Ғылыми жоба

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

КММ «№42 орта мектеп»

Бағыты: Таза табиғи орта- Қазақстан 2030 стратегиясын іске асырудың негізі

ҒЫЛЫМИ ЖОБА

Суларды тазарту жолдары

Орындаған: Ахмеджанов Ришат

9 сынып окушысы

Жетекшісі: Шаихова Дария Токталгановна

Математика және физика мұғалімі

Өскемен қаласы

2019 жыл

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

Ж ұмыстың өзектілігі. Жер бетіндегі ең көп таралған зат – су. Глобусқа қарасаң Жер шарының төрттен үш бөлігі көгілдір түске боялған. Ол – су: мұхиттар, теңіздер, өзендер, көлдер.

Су – табиғат байлығы. Тіршіліктің қайнар көзі. Жердегі тіршілік және сан алуан табиғат құбылыстары сумен байланысты. Су табиғаттағы барлық тіршілік атаулының құрамына кіреді. Адам, өсімдіктер мен жануарлар да сусыз тіршілік ете алмайды.

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. Бұндай су айдындары жер асты сулары деп аталады.

Үлкен кәсіпорындар, жылу электростанциялар, автокөлік кәсіпорындары, құрылыс материалдарының өндірісі, тағам өнеркәсіпорындары және басқа да өнеркәсіптер орналасқан аймақтардағы жер беті және жер асты сулары жоғарғы дәрежеде ластануда.

Қазақстан Республикасы өзінің географиялық орналасу жағдайына байланысты минералды кен емес шикізаттардың – цеолиттер мен бентонит саздарының мол қорына бай.

Зерттеу жүргізудің мақсаты: Ауыз су, ақаба сулар жайлы ақпараттарды білу және оларды тазартудың мүмкіндігін оқып үйрену.

Зерттеу әдістері. Зерттеу жүргізу кезінде төмендегі әдістер қолданылды:

- әдеби-аналитикалық;

- химиялық талдау;

- физикалық-химиялық талдау;

- іздену әдістері.

Ғылыми жоба құрылымы мен мазмұны: Ғылыми жоба кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан тұрады. Соңында пайдаланылған әдебиеттер тізімі мен аннотациясы жазылған. Кіріспе бөлігінде тақырыптың өзектілігі, мақсаты, зерттелу деңгейі баяндалады. Негізгі бөлімінде ауыз су және ақаба сулар жайлы жалпы мағлұмат, олардың тіршілікте алар орындары, оларды цеолиттің көмегімен тазарту туралы айтылады. Қорытынды бөлігінде жоба бойынша пайымдаулар жасалған. Пайдаланылған әдебиеттер соңында көрсетілген.

Зерттеу нысаны: су

Жоба жұмысының практикалық маңызы: Ғылыми жобада келтірілген деректер мен мәліметтер осы тақырыпта қызығушылық танытқан, биология саласында ізденіс жұмыстарын жүргізушілерге, мектеп оқушыларына, сондай-ақ мектептің бастауыш оқушыларына құнды материал және нұсқаулық болып табылады.

1. Суды тазалау тәсілдері

Таза су — түссіз, иіссіз, дәмсіз сұйық зат. Судың қабаты 5 м асқанда көгілдір түсті болып көрінеді. Әйтсе де, сыртқы ортаны, суды, ауаны қорғауға заңды түрде шара қолданбайтын бірде-бір мемлекет жоқ. Тіпті теңіз суын қорғау, зиянды заттарды шығаруды реттеу және қалдықтарды барынша азайту жөнінде халықаралық келісімде жасалған.

Бұл шаралар бұлжытпай іске асыруды керек етеді, себебі ауаның, судың, топырақтың ластануы бүгінгі күннің басты мәселесі. Әсіресе бұл жағдай халық өте жиі орналасқан өндірістік аудандарды алаңдатып отыр. Кейінгі жылдарда ластайтын қалдықтардың кәдімгі түрлеріне жерді радиоактивтік заттардың улау қаупі қосылды. Ал оның зиянды әсерлері жердің тек белгілі аймағымен ғана шектелмейді.

Судың ластануына әсіресе өнеркәсіп қалдықтарының қосылуы аса қауіпті. Түрлі өндіріс орындарынан шыққан қалдықтардың құрамында сан алуан химиялық заттар бар, ал оларды суға төгеді, оның әсерінен тек су ғана зардап шектпейді, судің астындағы тіршілік те, атап айтсақ, балықтар, балдырлар, жәндіктер дерлік барлығы да қырылады. Мысалы, мұнай өңдеуден шыққан қалдықтар су бетін үлкен қабықпен жауып, оттектің алмасуын қиындатады. Сөйтіп, бұл тіршілік ортасы су біртіндеп кедейленеді.
Ең ақырында судың ластануының зардаптарын адамның өзі және оның шаруашылық қажеттері тартады. Әзірде тұщы су қорының басты көзі өзен болып есептеледі. Ал оларды органикалық және минералдық қоспалардан тазарту өте қиын және қымбатқа түсетін іс. Осы ретте адамның денсаулығына келетін қауіп мөлшері үлкен. Себебі ең соңғы техникалық жетістіктерге негізделген тазарту системалары да суда кездесетін кейбір заттардан толықтай тазартады деп айту қиын.

• 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 стансаларында 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.

• Дистильденген су — айдау арқылы тазартылған су, ол кұрамы бойынша жаңбыр суына жақын болады. Дистильденген су арнайы зерттеу жұмыстарында, дәрі-дәрмек өндірісінде және автокөліктердің аккумуляторларына электролиттер дайындауда қолданылады.

• Өмір бойына ластанған суға тап болған адам оны ішу үшін суды қандай тәсілмен сүзу керек екендігін ойластыра бастады. Бұдан шығу жолын судың өзі көрсетті. Судың жоғары температура кезінде буға айналу қасиеті бар. Осындай тәсілмен судың құрамында бар көптеген өзге бөлшектерден бөлу шешілді. Бұндай суды тазалау үрдісі дистиляция, ал құралдың өзі дистилятор деп аталды.

• Тазартылған су толық сүзілген сұйықтық болып саналады. Бұнда қоспалардың, тұздар мен қатты бөлшектердің ең аз мөлшері ғана бар. Дегенмен тазартылған суда қосымша құрауыштар толық жоқ деп айтуға болмайды.

• 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 дайындайтын арнайы қондырғылар пайдаланылады. Сондай-ақ өте таза суды дистиллятордан бірнеше рет өткізу арқылы да алуға болады. Солайша бидистиллят алынады.

• Әдеттегідей, өнеркәсіпке немесе медицинаға алады. Осылай тазартылған су негізінде кейбір дәрілер жасалады. Ал кішкентай электр өткізу қабілетінің арқасында дистильденген су өндірісте таптырмайтын зат. Дистелденген 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 дәрумендерді алып шыққандықтан денсаулыққа зиян келтіретіндігін сендіру де жүргізілген.

• Дегенмен бұл ұйғарымдары даулауға және дистилденген суды қорғауға дайын адамдар да бар. Өйткені дистилденген судың зияндылығы туралы еш жерде ғылыми дәлелденген 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

2. Цеолит қасиеттерінің сипаттамалары

С оңғы уақытта суды тазалау үшін табиғи пайда болған сорбенттер, цеолиттер кең қолданысқа ие болуда.

Қазіргі уақытта Қазақстанда цеолиттердің бірнеше кен орындары белгілі. Табиғи цеолиттің 30-дан аса түрі бар. Цеолиттер түссіз, ақ, жасыл, қызғылт, қоңыр түсті болып келеді. Табиғи цеолиттер суды тазартуға қолданады.

Соңғы уақытта суды тазалау үшін табиғи пайда болған сорбенттер, цеолиттер кең қолданысқа ие болуда. Олардың суды тазарту қабілеттігі жоғарғы болғандықтан сонымен бірге осы берілген сорбенттердің кен орындары өнеркәсіптік кәсіпорындарға таяу, яғни олардың бағасы салыстырмалы түрде арзан және қолайлы болғандықтан кең қолданылады.

Цеолиттердің құрылымы мен құрамының ерекшелілігі олардың физикалық және химиялық қасиеттерін анықтайды.

Цеолитті суға салғанда ол суды бойына тез сіңіреді де, осы аралықта суды тазарту процесі жүреді.

Республикада өткір мәселелердің бірі тұрғындарды сапалы ауыз сумен қамтамасыз ету мәселесі болып отыр. Сапалы ауыз судың адам өміріндегі орыны айтпаса да белгілі.

Денсаулық Министрлігінің санитарлы-эпидемиологиялық қызметі мерзімді түрде ауызсудың бактериялық ластануын тіркеп отыруы, республиканың әртүрлі аймақтарында сумен берілетін инфекциялық аурулардың туындауының себебіне әкеліп соғуда. Сондықтан Республикадағы ауыр экологиялық жағдайды ескере отырып, су сапасын жақсарту мақсатында жеткілікті және әсер ететін әдістерді қолдана отырып, суды тазалаудың стационарлы, мобилді сүзгілері мен арнаулы жеке тазалағыштарды қолдану ұсынылады.

Ауыз суды тазалау үшін сүзгі материалдары ретінде жоғарғы беттік әсері бар әртүрлі материалдар қолданылады. Осы материалдардың ішінде атауға болатын белсендірілген көмір, арнаулы талшықтар, полимерлі материалдар жатады. Бірақ оларды қолдану өте қымбатқа түседі.

Сондықтан жер беті және жер асты суларының өнеркәсіптік сулармен ластануы және экологиялық жағдайдың нашарлауы ақаба суларды тазалаудың тиімді жаңа тәсілдерін жүзеге асыру мақсатында, арзан және жеткілікті материалдарды іздеп, дайындау үшін арзан табиғи сорбенттердің-цеолиттердің негізінде жаңа сорбциялық материалдарды дайындау міндеттерін қарастырады. Цеолиттің көмегімен суды фтордан тазалауға болады.

3.Табиғи және ақаба суларды цеолиттермен тазалау

Ақаба су  — 1) бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір ластанган аймақ, соның ішінде (өнеркәсіп, ауылшаруашылық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, т.б ағындылары) елді мекен арқылы өткен су;

2) адамның тұрмыста және өндірістік іс әрекетінде пайдаланылғаннан кейінгі су. Ақаба судың әрбір текше метрі таза судыц 60 м3ін ластайды. Ақаба су шаруашылық тұрмыстық, өндірістік және атмосфералық болып бөлінеді. Ақаба судың шаруашылық-тұрмыстық ластағыш түріне байланысты физиологиялық қоқыстармен және шаруашылық ағындыларымен ластанған түрлері ажыратылады. Өндірістік ақаба су кұрамы ақаба су түзілетін технологиялық процестермен, сондай-ақ материал мен шикізаттың химиялык қасиеттерімен анықталады. Ластанған және нормативті таза (яғни, тазалауды қажет ететін) өндірістік ақаба су болып ажыратылады. Атмосфералық ақаба су нөсер (жаңбыр) және қар суы болып бөлінеді.

Ластанған суларды механикалық, химиялық, биологиялық жолмен тазартады. Механикалық жолмен тазарту әдісі- ластанған сулардан әдейі арналған құралдардың көмегімен ерімейтін зиянды заттарды бөлуге бағытталған. Ол үшін сүзгі, мұнай, май ұстайтын құралдар т.б. пайдаланылады. Бұл әдіспен ластанған судың 60%, өндірістік қалдық сулардың- 95%-ке  дейін ерімейтін қосындылардан айыруға болады.

Ластанған суларды химиялық жолмен тазарту әдісі- әр түрлі реагенттерді қосу арқылы құрамын жақсартуға бағытталған. Химиялық әдіспен ластанған сулардағы ерімейтін зиянды заттарды 95%-ке дейін үрдістің көмегімен жүргізіледі. Биологиялық тазарту табиғи жағдайда бөлініп берілген жер учаскелерінде жүргізіледі. Бұлар- жер суару участоктері. Биологиялық тазарту әдісін пайдалану үшін биологиялық тоғандар пайдаланылады.

Қазақстанда жоғарыда аталған су тазарту әдістерінің ішінен тек қана механикалық әдіс пайдаланылады. Республикада жүздеген су тазарту қондырғылары тұрғызылған. Бұлардың жұмысын үнемі қадағалап отырмаса- олардың тиімділік көрсеткіштері төмен болып қала береді. Ал химиялық және биологиялық тазарту әдістері әлі практикаға енген жоқ.

ПРАКТИКАЛЫҚ БӨЛІМ

Мен, осы ғылыми жобаны бастамас бұрын арнайы күнделік жүргіздім. Жұмысты зерттеуді Д.Серікбаев атындағы Шығыс Қазақстан мемлекеттік университетінің лабораториясында жасадық. Ең алдымен, сол лабораториямен танысу жұмыстары жүргізілді. Енді, эксперименттік жұмысқа тоқталсам, таза колбаға жер асты суының 100 мл-ін құйдық, су құйылған ыдыстың ішіне ұнтақталған цеолит минералды затын саламыз. Сосын оны араластырып, арнайы судың құрамын зерттейтін препараттың үстіне қоямыз.

Уақыт өткеннен кейін араласқан ерітіндіні тұндырып, сұйық бөлігін қағаз сүзгіден сүзеді. Сүзілген судың құрамы осылай анықталады. Күнделікті өмірде қолданылып жүрген су тазалайтын аквафорлардың ішіне цеолит ұнтақтары орнатылған, олар әрине судың тазалығын бір деңгейде ұстап тұрады.

ІІІ ҚОРЫТЫНДЫ

Су байлықтарын сақтау- бүкілхалықаралық іс екенін ұмытпауымыз керек. Су бірінші қажеттілік және біздің байлығымыз. Халық даналығы- «Су ішетін құдығына түкірме, кейін одан су ішерсің»- дейді. Су байлығынан адам баласына келетін пайда көп, оларды тиімді пайдалану, сақтай білу баршамыздың абыройлы борышымыз.

Осыған орай су және басқа табиғат ресурстарын қорғауға бағытталған бірқатар заңдар да бар. Солардың ішінде соңғы жылдары жарық көрген Каспий теңізін, Еділ, мен Жайық өзендерін, Балтық пен Қара теңізді, Байқал көлін қорғау жөніндегі қаулылардың маңызы ерекше.

Осы ғылыми жобаның мақсаты- судың басқа заттардан ластануын цеолит арқылы тазарту. Осы мақсатқа жету үшін біз қызықты да мағыналы зерттеу жұмыстарын атқардық, олар дәлелді болу үшін фотосуреттерді де қостық.

Пайдаланылған әдебиеттер 

1. Қ.Ә.Әлімбетов. Табиғатты пайдалану және оны қорғау негіздері. Алматы, Экономика,2000

2. А.Баешов. Экология негіздері. Түркістан, Яссауи университеті, 2000.

3. Ә.С.Бейсенова. Экология. Алматы, «Ғылым» ғылыми баспа орталығы.

4. С.Каженбаев. Табиғат қорғау. Алматы, Ана тілі, 1992ж.

5. Ғ.Сағымбаев. Экология негіздері. Алматы, 1995