Табиғи орта жағдайы туралы бірінші ақпаратты алудың жердегі әдістері: геофизикалық, геохимиялық, биологиялық

1 Жер қабығындағы химиялық элементтердің кездесу формалары

Жер химиясы. Жер ядросы мен оның қабықтарының химиялық құрамы туралы ортақ пікір әзірше жоқ. Соңғы деректер бойынша, Жерде 285 химиялық элемент пен олардың изотоптары бар көрінеді. Академик А.Е. Ферсман Жердің химиялық компоненттері туралы қазіргі білім деңгейін былай сипаттаған:

жақсы белгілісі 1,1%;

жартылай белгілісі - 3,6%,

әлі белгісізі - 95,3%.

Жердің жалпы құрамын оның жоғарғы қабығы — жер қыртысының құрамымен салыстыру, Жерде оның ядросының әсер етуінен ауыр металдардың - темір мен никельдің үлесі күрт артатынын (тиісінше олар Жерде 35-40%, ал жер қыртысында 2,4-3,5%) көрсетті. Кестеде келтірілген элементтер негізінен химиялық қосылыстар түрінде таралған, олар сомтума күйде сирек кездеседі. Биосфераны құраушы ең басты элементтер мыналар: кәміртек (С), оттек (О), сутек (Н), азот (N), күкірт (S), фосфор (Р), калий (К),темір (Ғе). Осы сегіз элемент — барлық биосферанын, түрлерінде болатын заттар. Олардың ішінде бірінші орында әрқашанда көміртек болады. Сондықтан да кеміртекті өміртегі дейміз. Олай болса, осы келтірілген элементтерді биогендік, яғни өміртегі элементтер деп атайды. Көп организмдерде биогендік элементтерден басқа үнемі кездесетін элементтер мыналар: кальций (Са), кремний (Si), иод (I), марганец (Мп), мыс (Си) т. б. Кейбір жағдайларда көмір күлінде сирек кездесетін элементтер ұшырасып отырады. Солардың ішінде никель, кобальт, бериллий, бор, қорғасын, мырыш т. б. бар. Тікелей зерттеуге болатын және адамның өмір тіршілігіне тығыз байланысты геосфералар саны үшеу: атмосфера, гидросфера және литосфера. Біз литосфераньщ 15—20 километрдей тереңінен ғана дәл мәліметтер біле алатындығымызды жоғарыда айттық. Сонымен, атмосферада, гидросферада, литосфераның үстіңгі 16 километрлік калыңдығында қандай элементтердің қаншалық үлестері (кларкы) бар екені есептелген (таблицаны қараңыз). Бұл таблицадан шығатын қорытынды мынадай: барлық заттардың тең жартысына тақауын алып тұрған оттек (49,13%). Онан кейінгі төрттен бірін алып тұрған кремний (26%). Сонан кейінгілері алюминий (7,45%), темір (4,20), кальций (3,25), натрий (2,40), калий (2,35), магний (2,35), сутек (1,00). Осы айтылған бүтін процентке ілінетін 9 элемент 98,13% болады. Проценттің ондық бөлшегіне ілінетін алты элемент бар. Олар: титан (0,61), кеміртек (0,35), хлор (0,20), фосфор (0,12),күкірт (0,10), марганец (0,10). Бұлардың жиыны 1,48%. Проценттің жүздік белшегіне ілінетін бірнеше элементтер бар. Олар: фтор (0,08), барий (0,05), азот (0,04), стронций (0,035), хром (0,03), цирконий (0,025), ванадий (0,02), никель (0,02), мырыш (0,02), мыс (0,01), бор (0,01). Бұлардың жиыны 0,34%. Осы жоғарыда айтылған 26 элемент 99,95% келеді. Барлық қалған жетпістен аса элементке 0,05% қана қалады. Осы кейінгі айтылған, кларк үлесі өте аз элементтердің ішіпімі пайдалы кен ретінде кездесетіндері және қазылып алынғандары да көп. Мысалы, платина, мышьяк, сурьма, алтын, күміс, қалайы, сынап, қорғасын т. б. Осы сияқты элементтер, Жер қабатындағы жалпы мелшері аз болғанымен, табиғи жағдайда бір жерге едәуір мелшерде топталып кездеседі, сондықтан олар кен байлығын құрайды.

Ал кейбір элементтердің жалпы кларк үлесі Жер қабатында едәуір мол болғанымен, олар жайылып тарап кетеді де, кен түрінде жиналып құралмайды. Мысалы, ванадий сирек кездесетін элемент, өйткені оның ірі құранды кендері болмайды, ал қорғасын сирек кездесетін металл емес, ол күрделі түрде көп кездесетін зат. Бұл екеуінің жер қабатындағы кларк мелшерін салыстыратын болсақ, ванадий қорғасыннан 12,5 есе көп. Элементтердің геохимиялық қасиеттеріне қарай осы сияқты жағдайлар көп кездеседі. Химиялық элементтердің қасиеттері ең алдымен олардың атомдық (иондық) құрылыстарына байланысты. Атомдық (иондық) құрылыс деген түсінік —- геометриялық формаға жататын түсінік. Олай болса, заттардың геометриялық формасы мен химиялық кұрамын байланыстыратын заңдарды табу — табиғат ғылымдарының ең күрделі мәселесінің бірі болмақ. Осы сияқты пікірді көп ғалымдар айтқан болатын. Соның ішінде атақты химик Д. И. Менделеев т. б. бар. Бірақ бұл пікір кейінгі кезде ғана аздап іске аса бастады. Осы жолда әлі талай жаңалық таралда тұрғанға ұқсайды. Геометриялық түрлер табиғат заңдарының бейнесі деген ұлы ұғымға жақын жылдар ішінде жетеміз деген үміт бар

2. В И Вернадский биосфера туралы ілімнің негізін салушы Биосфера мен ноосфера туралы біртұтас ілімнің қалыптасуындағы В И Вернадскийдің негізгі рөлі Биосфера — тірі азғалар өмір сүретін жер қабаты. Жер бетінен 10—15 км биікке көтерілгенге дейінгі және 2— 3 км құрғақтан немесе мұхиттардың 10 км түбіне дейінгі жерде азғалар тіршілік етеді. Бұлтерминді 1875 жылы бірінші рет Аустрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И.Вернадский болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 %-дан – 50% -ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады. Жердiң барлық экожүйелерi планетаның бетiн алып жатқан бiр үлкен экожүйенiң құрамдас бөлiгi болып табылады. Бұл әлемдiк экожүйенi биосфера деп атайды. Биосфера туралы iлiмдi орыс геохимигi В.И. Вернадский жасады. Ол алғаш рет тiршiлiктiң физикалық табиғатқа әсер ету масштабын бағалады.

В.И. Вернадскийдiң айтуы бойынша, биосфера — жалпы планеталық қабықша, тiрiшiлiгi бар және оның әсерiне ұшырап отырған Жер бөлiгi. Биосфера құрлықтың, теңiздiң және мұхиттың барлық ауданын алып жатыр, және тiрi организмдер қызметiмен жасалынған жыныстары бар Жер бөлiгi кiредi.

Атмосферада тiршiлiктiң жоғарғы шегi озонды экранмен анықталады — озон газының 16-20 км биiктiгiндегi жұқа қабат. Ол Күннiң қауiптi ультракүлгiн сәулесiн ұстап қалады. Мұхитта тереңдiгi 10-11 км-ге дейiн тiршiлiк бар. Жердiң қатты бөлiгiнiң 3-7 км тереңдiгiне дейiн белсендi тiршiлiк болады (мұнайлы жердегi бактериялар). Организмдердiң қызметiнiң тұнбалы жыныстар түрiндегi нәтижесi одан ары қарай тереңдiкте де болады.

Тiрi организдердiң миллиард жылдар бойы белсендiлiгi, зат алмасу, өсуi, көбеюi бiздiң планетамыздың осы бөлiгiн өзгерттi. Барлық түрлер организмдерiнiң барлық массасын В.И.Вернадский Жердiң тiрi заты деп атады. Тiрi заттың химиялық құрамына да өлi табиғат құрамына кiретiн атомдар кiредi, бiрақ мөлшерi әртүрлi. Тiрi заттар зат алмасу барысында химиялық элементтердi табиғатқа шығарады. Сөйтiп, биосфера химизмi өзгередi.

В.И.Вернадский жер бетiнде үздiксiз қызмет ететiн химиялық күш жоқ, сондықтан тұтас алынған тiрi организмдерден басқа өте құдiреттi күш жоқ деп жазды. Миллиардтаған жыл бойы фотосинтездеушi организмдер Күн энергиясының көп мөлшерiн байланыстырып, химиялық жұмысқа айналдырады. Оның қорының бiр бөлiгi геологиялық даму барысында таскөмiр және тағы басқа тыңайған жерiне жиналды. Фотосинтез нәтижесiнде атмосфераның оттегiсi жиналды. Ертедегi Жердегi атмосферада басқа газдар: сутегi, метан, аммиак, көмiрқышқыл газы болды. Оттегi нәтижесiнде озонды экран түзiледi. Бұл газдың молекуласы оттегiнiң 3 атомынан тұрады және молекулярлы оттегiге ультракүлгiн сәулесiнiң әсерiнен түзiледi. Сонымен, тiршiлiктiң өзi атмосферада бұл сәулелердiң көп мөлшерiн ұстап қалатын қорғаныш қабатын түздi.

Қазiргi атмосфераның көмiрқышқыл газының көп бөлiгi көптеген тiрi заттардың тыныс алу процесiнде немесе органикалық жануда түзiледi. Атмосфералық азот тiршiлiк қызметiнiң нәтижесiнде, яғни бiрнеше топырақ бактерияларының белсендiлiгi нәтижесiнде түзiледi.

Тiрi заттар көмегiмен Жердiң көптеген тау жыныстары түзiлдi. Организмдер кейбiр элементтердi қоршаған ортадағы мөлшерiне қарағанда, көп мөлшерде сiңiрiп, жинақтайды. Мысалы, көптеген теңiз түрлерi қаңқаларында кальций, кремний немесе фосфорды жинайды, және суқоймаларының түбiнде тұнба жыныстарын: әктас, бор, кремнилi сланц, фосфориттердi түзедi. Мұндай жыныстар органогендi деп аталады, өйткенi оларды тiрi организмдер түзедi.

Тiршiлiк құрлық бетiнде топырақ қабатын түзедi. Топырақта минералды компоненттер, органикалық заттар және көптеген микро — және микроорганизмдер өзара байланысқан, оны В.И. Вернадский табиғаттың биокосты денелерiне жатқызды. Мұндай биокосты құрам дүниежүзiлiк мұхит суында да бар, ол жерде зат алмасу өнiмдерi мен мекендеушiлер өте көп.

Тiрi организмдер құрлықтағы тау жыныстарының желденуi мен бұзылуында үлкен роль атқарады. Олар — өлi органикалық заттардың негiзгi бұзушылары. Сөйтiп, тiршiлiк өзiнiң өмiр сүру кезеңiнде Жер атмосферасын, мұхит суынының құрамын өзгерттi, озонды экран, топырақ, көптеген тау жыныстарын түздi. Жыныстардың желдену жағдайы өзгердi, өсiмдiк жамылғысы жасайтын микроклимат үлкен роль атқара бастады, Жер климаты да өзгердi.

3 Табиғи орта жағдайы туралы бірінші ақпаратты алудың жердегі әдістері геофизикалық геохимиялық биологиялық. Қоршаған орта – адамзат қоғамы өмір сүретін табиғи және антропогендік орта; адамдар мен олардың шаруашылығына бірлесе және тікелей әсер ететін биоталық,абиоталық және антропогендік орталардың жиынтығы; адамдар, жануарлар немесе объектілер тіршілік ететін немесе әрекет ететін орта немесе контекст. Monitor латын тілшен аударғанда - еске салушы, алдын - ала ескерту деген мағынаны береді. Биосфера немесе оның жеке бөліктерінің, элеметтерінің жағдайының антропогенді әсерден болатын өзгерістерін болжау, бағалау мен бақылаудың комплексті жүйесі, Мониторингте биосфераның жағдайы геофизикалық физико - географиялық, геохимиялық және биологиялық көрсеткііптері бойыніпа сипатталады. Мысалы, биологиялық мониторинг қоршаған ортаның функционалдық (уақыт бірлігіндегі биомасса өсімі, өсімдіктер мен жануарлардың әр түрлі заттарды сіңіру жылдамдығы бойынша) және құрылымдың (түрлердің саны мен құрамы, жалпы биомасса және т.б.) биологиялық белгілер бойынша жүргізілуі мүмкін.

Мониторингте биологиялық қорықтардың ғаламдың жүйесінің маңызы зор. Мониторинг қызметінде дистанционды және автоматтың бақылау әдістерінің рөлі артып келеді (өте алыс, қиын жететін жерлерден мәліметтер радио, спутник және т.б. арқылы беріледі). Мониторинг жүйесі ақпараттық болып табылады, оның міндетіне қоршаған табиғи ортаның сапасын басқару кірмейді

Қазақстан Республикасының экология және табиғи ресурстар министрлігінің жүйесінде жаңа бөлімі - Экологиялық мониторинг басқармасы ашылды. Бұл бөлім қоршаған ортаның мониторингін мемлекеттік басқару жұмыстарын жүргізеді. Бұрын бұл жұмысты Казгидромет, минсельхоз, денсаулық министрлігі, өндіріс орындары, ғылыми – зерттеу институттары жүргізіп келген, ал тікелей экологиялық мекемелердің міндеті емес еді. Олар әр түрлі әдістермен әдетте ескі құрал - жабдықтармен жүргізіліп келді. Оны құрудағы мақсат – орындаушы органдар мен халықты объективті экологиялық информациямен қамтамасыз ету. Біртұтас қоршаған орта объектілерінің жағдайының біртұтас мемлекеттік мониторингін жасау қажет.

Бұл жұмыстың бірінші кезеңінде орындалатын жұмыстар - табиғат ресурстарының мемлекеттік кадастрын жүргізу жүйесін, қоріпаған ортаның ластау көздері мен бөліктерін, өнеркәсіптік және тұрмыстық қалдыңтац-^ мемлекеттік кадастрын жүргізу.

Біздің республикамыздың пайдалы қазбаларының Мемлекеттік кадастрлары жасала бастады.

Зиянды заттар, радиоактивті қалдықтарды көму және шайынды суларды жіберудің мемлекеттік кадастрларын жасау бекітілген.

Билет №33