІ) гидрооксиді ақ түсті, суда ерімейтін, ауада оңай тотығатын
негіз:
4Fe(ОН) 2 + О2 + 2 Н2О = 4Fe(ОН) 3
(26)
+2
Fe тұздары және гидрототықтары тотықсыздандырғыштар болып табылады:
2FeCl + СО2 = 2FeCl2
(27)
4FeSО4 + О2 + Н2О = 4Fe(ОН) SО4
(28)
4Fe(ОН) 2 + О2 + 2 Н2О = 4Fe(ОН)3
(29)
+3
Fe тұздары тотықтырғыш болып табылады:
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2
(30)
3FeCl3 + Н2S = 2FeCl2 + S + 2НCl
(31)
+2
Fe оксиді күшті тотықтырғаштармен әркеттескенде фераттар түзеді:
Fe2О3 + 3КNО3 + 4КОН = 2К2FeО4 + 3 КNО2 + 2Н2О
(32)
Темірдің медицинадағы маңызы бұрыннан зерттелген. Темір организмнің
11- ден астам функциясына маңызды рөл атқарады. Адам организміндегі темір
төмендегідей мөлшерде кездеседі:
• Қан гемоглобинінде 60 ÷ 65 %
• Бауыр жасушаларында жән,е ми сүйектерінде 20 ÷ 25 %
• Бұлшық еттерде, қан плазмасында және ферменттерде 15 %
Сондай-ақ, темірдің адам организмінде атқаратын маңызы функциональдық
рөлімен қатар зиянды әсері де бар. Темір шаңдары және оның неорганикалық
қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болу салдарынан адамға
токсикологиялық әсер етеді және кейбір жағдайларда созылмалы түрдегі
улануға әкеп соқтыруы мүмкін. Fe (ІІ) қосылыс күшті уландырғыш әсерге ие,
Fe (ІІІ) қосылысының улылығы аз, бірақта ас қорыту жүйесіне әсер етіп,
асқазан сөлінің қышқылдығының артуына септігін тигізеді. Темірдің тозаңды
шаңдары өте қауіпті әсер етеді. Металлургиялық кәсіпорындардың жұмысшылары
жоғарғы тыныс алу жолдарының қабынуы салдарынан емделу орындарына қаралып
тұрады. Таза күйінде темір шаңы фитрогенді болмағанына қарамастан І және ІІ
дәрежелі селикоз белгілеріне ұқсас ауру түрі байқалады. Медициналық
зерттеулер өнеркәсіп іс - әрекетінің нәтижесінде Fe2О3 шаңының әсеріне
ұшырайтын жұмысшылар негізінен көптеген ауру түрлерінің ішінен көбінесе
пневнокониоз және фибриоз ауруларына шалдығатынын көрсетті. Fe2О3 және
SiO2 шаңдарының бір уақытта әсер етуі салдарынан сидероз және силикоз
ауруларына шалдықтырады. Fe2О3 шаңының ұзақ уақыт бойғы әсері өкпеде
қатерлі ісіктің дамуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Сондай-ақ көбінесе өкпенің
жоғарғы бөліктері және перифериялық бөлімдері зақымданады.
Марганец. Таза күйінде түрлі-түсті, ақшыл күміс тәріздес металл.
α – Мn, β – Мn, γ – Мn, δ – Мn. Қаттылығы және тығыздығы бойынша 7,2 ÷ 7,45
гсм³. Түрлілігіне байланысты темірдің қасиеттеріне ұқсас, бірақ одан
айырмашылығы химиялық тұрақты. Балқу температурасы 1240 ÷ 1260 ºС; қайнау
температурасы 1260-1280 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=12,56 кДж⁄
моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 226,9 кДж⁄ моль. Реакцияда
көбінесе +2, +4 және +7 тотығу дәрежелерін көрсетеді.
Марганец араласқан қышқылдармен оңай әрекеттесіп сутегін ығыстырады:
Мn + Н2 SО4 = Мn SО4 + Н2↑
(33)
Мn +2Н NО3 = Мn (NО3)2 + Н2↑
(34)
Бірақ та концентрлі қышқылдарда марганец тек қызған жағдайда, сәйкес
оксидтерді бөліп ериді:
Мn + 2Н2 SО4 = Мn SО4 + SО2↑ + Н2О
(36)
4Мn +8Н NО3 = 3Мn (NО3)2 + 2 NО↑ + 4Н2О
(37)
Құрғақ ауада марганец жоғарыда жайлап тотығады. Қыздырған кезде
марганец ұнтақ тәрізді күйде ауада оңай жанып, күкіртпен, азаотпен және
көміртегімен екі валентті қосылыс түзеді:
Мn + S = МnS (38)
Мn + N2 = МnN2
(39)
Мn + С = МnС
(40)
Мn (ІІ) оксиді және гидрооксиді негізгі айқан қасиеттерге ие. Екеуі де
+4
ауа оттегісінің қатысуымен Мn оксиді және гидроксидіне дейін тотығады.
Марганецтің басқа түрлі қосылыстарына қарағанда тұрақтылығы жоғары және
амфотерлік қасиет көрсетеді. Бірақ та, күшті қышқылдармен әрекеттескенде
тұрақсыз тұз түзеді.
2МnО2 + 2Н2 SО4 = 2МnSО4 + 2Н2О + О2 ↑
(41)
2Мn(ОН)4 + 2Н2 SО4 = 2МnSО4 + 6Н2О + О2 ↑
(42)
ауа оттегісінің қатыскуымен марганец (ІV) сілтілермен әркеттесіп
манганаттардың түзілуіне әкеледі:
2МnО2 + 4КОН + О2 = К2МnО4 + 2Н2О
(43)
соңғысы сулы ерітінділерде және күшті тотықтырғыштар әсерінен тұрақсыз
болып келеді:
4К2МnО4 + 2Н2О ↔ 2КМnО4 + МnО2 + 4КОН
(44)
2К2МnО4 + Cl2 = 2КМnО4 + 2КCl (45)
Жеті валентті күйде марганец, марганец амгидриді (Мn2О7), жалпы атауы
перманганат.
Мn2О7-күшті тотықтырғыш болып табылады. 0ºС төмен температурада ол
тұрақты, жоғарғы температурада жарылыс пен марганец (ІV) күйіне дейін
ыдырайды:
2Мn2О7 = 4МnО2 + 3О2
(47)
Адам организміне марганец жарақаттың жазылуы және мидың максимальды
тиімді жұмыс істеуі, сүйек талшықтарының қалыптасуы және өсуі үшін аса
қажетті химиялық элемент болып табылады. Оның адам организмінде
жетіспеушілігінен баланың алғашқы сатылық қалыптасу, дамуының тежелуін
туындатады. Сондй-ақ есте сақтау қабілетін нашарлатады, қолдың және бұлшық
еттің қалтырнап, дірілдеуіне әкеліп соқтырады.
+2
Марганецтің Мn тәуліктік тұтыну мөлшері шамамен 40-45 мг құрайды.
Марганецтің және оның қосылыстарының кері әсері бәрінен де бұрын орталық
нерв жүйесі қызметінің жүйесінің нашарлауымен сипатталады. Марганец
қосылыстарымен улану созылмалы түрде асқынуы мүмкін. Марганецпен уланудың
клиникалық белгісі үш кезең бойынша жүреді: бірінші кезең орталық нерв
жүйесінің қызметінің бұзылуымен сипатталады; екінші кезең бастапқы токсинді
энцефалопатия белгілерінің байқалуы; үшінші кезең бастапқы марганец
паркенсонизм белгісінің байқалуымен сипатталады.
Денсаулық сақтау қызметкерлерінің зерттеулері бойынша бұл металл
қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болған жұмысшылардың және
дәнекерлегіштердің шаштарында марганецтің біршама мөлшерде
жинақталатындығын көрсетті. Тұтастай алғанда марганец және оның қосылыстары
ең ауыр жағдайларда марганецтік паркенсонизм ауруының дамуы нәтижесінде
орталық нерв жүйесі зақымданады. Сондай-ақ марганец тотықтары шаңдарының
ұзақ уақыт бойы тигізген әсерінен пневномония және манганокониоз
ауруларына шалдығуға және осы аталған аурулардың ушығуына әкеліп соқтырады.
Мыс. Таза күйінде қызғылт түсті металл. Балқу температурасы 1080 ºС;
қайнау температурасы 2540 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=13 кДж⁄
моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 302 кДж⁄ моль. Қосылыстарда +2
және +3 тотығу дәрежелерін көрсетеді. Мыс былқылдық металл болғандықтан, әр
түрлі факторлар әсерінен химиялық және физикалық тозығушылықтарға ұшырайды.
800 ºС температу әсерінен және ауаның шектеулі мөлшерде жетіспеушілігінен
Cu(ІV) оксиді түзіледі:
4Cu + О2 = 2 Cu2О
(48)
Ылғалды ауада мыс негізгі қышқыл тұзын түзеді:
2Cu + О2 + Н2О + СО2 = (CuОН) 2СО
(49)
концетрлі күкіртті, концетрленген және сұйытылған қышқылдарда мыс қызған
кезде ериді:
Cu + 2Н2 SО4 = CuSО4 + SО2 + Н2О
(50)
2Cu +8НNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NО↑ + 4Н2О
(51)
Cu +4НNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NО↑ + 2Н2О
(52)
Ауаның қатысуымен мыс сірке қышқылымен әрекеттсекенде негізгі мыс
атцетаты түзіледі:
2СН4 СООН + 2Cu + О2 = Cu2О(СН3СОО) 2 + Н2О
(53)
Жоғарыда аталған мыс қосылыстарының барлығы қауіпті болып табылады.
Адам организмінде мыс эритропоздың (қан жасушаларының түзілуі)
түзілуін реттеп отырады. Сондай-ақ, сүйектің қалыптасуына және кейбір
ферменттердің түзілуіне қатысады. Мысты бір тәулік ішіндегі тұтыну мөлшері
орташа алғанда 3 мг құрайды.
Мыс және оның қосылыстарының қоршаған ортаға тигізетін кері әсері
басқа ауыр металлдар әсерінен айтарлықтай айырмашылықтары бар. Мыс
қосылыстарының улы әсері ас қорыту жолдарын зақымдануынан көрінеді. Ең
қауіпті мыс ацетаты және сульфаты көп мөлшерде болған жағдайда организмнің
дұрыс жұмыс жасауын бұзады.
Cu және + CuО шаңдарының әсерінен бронхиттің алғашқы белгілері байқалады
және ренит, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Тақырыптың өзектілігі. Ақтөбе облысы Қазақстандағы ең үлкен
индустриялды облыстардың бірі. Облыс аумағында мұнай-газ саласындағы,
химиялық және тау-кен саласындағы көптеген үлкен өнеркәсіптер орналасқан.
Ақтөбе облысы бойынша 9923 табиғат пайдаланушы кәсіпорындар тіркелген оның
ішінде 96 объект стратегиялық, 59-экологиялық қауіпті, 4-транс шекаралық
облыс бойынша, 170 кәсіпорын қауіптілік дәрежесі бойынша 1-ші қауіптілік
класына жатады.
2007 жылы облыстың экологиялық жағдайы былтырғы жылмен салыстырғанда
айтарлықтай өзгерген жоқ. Өндіріс объектілерін экологизациялау іс-шараларын
қолдануға қарамастан облыстық экологиялық жағдайы күрделенуде. АХҚЗ АҚ
еліміздегі негізгі химиялық кәсіпорындардың бірі өз жұмысын 1958 жылдан
бері жалғастырып келеді.АХҚЗ АҚ іс-әрекеті нәтижесінде атмосфералық ауа,
гидросфера және литосфера ластанады. АХҚЗ АҚ гидросфера тигізетін зиянды
әсеріне дәлел ретінде Орал өзенінің саласы трансшекаралық Елек өзенінің
алтывалентті хроммен ластануын атап көрсетуге болады. 2007 жылдан бастап
Бестамақ с. Бордың мөлшері нормадан 40,0 есе асты. Елек өзенінің суының
сапасы 6-шы сыныпқа яғни өте ластанған суға жатады. Георгиевка с.
алтывалентті хром 7,65 ШРК құрады. Судың сапасы 4 класқа жатады. Бестамақ
селосындағы Елек өзенінің су сапасы 7 класқа жатады яғни төтенше ластану
дәрежесіне жатады.
АХҚЗ АҚ өндірістік процесс нәтижесінде түзілген шлам қалдықтары шлам
жинақтағыш – тоғандардан сүзіліп немесе желмен ұшуы салдарынан гидросфера
және литосфера ластанады . Жалпы облыс аумағында үлкен кәсіпорынның
айналасында миллиондаған тонна өндірістік қалдықтар жинақталған, АХҚЗ АҚ
(12,3 млн.тн. монохромат, натрий сульфаты, күкіртті натрий шламдары
жинақталған). АХҚЗ АҚ – (11,0 млн.тн. феррохром шланктары), ДКБК-(752
млн.тн. ашылған жыныстар, 13,0 млн.тн. байыту шламдары) Ақтөбе ЖЭО-
(2,26млн.тн. күлдішлак түріндегі қалдық).Осы жинақталған қалдықтардың
әсерінен қоршаған орта ластануда. Сондықтанда осы дипломдық жобаның басты
мақсаты АХҚЗ АҚ қоршаған ортаға тасталатын өндірістік қалдықтарының
мөлшерін азайту жолдарын қарастыру болып табылады.
Бұл дипломдық жобаның мақсаты - АХҚЗ АҚ қоршаған табиғи ортаға
тигізетін антропогенді әсерін анықтау.
-шлам құрамындағы ауыр металдардың физико-химиялық сипаттамасын және
олардың адам организміне тигізетін әсерін талдау;
-қоршаған орта компоненттерінің күйін мониторингтік зерттеу;
-өндірістік процесс нәтижесінде түзілген қалдықтардың мөлшерін азайтуда
қолданылатын тиімді әдістерді қарастыру;
- АХҚЗ АҚ зиянды ластағыш заттарының қоршаған ортаға тигізген
экономикалық шығынын анықтау.
Дипломдық жобада АХҚЗ АҚ өндірістік қалдықтарының қоршаған ортаға,
тигізетін әсері және ауыр металдардың адам организіміне тигізетін әсері
қарастырылған. Сондай-ақ қоршаған орта компонентерін мониторингтік зерттеу
жұмыстарының мәліметтері келтірілген.
1АХҚЗ АҚ өндірістік қалдықтарының және шығарындыларының аймақтың
қоршаған орта компоненттеріне тигізетін антропогендік әсері
1.1 Ақтөбе хром қосындылар зауытының негізгі мәліметтері
1.1.1 Кәсіпорын орналасқан аймақтың физико-географиялық сипаттамасы
Ақтөбе хром қосындылар зауыты Ақтөбе қаласының солтүстік-шығысында,
тұрғылықты жерден 1000м арақашықтықта орналасқан. Содан 700 м
арақашықтықта қала тұрғындарының саяжайлары қоныстанған. Кәсіпорын
тереториясының жалпы ауданы 630 га. АХҚЗ АҚ шығыс жағынан Елек өзені және
оның сол жақ саласы жағынан Жіңішке өзені ағып жатыр. АХҚЗ АҚ іргелес 300 м
ара қашықтықта еліміздегі ең үлкен металлургиялық кешендердің бірі
Казхром транс ұлттық компаниясының бөлімшесі Ақтөбе ферроқорытпа
зауыты, сондай – ақ осы кәсіпорынның шығысында ЖЭО орналасқан. Сонымен
қатар өнеркәсіптік аумақта тағы да басқа көптеген кәсіпорындар шоғырланған
(1.1сурет).
1.1-сурет кәсіпорынның орналасу аймағы.
Ақтөбе облысының климаты құбылмалы, тез континентальды болып
келеді. Казгидромет метеорологиялық бақылауларының мәліметтері бойынша
қыс айларында максимальды минустық температура 47-52,5ºС, ал жаз
айларындағы максимальды қалыпты температура +32,9ºС көрсеткішті көрсетеді.
Ең салқын айлардағы орташа айлық температура -18,2 ºС, тең жылы айлардағы
орташа айлық температура +24,9ºС жетеді. Жауын-шашынның жылдық мөлшері 95
мм-ден 500 мм аралығында болады. Жылына орта есеппен 420 мм жауын-шашын
жауады.
Геологиялық барлау жұмыстарының бақылаулары бойынша облыс аумағында
топырақтың қату тереңдігі 250 мм. Ал, жер асты сулары 8-17 м тереңдікте
орналасқан. Ақтөбе облысында қыс айларында қатты бұрқасын боран соғуы
ықтимал, ал жаз айларында дауыл тұрып желдің жылдамдығы 75-85кмсағ жетеді.
Желдің соғу бағыты шеңберлі, яғни жел бағыты барлық румбалар үшін біркелкі.
Бірақта ең көп соғатын жел бағытын жылдық қайталанудың 16%-дық үлесін
құрайтын оңтүстік-шығыстан соғатын жел құрайды. Желдің жылдамдығы 75-83
кмсағ аралығында болады. Қар жамылғысының биіктігі 20-35 см, желдің
тұрақты түрде соғуына байланысты Елек өзенінің маңайында қардың биіктігі
100-150 см жетеді. Су таситын уақытта Елек өзені арнасынан асып жан-жаққа
жайылып, жағалаулық топырақ сүзіледі.
1.1.2 АХҚЗ АҚ негізгі атқаратын қызметі және хром қосылыстарын өндіруде
қолданатын негізгі технологиялары
АХҚЗ АҚ химиялық хром қосылыстарын шығаратын Қазақстандағы жалғыз
кәсіпорын болып табылады. Кәсіпорын өз қызметін 40 жылдам астам уақыт бойы
жалғастырып келеді. АХҚЗ АҚ Ресей, Италия, Германия және т.б. дамыған
мемлекеттердің кәсіпорындарымен нарықтық бәсекелестікке түсіп өзінің өнімін
дүниежүзінің 28 мемлекетіне экспорттайды. Хромды металлургия, мұнай және
газ өнеркәсібінде, тамақ өнеркәсібінің салқындатқыш қондырғыларына кеңінен
қолданады. Хромды болаттар қатты берік, коррозияға төзімді болады. Барлық
тотықпайтын болаттың құрамында хром болады. Әр түрлі металлдардан жасалған
автомобиль бөлшектерін, аспап-саймандарды коррозиядан сақтау үшін хроммен
қаптайды. Хроматтар мен дихроматтар күшті тотықтырғыштар бұларды машина
майларын, балауыздарды ағартуға, қопарғаш заттар жасау үшін пиротехника
өнеркәсібінде сондай-ақ жол құрылысында қолданады. Хром тұздары жүннен
жасалған заттарды бояудың алдында басытқы ретінде қолданылады. Хром
сульфаты илегіштерін (Cr2(SO4)3∙18H2O) тері өңдеуге және т.б.
өнеркәсіптерге қолданады. Хром илегіші ерітіндісімен өңделген тері су
сіңірмейді. Қатты әрі төзімді келеді. Хром пигменттерін бояу шығаратын
кәсіпорындар көп мөлшерде тұтынады. Қазіргі кезеңде хром қосылыстарын
тұтыну қарқыны жылдан-жылға артуда.
Жалпы 630 га ауданды алып жатқан кәсіпорынның өнеркәсіптік аумағында
6 цех және қосалқы өнеркәсіптік обьектілер: қазандық, жөндеу-механикалық
цехы, жанар-жағар май қоймасы, дәнекерлеу цехы және т.б. обьектілер
орналасқан
АХҚЗ АҚ төмендегідей өнімдерді шығарады:
- натрий монохроматы (Na2CrO4)-цех №1 және 2
- натрий бихроматы (Na2Cr2O7)-цех №3
- металлургиялық хром тотығы (Cr2O3)-цех №4
- хром сульфаты илегіші (Cr2(SO4)3∙18H2O)-цех №4
- калий бихроматы (жаңа өндіріс) –цех №4
- хром ангидриді және илегіші(CrO3)-цех №5
- пигментті хром тотығы –цех №5
- күкіртті натрий(Na2SO3)-цех №6
Хром қосылыстарын өндіруде негізгі шикізат ретінде хромит кендері
қолданылады. FeO∙Cr2O3 хромиті текшелі (кубической) жүйенің изоморфты
класына жатады, негізгі атауы шпинел, олардың құрамы жалпы формуламен
сипатталады: ХО∙У2О3, мұндағы х-көбінесе темір, кальций, магний немесе
марганец ионы, У-хром немесе алюминий ионы. Хромиттер табиғатта көбінесе
алюминиймен бірге кездеседі. Соның салдарынан хром кендерінде Cr2O3 құрамы
50-55% асуы сирек кездеседі, ал олардың кейбірінің құрамына 20 % Al2 О3
және MgO кіреді.
АХҚЗ АҚ хром қосылыстарын өндіру негізгі өнеркәсіптік шикізат
ретінде Кемпірсай кенішінің кендерін қолданады. Кемпірсай кенорнының
кендерінің негізгі құрамын келесі элементтер құрайды (%):
Cr2O3 45-65,5 %
SiO2 0,5-12 %
FeOжалпы 10-22 %
Al2 О3 8,5-15 %
MgO 11-18 %
CaO 0,5-3 %
Хромитті өңдеудің алғашқы өніміне сары сілті деп аталатын натрий
ерітінділері жатады, одан көптеген хром қосылыстарын: натрий бихроматын,
хром ангидридін және тағы да басқа көптеген өнімдер алуға болады.
Өнеркәсіпте шығаратын негізгі хром қосылыстарының өнімдеріне жататындар:
Na2Cr2O7, Cr2O3, Na2Cr2O7, CrO3, К2CrO7. Негізгі хром қосылыстарын өндіру
1.1.3 суретте көрсетілген.
Натрий хроматын өндіру. Na2CrO4 хром кенінен, кальциленген содадан,
доломиттен тұратын шихтаны жоғарғы температуралық тотықтыру әдісі арқылы
алады. Күйдірілген массаны сілтілейді және түзілген Na2CrO4 ерітіндісін
ерімейтін тұнбадан бөледі.
1.3 суретте натрий хроматы ерітіндісін өндірудің технологиялық
схемасы, ал 1.4 суретте шихта даярлау бөлімінің апаратуралы-технологиялық
схемасы келтірілген. Na2CrO4 ерітіндісін өндіру кезеңі: шихтаны дайындай,
шихтаны тотықтырып күйдіру, спекті шаймалау, шламды қойыртпақты фильтрлеу,
монохромат сілтілерін тазарту.
Бастапқы шикізаттарға жататындар: хромит, әктас, известняк,
кальциленген сода және т.б. Үгітілген ұнтақты алдын ала анықталған деңгейде
араластырады, тотықтыру үшін айналмалы пеште 1000-1200ºс температурада
күйдірілуге түседі. Құрамында кремний тотықтары бар хромның ерімейтін
тотығын сілтімен тотықтыру арқылы еритін хроматқа айналдырады. Бір жұмыс
процесі кезеңінде хром жүзгіндерден бөлінеді. Пештен шыққан хромат спекі
сілтіден бөлінеді және айналмалы ылғалды үгіту диірменінде ұнтақталады.
Монохроматты қойыртпақ қатты бөліктердің (қалдық) сұйықтардан бөлінуі
жүретін барабанды вакум-фильтрде сүзіледі. Натрий хроматын өндіру
нәтижесінде монохромат шламы түзіледі. Түзілген монохромат шламын
жинақтағыштарға сақтауға жібереді.
Монохромат шламының түзілу мөлшері басқа өндірістік қалдықтармен
салыстырғанда өте көп. АХҚЗ АҚ 2001 жылдан бастап өнеркәсіпке аз қалдықты
технологияны енгізу жолға қойылды, осы аз қалдықты технологияны қолданудың
нәтижесінде шлам жинақтағыштарда монохромат шламының жинақталу көлемі төрт
есе азайды. Ескі технология бойынша 1тн натрий монохроматын өндіргенде шлам
жинақтау тоғандарында 3тн шамасында монохромат шламы жинақталды. 2001 жылы
өндіріске жаңа аз қалдықты технология енгізілгеннен бастап 1тн натрий
монохроматын өндіргенде монохромат шламының жинақталуы 0,75 тн құрады.
2007жылы 283,9 мың тн монохромат шламы түзілді, 215,8 мың тн (76%) шлам
өндіріске қайтарылып қайтадан қолданылды. Сулы қойыртпақ түріндегі 68,1 мың
тн (24%) монохромат шламын капиталды шығындарды талап ететін және ауа
сондай-ақ су көздерінің санитарлық жағдайының толықтай қауіпсіз деңгейде
сақталуын қамтамасыз ете алмайтын шлам жинақтау тоғандарына
орналастырылады. Na2CrO4 өндірісінде кәсіпорын алаңының ауасы құрамында
СО2 және су буы бар күйдіру пешінің шығарынды газдарымен ластанады.
Натрий бихроматын өндіру. Жоғарыда алынған натрий хроматының
ерітіндісі (150-200гл) 1.5 суретте көрсетілген технологиялық схема бойынша
қатты натрий бихроматы өнімін алуда қолданады.
Өндіру кезеңі: сары сілтілерді алюминиден тазарту, монохромат
ерітінділерін травилдеу (бихроматизация). Натрий бихроматы ерітіндісін
концентрлеу, натрий сульфатын бөлу, Натрий бихроматының дайын өнімін алу.
Na2CrO4 ерітіндісін күкірт қышқылымен травилдейді, түзілген алюминий
гидроксидін фильтр-прессте бөліп алады. Тұндырылған сілтіні травление жасау
багіне жібереді, мұнда Na2CrO4 күкірт қышқылымен Na2Cr2O7 ерітіндісіне
айналдырады. Травилденген ерітінді вакуумдық-қайната суалту (выпаривание)
қондырғысына түседі. Суалтылған ерітіндіден центрифугалау (центрифугада
қойыртпақ және эмульсияларды дисперсті фазаға және дисперсті ортаға бөлу
процесі) арқылы Na2SO4 тұнбасын бөледі содан соң натрий бихроматы өнімін
алады.
Натрий бихроматын өндіру кезінде алюминий гидро тотығы (хромаль)
түзіледі, оны репульпирациялап тұндырғыш-тоғанға насос арқылы айдайды.
Хром ангидридін өндіру. Жоғарыда түзілген концентрленген монохромат
ерітіндісі хром ангидридін өндіргенде бастапқы шикізат болып табылады 1.6
суретте өндіру жолы, 1.7 суретте CrO3 өндірісінің апаратуралы-технологиялық
схемасы келтірілген. Өндіру кезеңі: Na2Cr2O7 ерітіндісін концентрлеу,
Na2Cr2O7 күкірт қышқылымен ыдырату, NaНSO4-нан хром ангидридін тұндыру
және бөлу, CrO3 өнімін алу, шығарынды газдарды тазарту, хроматты ерітіндіні
биосульфатпен травилдеу және Na2Cr2O7 ерітіндісін мөлдірлеу.
Хром ангидридін өндірген кезде түзілген хром сульфатының
ерімейтін қышқыл тұнбалары қоршаған ортаны ластайтын заттек болып табылады.
Ол репульпацияланғаннан кейін тұндырғыш тоғанға жіберіледі.
Хром оксидін өндіру. Cr2O3 1.8 суретте көрсетілген хроматты-
күкірт әдісімен алады. процесс келесі кезеңдерден тұрады: күкірт
қойыртпағын дайындау, натрий хроматын тотықсыздандыру, хром тотығын
тиосульфат ерітіндісінен бөлу, хромның гидрат тотығын тотықтырып күйдіру,
спекті сілтілеу және хром ангидридінен суда еритін тұздарды бөлу, хром
тотығын кептіру.
Хром гидрат тотығын бөліп алғанда және жуғанда түзілген 140-180 гл
мөлшерлі натрий тиосульфаты (Na2S2O3) фильтраты және аз мөлшердегі Na2S,
Na2SO3, Na2SO4, Na2S, NaОН және Na2CO3 өндірісте қайтадан қолданылуы қажет.
Олар алдын ала хром тотығын күйдіру пештерінің шығарынды газдарынан
шаңдарды ұстау үшін қолданылады.
Хром қосылыстарын өндірудің келтірілген технологиясын талдай отырып
хром қосылыстарын өндіргенде қатты, қоймалжың және сұйық күйдегі қалдықтар:
күкіртті натрий шламы, монохроматты шлам, сары натрий сульфаты, натрий
биосульфаты, және тиосульфат ерітіндісінің түзілетінін көруге болады.
Өндірістік процесс нәтижесінде ұйымдастырылған (мұржа) ластаушы көздерден
және ұйымдастырылмаған ластаушы көздерден (шлам жинақтау тоғандары)
шығарылатын зиянды заттектер қоршаған ортаның экожүйесіне айтарлықтай
залалын тигізеді. Соңғы уақытта өндіріске аз қалдықты технологияны енгізу
нәтижесінде сары натрий сульфатын қайта өңдеп ақ натрий сульфатына
айналдыру жұмыстары жүргізіліп жатыр. Сонымен қатар өндіріске аз қалдықты
технологияны енгізу нәтижесінде екі қалдық түрін: натрий биосульфаты және
тиосульфат ерітіндісін қолданып құрғақ хром илегіштерін өндіру
ұйымдастырылды.
2.1 АХҚЗ АҚ өндірістік процесі нәтижесінде түзілген техногендік
қалдықтардың қоршаған ортаға тигізетін әсері
Атмосфераға тигізетін әсері. Хром ауыр металдар қатарына жатады. Хром
табиғи ортада тау жыныстарынан және топырақ арқылы суға таралып біршама
бөлігі қайтадан топыраққа өтеді, бірақ біршама бөлігі су ағындарымен ағып
теңіз суларына түседі. Химиялық кәсіпорындардың іс-әрекеті салдарынан ауыр
металдар аэрозольдар құрамымен бірге атмосфераға таралады. Зерттеу үшін
алынған атмосфералық аэрозольдар сынамасының талдау нәтижелері бойынша ауыр
метал атомдары әртүрлі өлшемді бөлшек түрінде таралады. Хром, никель,
қорғасын, титан және кадмий аэрозольды бөлшектердің субмикронды (1мкм)
құрамына кіреді, сондықтанда қазіргі кезеңде тәжірибе жүзінде халық тығыз
орналасқан аймақтың ауасында осы ауыр металл қосылыстарының мөлшері фондық
мөлшерден біршама артық мөлшерде кездеседі. Ауыр металлдардың ауада таралуы
кезінде біртіндеп суда еритін күйге айналып, әртүрлі айналымдық күйге
ұшырайды. Ауыр металлдардың атмосферада сейілуі нәтижесінде топырақ және
өзен-көлдер ауыр металл қосылыстарымен ластанады. Хром және т.б. ауыр
металл қосылыстарынан басқа келесі ластағыш заттектер азот диоксиді, күкірт
сутегі, неорганикалық шаң (SiO220 % құрамды), көміртегі оксиді, күкірт
ангидриді және олардың суммациялық топтары мысалы: азот диоксиді+күкірт
ангидриді өнеркәсіптік аймақтың жерге жақын орналасқан атмосфералық
қабатының ластануына өз әсерін тигізеді. Бұлардың бәрі ұйымдастырылған
шығарынды көздерге жатады (мұржа).
Шлам жинақтағышқа жіберілетін хром қосылыстары өндірісінің
қалдықтары атмосфераның ластануына айтарлықтай өз үлестерін қосады.
Қалдықтардың шаңдануы сол аймақтың жел режиміне, ауаның ылғалдығына, шламды
орналастыру технологиясына, минералдық құрамына, ірілігіне, ылғалдылығына
және т.б. факторларға байланысты. Сондай-ақ шылам жинақтағыштардың
бөгеттері бұзылған жағдайда шлам жанжаққа жайылып, жаз айларында жылы
температураның әсерінен кеуіп шаңдануы мүмкін.
Кесте -2.1 АХҚЗ АҚ атмосфераға шығарған зиянды заттарының көлемі
мың.тн.
жылдар
Кәсіпорын
2003 2004 2005 2006 2007
АХҚЗАҚ 2,6 1,8 0,8 0,85 0,95
1-сурет АХҚЗ АҚ атмосфераға шығарған зиянды заттарының көлемі
мың.тн.
Гидросфераға әсері. Ауыр металлдар тасыған өзен сулары және жаңбыр
сулары химиялық және микробиологиялық шаймалану процесі нәтижесінде
топырақтан су экожүйелеріне түседі. Судың химиялық құрамының өзгеруіне
қазіргі кезеңдегі атмосфераның жағдайы әсер етеді, оның басты көрсеткішіне
қышқылдық жаңбырдың жер бетіне жаууы жатады. Тотығу-тотықсыздану
потенциялының өзгеруінен жаңбыр сулары топырақ арқылы өтіп жылжығанда
жекелеген элементтер марганец, мыс, қорғасын, хром, цинк және т.б. ерітетін
қасиетке ие болады.
Атмосфералық ауаның ластануы салдарынан су-топырақ жүйесінің
физико-химиялық тепе-теңдігінің бұзылуы өзімен бірге жер асты суларының
химиялық элементтер концентрациясының айтарлықтай өзгеруіне әкеліп
соқтырады. Табиғи суларда ауыр металлдардың атомдары әртүрлі иондық және
молекулалық түрде кездеседі. Осындай темір, хром, марганец сияқты
элементтер әртүрлі валентті болуы мүмкін. Судағы еріген органикалық
фульвоқышқылы, аминқышқылы және гуминді қосылыстар ауыр металлдар
атомдарының ығысуына маңызды ықпал жасайды. Ауыр металлдардың иондық
формалары ең үлкен биологиялық қол жетімділікке және реакционды
қабілеттілікке ие. Сондай-ақ еріген органикалық колойдты заттегімен
байланысқан еріген металл формасын бөліп көрсетуге болады. Ауыр металл
иондары еріген органикалық заттегілерімен, сонымен қатар тірі организмдер
заттегілерімен берік компонентті қосылыстар түзіп байланысады. Осыдан
беттік сулардағы ауыр металлдардың иондық формасының концентрациясының аз
екенін және өндірістік суларды осы иондардан тазартуда түрлі ботаникалық
алаң және биоинженерлік ғимараттарды қолдануға болатындығын көрсетеді.
Желдің әсерінен қалдық жинақтағыш тереториядан қалдықтардың ұсақ
дисперсті құрамымен бірге зиянды заттектердің бөлінуінен гидросфера
ластанады.
Табиғат қорғау іс-шаралары жүргізілмеген жағдайда хром өндірісінің
қалдық жинақтағыш тоғандарының қоршаған ортаға тигізетін әсері келесі түрде
болуы мүмкін:
- Шлам жинақтағыштан түссіздендірілмеген өндірістік ағындардың апаттық
жағдайда айналаға төгілуі;
- Жинақтағыш плотина қапталы арқылы ұйымдаспаған фильтрация нәтижесінде
жергілікті аймаққа инфильтраттың төгілуі;
- Жинақтағыш тоған түбі арқылы өндірістік сулардың сүзілуі салдарынан
жер асты суларының ластануы;
- Айналымды сумен жабдықтау және шлам тасымалдайтын гидротранспорт
жүйесінен өнеркәсіп ағындарының өндірістік және апаттық жағдайда
айналаға төгілуі.
Бұдан көргеніміздей шлам жинақтағыш тоғандардың сүзілуін болдырмау
мақсатында шлам жинақтағыш құрылысы жеткілікті түрде тиімді шараларды
сақтау негізінде салынуы қажет. Сондай-ақ жіберілген қателіктердің дер
кезінде алдын алу қажет. АХҚЗ АҚ гидросфера тигізетін зиянды әсеріне
дәлел ретінде Орал өзенінің саласы трансшекаралық Елек өзенінің
алтывалентті хроммен ластануын атап көрсетуге болады. 2007 жылдан бастап
Бестамақ с. Бордың мөлшері нормадан 40,0 есе асты. Елек өзенінің суының
сапасы 6-шы сыныпқа яғни өте ластанған суға жатады. Георгиевка с.
алтывалентті хром 7,65 ШРК құрады. Судың сапасы 4 класқа жатады. Бестамақ
селосындағы Елек өзенінің су сапасы 7 класқа жатады яғни төтенше ластану
дәрежесіне жатады. 2.2 суретте Елек өзенінің алтывалентті хроммен ластануы
көрсетілген.
Сурет-2.2 Елек өзенінің алтывалентті хроммен ластануы.
Литосфераға тигізетін әсері. Жоғарыда айтылғандай ауыр металл
қосылыстарының ұйымдастырылған көздердің шығарындыларынан, сонымен қатар
шлам жинақтағыштардағы орын алатын апаттық жағдайларда және атмосферадан
ауыр металл қосылыстарының сейілуі нәтижесінде топырақ зиянды заттармен
ластанады. Топырақ бетіне ластағыш заттардың таралуы ластаушы көздердің,
сол аймақтың метероологиялық ерекшелігіне, биохимиялық факторларға және
тұтастай алғанда ландшафтық ерекшеліктерге байланысты. Шығарынды зат
бөлшектерінің атмосферада болу уақыты олардың массасына және физико-
химиялық қасиеттеріне байланысты. Химиялық элементтер және олардың
қосылыстары топыраққа түсіп бірнеше айналымға өтеді. Қатты қалдықтардың улы
компоненттері атмосфералық жауын-шашын әсерінен шаймалануы (выщелачивание)
нәтижесінде топыраққа түсіп, одан беттік және жер асты суларына өтеді.
Топырақпен байланысуы және жекелеген компоненттердің адсорбциясы
нәтижесінде зиянды заттектердің бастапқы құрамы, сондай-ақ қоспалардың
улылық қасиеттері өзгеріске ұшырайды. Ережеге сай топырақтың беткі қабатына
түсетін ерітінділермен салыстырғанда зиянды заттектердің концентрациясы
топырақ суында аз болады. Ауыр металлдардың суда еритін және ең қозғалғыш
формалары грунттық және беттік суларға өтуге бейім келеді. Ауыр металл
қоспалары сумен және әлсіз (O, I, N) қышқыл ерітінділерімен әсерлеседі.
Кадмий элементімен салыстырғанда хромның көшіп-қону бейімділігі аздау.
Жер бетіне төгілген техногендік қалдықтар жердің ландшафтық орналасу
жағдайына және зиянды қалдықтардың қасиетіне байланысты олар, табиғатты
айтарлықтай өзгеріске ұшыратпай табиғи процестер арқылы өңделуі мүмкін
немесе топырақ құрамында жинақталып барлық тіршілік атаулыға зиянын тигізіп
жоюы мүмкін. Жекелеген ландшафтарда беткі және ішкі суларының сейілу
жолымен техногендік ластанудан өздігінен тазару процестері жүреді. Әлемдік
тәжірибеде топырақ ерітіндісінің улылығын және соған сәйкес топыраққа
түсетін зиянды заттектердің биожетімділігін анықтау әртүрлі тест-
организмдер көмегі арқылы тестілеу әдісі кеңінен қолданылады. Осындай
тестілеудің қорытындылары жер асты және беттік сулардың ластану
қауіптілігіне болжам жасау үшін қолданылады.
Топырақтың кеуектілігі және тығыздығы төмен болып, құрамындағы
органикалық зат мөлшері көп болған жағдайда олардың түйіршіктелуі
нәтижесінде топырақта ауыр металдар жинақталады. Бұлар фульво және гумин
қышқылдарымен сондай-ақ олардың туындыларымен тұрақты кешенді қосылыстар
түзуге ықпал жасайды. Топыраққа зиянды заттектер өсімдік тамыры арқылы және
топырақтағы микроорганизмдер арқылы тасымалданады.
Жердің әр түрлі өсімдік өсетін экожүйелерінде ауыр металлдардың
жинақталуын бақылау әдістемелік нұсқаулар арқылы орындалады. Қазіргі кезде
қоршаған ортаны қорғау саласындағы құзырлы органдар Қазақстан Республикасы
территориясындағы іс-әрекеттегі нормативтік құқықтық және нұсқаулық-
әдістемелік құжаттарға толықтырулар енгізу есебінен, өндіріс орындарының
қоршаған ортаға тигізетін әсерін бақылау және бағалау жұмыстарының
жүргізілуін өз уақытында орындалуын қамтамасыз ететін нормативтік құжаттар
талданып бекітілді. Сондай-ақ экологиялық аудит өнеркәсіп орындарының
қоршаған ортаға тигізетін әсерін кешенді түрде бағалайды. Экологиялық
аудиттің негізгі мақсаты кәсіпорын іс-әрекетінің барлық жағымды және
жағымсыз экологиялық аспектілерінің өзара байланысын кешенді түрде
қарастыру болып табылады.
1.3 Ауыр металдардың физико-химиялық сипаттамасы және олардың
адам организміне тигізетін әсері
Адам денсаулығына немесе тіршілік ету ортасының жағдайына қолайсыз
әсер ететін өндірістік процесс нәтижесінде түзілген қалдықтар қазіргі
кезеңде әлемде алаңдатушылық туғызуда.
Хром және оның қосылыстарының улылық қасиетіне байланысты бұл
элемент терең зерттеуді талап етеді. Хром жер шарында кеңінен таралған
элемент, жер қыртысының 0,03 салмақ проценті хромның үлесіне тиеді. Ауадағы
хромның мөлшері 0,1мкгм³, хромның ластанбаған судағы табиғи таралу деңгейі
1литр суда 0,05-1 микрограм шамасы аралығында болады. Көптеген топырақ
құрамында хром аз концентрацияда кездеседі (2-60мгкг), бірақ кейбір
топырақтарда оның мөлшері 4гкг дейін жетеді.
Негізінен хром табиғатта үш валентті күйде кездеседі, ал оның басқа түрлері
хром қосылыстарын өндіру процесі нәтижесінде түзіледі.
Адам денсаулығына тигізетін әсері. Металдық хром және оның екі
валентті қосылысы қоршаған ортаға айтарлықтай қауіп келтірмейді.Үш валентті
хром Cr (ІІІ) адам диетасына қажетті элемент және глюкоза метаболизмінде
маңызды рөл атқарады. Организм үш валентті хромды нашар сіңіреді және
қиындықпен жасуша мембраналары арқылы енеді. Металлдық хром жасуша
мебранасына енбес бұрын иондануды қажет етеді. Cr(VI) кейбір қосылыстары
тітіркендіргіш заттегі болып табылады және адамдарға аллергиялық реакция
туындатады. Жалпы барлық алты валентті хром қоршаға ортаға адамның іс -
әрекеті нәтижесінде түседі. Үш валентті хром су ағындарының тұнуын және
фильтірленуі салдарынан судан оңай бөлінеді. Яғни қатты қалдықтар құрамында
ерімейтін күйде болады. Алты валентті хром қоршаған орта компаненттеріне
қауіп төндіреді.
Cr (VI) өсімдікке зиянды әсер етеді, хромның шоғырлануы өсімдіктің
жапырағына қарағанда тамырында көп жинақталады. Ауада, топырақта, суда
табиғи түрдегі азайтатын агенттердің болуынан алты валентті хромның
қоршаған ортаға түсуін азайтып, қауіпсіз әрі қозғалмайтын үш валентті күйге
айналуын қамтамасыз етеді. Қазіргі таңда іс жүзінде алты валентті хромның
қоршаған ортаға түсуін айтарлықтай қоршаған ортаға қауіп келтірмейтін
деңгейге дейін азайтатын және қоршаған ортаға түсуін доғаратын әдістер
кеңінен қолданылуда. Өнеркәсіптік ағынды суларды талты валентті хроманан
тазарту маңызды мәнге ие. Хром өзен-көлдерге түсіп, өздігінен тазару
процесстерін тежейді, флора мен фаунаны жояды, сондай-ақ судың
органолептикалық қасиетін нашарлатады. Ағынды суларды хромнан тазартудың
химиялық (реагенттік), сорбциялық, флотациялық, электрохимиялық және
биологиялық әр түрлі әдістері қарастырылып, қолданысқа енгізілген. Қазіргі
кезде хром өндіру кәсіпорындарының қоршаған ортаға тигізетін қолайсыз әсері
мен қоршаған орта компаненттерінің жағдайы үздіксіз бақыланады. БҰҰ
мәліметтері бойынша дүние жүзінде туындаған аурудың шамамен 25 проценті
экологиялық жағдайдың ушығуынан туындайды. Қоршаған ортаға түскен заттектер
немесе заттектер тобы табиғи ортаның экологиялық жағдайын нашарлатып түрлі
аурулардың пайда болуына себепші болады.
Cr (VI) ауада және таза суда айтарлықтай тұрақты күйде
болады, бірақ ол топырақта, суда және биотада органикалық заттектермен
байланысқа түскенде үш валенті күйге дейін тотықсызданады. Ең улысына
бірінші қауіптілік классына жататын алты валентті хром, оның абсолютті
көрсеткіші бойынша сынаптың ШРК
бірдей және 6 мкгкг құрайды. Төрт валенті хром қосылысының улылығы алты
валентті хроммен салыстырғанда біршама аз. Жоғарғы валентті хром
қосылыстарының зиянды әсерінің зардабы көрсеткішіне бауыр мен бүйрек
қызметінің бұзылуы жатады. Сонымен қатар хромат иондарының қабілеттілігіне
байланысты жасуша мембраналары арқылы өтіп, мұнда химиялық
валенттіліктердің қысқаруы нәтижесінде, генетикалық зақымдынушылыққа
ұшырататын концрогендік эффект пайда болады. Сонымен алты валентті хром
қосындысы организмде жараның, аллергиялық реакцияның пайда болуы тері және
тыныс алу мүшелері, сондай- ақ бүйректің зақымдануына әкелуі мүмкін. Осыған
байланысты өнеркәсіпте кәсіби гигиенаны сақтауда және хромның химиялық
қосылыстарын өндіруде, қауіпсіздік техниккасын сақтауда тиімді
бағдарламалар жүргізілуі қажет.
Хромның адамның денсаулығына тигізетін зиянды әсері сондай – ақ,
хромның қоршаған ортаға улы әсері химиялық қосылыстардың нақты түріне
байланысты үш валентті хромның ерімеген түрі Cr2O3 біршама дәрежеде
инертті және хром биологиялық жинақталмайды.
Хром және оның қосылыстары Ақтөбе қаласына жақын орналасқан аймақтарда
хром және оның қосылыстарының таралуы АФЗ АҚ және АХҚЗ АҚ өнерістік
кешендерінің іс - әрекеттеріне байланысты. Оксид және ион түріндегі хром
қосылыстарының фондық концентрациялары атмосфера, гидросфера және
литосферада кездеседі. Хромның белсенді түрлеріне (активті формаларына)
жататындар:
+3 +4 +6 +2 0
Cr, Cr, Cr, Cr, Cr бұлар келесі қосылыстарды түзеді: Cr (металл),
хром Cr (металл), хром дихлориді, хром оксиді (Cr2O3) гидросаформат (НСОО)2
Cr (ОН), сес квиоксид (Cr2O3) хром гидросульфаты (Cr2 SO4), хром
триоксиді (CrO3) және тағы да басқалар. Хром гидрософормат шрк = 0,015
мгм³.
Ең қауіпті қосылысқа алты валентті хром қосылысы жатады. Химиялық
элемент ретінде хромның физико-химиялық сипаттамасы: тығыздығы 7,19гсм³,
қайнау температурасы 2680 ºС, балқу температурасы 1890ºС, стандарттық
энтальфия түзілуі ΔНжану 397,8 кДжмоль. Хромның түсі көгілдір-күміс
тәрізді, жылтыр металл. Қатты және кейбір қосылыстарда химиялық тұрақты
металл болып келеді. Оттегінің қатысуымен хром келесі теңдік бойынша
жанады:
Cr+1,5О2=Cr2O3
(1)
Хромның екі валентті қосылыстары тек негізгі қасиеттерді туындатады. Екі
валентті хром басқа қосылыстарға қарағанда ең тұрақты және үш валентті
формаға өтеді. Ерітіндіде (ІІ) хром қосылысы оттекпен тез тотығады келесі
теңдік бойынша;
2+ + 8+
[Cr+(ОН2)6]+О2+4Н→4[Cr+(ОН2)6] + 2Н2О
(2)
Тұз және күкірт қышқылында Cr(ІІ) тез ериді, сондай-ақ тұз қышқылында
еріген кезде оның тұрақсыз екендігін көрсететін көкшіл түсті байқауға
болады.
Хром хлориды оттекпен тотығып ауада тұрақсыз болады:
4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+H2O
(3)
Хром оксиді Cr2O3- қоңыр-жасыл түсті ұнтақ және инертті заттек болып
табылады. Үш валентті хром тотығы судың және қышқылдың әсеріне инертті.
Cr(ІІІ) тотығы сәйкес ортада теңдік бойынша қышқылмен және сілтімен
әрекеттеседі:
Cr2O3 +3К2S2O7=Cr2(SO)4 +3К2SO4
(4)
Хром триоксиді қосылыстары күшті тотықтырғыш, хром(IV) тотығу-тотықсыздану
процесінде Cr(IІІ) формасына өтеді. Бұл процестер нейтралды ортада келесі
түрде жүреді:
2- 2- + 3+
-
Cr2O7+3 SO3+8Н→2 Cr+3S+6Н3N+2OH
(5)
Қышқылды ортада
2- 2- +
3+ 2-
2-
Cr2O7+3 SO3+8Н→2 Cr +3SО4+ 4Н2О→[Cr(ОН)6] (6)
Сілтілі ортада
2Cr2O4+3(NН4)2S+2OH+2 Н2О→2[Cr(ОН)6]+3+6Н3N (7)
Бихроматтар қышқылдық ортада, ал тек сілтілі ортада әрекеттеседі:
КCrО4+ Н2SO4= К2CrО7+К2SO4+H2O
(8)
Металлдық хром адам организміне айтарлықтай қауіп келтірмейді. Хромның
жоғарғы валентті қосылыстары адам организміне түсіп бәрінен бұрын бауыр
және бүйректің қызметін өзгеріске ұшыратып канцрогендік әсер етеді. Хромның
үш және алты валентті күйінің өзара әсерлесуін келесі теңдіктен көруге
болады:
+2
+ +3
Cr2O7+3 SO3+14Н+6↔2Cr +7Н2О+1,33у
(9)
Бірақ та мұндай тотығу процесі тірі организмде жүрмейді. Егер еріген
формада болса, онда алты валентті хром тотығуы мүмкін. Хроматтар қанға
түсіп үш валентті күйге дейін тотығып гемоглобинмен және қанның басқада
компоненттерімен байланысқа түсіп соның салдарынан жасушаны ұзақ уақыт бойы
тастап кете алмайды. Мұның басты себебі хромның үш валентті формасы бос ион
түрінде өздігінен өмір сүре алмайды. Үш валентті хромның адам жасушасында
ұзақ уақыт болуы оның формалық түрде өздігінен іс-әрекет ете алмауына
байланысты. Организм үш валентті хромды нашар сіңіреді және жасуша
мембраналары арқылы организмге қиындықпен өтеді. Үшвалентті хромның басқа
әртүрлі валенттіліктерден айырмашылығы оның әлсіз абсорбциялық қасиеті және
асқорту мүшелерінде көп жинақталмайды. Адам хромды бір тәулік ішінде 200мг
шамасында тұтынады. Хромның үш валентті қосылыстары және құрамында хром бар
металлдар біршама дәрежеде инертті болып келеді. Концрогендік әсері бар
алты валентті хром қосылыстары қоршаған орта құрауыштарына күрделі түрде
өте қауіпті әсер етеді. Зерттеу нәтижелері негізгі шикізат ретінде хром
қышқылдарын қолданатын хроматтар, хром бояғыштар, және электролиттік
өнеркәсіп орындарында ұзақ уақыт жұмыс жасайтын адамдардың он бес жылдан
астам уақыт бойы жабық түрде созылатын тыныс алу органдарының рак ауруына
ұшырауының көбейгенін көрсетті. Ұзақ уақыт бойы жүргізілген медициналық
бақылаулар хром өнеркәсібі орындарында ұзақ уақыт бойы хром қосылыстарымен
байланыста болатын жұмысшылардың қан құрамының өзгеретіндігін көрсетті.
+3 +4
Жұмыс жасау орындарында Cr және Cr қосылыстарының болуы
жұмысшылардың тыныс алу жолдарының зақымдануына және пневмосклероз ауруының
дамуына әкеліп соқтырады. Санитарлық бақылаулар бойынша цех
ауасында Cr(ІV) концентрациясының жоғары болуынан жұмысшылардың мұрын
қуыстарының зақымдануына әкеліп соқтырады. Хроматтардың улы әсерінен
дерматит ауруы туындайды. Хром қосылыстарымен байланысқа түспеген жағдайда
сауығу процесі жүреді. Хром қосылыстары денеге тиген жағдайда жазылатын
жара пайда болады. Хром қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланысқа түскен
жағдайда есте сақтау қабілетінің функциясы бұзылады.
Никель- Ақтөбе облысының аумағында кеңінен таралған минералдардың
бірі. Оның топырақ құрамындағы мөлшері 2-35 мгкг жетеді. Химиялық элемент
ретінде никельге келесі қасиеттер тән: балқу температурасы 1455 ºС; қайнау
температурасы 2900 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=17,5кДж⁄ моль;
стандартты булану энтальпиясы ΔНбул=370кДж⁄ моль; стандартты энтропиясы
S298=29,9 дж(моль∙К). Түсі ақшыл-күміс тәріздес. Реакцияда +2, кей
жағдайларда +3 және +4 валентіліктерін көрсетеді.
Оттегінің қатысуымен 800 ºС жоғары температурада қызған кезде балқу
температурасы 1955 ºС түсі сарғылт-жасыл кристал түріндегі никель оксиді
түзіледі:
2Ni+O2 → 2NiO
(10)
Түзілген заттегі органикалық еріткіштерде ерімейді. Сұйытылған HCl және
Н2SO4 біртіндеп HNO3 қышқылында тез ериді. Никель оксидтеріне теңдік
бойынша алынған гидроксидтер сәйкес келеді:
2NаОН+NiCl2=Ni(ОН)2+NаCl
(11)
Түзілген ақ-жасыл түстегі зат аморфты және NiO сияқты суда және органикалык
ерітінділерде ерімейді.
+2
Ni(ОН)2 көптеген Ni тұздары сияқты ауа оттегісіне тұрақты болып
келеді.
+2
+3
Хлордың қатысуымен Ni гидроксиді Ni гидроксидіне өтеді:
2Ni(ОН)2+2 NаОН+Cl2=2Ni(ОН)3+2NаCl
(12)
+2 +3
Ni гидроксиді Ni гидроксидіне қарағанда тотығу процесі басымырақ:
2Ni(ОН)3 +6НCl=2Ni Cl2+Cl2+6Н2О
(13)
Никель тірі организмдердің РНҚ және ДНҚ құрылысын сонымен қатар
рибосома құрлысын қалыпты етеді. Қышқылдарда никель және оның
қосылыстарында біртіндеп ериді. Никель тұз қышқылының 0,3% ерітіндісінде
бір тәулік ішінде 150 мг, ал бір айда 200 мг ериді.
Ас қорыту жүйесіне түскен никель қанға сіңіріліп никоплазма
ақуыздарымен күрделі қосылыс түзеді. Никель жасушаға еніп зат алмасу
процесін бұзады. Ұзақ уақыт бойы адам организміне никель буларының әсер
етуі нәтижесінде организмде канцрогендік заттектердің түзілуі күшейеді,
одан әрі қарай өкпе және асқазанды рак аурулары сияқты аса ауыр науқасқа
шалдықтыруы мүмкін.
Жұмыс жасау орындарының ауасында концентрация мөлшері шамадан тыс
болған жағдайда жұмысшыларды анемияға және асқорту сөлінің төмендеуіне
әкеліп соқтырады. Барлық никель қосылыстары теріні тітіркендіргіш әсерге
ие. Терісінің жоғарғы сезімталдылығы бар адамдар никель қосылыстарымен ұзақ
уақыт бойы байланыста болса онда никель экземасы деп аталатын аллергиялық
ауру байқалады.
Цинк. Қарапайым элемент ретінде цинктің негізгі қасиеттері: тығыздығы
7130 кгм³; балқу температурасы 420 ºС; қайнау температурасы 905ºС;
стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=7,24кДж⁄ моль; стандартты булану
энтальпиясы ΔНбул=115кДж⁄ моль. Цинк ақшыл-күміс түсті металл. Оттегінің
қатысуымен ақшыл жалын шығарып келесі теңдік бойынша жанады:
Zn+O2=2ZnO
(14)
Цинк оксиді түсі ақ ұнтақ түріндегі суда ерімейтін зат. Биохимиялық
процестердің қалыпты функциясын бұзбайтын ZnO судағы максимальды
концентрациясы 5 мгл-ге тең. Сілтілердің сулы ерітінділерінде цинк еріген
кезде келесі реакция бойынша сутегіні бөледі:
Zn+2NаОН+2Н2О=Nа2[Zn(ОН)4]+ Н2↑
(15)
Күрделірек қосылыстар гидроксидтермен түзіледі. Соңғысы концентрленген
сілтілерде гидроксоцинкаттар түзеді:
Zn(ОН)2+2NаОН=Nа2[Zn(ОН)4]
(16)
Цинк гидрооксиді аммиактың су ерітінділерінде еріп аммиакат түзеді.
Zn(ОН)2+4NН3= [Zn(NН3)4](ОН)2
(17)
Тәжірибе жүзінде цинктің барлық қосылыстары қоршаған ортаға
экологиялық қауіпті болып саналады. Цинктің адам организміне атқаратын
рөлін қарастыра отырып ескеретін жайт, соңғы зерттеулер бойынша ол ақуыз
синтезіне, ДНК және РМК, жасушаның бөліну процессінде, олардың өсуіне және
регенациясына маңызды рөл атқарып, олардың құрылымын іріктеуде тіршілікке
қажетті маңызды элементтердің бірі. Ересектер үшін цинктің орта тәуліктік
тұтыну мөлшері 10 ÷ 30 мг, балалар және жасөспірімдер үшін 10 ÷ 15 мг
құрайды.
Цинк және оның қосылыстарының кері әсеріне тоқталатын болсақ, адам
организмі үшін цинк оксиді және цинктің ұсақ бөлшектері, сондай-ақ шаңдары
ең қауіпті болып табылады. Өнеркәсіп орындарында ұзақ уақыт бойы цинк
шаңдарымен тыныс алу нәтижесінде жоғарғы тыныс алу жолдарының қабынуына
және адамның ішкі мүшелерінің зақымдануына әкеліп соқтырады. ZnO өте улы
және каталитикалық активті.
Темір. Жер шарында кеңінен таралған элементтердің бірі. Таза күйінде
темір күміс тәрізді, ақ түсті, жалтыр, соғылғыш, қиын балқитын элемент.
Тығыздығы 7830-дан 7870 кгм³. Балқу температурасы 1539 ºС; қайнау
температурасы 3200ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=3,8кДж⁄ моль;
стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 380кДж⁄ моль.
Юнг модулі 195 ÷ 210 ∙ 10³ МПа, Бринелл бойынша қаттылығы 360-445МПа.
Реакцияда + 2 және + 3, ал кейде +4 , +6 тотығу дәрежелерін
+3
+4
көрсетеді. Ұнтақ күйінде темір, ауа оттегісімен әрекеттесіп Fe немесе Fe
темір оксидін түзеді:
4 Fe + 3 O2 = 2Fe2О3
(18)
3Fe + 2O2 = Fe3О4
(19)
Ылғалды ауада немесе сумен байланысқанда тот түзіледі және біртіндеп
металлдың карозияға ұшырау процессі жүреді:
4Fe + 3 O2 + 2Н2О = 2 (Fe 2О3 ∙ Н2О)
(20)
Карозияның жүру процесінің жылдамдығы екіншілік реакцияға байланысты,
бірақта карозияның жүру процесі негізінен суда еріген оттегінің болуына
байланысты.
+3 +4
Қыздырған кезде темір әрекеттесіп Fe және Fe қосылыстарын түзеді:
2Fe + С = Fe2 С
(21)
Fe + 2Cl = FeСl2
(22)
Fe+Н 2SО4 = Fe SО4 + Н2 ↑
(23)
Бірақ, күкірт қышқылында темір тек қызған жағдайда ериді:
2Fe + 6Н2 (SО4)3 + 3 SО2 + 6 Н2О
(24)
+3 +4
Fe оксидіне Fe қарағанда тұрақтылығы аз және қышқылдарда оңай ериді:
FeО + Н2 SО4 = Fe SО4 + Н2О
(25)
Темір (ІІ) гидрооксиді ақ түсті, суда ерімейтін, ауада оңай тотығатын
негіз:
4Fe(ОН) 2 + О2 + 2 Н2О = 4Fe(ОН) 3
(26)
+2
Fe тұздары және гидрототықтары тотықсыздандырғыштар болып табылады:
2FeCl + СО2 = 2FeCl2
(27)
4FeSО4 + О2 + Н2О = 4Fe(ОН) SО4
(28)
4Fe(ОН) 2 + О2 + 2 Н2О = 4Fe(ОН)3
(29)
+3
Fe тұздары тотықтырғыш болып табылады:
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2
(30)
3FeCl3 + Н2S = 2FeCl2 + S + 2НCl
(31)
+2
Fe оксиді күшті тотықтырғаштармен әркеттескенде фераттар түзеді:
Fe2О3 + 3КNО3 + 4КОН = 2К2FeО4 + 3 КNО2 + 2Н2О
(32)
Темірдің медицинадағы маңызы бұрыннан зерттелген. Темір организмнің
11- ден астам функциясына маңызды рөл атқарады. Адам организміндегі темір
төмендегідей мөлшерде кездеседі:
• Қан гемоглобинінде 60 ÷ 65 %
• Бауыр жасушаларында жән,е ми сүйектерінде 20 ÷ 25 %
• Бұлшық еттерде, қан плазмасында және ферменттерде 15 %
Сондай-ақ, темірдің адам организмінде атқаратын маңызы функциональдық
рөлімен қатар зиянды әсері де бар. Темір шаңдары және оның неорганикалық
қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болу салдарынан адамға
токсикологиялық әсер етеді және кейбір жағдайларда созылмалы түрдегі
улануға әкеп соқтыруы мүмкін. Fe (ІІ) қосылыс күшті уландырғыш әсерге ие,
Fe (ІІІ) қосылысының улылығы аз, бірақта ас қорыту жүйесіне әсер етіп,
асқазан сөлінің қышқылдығының артуына септігін тигізеді. Темірдің тозаңды
шаңдары өте қауіпті әсер етеді. Металлургиялық кәсіпорындардың жұмысшылары
жоғарғы тыныс алу жолдарының қабынуы салдарынан емделу орындарына қаралып
тұрады. Таза күйінде темір шаңы фитрогенді болмағанына қарамастан І және ІІ
дәрежелі селикоз белгілеріне ұқсас ауру түрі байқалады. Медициналық
зерттеулер өнеркәсіп іс - әрекетінің нәтижесінде Fe2О3 шаңының әсеріне
ұшырайтын жұмысшылар негізінен көптеген ауру түрлерінің ішінен көбінесе
пневнокониоз және фибриоз ауруларына шалдығатынын көрсетті. Fe2О3 және
SiO2 шаңдарының бір уақытта әсер етуі салдарынан сидероз және силикоз
ауруларына шалдықтырады. Fe2О3 шаңының ұзақ уақыт бойғы әсері өкпеде
қатерлі ісіктің дамуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Сондай-ақ көбінесе өкпенің
жоғарғы бөліктері және перифериялық бөлімдері зақымданады.
Марганец. Таза күйінде түрлі-түсті, ақшыл күміс тәріздес металл.
α – Мn, β – Мn, γ – Мn, δ – Мn. Қаттылығы және тығыздығы бойынша 7,2 ÷ 7,45
гсм³. Түрлілігіне байланысты темірдің қасиеттеріне ұқсас, бірақ одан
айырмашылығы химиялық тұрақты. Балқу температурасы 1240 ÷ 1260 ºС; қайнау
температурасы 1260-1280 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=12,56 кДж⁄
моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 226,9 кДж⁄ моль. Реакцияда
көбінесе +2, +4 және +7 тотығу дәрежелерін көрсетеді.
Марганец араласқан қышқылдармен оңай әрекеттесіп сутегін ығыстырады:
Мn + Н2 SО4 = Мn SО4 + Н2↑
(33)
Мn +2Н NО3 = Мn (NО3)2 + Н2↑
(34)
Бірақ та концентрлі қышқылдарда марганец тек қызған жағдайда, сәйкес
оксидтерді бөліп ериді:
Мn + 2Н2 SО4 = Мn SО4 + SО2↑ + Н2О
(36)
4Мn +8Н NО3 = 3Мn (NО3)2 + 2 NО↑ + 4Н2О
(37)
Құрғақ ауада марганец жоғарыда жайлап тотығады. Қыздырған кезде
марганец ұнтақ тәрізді күйде ауада оңай жанып, күкіртпен, азаотпен және
көміртегімен екі валентті қосылыс түзеді:
Мn + S = МnS (38)
Мn + N2 = МnN2
(39)
Мn + С = МnС
(40)
Мn (ІІ) оксиді және гидрооксиді негізгі айқан қасиеттерге ие. Екеуі де
+4
ауа оттегісінің қатысуымен Мn оксиді және гидроксидіне дейін тотығады.
Марганецтің басқа түрлі қосылыстарына қарағанда тұрақтылығы жоғары және
амфотерлік қасиет көрсетеді. Бірақ та, күшті қышқылдармен әрекеттескенде
тұрақсыз тұз түзеді.
2МnО2 + 2Н2 SО4 = 2МnSО4 + 2Н2О + О2 ↑
(41)
2Мn(ОН)4 + 2Н2 SО4 = 2МnSО4 + 6Н2О + О2 ↑
(42)
ауа оттегісінің қатыскуымен марганец (ІV) сілтілермен әркеттесіп
манганаттардың түзілуіне әкеледі:
2МnО2 + 4КОН + О2 = К2МnО4 + 2Н2О
(43)
соңғысы сулы ерітінділерде және күшті тотықтырғыштар әсерінен тұрақсыз
болып келеді:
4К2МnО4 + 2Н2О ↔ 2КМnО4 + МnО2 + 4КОН
(44)
2К2МnО4 + Cl2 = 2КМnО4 + 2КCl (45)
Жеті валентті күйде марганец, марганец амгидриді (Мn2О7), жалпы атауы
перманганат.
Мn2О7-күшті тотықтырғыш болып табылады. 0ºС төмен температурада ол
тұрақты, жоғарғы температурада жарылыс пен марганец (ІV) күйіне дейін
ыдырайды:
2Мn2О7 = 4МnО2 + 3О2
(47)
Адам организміне марганец жарақаттың жазылуы және мидың максимальды
тиімді жұмыс істеуі, сүйек талшықтарының қалыптасуы және өсуі үшін аса
қажетті химиялық элемент болып табылады. Оның адам организмінде
жетіспеушілігінен баланың алғашқы сатылық қалыптасу, дамуының тежелуін
туындатады. Сондй-ақ есте сақтау қабілетін нашарлатады, қолдың және бұлшық
еттің қалтырнап, дірілдеуіне әкеліп соқтырады.
+2
Марганецтің Мn тәуліктік тұтыну мөлшері шамамен 40-45 мг құрайды.
Марганецтің және оның қосылыстарының кері әсері бәрінен де бұрын орталық
нерв жүйесі қызметінің жүйесінің нашарлауымен сипатталады. Марганец
қосылыстарымен улану созылмалы түрде асқынуы мүмкін. Марганецпен уланудың
клиникалық белгісі үш кезең бойынша жүреді: бірінші кезең орталық нерв
жүйесінің қызметінің бұзылуымен сипатталады; екінші кезең бастапқы токсинді
энцефалопатия белгілерінің байқалуы; үшінші кезең бастапқы марганец
паркенсонизм белгісінің байқалуымен сипатталады.
Денсаулық сақтау қызметкерлерінің зерттеулері бойынша бұл металл
қосылыстарымен ұзақ уақыт бойы байланыста болған жұмысшылардың және
дәнекерлегіштердің шаштарында марганецтің біршама мөлшерде
жинақталатындығын көрсетті. Тұтастай алғанда марганец және оның қосылыстары
ең ауыр жағдайларда марганецтік паркенсонизм ауруының дамуы нәтижесінде
орталық нерв жүйесі зақымданады. Сондай-ақ марганец тотықтары шаңдарының
ұзақ уақыт бойы тигізген әсерінен пневномония және манганокониоз
ауруларына шалдығуға және осы аталған аурулардың ушығуына әкеліп соқтырады.
Мыс. Таза күйінде қызғылт түсті металл. Балқу температурасы 1080 ºС;
қайнау температурасы 2540 ºС; стандартты балқу энтальпиясы ΔНбал=13 кДж⁄
моль; стандартты булану энтальпиясы ΔНбул = 302 кДж⁄ моль. Қосылыстарда +2
және +3 тотығу дәрежелерін көрсетеді. Мыс былқылдық металл болғандықтан, әр
түрлі факторлар әсерінен химиялық және физикалық тозығушылықтарға ұшырайды.
800 ºС температу әсерінен және ауаның шектеулі мөлшерде жетіспеушілігінен
Cu(ІV) оксиді түзіледі:
4Cu + О2 = 2 Cu2О
(48)
Ылғалды ауада мыс негізгі қышқыл тұзын түзеді:
2Cu + О2 + Н2О + СО2 = (CuОН) 2СО
(49)
концетрлі күкіртті, концетрленген және сұйытылған қышқылдарда мыс қызған
кезде ериді:
Cu + 2Н2 SО4 = CuSО4 + SО2 + Н2О
(50)
2Cu +8НNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NО↑ + 4Н2О
(51)
Cu +4НNО3 = 3Cu(NО3)2 + 2NО↑ + 2Н2О
(52)
Ауаның қатысуымен мыс сірке қышқылымен әрекеттсекенде негізгі мыс
атцетаты түзіледі:
2СН4 СООН + 2Cu + О2 = Cu2О(СН3СОО) 2 + Н2О
(53)
Жоғарыда аталған мыс қосылыстарының барлығы қауіпті болып табылады.
Адам организмінде мыс эритропоздың (қан жасушаларының түзілуі)
түзілуін реттеп отырады. Сондай-ақ, сүйектің қалыптасуына және кейбір
ферменттердің түзілуіне қатысады. Мысты бір тәулік ішіндегі тұтыну мөлшері
орташа алғанда 3 мг құрайды.
Мыс және оның қосылыстарының қоршаған ортаға тигізетін кері әсері
басқа ауыр металлдар әсерінен айтарлықтай айырмашылықтары бар. Мыс
қосылыстарының улы әсері ас қорыту жолдарын зақымдануынан көрінеді. Ең
қауіпті мыс ацетаты және сульфаты көп мөлшерде болған жағдайда организмнің
дұрыс жұмыс жасауын бұзады.
Cu және + CuО шаңдарының әсерінен бронхиттің алғашқы белгілері байқалады
және ренит, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- 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
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz