Өндіріс әдістерімен суды тазарту
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
І Әдеби 6
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ..
1.1 Судың жалпы 6
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
1.2 Табиғи және өнеркәсіп суларына 20
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ..
1.3 Су қағының түрлері, оны түздірмеу 22
шаралары ... ... ... ... ... ... .. ...
1.4 Судың 23
ластануы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
1.5 Өндірістік ағынды суларды тазарту 26
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
1.6 Спектроскопияның жалпы 35
мәселелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.7 Темір, мыс, карбонат және гидрокарбонат иондарының адам
ағзасына 41
әсері ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .
ІІ Эксперименттік бөлім 43
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
2.1 Ақаба суды осмостық мембрандық тазарту технологиясының
негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
2.2 Темір ионын фотоколориметрлік әдіспен 45
анықтау ... ... ... ... ... ...
2.3 Мыс ионын флюорометрлік әдіспен анықтау 46
тәсілі ... ... ... ... ... ..
2.4 Карбонат және гидрокарбонат иондарын титриметрлік әдіспен
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
2.5 Нәтижелер және оның 48
талдануы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... .55
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
Пайдаланылған әдебиеттер 56
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... .
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі: Су – өмір көзі, жер нәрі. Адам қорексіз 50 күнге
дейін шыдауы мүмкін бірақ, сусыз 1 аптадан артыққа шыдай алмайды. Себебі
адам ағзасының 50-86 % пайызын ( 50% - қарт адамдарда, 86% - жас
нәрестелерде) су құрайды. Сондықтан су өзі энергия бөлмесе де адам ағзасы
үшін қажетті энергия алмасу процесінің компоненті болып есептеледі.
Су тек адамның зат алмасу процесіне ғана емес көптеген өндірістерде
қолданылады. Қазіргі кезде өндіріс орындарының көбеюінің салдарынан ақаба,
ағынды сулардың мөлшері күннен-күнге артуда.(Қостанай облысының өзінде екі
жүзден артық өндіріс орындары бар). Солардың біріне Сарыарқа автопром
жауапкершілігі шектеулі серіктестігі (ЖШС) жатады. Бұл серіктестікте машина
құрастыру, бөлшектерді бояу және жуу барысында, ақаба сулардың құрамында
әртүрлі химиялық заттардың болатыны белгілі. Олардың ішінде ақаба су
құрамындағы кездесетін айрықша адам ағзасына әсер ететін мыс (Cu), темір
(Fe), карбонат (CO3-2) пен гидрокарбонат (HCO3-) иондарының алатын орындары
ерекше.
Осыған орай Сарыарқа автопром ЖШС – машина бөлшектерін құрастыру,
бояу және жуу кезінде пайдаланылған ақаба суларды ұтымды тазарту бүгінгі
күннің экологиялық өзекті мәселелерінің бірі болып табылады.
Бұл мәселені шешу үшін қазіргі заманның талабына сай тазарту
технологияларын қолдана отырып, қаншалықты тазарғанын білу үшін
аналитикалық талдау қажеттілігі туындайды.
Сондықтан дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты – ақаба суларды тазарту
технологиясын меңгеру, ауыз және ақаба сулардың құрамындағы темір, мыс,
карбонат иондарының мөлшерін зерттеу. Бұл мақсатты жүзеге асыру үшін
төмендегі міндеттер қойылады:
1. Судың табиғатта, адам өмірінде, өндірісте алатын орны, судың
ластану деңгейі және ұтымды тазарту технологиялары жайлы
әдебиеттерді жинақтап, шолу жасау;
2. Ақаба суды тазарту технологиясына қолданылатын Аквамин ОУВ – 18
құрылғысының жұмыс істеу негізін меңгеру;
3. Темір ионын фотоколориметрлік әдіспен КФК – 2МП құрылғысында
анықтап теориялық негізіне тоқталу;
4. Мыс ионын флюорометрлік әдіспен анықтаудың теориялық негізін
талдау, ФЛЮОРАТ – 02 – 3М құрылғысын қолдану;
5. Карбонат және гидрокарбонат иондарын классикалық титриметрлік
әдіспен анықтау.
Дипломдық жұмыстың нысаны – Қостанай өңірінен алынған ақаба және ауыз
су.
Дипломдық жұмыстың пәні – Сарыарқа автопром ЖШС ақаба суының тазарту
технологиясына Аквамин ОУВ – 18 құрылғысын қолдану. Судың құрамындағы
темір ионының мөлшерін КФК - 2МП фотоколориметр көмегімен, мыс ионының
мөлшерін ФЛЮОРАТ – 02 – 3М құрылғысымен, карбонат және гидрокарбонат
иондарының мөлшерін анықтау үшін титриметрлік әдісін қолдану.
Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы және практикалық маңызы – Екіншілік
шикізатты іске асыру бағдарламасы бойынша ақаба суды тазартып, өндіріске
қайта қолдану жұмыстың жаңалығы болып табылады. Сонымен қатар, дуалдық
оқыту бағдарламасы негізінде, дипломдық жұмыстың Сарыарқа автопром
холдингінде орындалғанының практикалық маңызы зор.
Дипломдық жұмыстың теориялық және методологиялық негізіне - химиялық
экология, қоршаған орта химиясы, сандық анализ және химиялық зерттеулердің
физикалық әдістері жатады.
Дипломдық жұмыстың базасы – Сарыарқа автопром жауапкершілігі шектеулі
серіктестігінің орталықтандырылған лабораториясы.
І ӘДЕБИ ШОЛУ
1. Судың жалпы сипаттамасы
Су — сутек оксиді, Н2О — қалыпты жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік
қатынаста болатын тұрақты қарапайым химиялық қосылыс. Су – табиғаттың ең
үлкен жұмбағы. Оны Лайнус Карл Полинг (Linus Carl Pauling 1901-1994 ж.ж.
белгілі америкалық химик, физик, биолог, Нобель сыйлығының екі мәрте
иегері) ерекшелердің ішінде айрықшасы деп атаған[1]. Әлемдік зерттеулердің
болжамы бойынша миллиардтаған жылдар нәтижесінде тозаңды бұлт құрамының
қоюланып, тығыздалып жерге айналған кезінде құрамында су болған. Ол мұнда
мұз түйіршіктері түрінде болған тәрізді. Су түзілуіне қажетті бастапқы
заттар - сутегі мен оттегі біздің ғаламда ең көп таралған 6 космос
элементтеріне жатады. Қысқаша химиялық энциклопедияда суға "сутегінің
оттегімен ең қарапайым тұрақты қосылысы" деген анықтама берілген. Бәрі
дұрыс, бірақ химияда ең қарапайымның өзі іс жүзінде қарапайым емес. Судың
төмен болуға тиісті көрсеткіштері ең жоғары болып шығады: қайнау және қату
температуралары, бу түзілуі және балқу жылулары. Мысалы, 1000С-ға дейін
қыздырылған суды буландыру үшін осы массалы суды 800С-ға дейін қыздыруға
жұмсалғанжылудан алты есе артық жылу мөлшері қажет. ХІХ ғасырдың басында су
молекуласының екі сутек және бір оттек атомдарынан тұратындығы белгілі
болды. Осыдан кейін жүз жылдан аса уақыт бәрі суды жалғыз мүмкін формуланы
(H2O) жеке зат деп қабылдады[1].
Сурет 1 – Судың молекуласының пішіні және гибридтену бұрышы.
Жер бетінде тіршілік ең алғаш сулы ортада пайда болды. Су — бүкіл
тіршілік иелерінің негізгі құрамдас бөлігі. Бұдан басқа судың тіршілік үшін
физикалық-химиялық қасиеттері: жоғары жылу өткізгіштік және жылу
сыйымдылық, жоғары тығыздық, мөлдірлік, тұтқырлық, қатқан
кезде мұздың көлемін ұлғайтуы және тағы басқа да қасиеттері көп.
Біржасушалы және көпжасушалы ағзалар жасушаларының биохимиялық
үдерістерінің барлығы сулы ортада өтеді. Су әр түрлі климаттық
жағдайлардағы физиологиялық үдерістердің қалыпты өтуіне себепкер болады. Су
көптеген минералдық және ағзалық заттарды жақсы ерітеді. Табиғи
су құрамында сан алуан тұздың болатыны да сондықтан. Ағзалар жұғымды
заттарды тек еріген түрінде сіңіреді. Сонымен бірге сулы ортаның бірқатар
қолайсыздықтары да бар. Мәселен, судың қысымының көбірек артуы және
оттегімен нашар канығуы мұхит тұңғиығындағы суда тіршілік ететін ағзалар
тіршілігіне кедергі келтіреді. Су құрамындағы оттегінің мөлшері
атмосферадағы құрамынан шамамен 20 есе төмен болады. Жарық 200 м тереңдікке
өтеді, сондықтан теңіздер мен мұхиттарда тіршілік ететін ағзалар жарықсыз
ортада өмір сүруге бейімделеді. Теңіз және тұщы су құрамындағы тұздар
мөлшері біркелкі болмайды. Мәселен, теңіз суы натрий хлориды мен магний
сульфатының тұздарына бай, ал тұщы су құрамында кальций және карбонат
иондары көп мөлшерде болады. Сулы ортаны мекендейтіп ағзалар сан алуан,
олар бір биологиялық топқа — гидробионттарға бірігеді. Олардың барлығы сулы
орта факторларының әр түрлі құбылуына бейімделген. Сулы ортада ауаға
қарағанда дыбыс тезірек тарайды. Сондықтан гидробионттарда көру мүшелеріне
қарағанда есту мүшелері жақсы дамыған. Кейбір түрлер тіпті өте төмен
жиіліктегі (инфрадыбыс) толқындардың ырғақтарының өзгеруін дер кезінде
сезіп, дауыл тұрардың алдында су тереңдігіне қарай төмендейді. Кейбір
гидробионттардың (кит тәрізділерде) бағыт-бағдар алуы, қорегін іздеп
табуы — толқындардың шағылған дыбыстарын қабылдау (эхолокация) арқылы
жүзеге асады. Көпшілігі жүзу кезінде әртүрлі жиіліктегі электр зарядтарын
тудырып, шағылған электр импульстарын қабылдап, оны өзінің бағыт-бағдар
алуында және сигнал үшін пайдаланатын 300-ге тарта балық түрлері белгілі.
Мысалы, тұщы суда тіршілік ететін су пілі балығы (Моrrуtus kannume)
секундына 30 импульс жіберіп, су түбіндегі тұнбадан өзі қоректенетін
омыртқасыздарды оңай табады. Импульстары секундына 2000-ға дейін жететін
теңіз балықтары да бар. Кейбір қорғану көптеген шұңқырлы, ойық жерлерінде
өзендердің тасуынан, қатты нөсер жауыннан соң, қардың еруінен және тағы
басқа жағдайларда уақытша көлшіктер, тоғандар пайда болады. Мұндай
көлшіктерде де қысқа уақытта тіршілік ететін әртүрлі гидробионттар
кездеседі. Су ортасының өзіндік оттегі режимі де бар. Суда оттегі
атмосферамен салыстырғанда 21 есе аз. Судың температурасы, тереңдігі,
тұздылығы артқан сайын ондағы оттегі мөлшері азайып, ал судың ағысы қатты
болған сайын оттегі мөлшері көбейеді. Басқа орталармен салыстырғанда судың
температуралық режимі біркелкі болуымен ерекшеленеді.
Қоңыржай аймақтарда тұщы сулардың температурасы 0,9°С-25°С аралығында
(ыстық су көздерінде, өте жоғары яғни, 100° градусқа дейін жетеді), тұщы
сулардың терең қабатында температура 4°С-5°С аралығында болады[1].
Су ортасының жарық режимінің әуе-құрылық ортасынан айырмашылықтары көп.
Жарықтың су бетінен шағылысуына және су ішінен өтуі кезінде сіңірілетін
болғандықтан суда жарықтың мөлшері аз болады. Сондықтан терең суларды үш
аймаққа: жарық , алакөлеңке және толық қараңғы бөліктерге бөледі.
Мұхиттың қараңғы, терең бөліктерінде гидробионттар көру үшін тірі
организмдерден бөлінетін жарықты пайдаланады. Мұндай құбылыс
биолюминесценция деп аталады. Мысалы, кейбір балықтардың арқа жүзу
қанаттарының алғашқы сәулесі жоғарғы жақ сүйегіне жақын майысқан, қармақша
тәрізді болып орналасқан. Осы қармақшаның ұшында шырышты жарық беретін
бактериялары бар. Оттегімен бактерияларды қамтамасыз етуі арқылы жарық
беріп, қорегін өзіне еліктіреді. Үнемі қараңғылықта тіршілік ету немесе
жарықтың жетіспеуі гидробионттардың көру мүмкіншіліктерін шектейді. Жердің
су қоры теория жүзінде сарқылмайды, себебі тиімді пайдаланған жағдайда су
ресурстарының әлемдік су айналымы барысында үздіксіз қалпына келіп отырады.
Өкінішке орай, соңғы жылдары Әлемдік Мұхиттарға мұнай өнімдерінің төгілуі,
биологиялық алуан түрліліктің азаюы ұлғайып, тропикалық жағалауларға
антропогендік қысым көп түсуде. Теңіз жағалауларының өсімдіктер жамылғысы
тозып (Индонезия, Филиппин, Тайланд), күріш алқаптарын кеңейту және
асшаяндар өсіру үшін тоғандар жасалып, мангра тоғайлары жойылуда.
Гидрология
Су — бұл шексіз теңіздер мен мұхиттар, ағысты өзендер және мөлдір
көлдер. Дегенмен су тек қана көре алатын, ыстық күндері сүңгіп кететін су
айдындарында ғана болмайды. Судың көлемді бөлігі адам көзінен тыс жер
астында жасырынған. Мұндай су айдындары жер асты сулары деп аталады.
Ғалымдардың зерттеуінше су жер бетінде ең көп кездесетін сұйықтыққа жатады.
Судың қазіргі кезде екі түрлі қаупі бар. Біріншісі адамдардың суды
үнемдемей құртуының әсерінен тұщы судың жойылу төтенше жағдайлар қатарында.
Ал, екіншісі жер шарына қауіптілігі су басу жағдайы.
Жер асты сулары
Жер асты сулары өзінің құрылысы бойынша жер үстінде орналасқан судан
ерекшеленеді. Жер асты сулары жерге жауатын жауындардан толықтырылады.
Дегенмен мұндай толықтырулар біркелкі емес, өйткені көп жағдайда жергілікті
жердің рельефінен, жауын түрінен, сондай-ақ жақсы өткізетін және суды ұстап
тұра алатын топыраққа да байланысты болады, ол астыңғы қабатқа өту үшін жол
бермеуі де мүмкін. Сонымен қатар, жер асты сулары өз қорын жер үсті су
айдындары есебінен де толықтырады. Өз кезегінде жер асты сулары осындай су
айдындарын өздері қоректендіреді. Жер астына түсіп су, әдетте, бір жерде
жинақталмайды, өзінің орналасу заңдылығы болады. Осыған орай, су ерекше
жоғарғы және төменгі қабатта орналасады.
Төменгі қабатта судың ең кіші көлемі, ал үлкен көлемді су жоғарғы
қабатта болады. Бұл үрдіс төменгі деңгейіне судың өтуі өте қиын, ал
жоғарғысында — су жинақтала алатындығымен түсіндіріледі. Жоғарғы қабат
негізінен үш деңгейден қалыптасады — жоғарғы, ортаңғы және төменгі,
әрқайсысы өзінің суды өткізу ерекшелігімен сипатталады. Жоғарғы аймақта
адам шаруашылықта қолданатын су жинақталады. Ортаңғы аймақта, әдеттегідей
минералдық сулар орналасады. Ал төменгі, іс жүзінде су алмасу болмайтын
аймақта жер үсті тұздығы деп аталатын көптеген құрауыштар мен элементтер
ерітілген су болады.
Жер асты сулары қандай қабатта жатқанына байланысты өз сипаттамалары
әртүрлі болады. Осыған байланысты жер асты суларының үш түрі белгілі:
• Бірінші түрі жетекші деп аталады. Бұл — жер үстіне ең жақын
орналасқан сулар. Дегенмен жетекші судың көлемі тұрақты емес.
Бұл қабаттан құрғақ ауа-райы кезінде су азаюы да, құрғап кетуі
де мүмкін, ал үздіксіз жауын-шашын нәтижесінде қайта пайда бола
алады.
• Екінші атауы — артезиандық сулар. Бұл жер астының су қабаты аумақ
рельефіне байланысты.
• Жетекші сулардан төмен топырақ сулары орналасады. Әдеттегідей, топырақ
сулары берік қабатта болады. Одан төмен ағынды сулар орналасады.
Табиғаттағы су айналымы
Атмосфера үнемі су буымен байып отырады, себебі жер бетіндегі өзендер
мен көлдер, мұхиттар мен теңіздер, мұздықтар үнемі буланады. Бірақ
атмосферадағы су буының мөлшері шамадан тыс көбейіп кеткенде, ол асқын
қанығуға жетіп конденсацияланып, қайтадан жерге жаңбыр мен қар күйінде
қайтып отырады. Табиғаттағы су айналымының өзгеруі жер бетінін, әр жерінде
әр түрлі табиғи апаттарға әкеліп соғады. Суды тазарту жолдары оның қандай
заттармен және қаншалықты ластануына қарай жүргізіледі. Ерімейтін
қоспалардан тұндыру немесе сүзу арқылы тазартуға болатыны белгілі. Еріген
қоспалардан суды айдау арқылы тазартады.
Ауыз суын табиғи суларды тазарту арқылы алады, ол үлкен қалаларды
сумен қамтудың ең басты мәселесі. Ол үшін табиғи суды алдымен тұндырып,
содан кейін сүзгіден өткізіп алып, зиянды бактериялардан тазарту үшін
хлорлау және озондау әдістері колданылады. Осы үрдістердің барлығы сумен
жабдықтау станцияларында арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Мұнан басқа ірі
өндіріс орындарының өндірісте қолданған суларын да тазартпай ағын суға
жіберуге болмайды, сол үшін қатаң экологиялық шектеу қойылып, үнемі тексеру
жүргізіледі. Соңғы кездері суды тазарту үшін ион алмастырғыш шайырлар да
кеңінен қолданыла бастады.
Дистилденген су — айдау арқылы тазартылған су, ол құрамы бойынша жаңбыр
суына жақын болады. Дистилденген су арнайы зерттеу жұмыстарында, дәрі-
дәрмек өндірісінде және автокөліктердің аккумуляторларына электролиттер
дайындауда қолданылады.
Судың құрамындағы көптеген өзге бөлшектерден тазартылу үшін судың
жоғары температура кезінде буға айналу қасиеті қолданылады. Бұл суды
тазалау үрдісі дистиляция, ал құралдың өзі дистилятор деп аталды.
Тазартылған су толық сүзілген сұйықтық болып саналады. Мұнда қоспалардың,
тұздар мен қатты бөлшектердің ең аз мөлшері ғана бар. Дегенмен тазартылған
суда қосымша құрауыштар толық жоқ деп айтуға болмайды[2].
Судың өзге құрауыштармен тез өзара қарым-қатынасқа түсу қасиеті
бар. Ал бұл суды дистиллятор арқылы айдағанда, осы металдар атомы ең
кішкентай мөлшерде суға түсуі мүмкін. Дегенмен бұл судың таза болуына
кедергі келтірмейді. Су жүз пайыз ешқандай қоспасыз болуы үшін суды
деиондайтын арнайы қондырғылар пайдаланылады. Сондай-ақ өте таза суды алу
үшін кварцтан жасалған дистиллятордан бірнеше рет өткізу арқылы да алуға
болады. Солайша бидистиллят алынады. Осылай тазартылған судан кейбір
дәрілер жасалады. Ал кішкентай электр өткізу қабілетінің арқасында
дистилденген су өндірісте таптырмайтын зат. Дистилденген суды адам үшін
тұрақты түрде қолдануға қатысты әр жақты пікірлер бар. Көптеген адамдар
дистилденген су адам ағзасы үшін пайдалы емес, өйткені ол пайдалы
құрауыштардан толық тазартылған деген пікірде. Дистилденген су ағзадан
минералдық құрауыштар мен витаминдерді алып шыққандықтан денсаулыққа зиян
келтіреді. Бірақ дистилденген судың зияндылығы туралы еш жерде ғылыми
дәлелдер жоқ. Шындығында да ол өз құрамы бойынша ерекшеленеді, бірақ
қарапайым сумен де минерал тапшылығын толықтыру қиын. Ал дистилденген су ең
болмағанда ауру қоздырғыш бактериялардан сақтай алады.
Жер шарыньң сулы аудандарының жиынтығын гидросфера деп атайды.
Гидросфераға мұхиттар, теңiздер, өзендер, тоғандар, ми батпақ топырақтағы,
жер астындағы және атмосфералық ayaдaғы сулар кіредi. Дүние жүзiнiң 34
бөлiгi су. Мұхит пен теңiздердiң жалпы аудандары құрғақ, территорияның
ауданынан 2,5 есе артық. Гидросфера биосфераның басқа бөлiктерi – литосфера
(жер асты сулары), атмосфера (булы дымқыл) және оларда тiршiлiк ететiн тipi
организмдермен тығыз байланыста. Гидросфераньң жалпы көлемі 1455 млн км3 (l-
кесте) [3].
Кесте 1 – Су массасының гидросферадaғы таралуы.
Гидросфера бөлігі Көлем мың км3 Жалпы көлемнің %
мөлшері
Әлемдік мұхит 1 370 273,9 94,2
Жер асты сулары 59931,3 4,12
Көлдер 232,7 0,016
Мұздықтар 24001,6 1,65
Топырақ дымқылы 7,3 0,005
Атмосфера буы 1,5 0,001
Өзен сулары 1,2 0,0009
Жалпы гидросфера 1 454 643,2 100,0
Жалпы су қорының 97,5% тұзды минералды болып келедi. Теңiз (мұхит)
суларын ерiтiндi деп есептеуге болады, себебi бұл сулардың құрамындағы
тұздардың мөлшерi орта есеппен 35 гкг. Менделеевтің периодтық,
кестесіндегі барлық элементтер жер бетiндегi сулардың құрамында (жерасты
суларында 62 түрі) кездеседi. Бiрақ та олардың iшiнде теңiз суларының
негiзгi тұздылығын құрайтындарға натрий, магний, кальций катиондары мен
хлорид, карбонат, сульфат аниондарын жатқызуға болады. Олардьң iшiнде тipi
организмдер өз тiршiлiктерiне пайдаланатын азотты, фосфорды, кремнийдi
ерекше атап өтуге болады. Бұл элементтердiң теңiз cуындағы мөлшерiн реттеп
отыратын теңiзде тiршiлiк eтeтін жан-жануарлар мен өсiмдiктер[3].
Тұщы сулардьң қоры жалпы су қорларыньң 2,5% құрайды, немесе 35 млн.
км3. Бұл сулардың орташа тұздылығы 1 гл аспайды. Планетаның әр тұрғынына
келетiн тұщы су мөлшерi шамамен 8 млн.м3. Тұщы сулардың 30% жер aстындағы
сулар. Тұщы судың негiзгi қоры тау бастарындағы мұздықтарда, Арктика мен
Антарктида мұздарында - 97%. Антарктидада мұздың ең қалың қабаты 4,78 км
тең және дүние жүзi бойынша ең таза суы бар теңiз Уэддела осы Антарктидада
тiркелген. Оның мөлдiрлiгi тазартылған судағыдай. Жер шарындағы барлық
өзендер 650-700 жыл iшiнде қанша су берсе, тау мұздарында да сонша су бар.
Адамзаттың өз тiршiлiгiне пайдалана алатын судың мөлшерi тек 3% (өзен, көл
және су қоймаларының сулары), су көздерiнiң басым көпшiлiгiн пайдалану өте
қиынға түседi.
Тұщы су қорының үлкен мөлшерi негiзiнде өзендерде болады, олардың
iшiнде ең ұзын Ніл және Амазонка өзендерi. Нілдің ұзындығы 6670 км,
Амазонканыкі – 6437 км. Ресей өзендерiнiң iшiнде ең ұзын өзенге Обь жатады,
егер де оның ұзындығын Epтістің басталған жерiнен есептесек 5410 километрге
тең болады.
Дүние жүзiнде Ресей (Бразилиядан кейiн) жалпы тұщы судың қоры бойынша
екiншi орында. Бiрақ-та Ресей территориясында су ресурстары бiркелкi
орналаспаған, сондықтан, оңтүстiк және оңтүстiк-батыс аудандарында бiр
тұрғынынa келетiн өзеннiң ағынды суларының көлемi (3-5)*103 м3 болса,
еуропалық бөлiгiнiң солтүстiгiнде 35 *103 м3, Батыс Сiбiрде – 45*103 м3 ,
Шығыс Сiбiрде – 144*103 м3 су келедi.
Ресейдiң су көздерiнiң iшiнде ерекше атап өтуге тұратын дүние жүзiндегi
суы тұщы ең үлкен көл Байкал (су көлемi 23000 км3, ең жоғарғы тepeңдігі
1741 м, жылына ұдайы жаңарып отыратын, тазалығы бойынша сирек кездесетiн
табиғи судың көлемi 60 км3 шамасында). Бұл көлде дүние жүзiлiк кеңiстiктегi
тұщы су қорының 15 бөлiгi, Ресейдегi қордың 45 бөлiгi жинақталған. Оған
1123 өзен құйылады, тек қана Ангара өзенi ағып шығады. Жағасының ұзындьғы
2000 км, "жасы" шамамен 20 млн, жыл болатын 6ұл көлдi қоршаған ормандарда
600 шамасында өсiмдiк түрлерi, 1200-дей жануарлар түрлерi бар. Байкалдың
суы тұщы, таза болғандықтан онда бағалы балықтардың көбi өседi және Байкал
құстардың көп жиналатын жерi. Бұл көлдiң суының мөлдiрлiгi соншалық, 40 м
тереңдiкте жатқан ақшыл түcтi заттардың өзiн айқын көруге болады. Байкал
суларыньң құрамына үлкен тұрақтылық тән, минералдығы шамамен 100мгл,
оттекке бай, жыл мезгiлдерiне қарай өзгеруi елеусiз.
Су физикалық, химиялық тұрғыдан қарағанда ең күрделi заттың бiрiне
жатады. Оны таза күйiнде алу өте қиын таза су барлык yaқыттa жеңiл су (Н2О)
мен аз мөлшерде ауыр және аса ауыр судан тұрады.
Басқа заттармен салыстырғанда судың өте көп аномалиялық (ауытқулық)
қасиеттерi бар.
1. 00С ден 40С дейiн қыздырғанда судың көлемi көбеймейдi, керiciнше
азаяды, ең максималды тығыздық мағынасы су қататын нүктеде (00С) емес 40С-
де болады.
2. Басқа денелердей емес, су көлемi қатқанда сығылысудың орнына
үлкейiп, оның тығыздығы төмендейдi.
3. Қысым көтерiлгенде судың қату температурасы көтерiлмейдi, ол
төмендейдi.
4. Басқа заттардың ерекше жылылық сыйымдылығымен салыстырғанда судың
ерекше жылылық сыйымдылығы өте жоғары.
5. Диэлектрлiк тұрақтытылығы өте жоғары болғандығына байланысты судың
ерiткiштiк және диссоциялану қасиетi басқа сұйықтықтармен салыстырғанда
жақсылау.
6. Сұйықтықтардың iшiнде судың беттiк кернеуiнiң шамасы ең жоғары –
75*10-3 Джм2.
7. Булану кезiнде жылу сiңiрiледi, ал будан конденсациялану мен қату
кезiнде керiсiнше жылу бөлiнедi.
Ауытқулықтың болу себебiнiң бiрi оның құрылысының ерекшiлiктiгiнде және
су молекулаларының бiр-бiрiмен күштi байланысатындығында. Жер бетiндегi
барлық тiршiлiктiң суға байланыстығының негiзi осы ауытқулықтың болуы. Су
табиғатта үш aгpeгaтты күйде: сұйық, қатты және газ тәрiздi түрде бола
алатын жалғыз зат болып саналады. Табиғаттағы барлық биогеохимиялық,
биофизикалық процестер судың қатысымен жүредi десек қателеспеймiз[4].
Академик А.Карпинский су туралы былай деген: "Су - ең бaғалы байлық. Су
– тек минералды шикiзат. Ол тек өнеркәсiп пен ауылшаруашылығын дамытушы
ғaнa емес, сонымен бiрге өмip жоқ жерге тiршiлiк сыйлайтын ыстық қан".
Су – тipi материяның негiзi. Қазiргi кезде сулы ортада тiршiлiк eтетін
жануарлар түрiнiң саны 150000 немесе олардың жалпы санының 7% пайызы, ал
суда өсетін өсiмдiктер түрінің саны 10000 (8% пайызы). Жануарлардың iшiнде
балықтардың шамамен 16000 түpi, былқылдақ денелiлердiң 80000 түpi,
шаянтәрiздiлердiң 20000 түpi, қарапайымдылардың 15000 түpi және т.б. бар.
Жануарлардың дене массасының орта есеппен 75% пайызы, кейбiр өciмдiктер
массасының 89-90% пайызы судан тұрады .
Адам ұрығының (эмбрионының) 97% пайызы су, жаңа туған баланың дене
массасының 77-80% пайызы судан тұрады. Орта есеппен ересек адам денесiнiң
65-70% пайызы су, ұлғайған сайын су мөлшерi адам денесiнде 60% пайызға
дейiн төмендейдi. Осы деңгейден денедегi судың мөлшерi 10-12% төмендесе,
организм әлсiреп, жұмыс атқару қабілетi жойылады, ал организмдегi судың
көлемi 25% пайыздан төмен түссе, адам өмірінe қауiп төнедi. Кейбiр жан-
жануарлар (балықтар, киттер, дельфиндер, құндыздар) тек қана сулы ортада
тiршiлiк етедi. Себебi организмдердегi судың мөлшерi азайғанда ас қорыту
және де басқа процестер бұзылады, яғни организмдегi тепе-теңдiк бұзылып,
әртүрлi ауыр жағдайға әкелiп соғады. Негiзiнде барлық организмдердiң өсiп-
өнуiне таза су қажет, сондықтан сумен жабдықтау көздерiне, судың сапасына
ерекше көңіл бөлінеді.
Судың гигиеналық, маңызды зор. Ол адам денесiн, үй-жайды, күнделiктi
қолданылатын бұйымдарды және т. б. таза санитарлық жағдайда ұстауға
пайдаланылады.
Пайдалылығымен қатар суды адам организмiне қауiп төндіретін кез деп те
қарауға болады. Бүкiл дүниежүзiлiк денсаулық сақтау ұйымының мәлiметтерi
бойынша жұқпалы аурулардың 80% пайызы судың қанағаттанарлық емес сапасына
не оның жетiспеуiне қарай санитарлық-гигиеналық нормалардың бұзылуына
байланысты. Шамамен 2 млрд. адам санитарлық-гигиеналық нормаға сәйкессiз
суды қолданып отырғандарына байланысты жыл сайын 5 млн. адам, оның iшiнде
жартысынан көбi балалар, әр түрлi аурулардан өлуде.
Кермек суларды тұтынудан адамның несеп және өт жолдарына тас байланады,
ал кейбiр тұздар жеткiлiксiз болса жүрек-қантамыр аурулары жиi кездеседi.
Ауыз суда фтор жетiспесе – тіc жегiсi (кариес), ал шамадан артық, болса
флюороз ауруына шалдығады.
Қазiргi кезде Қазақстан тұрғындарының 25% пайызы таза сумен
қамтылмаған. Оның бiр себебi өзендер мен көлдердiң (Epтic, Есiл, Жайық,
Нұра, Сырдария, Балқаш және т.б.) гидроэнергетикалық құрылыстар және
өнеркәсiптiк кәсiпорындардың ақаба суларымен ластануының салдарынан табиғи
режимiнiң бұзылуы. Осының салдарынан көптеген аурулар түрлерiнiң таралуы
oрын алып келедi.
Судың күн энергиясын жұтуы мен сейілтуі — су, қар, мұз бетіне түскен
күн энергиясының бірте-бірте суға еніп жұтылуы және ішінара шағылысуы
немесе жұтылған сәулелі энергияның жылу энергиясына айналуы. Су бетінен
шағылыскан күн радиациясының мөлшері күннің орналасу биіктігіне байланысты.
Ал сейілген радиацияның шағылысуы күннің орналасу биіктігіне тәуелсіз және
басқа да заңдылықтар аркылы өтеді. Шағылысқан күн энергиясының түсетін күн
энергиясына қатынасы шағылысу коэффициенті немесе альбедо деп аталады.
Күннің орналасу биіктігі 30—80° шамасында болған жағдайда судың тегіс
бетінен 6—2% энергия шағылысады; күннің орналасу биіктігі төмендеген сайын
шағылысқан энергияның мөлшері өседі және 15° бұрышты 21,5% пайызын құрайды,
10°-35 %, ал бұрыш 1° болғанда су бетінен оған түсетін күннің тікелей
радиациясының 90% пайызы шағылысады. Сейілген радиацияның шағылысу
коэффициенті су бетінде сейілген радиация ағынының азаюына байланысты
көбейе отырып, 5-10% пайызын құрайды. Қардың және мұздың шағылыстыру
қабілеті күннің орналасу биіктігімен бірге, олардың құрамына, ластану
деңгейіне және т.б. тәуелді болады. Сәулелі энергияның ағыны көптеген жұқа
қабаттардан dһ тұратын су қабатынан өте отырып, суды жылыту үшін күн
энегиясының біраз мөлшерін dln пропорционалды түрде жоғалтады. Жұтылғын
энергияның мөлшерін түсетін энергияның мөлшеріне I және қабат қалындығының
dһ мөлшеріне катынасын ескере отырып, оның формуласын былай анықтайды:
dln=mIdh, мүндағы m — жұтылу коэффициенті. Жұтылу процесімен бір мезетте
сәулелік энергияның сейілуі де жүреді. Ол: dlp=Rldh анықталады. R — сейілу
коэффициенті; Ip — dh қабатынан өту кезіндегі сейілген энергия. Осылардан
барып жалпы энергия мөлшері dI = (m + R) арқылы Idһ анықталады, мүндағы m +
R — сәулелік энергияның төмендеген коэффициенті. Жұтылу коэффициенті
сәулелік толқынның ұзындығына және судағы еріген заттектердің болуына
байланысты. Оның ең үлкен мәні спектрдің инфракүлгін бөлігінде (толқын
ұзындығы 0,76 мкм-ден артық), ал ең төмен мәні спектрдің көрінетін сәулелік
бөлігінде (толқын ұзындығы 0,40-0,76 микрометрден артық) болады. Спектрдің
ультракүлгін бөлігінде (толкын ұзындығы 0,40 мкм болғанда) жұтылу
коэффициенті қайтадан жоғарылайды. Сәуленің сейілуі жалпы су массасында,
сонымен бірге ондағы салынды I бөлшектердің әсер етуінен де болады. Егер
сейілетін бөлшектердің диаметрі тол қын ұзындығынан кем (кіші) болса, онда
сейілу коэффициенті толқын ұзындығының төртінші деңгейінде кері
пропорциянал, яғни R = αλ4 мұнда α - заттектің қайта сыну көрсеткішіне
және сол заттектердің санына H тәуелді. Толқын ұзын болған сайын нашар
сейіледі. Ұзын толқындар жақсы, ал қысқа толқындар нашар жұтылады. Жұтылу
мен сейілу әрекетінің жиынтығына байланысты табиғи су қоймаларын суының
түсі анықталады[5].
Физикалық қасиеттері
Таза су — түссіз, иіссіз, дәмсіз сұйықтық. Судың қабаты 5 м асқанда
көгілдір түсті болып көрінеді. Қалыпты қысымда цельсий температурасы
бойынша 100° градуста қайнайды да, 0° градуста мұзға (р=0,92
гсм3) айналады, сондықтан мұз су бетінде қалқып жүреді. Сонда оның көлемі
9 % пайызға артады. Судың беткі қабатының мұзбен қапталып жатуы ондағы
тіршілік иелерінің қыс мезгілінде де өмір сүруіне жағдай жасайды.
Судың температурасы 4°С болғанда, тығыздығы - 1гсм3 (судың
ерекшелігі) болады. Судың жылу сыйымдылығы өте жоғары. Мысалы, жаздың аптап
ыстық күндерінде су жылуды сіңіріп, өзеннің маңайын салқындатып тұрады,
сондықтан адамдар оның жағалауына дем алуға көптеп барады. Осылайша
жиналған жылуды су қыс мезгілінде біртіндеп ауаға береді, сондықтан қатты
аязды күндерде өзеннің беті тұманданып тұрады. Су жер бетінен тараған
жылудың 60% пайызын ұстап қалып, оны суынудан сақтап тұрады. Табиғи сулар
әдетте таза болмайды, онда еритін және ерімейтін заттардың қоспалары
болады. Теңіз суында еріген тұздар көптеп кездессе (3,5 %), ағын және жер
асты суларында кальций мен магний тұздары болады, ал жауын мен еріген қар
суларында көбінесе шаң мен еріген күйдегі газдар (О2, N2, СО2, SО2, т. б)
кездеседі.
Су – сутек оксиді, Н2О – қалыпты жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік
қатынаста болатын тұрақты қарапайым химиялық қосылыс. Табиғатта ең көп
таралған, бүкіл гидросфера судан тұрады, судың тіршілік үшін маңызы өте
зор. Аристотель өз еңбектерінде (біздің заманымыздан IV ғасыр) суды төрт
құбылыстың (от, ауа, топырақ, су) біріне жатқызса, ғалымдар XVIII ғасырдың
аяғына дейін суды жеке элемент ретінде қарастырды.
Суды алғаш ағылшын ғалымы Г.Кавендиш (1731-1810) зерттеді (1781-1782),
ал француз ғалымы А.Лавуазье (1743-1794) сутек жанғанда Су түзілетінін
дәлелдеп (1783), Ж.Моньемен бірге сандық құрамын анықтады (1785).
Судың құрамында массасы бойынша 11,19 % сутек, 88,81 % оттек болады;
молекуласы 2 атом сутек пен 1 атом оттектен тұрады, молек. м. 18,0160,
иіссіз, дәмсіз, түссіз (терең жері көгілдір) сұйықтық. Құрамында 2Н
(дейтерий) бар. Су – ауыр су (D2O) деп аталады,ауыр судың физикалық
қасиеттері өзгешелеу болады.
20 °С-дағы тығыздығы 0,99823 гсм3,
0 °С-тағы тығыздығы 0,9168 гсм3 (мұзда).
Судың физикалық қасиеттерінде, балқу жылуында, меншікті жылу
сыйымдылығында, тұтқырлығында, жылу өткізгіштігінде ерекшеліктер бар.
Мысалы: мұз жеңіл болғандықтан, суда қалқып өзендер мен көлдердің түбіндегі
тіршілік сақталады. Су қалыпты температурада көптеген заттармен
әрекеттеседі. Сілтілік және сілтілік-жер металдармен әрекеттескенде
гидроксид пен сутек түзеді (2Na+2H2O=2NaOH+H2↑). Су әр түрлі жағдайда
бейметалдармен (фтор,хлор,бром, фосфор, көміртек) әрекеттесіп, қышқылдар
(HCl, HClO, HPO3, HF, HBr) және оксид (СО) түзеді.
Атмосферада су, бу, тұман, бұлт, тамшы және қар кристалдары түрінде
кездеседі. Су оттек, сутек, азот қышқылын, спирт, альдегидтер, сілтілер,
т.б. аса маңызды химиялық өнімдерді өндіруде қолданылатын химиялық
реагентер. Оның катализатор ретінде маңызы зор.
Химиялық қасиеттері
Сутек пен оттектің химиялық қосылысы.
Массалық құрамы: Н —11,19 %, О — 88,81 %.
Молекулалық массасы 18,0153. Су планетамыздағы ең көп тараған
заттардың бірі; ол үш түрде – бу, су және мұз күйінде ұшырасады; күшті
еріткіш.
Су айдауыш мұнара – елді мекендерді сумен қамтамасыз ету жүйесіндегі су
өтімі (шығыны) мен қысымын реттеп отыруға арналған құрылыс. Ол цилиндр
тәрізді етіп арнайы болаттан немесе темір-бетоннан жасалған шаннан және оны
көтеріп тұратын тіреуіш құрылымнан тұрады. Мұнараның биіктігі 25—30 м-ге,
шанының сыйымдылығы ондаған текшелерге жетеді. Тіреуіш кірпіш не ағаштан
жасалады. Шан ішіндегі судың қыста катып қалмауы және ластанбауы үшін ол
жылу өткізгіштігі төмен жеңіл материалдармен қапталып, үсті шатырмен
жабылады.
Судың сапалық құрамы сутек пен оттектен тұратыны, ал сандық құрамы екі
сутек атомы мен бір оттек атомынан тұратындығы мәлім.
Судың айырылуы электр тоғының әсерінен жүреді:
2H2O→2H2↑+O2↑
Жай заттармен әрекеттесуі:
I. Судың металдармен әрекеттесу реакциялары:
2Na + 2НОН = 2NaOH + Н2↑
Са + 2НОН = Са(ОН)2+ Н2↑
Белсенділігі орташа металл сумен әрекеттескенде оның оксиді түзіледі:
Mg + НОН = MgO + H2
Белсенділігі төмен металдар сумен әрекеттеспейді.
II. Бейметалдармен әрекеттесуі: Су кейбір бейметалдармен де әрекеттесе
алады. Қыздырылған көмірге су қосқанда екі түрлі газ қоспасы түзіледі – ол
су газы деп аталады:
С + НОН=СО↑+Н2↑
Көмірді жағарда оған су қосылып араластырылғанда, түзілген екі газ да
жанғыш. Хлорды суға жібергенде екі қышқылдың қоспасы түзіледі.
Сl2 + НОН = НСlO + HCl
Күрделі заттармен әрекеттесуі:
I. Активті металдардың оксидтерімен әрекеттесіп гидроксидтер (негіздер)
түзеді.
Na2О + Н2О = 2NaOH
Әктасқа су қосқанда ол қайнай бастайды және бұл реакция жылу бөле
жүреді:
СаО + Н2О = Са (ОН)2 + Q
Металл оксидтері + су = негіз
II. Кейбір бейметалдардың оксидтері сумен әрекеттескенде қышқыл түзеді.
Күкірттің бір түйірін жаққанда оның оксиді түзіледі:
S + O2 =SO2
Жану өнімін суға жібергенде:
SО2 + Н2О = H2SО3
Күкіртті қышқыл түзіледі және көк түсті лакмус индикаторы қызарады. Дәл
осындай реакциялар басқа бейметалдардың да оксидтерімен жүреді.
Сl2О + H2О = 2HClО
N2O3 + H2О = 2HNО2
Бейметалл оксидтері + су = қышқыл
III. Белсенділігі жоғары металдардың гидридтері де сумен әрекеттесіп
гидроксидтер береді.
NaH + НОН = NaOH + Н2↑
IV. Кейбір тұздар сумен химиялық әрекеттесіп кристаллогидраттар түзеді:
CuSО4 + 5H2О = CuSО4 * 5H2О мыс купоросы;
FeSО4 * 7H2О темір купоросы;
Na2SО4 * 10H2О глаубер тұзы.
Кристаллогидраттардың молекулалық массасын – тұздың молекулалық
массасына су молекулаларының массаларын қосып табамыз.
Mr(Na2CО3*10H20) =106+180=286.
Сурет 2 - Сутектік байланыс моделі су молекулалары арасында.
Су — еріткіш
Су – біршама инертті биологиялық еріткіш сұйықтық, онда көптеген
органикалық және бейорганикалық заттар ериді, бірақ олардың ерігіштіктері
әр түрлі. Қатты заттардың еруін қант пен тұзды еріткенде, ал газ күйіндегі
заттардың еруін газдалған су ішкенде немесе суды қайнатқанда бөлінген
көпіршіктерді байқау арқылы, ал сұйық күйіндегі заттардың еруін сірке суын
еріткенде байқауға болады.
Заттардың суда еруі тек физикалық құбылыс қана емес, күрделі физика-
химиялық үдеріс, еру барысында еріген заттың молекулалары еріткіштің
молекулаларында біркелкі таралып қана қоймайды, олармен химиялық әрекеттесе
де алады. Оны күкірт қышқылын еріткенде жылу бөлінетіндіктен, сол сияқты
құрғатылған мыс сульфатының ақ түсті кристалдарын еріткенде көгілдір түсті
ерітінді түзілгенінен байқауға болады.
Ерігіштік – берілген температурада еріткіштің (су) 100 немесе 1000
граммында ери алатын зат массасымен және көлемімен анықталатын шама (г100
г, г1000 г Н2О, мольл).
Ерігіштік заттың табиғатына тәуелді, мысалы: қант ерімтал болса, бор,
әк нашар еритін заттар. Газ күйіндегі заттар үшін ерігіштік қысым мен
температураға байланысты. Газдардың ерігіштігі қысым артқан сайын артады,
ал температураны арттырғанда кемиді. Қатты заттардың көпшілігі үшін
температураны арттырғанда ерігіштігі де артады.
Сұйық күйіндегі заттардың ерігіштігі олардың табиғатына байланысты,
мысалы, спирт суда жақсы ерісе, ал бензин нашар ериді. Мысалы, мұнай
өнімдері Каспий тенізінде 13 г л , Қара теңізде 19 гл шамасында
кездеседі.
Берілген зат еріткіштің белгілі бір мөлшерінде осы температурада әлі де
ери алатын болса, ерітінді қанықпаған, ал ери алмаса — қаныққан деп
аталады[6].
Су қажеттілігінің мөлшері
Су барлық дерлік технологиялық процестердің бөлінбес элементі және
шарты болып табылады.Оған пайдалану жылдамдығының жоғары болуы тән. Мысалы,
1т болат өндіру үшін 30 т су, спиртке-300 т, целлюлозаға-500 т,
синтетикалық талшықтарды алуға 5000 т су қажет.
Қазір дүние жүзінде орташа шамамен алғанда тәулігіне әр адамға шаққанда
150-200 литр су қолданылады, олардың ішіне 100-150 литр су тұрмысмтық-
коммуналдық қажеттіліктерге жұмсалынады.Судың негізгі бөлігі өнеркәсіптік
және ауылшаруашылық мақсатында қолданылады.
Жылдан-жылға судың бағасы артып барады. Кларктың мәліметтері бойынша
соңғы 50 жылда мұнайдың бағасы 10 есе, ал тұрмыстық қажетті суға шамамен
100 есе, ауыз суға 1000 есе сұраныс артқан. Ауыз суды шыны бөтелкелерде
сату әдеттегі көрінестерге айналды. Табиғи таза су маңызды ұлттық байлық
көзіне айналып отыр[7].
Қазірдің өзінде су халықаралық қатынастардың шиеленісу себебіне айналып
отыр. Мысалы Колумбия өзенінің суы үшін АҚШ пен Канада арасында, Дунай
өзенінің суын пайдалану үшін бірнеше мемлекеттер арасындағы шиеленістердің
тууы белгілі.
Әлемдегі адамзаттың тұщы суды пайдалануы жыл сайын өсіп келеді. Ал,
мұхиттардың, теңіздердің тұзды суларын шаруашылықта, оның ішінде ауыз суы
ретінде пайдалануы тек болашақтың ғана ісі болып отыр. Дегенмен мардымсыз
мөлшердегі теңіз сулары тұшытылып, қолданылып та жүр. Біздің Республикада
су тұшытқыш станциясы Ақтау қаласында ғана бар. Егер ерте кезде, бір
адамның басына шаққанда тәулігіне 12 - 18 л су пайдаланса, ХХ ғасырда
мәдениеті дамыған елдерде оның шамасы орта есеппен 200 - 400 литрге жетіп
отыр.
Тарихи мәліметтерге жүгінсек, 98 – 117 жылдары Рим мемлекеті дамып
тұрған шағында, император Троянның басқаруы кезінде, Римдегі адамдар саны 1
млн. болғанда, адам басына шаққанда тәулігіне 100 л су жұмсалады екен. Егер
назар аударсақ, 1968 жылы бұл көрсеткіш - 475 л ғана. Демек судың
қолданысы, елдің немесе қаланың цивилизациясының өсуін немесе құлдырауын
көрсетеді.
Әдебиеттердегі мәліметтерге сүйенсек, әлемдегі адамдардың үштен бірі
теңіз жағалауында, ал қалған үштен екі бөлігі, су жағалауларында: өзен,
көл, каналдар, жер асты сулары шығатын жерлерде тұрады екен. Тіпті көшпенді
халықтардың, өздері тұратын немесе жүретін жолдары - суы бар жерлерде
болған.
Су ресурсының тапшылығы, Қазақстандағы маңызды экологиялық
проблемалардың бірі. Республикамыздағы өзен суларының жартысы, көрші
мемлекеттерден келеді. Қазақстанның су қорын 85 мыңға жуық үлкен және шағын
өзендер құрайды. Олардың ішінде ең үлкендері: Есіл, Ертіс, Іле, Сырдария,
Орал, Талас, Ассы.
Соңғы жылдары бірқатар көлдердің тартылып қалуы, оларға құятын су
мөлшерінің азаюына байланысты болып отыр. Ертіс, Іле, Сырдария сияқты
бірқатар өзендердің суларын, жол бойы егін шаруашылығына пайдаланып, бұл
төменгі ағыстағы жағдайларды қиындатып отыр[8].
Судың меншікті сыйымдылығы жоғары болғандықтан, ол жылу тарату
жүйелерінде кеңінен қолданылып жүр. Сонымен қатар, өндіріс және ауыл
шаруашылық салаларында да, су көп мөлшерде қолданылады. Көптеген өндіріс
процестерінде – кептіру, жылыту, энергия алу, жүк тасу, коммуналдық –
шаруашылық және т. б. қажеттіліктер үшін, су таптырмайтын ресурс көзі.
Кейбір мәліметтер бойынша, ең кемінде тәулігіне бір адамға – 10 л, бір
ірі қара малға – 40 л, бір қойға – 10 л су қажет. Әсіресе күріш өсіруге көп
су қажет, себебі еккен күннен бастап піскенге дейін судың ішінде өседі.
Күріш егілген 1 гектар жерге – 20 мың тоннаға дейін су жұмсалады. Тағы да
мысал келтіретін болсақ, 1 т бидай алу үшін 1,5 т су жұмсалады.
Өнеркәсіпте, сулы сынамалар дайындау және газ сұйықтарды жылыту не
салқындату, жуу үшін қолданады. Мысалы, төмендегі заттардан 1 т алу үшін,
қажетті орташа су мөлшері шамамен төмендегідей:
Шойын - 15,20 м3
Күкірт қышқылы - 25 – 80 м3
Вискоза талшығы - 300 -400 м3
Мыс - 500 м3
Синтетикалық каучук - 2000 - 3000 м3
Сода - 10 м3
Азот қышқылы - 80 – 180 м3
Жасанды талшық - 500 м3
Пластмасса - 500 – 1000 м3
Қуаты 300 мың кВт электр станциясының жұмыс істеуіне жылына 300 км3 су
қажет[9].
1.2 Табиғи және өнеркәсіп суларына сипаттама
Судың универсалдық қасиетi болғандықтан химиялық өндipic opындарында
алатын орны ерекше. Мыcалы: су шикiзат сутек, күкipт қышқылын, азот
қышқылын, натрий ciлтicін және т.б. көптеген өнімдеpдi өндiретін
өндірістерде су ыдырау реакцияларында, гидраттay және гидролиздеy
процестеріңде өте көп мөлшерде жұмсалынады. Су epiткiш ретінде, жылу
таcмалдағыш ретінде де көп мөлшеpде жұмсалынады. Су тек қана жұмсалмайды,
кейбip химиялық процестердің нәтижеcінде ол көп мөлшерде бөлінiп шығады
(тас көмірді, aғашты жоғары температурада құрғақ айдағанда көмірсутeктерін
жаққанда, аммиакты тотықтыpғанда және т.б. процестер нәтижеcінде).
Гидрогеологтардың түcінігі бойынша – Бiздің планетамыз су қаптағaн шар.
Судың жалпы көлемі 1454 млн км3, ал осы көлемнің ішуге жарамды тұщы судың
көлемі тек қана 0,3% пайызын құрайды. Жер шарының 70% қабатын мұхит пен
теңiз қоршаған, егер жер шарын идеалды шар деп eceптеп, бар суды шар бетіне
жайса тереңдiгi 4000 м мұхит пайда болар едi.
Өзен сyының көлемi 4700 км3, осы көлемнің 80% Еуропaның терiстiк
аймағында, Қиыр Шығыстағы, Батыс және Шығыс Сибирдeгi өзендер.
Жылдан жылға тұщы судың көзi aзаюда, бұлақ, бастау, кайнардьң 90%
пайызы кайтымcыз кұрғаған. Yлкен өзендердің Тармағы азaюда, осыған
байланыcты су көлемi де азaюда. Арал теңiзінің көлемi екi ece aзайды.
Химиялық өндipic opындарында қажетті судың осы кезде 69% пайыз
мөлшеpіaйналмалы су түрінде қайта қолданылуда.
Су құрамы судың тегі бойынша: атмосфералық, жер бетiндегi және жер
астындағы су болып жіктеледі.
Атмосфералық су – жаңбыp және қар сyлары құрамында болaтын қоспалaр:
epiген түрдe CO2, O2 , азот оксидтерi, күкірт оксидтерi, кейбip органикалық
заттар және шаң (тoзаң). Epiген минерал тұздары атмосфералық су құрамында
болмайды.
Жер бетіндегi су – өзен көл және теңiз, мұхит сyлары. Су құрамында тұз,
газ, негiз, қышқыл т.б. қоспалаp болады. Теңіз cулaрында epiген тұз мөлшеpi
10 гкг, кeйде оданда көп болады.
Жер астындағы су – артезиан сyы, құдық, қайнар, гейзер, (оқтын-oқтын
фонтан болып шашып ататын ыстық су) сулары. Жер aстындағы су құрамында:
топырақ және тay жынысына тәyeлдi әp түрлi epiген тұздар бoлады,
органикалық қоспалap әдетте кездеспейді.
Су caпасы – физикалық және химиялық көрсеткіштермен сипатталынады.
олар: мөлдіpлігі түсi, исі, температураcы жалпы тұз мөлшеpi, су
кермeктілiгі, тотығу шамасы және су реакцияcы (сутек көрсеткiшi pH). Осы
көрсеткiштер су құрамындағы қоспалaрдың бар жоғын анықтaйды.
Жалпы тұз мөлшері – cy құрамындағы минералдық жәнe органикалық
қоcпаларды сипаттайды. Жалпы тұз мөлшеpін анықтay үшін l л суды буландырып,
ыдыс түбінде қалған құрғақ қалдықты 105-1100С температурада тұрaқты
салмаққа дейін қыздырады. Құрғақ қалдық миллиграммен өлшeнедi (мгл).
Су мөлдірлігі – фотоэлемент көмeгiмен немеce цилиндр түбіне oрналасқан
белгіні көре алатын тереңдікті көздey apқылы aнықталынады (белгiлi эталон –
шкаламен салыстырылады).
Су реакцияcы – судың ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
І Әдеби 6
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ..
1.1 Судың жалпы 6
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
1.2 Табиғи және өнеркәсіп суларына 20
сипаттама ... ... ... ... ... ... . ... ... ..
1.3 Су қағының түрлері, оны түздірмеу 22
шаралары ... ... ... ... ... ... .. ...
1.4 Судың 23
ластануы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
1.5 Өндірістік ағынды суларды тазарту 26
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
1.6 Спектроскопияның жалпы 35
мәселелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.7 Темір, мыс, карбонат және гидрокарбонат иондарының адам
ағзасына 41
әсері ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .
ІІ Эксперименттік бөлім 43
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
2.1 Ақаба суды осмостық мембрандық тазарту технологиясының
негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
2.2 Темір ионын фотоколориметрлік әдіспен 45
анықтау ... ... ... ... ... ...
2.3 Мыс ионын флюорометрлік әдіспен анықтау 46
тәсілі ... ... ... ... ... ..
2.4 Карбонат және гидрокарбонат иондарын титриметрлік әдіспен
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
2.5 Нәтижелер және оның 48
талдануы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... .55
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ..
Пайдаланылған әдебиеттер 56
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... .
КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі: Су – өмір көзі, жер нәрі. Адам қорексіз 50 күнге
дейін шыдауы мүмкін бірақ, сусыз 1 аптадан артыққа шыдай алмайды. Себебі
адам ағзасының 50-86 % пайызын ( 50% - қарт адамдарда, 86% - жас
нәрестелерде) су құрайды. Сондықтан су өзі энергия бөлмесе де адам ағзасы
үшін қажетті энергия алмасу процесінің компоненті болып есептеледі.
Су тек адамның зат алмасу процесіне ғана емес көптеген өндірістерде
қолданылады. Қазіргі кезде өндіріс орындарының көбеюінің салдарынан ақаба,
ағынды сулардың мөлшері күннен-күнге артуда.(Қостанай облысының өзінде екі
жүзден артық өндіріс орындары бар). Солардың біріне Сарыарқа автопром
жауапкершілігі шектеулі серіктестігі (ЖШС) жатады. Бұл серіктестікте машина
құрастыру, бөлшектерді бояу және жуу барысында, ақаба сулардың құрамында
әртүрлі химиялық заттардың болатыны белгілі. Олардың ішінде ақаба су
құрамындағы кездесетін айрықша адам ағзасына әсер ететін мыс (Cu), темір
(Fe), карбонат (CO3-2) пен гидрокарбонат (HCO3-) иондарының алатын орындары
ерекше.
Осыған орай Сарыарқа автопром ЖШС – машина бөлшектерін құрастыру,
бояу және жуу кезінде пайдаланылған ақаба суларды ұтымды тазарту бүгінгі
күннің экологиялық өзекті мәселелерінің бірі болып табылады.
Бұл мәселені шешу үшін қазіргі заманның талабына сай тазарту
технологияларын қолдана отырып, қаншалықты тазарғанын білу үшін
аналитикалық талдау қажеттілігі туындайды.
Сондықтан дипломдық жұмыстың негізгі мақсаты – ақаба суларды тазарту
технологиясын меңгеру, ауыз және ақаба сулардың құрамындағы темір, мыс,
карбонат иондарының мөлшерін зерттеу. Бұл мақсатты жүзеге асыру үшін
төмендегі міндеттер қойылады:
1. Судың табиғатта, адам өмірінде, өндірісте алатын орны, судың
ластану деңгейі және ұтымды тазарту технологиялары жайлы
әдебиеттерді жинақтап, шолу жасау;
2. Ақаба суды тазарту технологиясына қолданылатын Аквамин ОУВ – 18
құрылғысының жұмыс істеу негізін меңгеру;
3. Темір ионын фотоколориметрлік әдіспен КФК – 2МП құрылғысында
анықтап теориялық негізіне тоқталу;
4. Мыс ионын флюорометрлік әдіспен анықтаудың теориялық негізін
талдау, ФЛЮОРАТ – 02 – 3М құрылғысын қолдану;
5. Карбонат және гидрокарбонат иондарын классикалық титриметрлік
әдіспен анықтау.
Дипломдық жұмыстың нысаны – Қостанай өңірінен алынған ақаба және ауыз
су.
Дипломдық жұмыстың пәні – Сарыарқа автопром ЖШС ақаба суының тазарту
технологиясына Аквамин ОУВ – 18 құрылғысын қолдану. Судың құрамындағы
темір ионының мөлшерін КФК - 2МП фотоколориметр көмегімен, мыс ионының
мөлшерін ФЛЮОРАТ – 02 – 3М құрылғысымен, карбонат және гидрокарбонат
иондарының мөлшерін анықтау үшін титриметрлік әдісін қолдану.
Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы және практикалық маңызы – Екіншілік
шикізатты іске асыру бағдарламасы бойынша ақаба суды тазартып, өндіріске
қайта қолдану жұмыстың жаңалығы болып табылады. Сонымен қатар, дуалдық
оқыту бағдарламасы негізінде, дипломдық жұмыстың Сарыарқа автопром
холдингінде орындалғанының практикалық маңызы зор.
Дипломдық жұмыстың теориялық және методологиялық негізіне - химиялық
экология, қоршаған орта химиясы, сандық анализ және химиялық зерттеулердің
физикалық әдістері жатады.
Дипломдық жұмыстың базасы – Сарыарқа автопром жауапкершілігі шектеулі
серіктестігінің орталықтандырылған лабораториясы.
І ӘДЕБИ ШОЛУ
1. Судың жалпы сипаттамасы
Су — сутек оксиді, Н2О — қалыпты жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік
қатынаста болатын тұрақты қарапайым химиялық қосылыс. Су – табиғаттың ең
үлкен жұмбағы. Оны Лайнус Карл Полинг (Linus Carl Pauling 1901-1994 ж.ж.
белгілі америкалық химик, физик, биолог, Нобель сыйлығының екі мәрте
иегері) ерекшелердің ішінде айрықшасы деп атаған[1]. Әлемдік зерттеулердің
болжамы бойынша миллиардтаған жылдар нәтижесінде тозаңды бұлт құрамының
қоюланып, тығыздалып жерге айналған кезінде құрамында су болған. Ол мұнда
мұз түйіршіктері түрінде болған тәрізді. Су түзілуіне қажетті бастапқы
заттар - сутегі мен оттегі біздің ғаламда ең көп таралған 6 космос
элементтеріне жатады. Қысқаша химиялық энциклопедияда суға "сутегінің
оттегімен ең қарапайым тұрақты қосылысы" деген анықтама берілген. Бәрі
дұрыс, бірақ химияда ең қарапайымның өзі іс жүзінде қарапайым емес. Судың
төмен болуға тиісті көрсеткіштері ең жоғары болып шығады: қайнау және қату
температуралары, бу түзілуі және балқу жылулары. Мысалы, 1000С-ға дейін
қыздырылған суды буландыру үшін осы массалы суды 800С-ға дейін қыздыруға
жұмсалғанжылудан алты есе артық жылу мөлшері қажет. ХІХ ғасырдың басында су
молекуласының екі сутек және бір оттек атомдарынан тұратындығы белгілі
болды. Осыдан кейін жүз жылдан аса уақыт бәрі суды жалғыз мүмкін формуланы
(H2O) жеке зат деп қабылдады[1].
Сурет 1 – Судың молекуласының пішіні және гибридтену бұрышы.
Жер бетінде тіршілік ең алғаш сулы ортада пайда болды. Су — бүкіл
тіршілік иелерінің негізгі құрамдас бөлігі. Бұдан басқа судың тіршілік үшін
физикалық-химиялық қасиеттері: жоғары жылу өткізгіштік және жылу
сыйымдылық, жоғары тығыздық, мөлдірлік, тұтқырлық, қатқан
кезде мұздың көлемін ұлғайтуы және тағы басқа да қасиеттері көп.
Біржасушалы және көпжасушалы ағзалар жасушаларының биохимиялық
үдерістерінің барлығы сулы ортада өтеді. Су әр түрлі климаттық
жағдайлардағы физиологиялық үдерістердің қалыпты өтуіне себепкер болады. Су
көптеген минералдық және ағзалық заттарды жақсы ерітеді. Табиғи
су құрамында сан алуан тұздың болатыны да сондықтан. Ағзалар жұғымды
заттарды тек еріген түрінде сіңіреді. Сонымен бірге сулы ортаның бірқатар
қолайсыздықтары да бар. Мәселен, судың қысымының көбірек артуы және
оттегімен нашар канығуы мұхит тұңғиығындағы суда тіршілік ететін ағзалар
тіршілігіне кедергі келтіреді. Су құрамындағы оттегінің мөлшері
атмосферадағы құрамынан шамамен 20 есе төмен болады. Жарық 200 м тереңдікке
өтеді, сондықтан теңіздер мен мұхиттарда тіршілік ететін ағзалар жарықсыз
ортада өмір сүруге бейімделеді. Теңіз және тұщы су құрамындағы тұздар
мөлшері біркелкі болмайды. Мәселен, теңіз суы натрий хлориды мен магний
сульфатының тұздарына бай, ал тұщы су құрамында кальций және карбонат
иондары көп мөлшерде болады. Сулы ортаны мекендейтіп ағзалар сан алуан,
олар бір биологиялық топқа — гидробионттарға бірігеді. Олардың барлығы сулы
орта факторларының әр түрлі құбылуына бейімделген. Сулы ортада ауаға
қарағанда дыбыс тезірек тарайды. Сондықтан гидробионттарда көру мүшелеріне
қарағанда есту мүшелері жақсы дамыған. Кейбір түрлер тіпті өте төмен
жиіліктегі (инфрадыбыс) толқындардың ырғақтарының өзгеруін дер кезінде
сезіп, дауыл тұрардың алдында су тереңдігіне қарай төмендейді. Кейбір
гидробионттардың (кит тәрізділерде) бағыт-бағдар алуы, қорегін іздеп
табуы — толқындардың шағылған дыбыстарын қабылдау (эхолокация) арқылы
жүзеге асады. Көпшілігі жүзу кезінде әртүрлі жиіліктегі электр зарядтарын
тудырып, шағылған электр импульстарын қабылдап, оны өзінің бағыт-бағдар
алуында және сигнал үшін пайдаланатын 300-ге тарта балық түрлері белгілі.
Мысалы, тұщы суда тіршілік ететін су пілі балығы (Моrrуtus kannume)
секундына 30 импульс жіберіп, су түбіндегі тұнбадан өзі қоректенетін
омыртқасыздарды оңай табады. Импульстары секундына 2000-ға дейін жететін
теңіз балықтары да бар. Кейбір қорғану көптеген шұңқырлы, ойық жерлерінде
өзендердің тасуынан, қатты нөсер жауыннан соң, қардың еруінен және тағы
басқа жағдайларда уақытша көлшіктер, тоғандар пайда болады. Мұндай
көлшіктерде де қысқа уақытта тіршілік ететін әртүрлі гидробионттар
кездеседі. Су ортасының өзіндік оттегі режимі де бар. Суда оттегі
атмосферамен салыстырғанда 21 есе аз. Судың температурасы, тереңдігі,
тұздылығы артқан сайын ондағы оттегі мөлшері азайып, ал судың ағысы қатты
болған сайын оттегі мөлшері көбейеді. Басқа орталармен салыстырғанда судың
температуралық режимі біркелкі болуымен ерекшеленеді.
Қоңыржай аймақтарда тұщы сулардың температурасы 0,9°С-25°С аралығында
(ыстық су көздерінде, өте жоғары яғни, 100° градусқа дейін жетеді), тұщы
сулардың терең қабатында температура 4°С-5°С аралығында болады[1].
Су ортасының жарық режимінің әуе-құрылық ортасынан айырмашылықтары көп.
Жарықтың су бетінен шағылысуына және су ішінен өтуі кезінде сіңірілетін
болғандықтан суда жарықтың мөлшері аз болады. Сондықтан терең суларды үш
аймаққа: жарық , алакөлеңке және толық қараңғы бөліктерге бөледі.
Мұхиттың қараңғы, терең бөліктерінде гидробионттар көру үшін тірі
организмдерден бөлінетін жарықты пайдаланады. Мұндай құбылыс
биолюминесценция деп аталады. Мысалы, кейбір балықтардың арқа жүзу
қанаттарының алғашқы сәулесі жоғарғы жақ сүйегіне жақын майысқан, қармақша
тәрізді болып орналасқан. Осы қармақшаның ұшында шырышты жарық беретін
бактериялары бар. Оттегімен бактерияларды қамтамасыз етуі арқылы жарық
беріп, қорегін өзіне еліктіреді. Үнемі қараңғылықта тіршілік ету немесе
жарықтың жетіспеуі гидробионттардың көру мүмкіншіліктерін шектейді. Жердің
су қоры теория жүзінде сарқылмайды, себебі тиімді пайдаланған жағдайда су
ресурстарының әлемдік су айналымы барысында үздіксіз қалпына келіп отырады.
Өкінішке орай, соңғы жылдары Әлемдік Мұхиттарға мұнай өнімдерінің төгілуі,
биологиялық алуан түрліліктің азаюы ұлғайып, тропикалық жағалауларға
антропогендік қысым көп түсуде. Теңіз жағалауларының өсімдіктер жамылғысы
тозып (Индонезия, Филиппин, Тайланд), күріш алқаптарын кеңейту және
асшаяндар өсіру үшін тоғандар жасалып, мангра тоғайлары жойылуда.
Гидрология
Су — бұл шексіз теңіздер мен мұхиттар, ағысты өзендер және мөлдір
көлдер. Дегенмен су тек қана көре алатын, ыстық күндері сүңгіп кететін су
айдындарында ғана болмайды. Судың көлемді бөлігі адам көзінен тыс жер
астында жасырынған. Мұндай су айдындары жер асты сулары деп аталады.
Ғалымдардың зерттеуінше су жер бетінде ең көп кездесетін сұйықтыққа жатады.
Судың қазіргі кезде екі түрлі қаупі бар. Біріншісі адамдардың суды
үнемдемей құртуының әсерінен тұщы судың жойылу төтенше жағдайлар қатарында.
Ал, екіншісі жер шарына қауіптілігі су басу жағдайы.
Жер асты сулары
Жер асты сулары өзінің құрылысы бойынша жер үстінде орналасқан судан
ерекшеленеді. Жер асты сулары жерге жауатын жауындардан толықтырылады.
Дегенмен мұндай толықтырулар біркелкі емес, өйткені көп жағдайда жергілікті
жердің рельефінен, жауын түрінен, сондай-ақ жақсы өткізетін және суды ұстап
тұра алатын топыраққа да байланысты болады, ол астыңғы қабатқа өту үшін жол
бермеуі де мүмкін. Сонымен қатар, жер асты сулары өз қорын жер үсті су
айдындары есебінен де толықтырады. Өз кезегінде жер асты сулары осындай су
айдындарын өздері қоректендіреді. Жер астына түсіп су, әдетте, бір жерде
жинақталмайды, өзінің орналасу заңдылығы болады. Осыған орай, су ерекше
жоғарғы және төменгі қабатта орналасады.
Төменгі қабатта судың ең кіші көлемі, ал үлкен көлемді су жоғарғы
қабатта болады. Бұл үрдіс төменгі деңгейіне судың өтуі өте қиын, ал
жоғарғысында — су жинақтала алатындығымен түсіндіріледі. Жоғарғы қабат
негізінен үш деңгейден қалыптасады — жоғарғы, ортаңғы және төменгі,
әрқайсысы өзінің суды өткізу ерекшелігімен сипатталады. Жоғарғы аймақта
адам шаруашылықта қолданатын су жинақталады. Ортаңғы аймақта, әдеттегідей
минералдық сулар орналасады. Ал төменгі, іс жүзінде су алмасу болмайтын
аймақта жер үсті тұздығы деп аталатын көптеген құрауыштар мен элементтер
ерітілген су болады.
Жер асты сулары қандай қабатта жатқанына байланысты өз сипаттамалары
әртүрлі болады. Осыған байланысты жер асты суларының үш түрі белгілі:
• Бірінші түрі жетекші деп аталады. Бұл — жер үстіне ең жақын
орналасқан сулар. Дегенмен жетекші судың көлемі тұрақты емес.
Бұл қабаттан құрғақ ауа-райы кезінде су азаюы да, құрғап кетуі
де мүмкін, ал үздіксіз жауын-шашын нәтижесінде қайта пайда бола
алады.
• Екінші атауы — артезиандық сулар. Бұл жер астының су қабаты аумақ
рельефіне байланысты.
• Жетекші сулардан төмен топырақ сулары орналасады. Әдеттегідей, топырақ
сулары берік қабатта болады. Одан төмен ағынды сулар орналасады.
Табиғаттағы су айналымы
Атмосфера үнемі су буымен байып отырады, себебі жер бетіндегі өзендер
мен көлдер, мұхиттар мен теңіздер, мұздықтар үнемі буланады. Бірақ
атмосферадағы су буының мөлшері шамадан тыс көбейіп кеткенде, ол асқын
қанығуға жетіп конденсацияланып, қайтадан жерге жаңбыр мен қар күйінде
қайтып отырады. Табиғаттағы су айналымының өзгеруі жер бетінін, әр жерінде
әр түрлі табиғи апаттарға әкеліп соғады. Суды тазарту жолдары оның қандай
заттармен және қаншалықты ластануына қарай жүргізіледі. Ерімейтін
қоспалардан тұндыру немесе сүзу арқылы тазартуға болатыны белгілі. Еріген
қоспалардан суды айдау арқылы тазартады.
Ауыз суын табиғи суларды тазарту арқылы алады, ол үлкен қалаларды
сумен қамтудың ең басты мәселесі. Ол үшін табиғи суды алдымен тұндырып,
содан кейін сүзгіден өткізіп алып, зиянды бактериялардан тазарту үшін
хлорлау және озондау әдістері колданылады. Осы үрдістердің барлығы сумен
жабдықтау станцияларында арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Мұнан басқа ірі
өндіріс орындарының өндірісте қолданған суларын да тазартпай ағын суға
жіберуге болмайды, сол үшін қатаң экологиялық шектеу қойылып, үнемі тексеру
жүргізіледі. Соңғы кездері суды тазарту үшін ион алмастырғыш шайырлар да
кеңінен қолданыла бастады.
Дистилденген су — айдау арқылы тазартылған су, ол құрамы бойынша жаңбыр
суына жақын болады. Дистилденген су арнайы зерттеу жұмыстарында, дәрі-
дәрмек өндірісінде және автокөліктердің аккумуляторларына электролиттер
дайындауда қолданылады.
Судың құрамындағы көптеген өзге бөлшектерден тазартылу үшін судың
жоғары температура кезінде буға айналу қасиеті қолданылады. Бұл суды
тазалау үрдісі дистиляция, ал құралдың өзі дистилятор деп аталды.
Тазартылған су толық сүзілген сұйықтық болып саналады. Мұнда қоспалардың,
тұздар мен қатты бөлшектердің ең аз мөлшері ғана бар. Дегенмен тазартылған
суда қосымша құрауыштар толық жоқ деп айтуға болмайды[2].
Судың өзге құрауыштармен тез өзара қарым-қатынасқа түсу қасиеті
бар. Ал бұл суды дистиллятор арқылы айдағанда, осы металдар атомы ең
кішкентай мөлшерде суға түсуі мүмкін. Дегенмен бұл судың таза болуына
кедергі келтірмейді. Су жүз пайыз ешқандай қоспасыз болуы үшін суды
деиондайтын арнайы қондырғылар пайдаланылады. Сондай-ақ өте таза суды алу
үшін кварцтан жасалған дистиллятордан бірнеше рет өткізу арқылы да алуға
болады. Солайша бидистиллят алынады. Осылай тазартылған судан кейбір
дәрілер жасалады. Ал кішкентай электр өткізу қабілетінің арқасында
дистилденген су өндірісте таптырмайтын зат. Дистилденген суды адам үшін
тұрақты түрде қолдануға қатысты әр жақты пікірлер бар. Көптеген адамдар
дистилденген су адам ағзасы үшін пайдалы емес, өйткені ол пайдалы
құрауыштардан толық тазартылған деген пікірде. Дистилденген су ағзадан
минералдық құрауыштар мен витаминдерді алып шыққандықтан денсаулыққа зиян
келтіреді. Бірақ дистилденген судың зияндылығы туралы еш жерде ғылыми
дәлелдер жоқ. Шындығында да ол өз құрамы бойынша ерекшеленеді, бірақ
қарапайым сумен де минерал тапшылығын толықтыру қиын. Ал дистилденген су ең
болмағанда ауру қоздырғыш бактериялардан сақтай алады.
Жер шарыньң сулы аудандарының жиынтығын гидросфера деп атайды.
Гидросфераға мұхиттар, теңiздер, өзендер, тоғандар, ми батпақ топырақтағы,
жер астындағы және атмосфералық ayaдaғы сулар кіредi. Дүние жүзiнiң 34
бөлiгi су. Мұхит пен теңiздердiң жалпы аудандары құрғақ, территорияның
ауданынан 2,5 есе артық. Гидросфера биосфераның басқа бөлiктерi – литосфера
(жер асты сулары), атмосфера (булы дымқыл) және оларда тiршiлiк ететiн тipi
организмдермен тығыз байланыста. Гидросфераньң жалпы көлемі 1455 млн км3 (l-
кесте) [3].
Кесте 1 – Су массасының гидросферадaғы таралуы.
Гидросфера бөлігі Көлем мың км3 Жалпы көлемнің %
мөлшері
Әлемдік мұхит 1 370 273,9 94,2
Жер асты сулары 59931,3 4,12
Көлдер 232,7 0,016
Мұздықтар 24001,6 1,65
Топырақ дымқылы 7,3 0,005
Атмосфера буы 1,5 0,001
Өзен сулары 1,2 0,0009
Жалпы гидросфера 1 454 643,2 100,0
Жалпы су қорының 97,5% тұзды минералды болып келедi. Теңiз (мұхит)
суларын ерiтiндi деп есептеуге болады, себебi бұл сулардың құрамындағы
тұздардың мөлшерi орта есеппен 35 гкг. Менделеевтің периодтық,
кестесіндегі барлық элементтер жер бетiндегi сулардың құрамында (жерасты
суларында 62 түрі) кездеседi. Бiрақ та олардың iшiнде теңiз суларының
негiзгi тұздылығын құрайтындарға натрий, магний, кальций катиондары мен
хлорид, карбонат, сульфат аниондарын жатқызуға болады. Олардьң iшiнде тipi
организмдер өз тiршiлiктерiне пайдаланатын азотты, фосфорды, кремнийдi
ерекше атап өтуге болады. Бұл элементтердiң теңiз cуындағы мөлшерiн реттеп
отыратын теңiзде тiршiлiк eтeтін жан-жануарлар мен өсiмдiктер[3].
Тұщы сулардьң қоры жалпы су қорларыньң 2,5% құрайды, немесе 35 млн.
км3. Бұл сулардың орташа тұздылығы 1 гл аспайды. Планетаның әр тұрғынына
келетiн тұщы су мөлшерi шамамен 8 млн.м3. Тұщы сулардың 30% жер aстындағы
сулар. Тұщы судың негiзгi қоры тау бастарындағы мұздықтарда, Арктика мен
Антарктида мұздарында - 97%. Антарктидада мұздың ең қалың қабаты 4,78 км
тең және дүние жүзi бойынша ең таза суы бар теңiз Уэддела осы Антарктидада
тiркелген. Оның мөлдiрлiгi тазартылған судағыдай. Жер шарындағы барлық
өзендер 650-700 жыл iшiнде қанша су берсе, тау мұздарында да сонша су бар.
Адамзаттың өз тiршiлiгiне пайдалана алатын судың мөлшерi тек 3% (өзен, көл
және су қоймаларының сулары), су көздерiнiң басым көпшiлiгiн пайдалану өте
қиынға түседi.
Тұщы су қорының үлкен мөлшерi негiзiнде өзендерде болады, олардың
iшiнде ең ұзын Ніл және Амазонка өзендерi. Нілдің ұзындығы 6670 км,
Амазонканыкі – 6437 км. Ресей өзендерiнiң iшiнде ең ұзын өзенге Обь жатады,
егер де оның ұзындығын Epтістің басталған жерiнен есептесек 5410 километрге
тең болады.
Дүние жүзiнде Ресей (Бразилиядан кейiн) жалпы тұщы судың қоры бойынша
екiншi орында. Бiрақ-та Ресей территориясында су ресурстары бiркелкi
орналаспаған, сондықтан, оңтүстiк және оңтүстiк-батыс аудандарында бiр
тұрғынынa келетiн өзеннiң ағынды суларының көлемi (3-5)*103 м3 болса,
еуропалық бөлiгiнiң солтүстiгiнде 35 *103 м3, Батыс Сiбiрде – 45*103 м3 ,
Шығыс Сiбiрде – 144*103 м3 су келедi.
Ресейдiң су көздерiнiң iшiнде ерекше атап өтуге тұратын дүние жүзiндегi
суы тұщы ең үлкен көл Байкал (су көлемi 23000 км3, ең жоғарғы тepeңдігі
1741 м, жылына ұдайы жаңарып отыратын, тазалығы бойынша сирек кездесетiн
табиғи судың көлемi 60 км3 шамасында). Бұл көлде дүние жүзiлiк кеңiстiктегi
тұщы су қорының 15 бөлiгi, Ресейдегi қордың 45 бөлiгi жинақталған. Оған
1123 өзен құйылады, тек қана Ангара өзенi ағып шығады. Жағасының ұзындьғы
2000 км, "жасы" шамамен 20 млн, жыл болатын 6ұл көлдi қоршаған ормандарда
600 шамасында өсiмдiк түрлерi, 1200-дей жануарлар түрлерi бар. Байкалдың
суы тұщы, таза болғандықтан онда бағалы балықтардың көбi өседi және Байкал
құстардың көп жиналатын жерi. Бұл көлдiң суының мөлдiрлiгi соншалық, 40 м
тереңдiкте жатқан ақшыл түcтi заттардың өзiн айқын көруге болады. Байкал
суларыньң құрамына үлкен тұрақтылық тән, минералдығы шамамен 100мгл,
оттекке бай, жыл мезгiлдерiне қарай өзгеруi елеусiз.
Су физикалық, химиялық тұрғыдан қарағанда ең күрделi заттың бiрiне
жатады. Оны таза күйiнде алу өте қиын таза су барлык yaқыттa жеңiл су (Н2О)
мен аз мөлшерде ауыр және аса ауыр судан тұрады.
Басқа заттармен салыстырғанда судың өте көп аномалиялық (ауытқулық)
қасиеттерi бар.
1. 00С ден 40С дейiн қыздырғанда судың көлемi көбеймейдi, керiciнше
азаяды, ең максималды тығыздық мағынасы су қататын нүктеде (00С) емес 40С-
де болады.
2. Басқа денелердей емес, су көлемi қатқанда сығылысудың орнына
үлкейiп, оның тығыздығы төмендейдi.
3. Қысым көтерiлгенде судың қату температурасы көтерiлмейдi, ол
төмендейдi.
4. Басқа заттардың ерекше жылылық сыйымдылығымен салыстырғанда судың
ерекше жылылық сыйымдылығы өте жоғары.
5. Диэлектрлiк тұрақтытылығы өте жоғары болғандығына байланысты судың
ерiткiштiк және диссоциялану қасиетi басқа сұйықтықтармен салыстырғанда
жақсылау.
6. Сұйықтықтардың iшiнде судың беттiк кернеуiнiң шамасы ең жоғары –
75*10-3 Джм2.
7. Булану кезiнде жылу сiңiрiледi, ал будан конденсациялану мен қату
кезiнде керiсiнше жылу бөлiнедi.
Ауытқулықтың болу себебiнiң бiрi оның құрылысының ерекшiлiктiгiнде және
су молекулаларының бiр-бiрiмен күштi байланысатындығында. Жер бетiндегi
барлық тiршiлiктiң суға байланыстығының негiзi осы ауытқулықтың болуы. Су
табиғатта үш aгpeгaтты күйде: сұйық, қатты және газ тәрiздi түрде бола
алатын жалғыз зат болып саналады. Табиғаттағы барлық биогеохимиялық,
биофизикалық процестер судың қатысымен жүредi десек қателеспеймiз[4].
Академик А.Карпинский су туралы былай деген: "Су - ең бaғалы байлық. Су
– тек минералды шикiзат. Ол тек өнеркәсiп пен ауылшаруашылығын дамытушы
ғaнa емес, сонымен бiрге өмip жоқ жерге тiршiлiк сыйлайтын ыстық қан".
Су – тipi материяның негiзi. Қазiргi кезде сулы ортада тiршiлiк eтетін
жануарлар түрiнiң саны 150000 немесе олардың жалпы санының 7% пайызы, ал
суда өсетін өсiмдiктер түрінің саны 10000 (8% пайызы). Жануарлардың iшiнде
балықтардың шамамен 16000 түpi, былқылдақ денелiлердiң 80000 түpi,
шаянтәрiздiлердiң 20000 түpi, қарапайымдылардың 15000 түpi және т.б. бар.
Жануарлардың дене массасының орта есеппен 75% пайызы, кейбiр өciмдiктер
массасының 89-90% пайызы судан тұрады .
Адам ұрығының (эмбрионының) 97% пайызы су, жаңа туған баланың дене
массасының 77-80% пайызы судан тұрады. Орта есеппен ересек адам денесiнiң
65-70% пайызы су, ұлғайған сайын су мөлшерi адам денесiнде 60% пайызға
дейiн төмендейдi. Осы деңгейден денедегi судың мөлшерi 10-12% төмендесе,
организм әлсiреп, жұмыс атқару қабілетi жойылады, ал организмдегi судың
көлемi 25% пайыздан төмен түссе, адам өмірінe қауiп төнедi. Кейбiр жан-
жануарлар (балықтар, киттер, дельфиндер, құндыздар) тек қана сулы ортада
тiршiлiк етедi. Себебi организмдердегi судың мөлшерi азайғанда ас қорыту
және де басқа процестер бұзылады, яғни организмдегi тепе-теңдiк бұзылып,
әртүрлi ауыр жағдайға әкелiп соғады. Негiзiнде барлық организмдердiң өсiп-
өнуiне таза су қажет, сондықтан сумен жабдықтау көздерiне, судың сапасына
ерекше көңіл бөлінеді.
Судың гигиеналық, маңызды зор. Ол адам денесiн, үй-жайды, күнделiктi
қолданылатын бұйымдарды және т. б. таза санитарлық жағдайда ұстауға
пайдаланылады.
Пайдалылығымен қатар суды адам организмiне қауiп төндіретін кез деп те
қарауға болады. Бүкiл дүниежүзiлiк денсаулық сақтау ұйымының мәлiметтерi
бойынша жұқпалы аурулардың 80% пайызы судың қанағаттанарлық емес сапасына
не оның жетiспеуiне қарай санитарлық-гигиеналық нормалардың бұзылуына
байланысты. Шамамен 2 млрд. адам санитарлық-гигиеналық нормаға сәйкессiз
суды қолданып отырғандарына байланысты жыл сайын 5 млн. адам, оның iшiнде
жартысынан көбi балалар, әр түрлi аурулардан өлуде.
Кермек суларды тұтынудан адамның несеп және өт жолдарына тас байланады,
ал кейбiр тұздар жеткiлiксiз болса жүрек-қантамыр аурулары жиi кездеседi.
Ауыз суда фтор жетiспесе – тіc жегiсi (кариес), ал шамадан артық, болса
флюороз ауруына шалдығады.
Қазiргi кезде Қазақстан тұрғындарының 25% пайызы таза сумен
қамтылмаған. Оның бiр себебi өзендер мен көлдердiң (Epтic, Есiл, Жайық,
Нұра, Сырдария, Балқаш және т.б.) гидроэнергетикалық құрылыстар және
өнеркәсiптiк кәсiпорындардың ақаба суларымен ластануының салдарынан табиғи
режимiнiң бұзылуы. Осының салдарынан көптеген аурулар түрлерiнiң таралуы
oрын алып келедi.
Судың күн энергиясын жұтуы мен сейілтуі — су, қар, мұз бетіне түскен
күн энергиясының бірте-бірте суға еніп жұтылуы және ішінара шағылысуы
немесе жұтылған сәулелі энергияның жылу энергиясына айналуы. Су бетінен
шағылыскан күн радиациясының мөлшері күннің орналасу биіктігіне байланысты.
Ал сейілген радиацияның шағылысуы күннің орналасу биіктігіне тәуелсіз және
басқа да заңдылықтар аркылы өтеді. Шағылысқан күн энергиясының түсетін күн
энергиясына қатынасы шағылысу коэффициенті немесе альбедо деп аталады.
Күннің орналасу биіктігі 30—80° шамасында болған жағдайда судың тегіс
бетінен 6—2% энергия шағылысады; күннің орналасу биіктігі төмендеген сайын
шағылысқан энергияның мөлшері өседі және 15° бұрышты 21,5% пайызын құрайды,
10°-35 %, ал бұрыш 1° болғанда су бетінен оған түсетін күннің тікелей
радиациясының 90% пайызы шағылысады. Сейілген радиацияның шағылысу
коэффициенті су бетінде сейілген радиация ағынының азаюына байланысты
көбейе отырып, 5-10% пайызын құрайды. Қардың және мұздың шағылыстыру
қабілеті күннің орналасу биіктігімен бірге, олардың құрамына, ластану
деңгейіне және т.б. тәуелді болады. Сәулелі энергияның ағыны көптеген жұқа
қабаттардан dһ тұратын су қабатынан өте отырып, суды жылыту үшін күн
энегиясының біраз мөлшерін dln пропорционалды түрде жоғалтады. Жұтылғын
энергияның мөлшерін түсетін энергияның мөлшеріне I және қабат қалындығының
dһ мөлшеріне катынасын ескере отырып, оның формуласын былай анықтайды:
dln=mIdh, мүндағы m — жұтылу коэффициенті. Жұтылу процесімен бір мезетте
сәулелік энергияның сейілуі де жүреді. Ол: dlp=Rldh анықталады. R — сейілу
коэффициенті; Ip — dh қабатынан өту кезіндегі сейілген энергия. Осылардан
барып жалпы энергия мөлшері dI = (m + R) арқылы Idһ анықталады, мүндағы m +
R — сәулелік энергияның төмендеген коэффициенті. Жұтылу коэффициенті
сәулелік толқынның ұзындығына және судағы еріген заттектердің болуына
байланысты. Оның ең үлкен мәні спектрдің инфракүлгін бөлігінде (толқын
ұзындығы 0,76 мкм-ден артық), ал ең төмен мәні спектрдің көрінетін сәулелік
бөлігінде (толқын ұзындығы 0,40-0,76 микрометрден артық) болады. Спектрдің
ультракүлгін бөлігінде (толкын ұзындығы 0,40 мкм болғанда) жұтылу
коэффициенті қайтадан жоғарылайды. Сәуленің сейілуі жалпы су массасында,
сонымен бірге ондағы салынды I бөлшектердің әсер етуінен де болады. Егер
сейілетін бөлшектердің диаметрі тол қын ұзындығынан кем (кіші) болса, онда
сейілу коэффициенті толқын ұзындығының төртінші деңгейінде кері
пропорциянал, яғни R = αλ4 мұнда α - заттектің қайта сыну көрсеткішіне
және сол заттектердің санына H тәуелді. Толқын ұзын болған сайын нашар
сейіледі. Ұзын толқындар жақсы, ал қысқа толқындар нашар жұтылады. Жұтылу
мен сейілу әрекетінің жиынтығына байланысты табиғи су қоймаларын суының
түсі анықталады[5].
Физикалық қасиеттері
Таза су — түссіз, иіссіз, дәмсіз сұйықтық. Судың қабаты 5 м асқанда
көгілдір түсті болып көрінеді. Қалыпты қысымда цельсий температурасы
бойынша 100° градуста қайнайды да, 0° градуста мұзға (р=0,92
гсм3) айналады, сондықтан мұз су бетінде қалқып жүреді. Сонда оның көлемі
9 % пайызға артады. Судың беткі қабатының мұзбен қапталып жатуы ондағы
тіршілік иелерінің қыс мезгілінде де өмір сүруіне жағдай жасайды.
Судың температурасы 4°С болғанда, тығыздығы - 1гсм3 (судың
ерекшелігі) болады. Судың жылу сыйымдылығы өте жоғары. Мысалы, жаздың аптап
ыстық күндерінде су жылуды сіңіріп, өзеннің маңайын салқындатып тұрады,
сондықтан адамдар оның жағалауына дем алуға көптеп барады. Осылайша
жиналған жылуды су қыс мезгілінде біртіндеп ауаға береді, сондықтан қатты
аязды күндерде өзеннің беті тұманданып тұрады. Су жер бетінен тараған
жылудың 60% пайызын ұстап қалып, оны суынудан сақтап тұрады. Табиғи сулар
әдетте таза болмайды, онда еритін және ерімейтін заттардың қоспалары
болады. Теңіз суында еріген тұздар көптеп кездессе (3,5 %), ағын және жер
асты суларында кальций мен магний тұздары болады, ал жауын мен еріген қар
суларында көбінесе шаң мен еріген күйдегі газдар (О2, N2, СО2, SО2, т. б)
кездеседі.
Су – сутек оксиді, Н2О – қалыпты жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік
қатынаста болатын тұрақты қарапайым химиялық қосылыс. Табиғатта ең көп
таралған, бүкіл гидросфера судан тұрады, судың тіршілік үшін маңызы өте
зор. Аристотель өз еңбектерінде (біздің заманымыздан IV ғасыр) суды төрт
құбылыстың (от, ауа, топырақ, су) біріне жатқызса, ғалымдар XVIII ғасырдың
аяғына дейін суды жеке элемент ретінде қарастырды.
Суды алғаш ағылшын ғалымы Г.Кавендиш (1731-1810) зерттеді (1781-1782),
ал француз ғалымы А.Лавуазье (1743-1794) сутек жанғанда Су түзілетінін
дәлелдеп (1783), Ж.Моньемен бірге сандық құрамын анықтады (1785).
Судың құрамында массасы бойынша 11,19 % сутек, 88,81 % оттек болады;
молекуласы 2 атом сутек пен 1 атом оттектен тұрады, молек. м. 18,0160,
иіссіз, дәмсіз, түссіз (терең жері көгілдір) сұйықтық. Құрамында 2Н
(дейтерий) бар. Су – ауыр су (D2O) деп аталады,ауыр судың физикалық
қасиеттері өзгешелеу болады.
20 °С-дағы тығыздығы 0,99823 гсм3,
0 °С-тағы тығыздығы 0,9168 гсм3 (мұзда).
Судың физикалық қасиеттерінде, балқу жылуында, меншікті жылу
сыйымдылығында, тұтқырлығында, жылу өткізгіштігінде ерекшеліктер бар.
Мысалы: мұз жеңіл болғандықтан, суда қалқып өзендер мен көлдердің түбіндегі
тіршілік сақталады. Су қалыпты температурада көптеген заттармен
әрекеттеседі. Сілтілік және сілтілік-жер металдармен әрекеттескенде
гидроксид пен сутек түзеді (2Na+2H2O=2NaOH+H2↑). Су әр түрлі жағдайда
бейметалдармен (фтор,хлор,бром, фосфор, көміртек) әрекеттесіп, қышқылдар
(HCl, HClO, HPO3, HF, HBr) және оксид (СО) түзеді.
Атмосферада су, бу, тұман, бұлт, тамшы және қар кристалдары түрінде
кездеседі. Су оттек, сутек, азот қышқылын, спирт, альдегидтер, сілтілер,
т.б. аса маңызды химиялық өнімдерді өндіруде қолданылатын химиялық
реагентер. Оның катализатор ретінде маңызы зор.
Химиялық қасиеттері
Сутек пен оттектің химиялық қосылысы.
Массалық құрамы: Н —11,19 %, О — 88,81 %.
Молекулалық массасы 18,0153. Су планетамыздағы ең көп тараған
заттардың бірі; ол үш түрде – бу, су және мұз күйінде ұшырасады; күшті
еріткіш.
Су айдауыш мұнара – елді мекендерді сумен қамтамасыз ету жүйесіндегі су
өтімі (шығыны) мен қысымын реттеп отыруға арналған құрылыс. Ол цилиндр
тәрізді етіп арнайы болаттан немесе темір-бетоннан жасалған шаннан және оны
көтеріп тұратын тіреуіш құрылымнан тұрады. Мұнараның биіктігі 25—30 м-ге,
шанының сыйымдылығы ондаған текшелерге жетеді. Тіреуіш кірпіш не ағаштан
жасалады. Шан ішіндегі судың қыста катып қалмауы және ластанбауы үшін ол
жылу өткізгіштігі төмен жеңіл материалдармен қапталып, үсті шатырмен
жабылады.
Судың сапалық құрамы сутек пен оттектен тұратыны, ал сандық құрамы екі
сутек атомы мен бір оттек атомынан тұратындығы мәлім.
Судың айырылуы электр тоғының әсерінен жүреді:
2H2O→2H2↑+O2↑
Жай заттармен әрекеттесуі:
I. Судың металдармен әрекеттесу реакциялары:
2Na + 2НОН = 2NaOH + Н2↑
Са + 2НОН = Са(ОН)2+ Н2↑
Белсенділігі орташа металл сумен әрекеттескенде оның оксиді түзіледі:
Mg + НОН = MgO + H2
Белсенділігі төмен металдар сумен әрекеттеспейді.
II. Бейметалдармен әрекеттесуі: Су кейбір бейметалдармен де әрекеттесе
алады. Қыздырылған көмірге су қосқанда екі түрлі газ қоспасы түзіледі – ол
су газы деп аталады:
С + НОН=СО↑+Н2↑
Көмірді жағарда оған су қосылып араластырылғанда, түзілген екі газ да
жанғыш. Хлорды суға жібергенде екі қышқылдың қоспасы түзіледі.
Сl2 + НОН = НСlO + HCl
Күрделі заттармен әрекеттесуі:
I. Активті металдардың оксидтерімен әрекеттесіп гидроксидтер (негіздер)
түзеді.
Na2О + Н2О = 2NaOH
Әктасқа су қосқанда ол қайнай бастайды және бұл реакция жылу бөле
жүреді:
СаО + Н2О = Са (ОН)2 + Q
Металл оксидтері + су = негіз
II. Кейбір бейметалдардың оксидтері сумен әрекеттескенде қышқыл түзеді.
Күкірттің бір түйірін жаққанда оның оксиді түзіледі:
S + O2 =SO2
Жану өнімін суға жібергенде:
SО2 + Н2О = H2SО3
Күкіртті қышқыл түзіледі және көк түсті лакмус индикаторы қызарады. Дәл
осындай реакциялар басқа бейметалдардың да оксидтерімен жүреді.
Сl2О + H2О = 2HClО
N2O3 + H2О = 2HNО2
Бейметалл оксидтері + су = қышқыл
III. Белсенділігі жоғары металдардың гидридтері де сумен әрекеттесіп
гидроксидтер береді.
NaH + НОН = NaOH + Н2↑
IV. Кейбір тұздар сумен химиялық әрекеттесіп кристаллогидраттар түзеді:
CuSО4 + 5H2О = CuSО4 * 5H2О мыс купоросы;
FeSО4 * 7H2О темір купоросы;
Na2SО4 * 10H2О глаубер тұзы.
Кристаллогидраттардың молекулалық массасын – тұздың молекулалық
массасына су молекулаларының массаларын қосып табамыз.
Mr(Na2CО3*10H20) =106+180=286.
Сурет 2 - Сутектік байланыс моделі су молекулалары арасында.
Су — еріткіш
Су – біршама инертті биологиялық еріткіш сұйықтық, онда көптеген
органикалық және бейорганикалық заттар ериді, бірақ олардың ерігіштіктері
әр түрлі. Қатты заттардың еруін қант пен тұзды еріткенде, ал газ күйіндегі
заттардың еруін газдалған су ішкенде немесе суды қайнатқанда бөлінген
көпіршіктерді байқау арқылы, ал сұйық күйіндегі заттардың еруін сірке суын
еріткенде байқауға болады.
Заттардың суда еруі тек физикалық құбылыс қана емес, күрделі физика-
химиялық үдеріс, еру барысында еріген заттың молекулалары еріткіштің
молекулаларында біркелкі таралып қана қоймайды, олармен химиялық әрекеттесе
де алады. Оны күкірт қышқылын еріткенде жылу бөлінетіндіктен, сол сияқты
құрғатылған мыс сульфатының ақ түсті кристалдарын еріткенде көгілдір түсті
ерітінді түзілгенінен байқауға болады.
Ерігіштік – берілген температурада еріткіштің (су) 100 немесе 1000
граммында ери алатын зат массасымен және көлемімен анықталатын шама (г100
г, г1000 г Н2О, мольл).
Ерігіштік заттың табиғатына тәуелді, мысалы: қант ерімтал болса, бор,
әк нашар еритін заттар. Газ күйіндегі заттар үшін ерігіштік қысым мен
температураға байланысты. Газдардың ерігіштігі қысым артқан сайын артады,
ал температураны арттырғанда кемиді. Қатты заттардың көпшілігі үшін
температураны арттырғанда ерігіштігі де артады.
Сұйық күйіндегі заттардың ерігіштігі олардың табиғатына байланысты,
мысалы, спирт суда жақсы ерісе, ал бензин нашар ериді. Мысалы, мұнай
өнімдері Каспий тенізінде 13 г л , Қара теңізде 19 гл шамасында
кездеседі.
Берілген зат еріткіштің белгілі бір мөлшерінде осы температурада әлі де
ери алатын болса, ерітінді қанықпаған, ал ери алмаса — қаныққан деп
аталады[6].
Су қажеттілігінің мөлшері
Су барлық дерлік технологиялық процестердің бөлінбес элементі және
шарты болып табылады.Оған пайдалану жылдамдығының жоғары болуы тән. Мысалы,
1т болат өндіру үшін 30 т су, спиртке-300 т, целлюлозаға-500 т,
синтетикалық талшықтарды алуға 5000 т су қажет.
Қазір дүние жүзінде орташа шамамен алғанда тәулігіне әр адамға шаққанда
150-200 литр су қолданылады, олардың ішіне 100-150 литр су тұрмысмтық-
коммуналдық қажеттіліктерге жұмсалынады.Судың негізгі бөлігі өнеркәсіптік
және ауылшаруашылық мақсатында қолданылады.
Жылдан-жылға судың бағасы артып барады. Кларктың мәліметтері бойынша
соңғы 50 жылда мұнайдың бағасы 10 есе, ал тұрмыстық қажетті суға шамамен
100 есе, ауыз суға 1000 есе сұраныс артқан. Ауыз суды шыны бөтелкелерде
сату әдеттегі көрінестерге айналды. Табиғи таза су маңызды ұлттық байлық
көзіне айналып отыр[7].
Қазірдің өзінде су халықаралық қатынастардың шиеленісу себебіне айналып
отыр. Мысалы Колумбия өзенінің суы үшін АҚШ пен Канада арасында, Дунай
өзенінің суын пайдалану үшін бірнеше мемлекеттер арасындағы шиеленістердің
тууы белгілі.
Әлемдегі адамзаттың тұщы суды пайдалануы жыл сайын өсіп келеді. Ал,
мұхиттардың, теңіздердің тұзды суларын шаруашылықта, оның ішінде ауыз суы
ретінде пайдалануы тек болашақтың ғана ісі болып отыр. Дегенмен мардымсыз
мөлшердегі теңіз сулары тұшытылып, қолданылып та жүр. Біздің Республикада
су тұшытқыш станциясы Ақтау қаласында ғана бар. Егер ерте кезде, бір
адамның басына шаққанда тәулігіне 12 - 18 л су пайдаланса, ХХ ғасырда
мәдениеті дамыған елдерде оның шамасы орта есеппен 200 - 400 литрге жетіп
отыр.
Тарихи мәліметтерге жүгінсек, 98 – 117 жылдары Рим мемлекеті дамып
тұрған шағында, император Троянның басқаруы кезінде, Римдегі адамдар саны 1
млн. болғанда, адам басына шаққанда тәулігіне 100 л су жұмсалады екен. Егер
назар аударсақ, 1968 жылы бұл көрсеткіш - 475 л ғана. Демек судың
қолданысы, елдің немесе қаланың цивилизациясының өсуін немесе құлдырауын
көрсетеді.
Әдебиеттердегі мәліметтерге сүйенсек, әлемдегі адамдардың үштен бірі
теңіз жағалауында, ал қалған үштен екі бөлігі, су жағалауларында: өзен,
көл, каналдар, жер асты сулары шығатын жерлерде тұрады екен. Тіпті көшпенді
халықтардың, өздері тұратын немесе жүретін жолдары - суы бар жерлерде
болған.
Су ресурсының тапшылығы, Қазақстандағы маңызды экологиялық
проблемалардың бірі. Республикамыздағы өзен суларының жартысы, көрші
мемлекеттерден келеді. Қазақстанның су қорын 85 мыңға жуық үлкен және шағын
өзендер құрайды. Олардың ішінде ең үлкендері: Есіл, Ертіс, Іле, Сырдария,
Орал, Талас, Ассы.
Соңғы жылдары бірқатар көлдердің тартылып қалуы, оларға құятын су
мөлшерінің азаюына байланысты болып отыр. Ертіс, Іле, Сырдария сияқты
бірқатар өзендердің суларын, жол бойы егін шаруашылығына пайдаланып, бұл
төменгі ағыстағы жағдайларды қиындатып отыр[8].
Судың меншікті сыйымдылығы жоғары болғандықтан, ол жылу тарату
жүйелерінде кеңінен қолданылып жүр. Сонымен қатар, өндіріс және ауыл
шаруашылық салаларында да, су көп мөлшерде қолданылады. Көптеген өндіріс
процестерінде – кептіру, жылыту, энергия алу, жүк тасу, коммуналдық –
шаруашылық және т. б. қажеттіліктер үшін, су таптырмайтын ресурс көзі.
Кейбір мәліметтер бойынша, ең кемінде тәулігіне бір адамға – 10 л, бір
ірі қара малға – 40 л, бір қойға – 10 л су қажет. Әсіресе күріш өсіруге көп
су қажет, себебі еккен күннен бастап піскенге дейін судың ішінде өседі.
Күріш егілген 1 гектар жерге – 20 мың тоннаға дейін су жұмсалады. Тағы да
мысал келтіретін болсақ, 1 т бидай алу үшін 1,5 т су жұмсалады.
Өнеркәсіпте, сулы сынамалар дайындау және газ сұйықтарды жылыту не
салқындату, жуу үшін қолданады. Мысалы, төмендегі заттардан 1 т алу үшін,
қажетті орташа су мөлшері шамамен төмендегідей:
Шойын - 15,20 м3
Күкірт қышқылы - 25 – 80 м3
Вискоза талшығы - 300 -400 м3
Мыс - 500 м3
Синтетикалық каучук - 2000 - 3000 м3
Сода - 10 м3
Азот қышқылы - 80 – 180 м3
Жасанды талшық - 500 м3
Пластмасса - 500 – 1000 м3
Қуаты 300 мың кВт электр станциясының жұмыс істеуіне жылына 300 км3 су
қажет[9].
1.2 Табиғи және өнеркәсіп суларына сипаттама
Судың универсалдық қасиетi болғандықтан химиялық өндipic opындарында
алатын орны ерекше. Мыcалы: су шикiзат сутек, күкipт қышқылын, азот
қышқылын, натрий ciлтicін және т.б. көптеген өнімдеpдi өндiретін
өндірістерде су ыдырау реакцияларында, гидраттay және гидролиздеy
процестеріңде өте көп мөлшерде жұмсалынады. Су epiткiш ретінде, жылу
таcмалдағыш ретінде де көп мөлшеpде жұмсалынады. Су тек қана жұмсалмайды,
кейбip химиялық процестердің нәтижеcінде ол көп мөлшерде бөлінiп шығады
(тас көмірді, aғашты жоғары температурада құрғақ айдағанда көмірсутeктерін
жаққанда, аммиакты тотықтыpғанда және т.б. процестер нәтижеcінде).
Гидрогеологтардың түcінігі бойынша – Бiздің планетамыз су қаптағaн шар.
Судың жалпы көлемі 1454 млн км3, ал осы көлемнің ішуге жарамды тұщы судың
көлемі тек қана 0,3% пайызын құрайды. Жер шарының 70% қабатын мұхит пен
теңiз қоршаған, егер жер шарын идеалды шар деп eceптеп, бар суды шар бетіне
жайса тереңдiгi 4000 м мұхит пайда болар едi.
Өзен сyының көлемi 4700 км3, осы көлемнің 80% Еуропaның терiстiк
аймағында, Қиыр Шығыстағы, Батыс және Шығыс Сибирдeгi өзендер.
Жылдан жылға тұщы судың көзi aзаюда, бұлақ, бастау, кайнардьң 90%
пайызы кайтымcыз кұрғаған. Yлкен өзендердің Тармағы азaюда, осыған
байланыcты су көлемi де азaюда. Арал теңiзінің көлемi екi ece aзайды.
Химиялық өндipic opындарында қажетті судың осы кезде 69% пайыз
мөлшеpіaйналмалы су түрінде қайта қолданылуда.
Су құрамы судың тегі бойынша: атмосфералық, жер бетiндегi және жер
астындағы су болып жіктеледі.
Атмосфералық су – жаңбыp және қар сyлары құрамында болaтын қоспалaр:
epiген түрдe CO2, O2 , азот оксидтерi, күкірт оксидтерi, кейбip органикалық
заттар және шаң (тoзаң). Epiген минерал тұздары атмосфералық су құрамында
болмайды.
Жер бетіндегi су – өзен көл және теңiз, мұхит сyлары. Су құрамында тұз,
газ, негiз, қышқыл т.б. қоспалаp болады. Теңіз cулaрында epiген тұз мөлшеpi
10 гкг, кeйде оданда көп болады.
Жер астындағы су – артезиан сyы, құдық, қайнар, гейзер, (оқтын-oқтын
фонтан болып шашып ататын ыстық су) сулары. Жер aстындағы су құрамында:
топырақ және тay жынысына тәyeлдi әp түрлi epiген тұздар бoлады,
органикалық қоспалap әдетте кездеспейді.
Су caпасы – физикалық және химиялық көрсеткіштермен сипатталынады.
олар: мөлдіpлігі түсi, исі, температураcы жалпы тұз мөлшеpi, су
кермeктілiгі, тотығу шамасы және су реакцияcы (сутек көрсеткiшi pH). Осы
көрсеткiштер су құрамындағы қоспалaрдың бар жоғын анықтaйды.
Жалпы тұз мөлшері – cy құрамындағы минералдық жәнe органикалық
қоcпаларды сипаттайды. Жалпы тұз мөлшеpін анықтay үшін l л суды буландырып,
ыдыс түбінде қалған құрғақ қалдықты 105-1100С температурада тұрaқты
салмаққа дейін қыздырады. Құрғақ қалдық миллиграммен өлшeнедi (мгл).
Су мөлдірлігі – фотоэлемент көмeгiмен немеce цилиндр түбіне oрналасқан
белгіні көре алатын тереңдікті көздey apқылы aнықталынады (белгiлi эталон –
шкаламен салыстырылады).
Су реакцияcы – судың ... 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