Дәріс тезистері №апта Дәріс тақырыбы және тезистер Сағат көлемі №1 дәріс №1 дәріс (дәріс тақырыбы) Кіріспе. Су. Судың химиялық, физикалық қасиеттері. Су молекуласы
Ауыз суындағы химиялық қосылыстар мен элементтердің зиянсыз концентрациялары
жүктеу/скачать 135,76 Kb.
|
| Ауыз суындағы химиялық қосылыстар мен элементтердің зиянсыз концентрациялары.
Судағы кейбір қоспалардың мөлшері шамадан артық болса, адамдар оларды – иісі, дәмі және түсі арқылы сезе бастайды. Құрамында әрдайым болатын басқа заттардың бір литр судағы мөлшері төменде келтірілген шамадан аспаса, ішуге жарайтын су деп есептеледі. Судың қышқылдығы, рН 6-9 Жалпы кермектігі, мг∙экв/л – 7,0 Сульфаттар, мг/л – 500 Хлоридтер, мг/л – 350 Кепкен қалдықтар, мг/л – 1000 Темір, мг/л – 0,3 Марганец, мг/л – 0,1 Мыс, мг/л – 1,0 Мырыш, мг/л – 5,0 Кейбір элементтердің жоғары концентрацияларының адам денсаулығына әсері.
Күкірт және азот қосылыстары табиғи түрде де түзіліп, ауа құрамынаене алады. Анаэробты (ауа қатысынысыз) микроорганизмдер әсерінен, әртүрлі органикалық заттардан газ түріндегі күкірт қосылыстары түзіледі. Бұған қоса, анаэробты бактериялар табиғи құрамдағы сульфат иондарын ыдыратып, күкіртті сутек және күкірттің басқа органикалық газдарын түзеді. Бұл газдардың негізінен батпақты жерлерден және теңіздердегі балдырлар қатысында түзілетіндігі анықталып отыр. Биологиялық жолмен түзілетін күкріт қосылыстарының мөлшері жылына 30-40 млн.тоннадай болады екен. Суды түссіздендіру үшін қолданылатын тотықтырғыштар. Ауылшаруашылық мақсатында қолданылатын сулардың – иіссіз, дәмсіз, түссіз болуы және минералды және органикалық қоспалардың мөлшері белгілі талапқа сай болуы тиіс. Табиғи судың құрамындағы гуминді (қарашірінді) заттар оның түсін өзгертіп жібереді. Су тазалау станцияларында жүргізілген зерттеу жұмыстары, адсорбциялау және тотықтырғыштарды қосу, көпшілік жағдайда жақсы нәтижелер беретіндігі және сапалы су алуға болатындығын көрсеткен. Суға қосылған активті хлор әртүрлі органикалық заттармен әрекеттесіп, суды түссіздендіреді. Гуминді заттардың максималды тотығу жылдамдығы және олардың түссізденуі рН – 7,5 ... 8,0 аралығында байқалады. Судың рН мәндерінің осы аралығында, активті хлор НСlO және ClO түрінде болады. Судың түсін өзгертетін көптеген қосылыстарды қарапайым түссіз молекулаларға өткізу үшін қолданылатын күшті тотықтырғыштардың бірі – озон. Табиғи суды түссіздендіру үшін қолданылатын озонның мөлшері 1,1-18,0 мг/л аралығында болады. Суды озондау процесінде оның оттегімен қанығуы байқалады. Суды озондаудың эффективтілігі хлорлауға қарағанда 2,5-3,0 есе жоғары. Судағы қоспаларды шөктіру және сүзу. Суда жүзіп жүрген майда қоспа бөлшектердің, жүзінділердің негізгі массасын коагуляцияланған кейін тұндыру арқылы бөлініп алынады. Қозғалмай тұрған сұйықта, жүзінді майда бөлшектердің өз салмақтарымен шөгу жылдамдығы әртүрлі жағдайларға байланысты. Олар жүзінді бөлшектердің мөлщерімен формасы, меншікті тығыздығы және сұйықтық бөлшектердің қозғалысына келтіретін кедергісі. Монодисперсті шар тәрізді d диаметрлі бөлшектің қозғалмай тұрған сұйықтағы еркін шөгу жылдамдығы (V) төмендегі теңдеумен анықталады: Судағы жүзінді бөлшектердің шөгу жылдамдығы оның тығыздығына байланысты. Табиғи судың құрамында бар кейбір жүзінділердің және коагуляция кезінде түзілетін гидроксидтердің тығыздығы төменде келтіріліп отыр:
Келтірілген мәліметтерден байқалып тұрғандай, суды коагуляциялау кезінде түзілген гидроксидтердің тығыздығы табиғи жүзінділерге қарағанда (құм, саз) жоғары, сондықтан, олардың шөгу жылдамдықтары да жоғары болады. Суды хлорлау. Үлкен көлемдегі суды хлорлау, алғаш рет 1894 жылы Германияда қолданылды, ал реагент ретінде кальций хлориді пайдаланылған. Қазіргі күні қолданылатын суды тазалаудың ең көп тараған әдістерінің бірі – хлорлау. Бұл процесті жүргізу үшін, хлор газы немесе құрамында активті хлор бар қосылыстар – кальций немесе натрий гипохлориді, хлор әгі, хлор (IV)оксиді, хлорамин қолданылады. Хлор – улы газ, ауадан 2,45 есес ауыр. Қалыпты жағдайда жасыл-сарғылт түсті, ұнамсыз иісі бар. Сұйық хлор суда нашар ериді, оның максисалды мөлшері 0,06 мас %. Сондықтан суды, газ түріндегі хлормен хлорлайды. Хлор әгі – өткір иісі бар ақ түсті ұнтақ, күшті тотықтырғыштық қасиеті бар. Бұл қосылысты хлор мен кальций гидроксидінің әрекеттесуі негізінде алуға болады. Ca(OH)2 + Cl2 → CaCl2O + H2O Натрий гипохлориті – диафрагмасыз электролиздерде, натрий хлориді ерітіндісінде электролиз жүргізу арқылы алады. Электролиз кезіндегі анодта – хлор, катодта натрий гидроксиді түзіліп, ерітінді көлемінде бір-бірімен әрекеттесіп NаClO түзіледі. NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O Хлораминдер. Дала жағдайларында суды тазалау үшін, органикалық және бейорганикалық хлораминдер қолданылады. Органикалық хлораминдер дегеніміз – аммиактың туындылары, ондағы сутегінің бір атомы органикалық радикалмен, ал екіншісі немесе қалған екеуіде сутегі атомдары хлормен алмасқан (RNHCl немесе RNCl). Суды хлормен заласыздандыру процесі екі сатыда жүреді: алғашқыда – хлор, микроорганизм клеткасы арқылы диффузияланады, онан соң реакцияға қатысып, микроорганизмдерді өлтіреді. Хлордың концентрациясы және судың температурасы жоғарылаған сайын судың залалсыздандыру процесінің жылдамдығы артады. Көптеген бактерияларға жарықтың әсер ететіндігі кқп уақыттан бері белгілі. Кейінгі жан-жақты зерттеулер жарықтардың бактерицидтік әсері бар екенді көрсетті. XIX ғасырдың аяғында орыс ғалымы А. Н. Макланов, толқын ұзындықтары 200-295 нм ультракүлгін сәулелердің бактерицидтік әсерінің өте жоғары екендігін және осы сәулелермен өңдегенде, бактериялардың бірнеше минутта түгел қырылып қалатындығын анықтаған. Ультракүлгін сәуле әсерімен аз уақыт ішінде су толық залалсызданады. Суды ауыр металл иондарынан тазалау. Өндірістің әртүрлі салаларында құрамында сынап, хром, кадмий, мырыш, мыс, никель, мышьяк және тағы басқа элементтерді және олардың қосылыстарын пайдалану, қолданылған судың осы заттармен ластануына мүмкіндік туғызады. Қолданылған судың құрамынан бұл элементтерді бөліп алу үшін, әртүрлі белгілі тәсілдерді қолдануға болады. Қазіргі күні реагенттік әдіс көп қолданыс тауып жүр. Бұл әдіс әртүрлі реагенттер қосу арқылы суда еріп жүрген заттарды ерімейтін түрге айналдырып бөліп алуға негізделген. Судағы ауыр металдардың иондарын бөліп алу үшін әдетте реагент ретінде кальций гидроксиді және натрий гидроксиді, натрий карбонаты және сульфиді қолданылады. Тазалау процесінде судағы ауыр металл иондары гидроксид түрінде тұнбаға түседі. Бұл процес әртүрлі рН мәндерінде жүргізіледі. Металдардың гидроксидтерінің түзіле бастауы және толық тұнбаға түсуі рН мәндері мына кестеде көрсетілген: Металл иондарының гидроксид түрінде тұнбасы түзілетін рН – мәндері
Судың құрамындағы металл түріндегі сынапты тұндыру және сүзу арқылы бөледі. Көпшілік жағдайда судағы сынап қосылыстарын, сынап сульфиді түрінде бөліп алады. Сынаптың сульфидінің ірілеу бөлшектерін сүзу процесі арқылы бөледі. Құрамында мырыш бар шайынды суға натрий гидроксидін біртіндеп қосқанда, металлдың гидроксиді түзіледі: Zn2+ + 2ОН → Zn(ОН)2 ↓ Шайынды суды мыс иондарынан тазалағанда, рН-5,3 мәнінде гидроксидтер және гидроксид карбонаттар түзіледі:Cu2+ + 2ОН → Cu(ОН)2 ↓ Cu2+ + 2ОН- + СО32- → (CuОН)2СО3 ↓ Шайынды судағы – мыс, кадмий иондарынан арылу үшін күкірт диоксидін немесе сульфидтерді, мырыш немесе темір ұнтақтарымен бірге қолданады. Бұл жағдайда сульфиттер сульфидке дейін тотықсызданып, қиын еритін металл сульфидтері түзіледі. рН-2 және 50ºС температурасында судың тазалануы жоғары дәрежеде іске асады. Суды сілтілік реагенттермен өңдеу, ауыр металл иондарының судағы мөлшерін зияны жоқ жоғары концентрациясына дейін төмендетуге мүмкіндік береді. Егер одан таза су қажет болса, сілтілі реагенттерді қолдану жеткілікті нәтижелер бермейді. Сол себептен, бұндай жағдайларда, реагент ретінде натрий сулфидін қолданады. Себебі бұл кезде түзілген металл сульфидтерінің ерігіштігі, гидроксидтермен және карбонаттармен салыстырғанда өте төмен. Шайынды суларды мышьяк иондарынан тазалау үшін сорбциялық, электрохимиялық, экстракциялық және де басқа әдістер қолданылады. Табиғи сулардың құрамында 0,01-26 мг/л темір иондары бар. Одан басқа – химия, металлургия, машина жасау, металл өңдеу және де басқа өндірістердің шайынды сулар құрамында темір иондары болады. Суды темірсіздендіру үшін аэрация, реагентті, электродиализ, адсорбция әдістері қолданылады. Аэрация кезінде екі валентті темір үш валенттіге дейін тотығады: 4Fe2+ + О2 + 2H2O → 4Fe3+ + 4ОН Fe3+ + 3H2O → Fe(ОН)3 ↓ + 3Н+ 4Fe2+ + О2 + 10H2O → 4Fe(ОН)3 ↓ + 8Н+ Суды карбонат иондарын қосқанда екі валентті иондардың тотығып және үш валентті темірдің гидроксиді жүреді: 4 Fe2+ + 8НСО3 + О2 + 2H2O → 4 Fe(ОН)3 ↓ + 8СО2 Суды аэрациялағаннан кейін, темір гидроксидін бөліп алады. Жоғарғы температурада амфотерлі темір гидроксиді дегидратацияланып, гематитке өтеді: 2Fe(ОН)3 → Fe2О3 + 3H2O Темірдің судағы мөлшері жоғары болғанда, оны аэрациялық әдіспен толық бөліп алуға болмайды, сондықтан реагентті әдістер қолданылады. Осы мақсатта хлор, кальций хлораты, озон, кальций карбонаты және т. б. реагенттерді қосады. Қорытынды. Жер бетіндегі кез келген елдің болашағы, ең алдымен халықының денсаулығы мен қолайлы тұрмыс ахуалына байланысты. Ал бұл адамзат өміріне нәр беретін қоршаған орта, экологиялық жүйелерінің жан-күйімен анықталады. Су, ауа, топырақ – біздің теңдесі жоқ байлығымыз екенін естен шығармауымыз керек. Осы үшеуінің арасындағы биологиялық байланыс бұзылса, тіршілік азады. Бір клеткалы балдырдан киттерге дейінгі, судағы қарапайым шырмауықтан, қарағайлы орманға дейінгі, биосферадағы осылардан нәр алатын әртүрлі сипаттағы екі және төрт аяқты болмыс иелері физиологиялық өзгерістер мен психологиялық кеселдерге ұшырайды. Ғасырымыздың белгілі ойшылы жазушы Шыңғыс Айтматов былай деп жазыпты: «Табиғатта басы артық ештеңе жоқ екен ғой. Жер бетіндегі сананың ең биік шыңы – адам десек (оның өзі шартты нәрсе), ең төменгі сатыдағы құрт-құмырсқаға дейін, табиғаттың тең құқылы мүшесі. Тіршілік атаулының барлығы тұтасып келіп, үлкен биологиялық жүйе құрайды. Осының кез келген буыны құрып кетсе, ішкі байланыс үзіледі де, қоршаған ортаның тепе-теңдік заңы бұзылады». Өкінішке орай, Д. И. Менделеев кестесіндегі элементтердің барлық дерлігі бар, біздің Республикамыздағы жағдай мәз емес. Көп жылдық антропогендік факторлар негізінде републикамыздағы аумақтың 60%-ы сұрапыл шөлейтке ұшыраған. Көптеген қалаларда атмосфера жағдайы келеңсіз шегіне жетіп, қалдықтардың миллиардтаған тонналары адамзатты тұншықтырып, олардың өмір сүруін тоқтататындай жағдайда. Су ресурстарын, жер суландыруға ойланбай ала беру, олардың сарқылуына әкеледі. Техногенді қызмет нәтижесінде, жерді қалпына келтіруінен істен шығуы көп, судың тазартылуынан тұтылуы көп, орманның қалпына келтіруінен олардың кесілуі және өртенуі көп. Сондықтан да еліміздегі табиғатты пайдалану нәтижелері – экономиканың тұрақсыздығына және әлеуметтік жанжалдарға әкелуде. Қорыта келгенде, кез келген өндірістік технология, экологиялық экспертизадан өте отырып, экономикалық пайда келтірілуі тиіс. Басқаша айтқанда, экология тұрғысынан қаралмаған технологияларды экономикалық пайда келтіретін деп есептеу тіптен дұрыс емес. Экологтар өте күрделі мәселелерді қарапайым бөліктерге бөле отырып шешіп, экологиялық проблемалар тудыратын негізгі себепті таба білу керек. Әдетте, экологиялық дағдарыстарға мүмкіншілік туғызатын бірінші себеп – ол биосферадағы тепе-теңдіктің бұзылуы. Биосфераның тепе-теңдігін бұзған әрбір антропогендік құбылыс, басқа келеңсіз құбылыстардың пайда болуына мүмкіндік туғызады. Қоршаған ортаның ластану мөлшері биосфералық төзімділік шегінен асып кетіп отыр. Сондықтан, табиғат өз заңдарына бағынбаған адамзатты өз қыспағына алуда. Адамзат жан-жағына ойлана қарау қажет, себебі, әрбір экологиялық сауатсыз шешімдер, орнына қайта келтіру мүмкін емес, экологиялық дағдарысқа әкелуі мүмкін. Сол себептен де кеш қалмауымыз керек. Осы дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар: As қосылыстарын,Cr, Zn, Pb, Cu, Hg және басқа металдарды, сонымен қатар беттік активті заттар мен радиоактивті заттарды бөліп алуға болатын, физика-химиялық әдісті көрсет: А) флотация В) адсорбция С) &ион алмасу D) экстракция Е) коагуляция ***** Ионитті мембраналар қалай бөлінеді: А) &анионитті және катионитті В) макроэлемент және микроэлемент С) казеин және ашытқы D) көмірсулар Е) алмаз және графит ***** Ақаба судағы қауіпті микроорганизмдерді дезинфекцекциялауға қолданылатын заттар: А) хлор және оның тұздары В) ультракүлгін сәулелер С) натрий және кальций гипохлоридтері D) озон Е) &жауаптардың барлығы дұрыс ***** Ақаба суларды тазалауда қолданылатын биологиялық әдіс нәтижесінде не болады: А) су құрамындағы ластағыш заттардың концентрациясы кемиді В) ірі дисперсті ерімейтін қоспалар тұнады С) &органикалық заттардан тазаланады. D) ешқандай нәтиже бермейді Е) биологиялық қоспалармен ластанады ***** Коагуляция әдісі не үшін қолданылады: А) қатты сорғыш заттың беткі қабатына сіңірілуі үшін В) &коллоидты,майда дисперсті қосылыстардың тұну процессін тездету үшін С) сорбенттің бойына сіңірілетін заттың диффузиялануы үшін D) биологиялық қоспалармен ластануы үшін Е) су құрамындағы ластағыш заттардың концентрациясы кемуі үшін ***** Су үлгісіне физика-химиялық анализ қай аспаппен жасалады: А) анеомтермен В) &батометрмен С) психрометрмен D) реометрмен Е) лактоденсиметром ***** Алынған су үлгісінің мерзімі анализ жасағанға дейін қанша уақыт сақталады: А) 10 сағат В) 6 сағат С) 1 сағат D) 24 сағат Е) &72 сағат ***** Суды өңдеудің арнайы әдісі болып табылады: А) хлорлау В) қайнату С) озондау D) барлығы бірге Е) &опреснение ***** Суды мөлдіретудің негізгі жолы: А) &коагуляция В) хлорлау С) заласыздандыру D) фторлау Е) темірден тазарту ***** Коагулянттар: А) кальций, магний карбонаты В) натрий сульфаты С) кальций, натрий сульфаты D) &темір хлориді Е) хлоридтер ***** Суды мөлдірететін негізгі жолы: А) &коагуляция В) хлорлау С) заласыздандыру D) фторлау Е) темірден тазарту ***** «Ас суы» МЕМСТ бойынша хлордың көрсетілген нормасы : А) 1-2 мг/л В) &0,3-0,5 мг/л С) 0,5-1,0 мг/л D) 2-3 мг/л Е) 0,8 -1,0 мг/л ***** |
1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
№ 6 дәріс |
№6 дәріс.Суды тазартудың механикалық, химиялық, физика-химиялық және биологиялық әдістері. Тұрмыстық, өндірістік немесе басқа да мақсатта қолданылған, химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері өзгертілген, әртүрлі қоспалармен ластанған суларды ағызынды сулар деп атайды. Ағызынды сулар негізгі үш топқа бөлінеді: Тұрмыстық ағызынды сулар Өндірістік (өнеркәсіптік) ағызынды сулар Жауын-шашындық ағызынды сулар Ағызынды суларды тазалауда қолданылатын әдістерді негізгі үш топқа бөледі: механикалық, биологиялық және физика-химиялық. Механикалық әдісте ағызынды сулардың құрамындағы ірі дисперсті ерімейтін қоспалар тұндыру, сүзу арқылы бөлініп алынады. Биологиялық әдіс ағызынды су құрамындағы майда коллоидты, суспензия түрінде кездесетін органикалық заттардың тотығуына және тотықсыздануына қатысатын микроорганизмдердің тіршілік ету әрекетіне негізделген, нәтижесінде ағызыныд су органикалық заттардан тазаланады. Физика-химиялық әдісте суға реагент қосылады, нәтижесінде реагент ағызынды су құрамындағы қоспалармен реакцияяға түсіп, еритін қосылыстарды ерімейтін қосылыстарға, ерімейтін заттарды зиянсыз заттарға айналдырып, су құрамындағы ластайтын заттардың концентрациясын кемітеді. Бұл әдіс көбінесе өндірістік ағызынды суларды тазалауда қолданылады. Дезинфекциялау әдісі. Ағызынды судағы қауіпті микроорганизмдерді, биологиялық қалдықтарды жою үшін дезинфекциялау әдісі кеңінен қолданылады. Дезинфекциялау үшін жиі хлор және оның тұздары (натрий және кальций гипохлориттері), озон, ультракүлгін сәулелер қолданылады: Cl2+ Н2О↔HOCl+HCl жүктеу/скачать 135,76 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||