Государственного педагогического

 
143 
 
К.О.Каршева, Р.Б.Жарлыкапова 
 
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СВИНЦОМ  
В г.ТАРАЗ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ 
 
УДК 661.635:597.4 
 
Экологические  проблемы  стали  глобальными  проблемами  человечества,  они 
затрагивают  интересы  всех  и  каждого  человека  в  отдельности.  В  настоящее  время  во  всех 
странах  мира  растет  понимание  того,  что,  разрушая  окружающую  среду,  общество 
уничтожает своѐ будущее. 
Экологические  исследования  в  современных  условиях  приобретают  особо  актуальное 
значение,  поскольку  охрана  окружающей  среды  становится    важнейшим    факторам, 
определяющим перспективы успешного развития экономики и социальной сферы.  
В  настоящее  время  одной  из  важнейших  экологических  проблем  в  нашей  республике  
является загрязнение объектов окружающей среды свинцом. 
Свинец  является  одним  из  наиболее  токсичных  металлов  и  включен  в  списки 
приоритетных  загрязнителей  рядом  международных  организаций,  в  том  числе  ВОЗ 
(Всемирная  организация  здравоохранения),  ЮНЕП  (Программа    ООН  по  окружающей 
среде), Американским агентством по контролю за токсичными веществами и заболеваниями 
(CDC),  и  другими  аналогичных  государственными  организациями  в  различных  странах.  
Включение  свинца    в  число  приоритетных  загрязнителей  объясняется  его    высокой 
токсичностью,  способностью  накапливаться  в  организме  человека,  а  также  повсеместным 
присутствием в окружающей среде.  
 Попадая в организм человека, свинец вмешивается в важнейшие химические реакции. 
При  этом  организм  взрослого  имеет  специальные  барьеры  для  защиты  от  вредоносного 
свинца,  а  для  детей  в  возрасте  до  6  лет  даже  самая  малая  доза  свинца  может  нанести 
значительный,  порой  —  необратимый,  ущерб.  В  первую  очередь,  под  влиянием  свинца  у 
ребенка  повреждается  нервная  система.  При  этом  на  ранних  стадиях  отсутствуют 
клинические  проявления  свинцового  отравления.  Но  постепенно  можно  наблюдать 
последствия.  Нарушается  память,  способность  к  обучению,  к  усвоению  нового  материала, 
страдает координация движений (в особенности, между глазом и рукой). Согласно выводам 
Всемирной организации здравоохранения, свинец существенно снижает так называемый IQ 
—  коэффициент  интеллекта.  Уберечь  наших  детей  от  свинца  —  это  одна  из  важнейших 
задач,  которую  нельзя  отложить  на  потом.  Стоит  вопрос  об  интеллектуальном  здоровье 
будущих граждан нашей страны.  
Тут же возникает вопрос: «Но разве свинец так уж распространен в Казахстане? Каким 
образом ребенок может вступить в контакт с этим веществом?»  
Начнем  с  того,  что  свинец  может  добавляться  в  различные  красители.  В  проводимых  
исследованиях  неоднократно  находили  свинец  в  посуде,  особенно  в  керамических 
горшочках,  которые  у  нас  принято  использовать  для  приготовления  жаркого  в  духовке. 
Коричневые оттенки краски на таких горшочках часто связаны с присутствием свинца. Если 
вы  внимательно  осмотрите  внутреннюю  поверхность  такой  посуды,  то  заметите  мелкие 
черные  точки  —  признак  выщелачивания  соединений  свинца,  его  выхода  в  продукты 
питания.  
Во  вторых,  свинец  может  обнаруживаться  и  в  красках,  которыми  ярко  окрашивают 
игрушки.  Отсюда  совет:  не  используйте  декоративную  посуду  для  приготовления  пищи, 
строго  подбирайте  игрушки  для  ваших  детей,  не  допускайте  их  приобретения  там,  где  нет 
гарантий качества и безопасности.  
Существует  также  проблема  свинцовых  присадок  к  топливу.  Для  повышения 
октанового  числа  бензина  туда  может  добавляться  тетраэтилсвинец.  Так  десятилетиями 
поступали во всем мире. Теперь в Казахстане формально существует запрет на применение 

 
144 
 
топлива  с  содержанием  свинца.  Но  такое  топливо  все  еще  выпускается.  Поэтому  будем 
всерьез относиться к вопросу о том, где заправлять свой автомобиль.  
Свинец  в  основном  попадает  в  организм  ребенка  через  грязные  руки,  что  намного 
опаснее,  чем  путь  дыхательный.  В  пищеварительной  системе  свинец  почти  сразу  же 
подхватывается  кровью,  чтобы  затем  осесть  в  костях.  И,  разумеется,  чем  меньше  ребенок 
дышит пылью крупных дорог, тем лучше. 
В  связи  с  данной  проблемой  была  проведена  научно-исследовательская  работа  
основной задачей, которой было определить содержание свинца в почвенном покрове города 
Тараз  в  зависимости  от  удаленности  автомагистрали.  Да,  данные  исследования  уже 
проводились и раньше, но из года в год в городе повышается количество автотранспорта, что 
в  значительной  мере  усугубляет  ситуацию  загрязнения  окружающей  среды  вредными 
веществами, в том числе и свинцом.   
В  работе  приведен  анализ  динамики  загрязнения  окружающей  среды  свинцом  по 
Жамбылской области за 1995 – 2001 года и 2005 – 2011 года.  
При изучении данных экологического комитета была составлена таблица, отражающая 
данную  динамику  загрязнения.  ПДК  свинца  в  воздухе  0,3  мкг/м
3
,  соответствует 
концентрация в почве 32мг/кг и содержанию в воде 0,01мг/л[1]. 
Таблица №1.  
Динамика загрязнения окружающей среды свинцом по Жамбылской области 
 
Год 
Концентрация мг/кг 
Год 
Концентрация мг/кг 
1995 
17,5 
2005 
29,4 
1996 
19,2 
2006 
30,7 
1997 
18,0 
2007 
31,8 
1998 
20,8 
2008 
32,8 
1999 
25,7 
2009 
34,1 
2000 
27,3 
2010 
35,7 
2001 
28,7 
2011 
37,3 
 
Исходя,  из  данных  таблицы  можно  сделать  вывод,  что  за  период  с  1995  по  2001  года 
загрязненность  окружающей  среды  свинцом  понизилось.  Это  можно  объяснить  общим 
экономическим  спадом,  распадом  старой  системы.  Уменьшением  транспортных  перевозок, 
поскольку  основным  источником  загрязнения  свинцом  в  нашем  регионе  является 
автомобильный транспорт. С 2005 – 2011 года наблюдается повышение содержание свинца. 
Это  период,  когда  уровень  жизни  населения  стал  повышаться,  вследствие  чего  стало 
увеличиваться число машин.  
Исследования, результаты которого приводятся в данной работе проводились в городе 
Тараз около оживленной автотрассы по улице Абая. 
Наличие  свинца,  пост упающего  в  окружающую  среду  из  автомобильного 
топлива, определяли, проводя исследование почвенных вытяжек.  
Для  определения  свинца  были  отобраны  образцы  почв  на  разной  отдаленности  от 
проспекта  Абая.  Исследования  проводилось  плюмбоновым  методом  (колориметрический 
метод). 
Метод основан на образовании (при рН 7,0—7,3) соединения свинца с сульфарсазеном 
(плюмбоном), 
окрашенного 
в 
желто-оранжевый 
цвет. 
Свинец 
предварительно 
экстрагируется 
дитизоном 
в 
четыреххлористом 
углероде 
(при 
рН 
9,2—9,6). 
Образовавшийсядитизонат  свинца  разрушается  соляной  кислотой.  При  этом  ионы  свинца 
переходят в водный раствор, в котором определяется свинец. 
Чувствительность  метода  составляет  (объем  исследуемой  воды  1000  см
3
)  —  0,5  мкг. 
Допустимое  расхождение  между  повторными  определениями  -  0,0025  мг/дм
3
,  если 

 
145 
 
содержание  свинца  в  воде  не  превышает  0,01  мг/дм
3
,  при  более  высокой  концентрации 
свинца в воде – 25отн.% [2].  Содержимое свинца (Х), мг/дм
3
, определяли по формуле 
1000
/
1000



V
а
Х
 
Где    а—  содержимое  свинца,  найденное  по  шкале  стандартных  растворов  или 
колибровочному графику, мкг;  
V— объем исследуемой воды, взятый на определение, см
3
. 
Предельно-допустимая  концентрация  свинца  в  почве  (ПДК)  в  Республике  Казахстан 
согласно  «Нормативов  предельно-допустимых  концентраций  вредных  веществ,  вредных 
микроорганизмов  и  других  биологических  веществ,  загрязняющих  почву»,  утвержденных 
совместным  Приказом  Министра  здравоохранения  РК  от  30.01.2004  г.  №99  и  Министра 
охраны окружающей среды РК от 27.01.2004 г. №21-п, установлена на уровне 32 мг/кг [3]. 
В  результате  эксперимента  было  установлено  наличие  свинца  в  водных  вытяжках 
образцов  почвы  (Таблица  1).      Как  видно  из  приведенных  данных,  количественное 
содержание  ионов  свинца  в  образцах  выше  значения  ПДК  в  1,4  раза,  что,конечно  же,  в 
значительной меревлияет на здоровье людей проживающих в данном районе. 
 
 
 
По  данным  экологов  Казахстана,  ущерб  здоровью  населения  от  загрязнения 
окружающей  среды  свинцом  исчисляется  сотнями  миллионов  долларов.  Для  того  чтобы 
уменьшить  загрязнение  среды  свинцом  необходимо  уменьшить  использование 
этилированного  бензина,  т.к.  этот  бензин  и  является  источником  выбросов  свинца  в 
атмосферу. Также необходимо создать ряд установок, которые бы задерживали свинец, т.е. 
количество  свинца  оседало  в  этих  установках.  Естественно  такой  установкой  являются 
любые  виды  растительности.  Создание  хотя  бы  незначительных  преград  ненамного,  но 
уменьшило бы степень отравления свинцом населения нашей планеты. 
 Существующая  система  мониторинга  содержания  свинца  в  объектах  окружающей 
среды не вполне соответствует экологической ситуации и не обеспечивает заинтересованные 
службы  своевременной,  надежной  и  полноценной  информацией,  характеризующей 
свинцовое  загрязнение  и  являющейся  основой  для  проведения  профилактических 
мероприятий.  В  частности,  не  во  всех  населенных  пунктах,  где  имеются  источники 
поступления  в  окружающую  среду  свинца,  проводится  его  мониторинг  в  объектах 
окружающей  среды.  Так,  основной  причиной  сокращения  пунктов  наблюдения  за 
содержанием  свинца  является  недостаток  финансовых  средств.  Важным  сдерживающим 
фактором  является  также  повсеместное  использование  устаревшего  оборудования. 
Отсутствует  единый  аналитический  Центр, который  бы  занимался  вопросами  обобщения и 
анализа информации о свинцовом загрязнении в РеспубликеКазахстан. 
Также  не  проводится  мониторинг  содержания  свинца  в  крови  детей  –  контингента 
населения,  наиболее  подверженного  воздействию  свинца.  И  все  же,  есть  и  простые 
рекомендации,  которые  могли  бы  улучшить  здоровье  детей,  повысить  сопротивляемость 
опасным  агентам  окружающей  среды.  В  первую  очередь,  нужно  позаботиться    о  чистой 
игровой площадке для ребенка. Ребенок может и должен играть в песке, но не в загрязненной 
почве. Есть опыт строительства детских площадок с моющейся поверхностью — это дорого, 
но  исключительно  оптимально  для  наших  условий.  Соблюдайте  элементарные  правила 
Удаленность от 
дороги, м 
Масса свинца 
ср., мг/кг 
У самой дороги 
42,2 
10 
 
36,8 
25 
 
34,1 
100 
 
В норме 

 
146 
 
гигиены,  следите,  чтобы  ребенок  не  ел  на  улице,  мыл  руки  перед  едой.  Очень  важна 
правильная  диета,  витамины,  в  особенности  кальций,  который  содержится  в  молоке,  сыре, 
йогурте,  рыбе.  Следуйте  советам  врачей  по  преодолению  железодефицитной  анемии. 
Полезного железа, который словно бы соперничает со свинцом в организме ребенка, много в 
изюме, черносливе, орехах.  
Хорошо,  чтобы  ребенку  хватало  витамина  С,  который  содержится  в  яйцах, 
цельнозерновых продуктах, в стручковых растениях. Обратите внимание на комнату ребенка 
—  она  должна  регулярно  проветриваться,  нужна  ежедневная  влажная  уборка.  Не  должно 
оставаться пыли на коврах — они являются идеальными накопителями вредных веществ.  
Таким образом, проблема загрязнения свинцом атмосферы является в настоящее время 
весьма  актуальной  и  для  снижения  риска  заболеваемости  населения  необходимо 
предпринимать  ряд  мер  как  на  правительственном,  так  и  общенародном  уровне.  Стоит 
подчеркнуть, что при всех обстоятельствах окружающую среду для наших детей создаем мы 
сами.  
___________________________ 
1.Грановский Э.И. Загрязнение окружающей среды и организма человека свинцом в 
Казахстане: Аналитический обзор. – Алматы, КАЗГОСИНТИ, 1998. 
2.Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970, 263с. 
3.Программа охраны окружающей среды на 2008 – 2010 годы в Казахстане. 
 
Аннотация.  Бұл  жұмыс  қоршаған  ортаны  қорғасынмен  ластауды  зерттеуге  арналған. 
Бұл жұмыста қорғасынмен ластанудың негізгі кӛздері, қорғасын иондарының адам ағзасына, 
балаларға,  тіршілікке  әсері  қарастырылған.  Ластану  кӛздерінің  арақашықтықтарына 
байланысты топырақтағы қорғасын құрамы зерттелген. 
Annotation. This paper studies the degree of enviromental contamination by lead. The paper 
examines the main sources of lead pollution, the effects of lead ions in the body of adults, children, 
and in general, on wildlife. The contents of lead ions in the soil, depending on the distance between 
the source of contamination is also examined. 
                       
 
 
В.В.Курдюков, С.К.Нурпеисов 
 
НАНОКОМПЬЮТЕРЫ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ 
 
УДК 37.0:004           
    
На сегодняшний день в мире нет стандарта, описывающего, что такое нанотехнологии, 
что  такое  нанопродукция.  В  Еврокомиссии создана  специальная  группа,  которой  дали  два 
года  на  то,  чтобы  разработать  классификацию  нанопродукции.  Среди  подходов  к 
определению  понятия  «нанотехнологии»  учѐнные  всего  мира  придерживаются  к 
следующим:  
1. Знание и управление процессами, как правило, в  масштабе одного нанометра, но не  
исключающее масштаб менее 100 нанометров в одном или более измерениях, когда ввод в 
действие  размерного  эффекта  (явления)  приводит  к  возможности  новых  применений.  2. 
Использование  свойств  объектов  и  материалов  в  нанометровом  масштабе,  которые 
отличаются  от  свойств  свободных  атомов  или  молекул,  а  также  от  объемных  свойств 
вещества,  состоящего  из  этих  атомов  или  молекул,  для  создания  более  совершенных 
материалов,  приборов,  систем,  реализующих  эти  свойства.  Практический  аспект 
нанотехнологий  включает  в  себя  производство  устройств  и  их  компонентов,  необходимых 
для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и наночастицами.  

 
147 
 
Подразумевается,  что  не  обязательно  объект  должен  обладать  хоть  одним  линейным 
размером  менее  100  нанометров —  это  могут  быть  макрообъекты,  атомарная  структура 
которых чѐтко создаѐтся с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержащие в 
себе нанообъекты.  В  более  широком  смысле  этот  термин  охватывает  также  методы 
диагностики, характерологии и исследований таких объектов. Нанотехнологии качественно 
отличаются  от  традиционных  дисциплин,  поскольку  на  таких  масштабах  привычные, 
макроскопические  технологии  обращения  с  материей  часто  неприменимы,  а 
микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся 
намного  значительнее:  свойства  и  взаимодействия  отдельных атомов и молекул  или 
агрегатов 
молекул 
(например, силы 
Ван-дер-Ваальса), квантовые 
эффекты 
[4]. 
Нанотехнология  и  в  особенности  молекулярная  технология —  новые,  очень  мало 
исследованные дисциплины. Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не 
сделаны.  Тем  не  менее,  проводимые  исследования  уже  дают  практические  результаты. 
Использование  в  нанотехнологии  передовых  научных  достижений  позволяет  относить  еѐ 
к высоким  технологиям.  Понятие  нанокомпьютера  можно  смело  отнести  к  категории 
«технологий будущего».  
Современная вычислительная техника, основанная на традиционных микроэлектронных 
технологиях,  фактически  достигает  наивысшего.  Способы  представления  информации  в 
устройствах,  созданных  человеком,  достигли  физических  пределов,  установленных 
фундаментальными  законами  природы.  Дальнейшее  развитие  вычислительной  техники 
связывается  с  нанотехнологиями,  в  частности  с  нанокомпьютерами.  Приставка  «нано» 
говорит  о  чрезвычайно  малых  размерах,  которыми  будут  обладать  элементы  этих 
вычислительных  устройств.  В  них  будет  достигнута  невиданная  плотность  элементов,  что 
даст возможность увеличить быстродействие и объем памяти на многие порядки. Владение 
нанотехнологиями  даст  качественный  перевес  стране,  обладающей  ими.  Именно  поэтому 
столь пристальное внимание уделяется этому направлению в Японии, Китае, США, России, 
Казахстане.  Однако  это  требует  гигантских  капиталовложений,  поскольку  речь  идет  о 
суммах,  сопоставимых  со  строительством  коллайдера.  При  переходе  на  уровень 
нанокомпьютеров  и  производстве  логических  устройств  для  них,  возникают  проблемы 
технологического  и    социального  характера.  К  технологическим  проблемам  относятся,  в 
частности,  изменение  физических  свойств  материалов,  способы  сборки  этих  устройств, 
потери информации и термодинамика наноустройств. На уровне нанотехнологий появляется 
возможность  создания  компьютера  размеров  субклеточного  уровня.  На  данный  момент 
просматриваются несколько направлений, по которым  будут развиваться нанокомпьютеры.  
Этот  процесс  будет  происходить  одновременно,  в  результате  чего  будут  реализованы 
различные способы представления информации: на основе квантовой, нейро и классической 
логики.  Сейчас  существуют  еще  направления,  которые,    получают  свое  развитие  в 
дальнейшем:    генетические,  молекулярно-биологические,  молекулярно-механические  и  т.д. 
На  данном  этапе  приоритет  отдается  направлению,  в  основе  которого  лежит  применение 
электронных  нанотранзисторов  (в  том  числе  одноэлектронных).  В  подобных  транзисторах 
уже  реализован  квантовомеханический  предел  передачи  информации,  налагаемый 
физическими законами. Достигнут также и предельный уровень тепловыделения. Разработка 
разнообразных  архитектурных  вариантов  нанокомпьютеров  на  основе  SET  ведется  очень 
активно,  и  технологии  будущего  уже  имеют  вполне  реальные  очертания.  Плотность 
транзисторов  в  интегральных  наносхемах,  разработка  которых  в  настоящее  время  ведется, 
предельно  высока.  Проблемы  энергетики  будущего  нанокомпьютера  в  этом  случае 
приобретают исключительное значение.  
Существует физическое ограничение плотности логических элементов, которое связано 
не  с  атомной  структурой  вещества,  а  с  термодинамическим  процессом  вычисления.  Его 
смысл  выражен  в  принципе  Ландауэра,  согласно  которому  при  потере  одного  бита 
информации  выделяется  определенная  тепловая  энергия  [2].  Эта  энергия  зависит  от 
температуры процессора. В настоящее время рассматриваются различные варианты решения 

 
148 
 
проблемы перегрева процессора. Одним из них является технология обратимых вычислений, 
реализующая  вычислительный  процесс  на  основе  принципов  квантовой  информатики. 
Однако это больше относится к технологиям будущего, более же близкий к реализации путь, 
позволяющий использовать в нанокомпьютерах уже  существующие принципы организации 
процесса вычислений.  
Транзистор, как известно, является основным элементом интегральных схем. Согласно 
принципу  Ландауэра,  работа  транзистора  в  рамках  классической  логики  при  любом  его 
переключении  приводит  к  выделению  тепла,  пропорционального  температуре  транзистора 
[2].  Если  удалось  бы  понизить  температуру  транзистора,  можно  было  бы  понизить 
напряжение  питания  а,  соответственно,  –  тепловыделение.  Для  получения  существенного 
эффекта от охлаждения требуется понизить его температуру до температуры жидкого гелия. 
Это даст возможность понизить температуру вычислительного процесса примерно в сто раз. 
Чтобы  проиллюстрировать  производительность  нанокомпьютера,  при  охлаждении  жидким 
гелием,  можно  привести  такой  пример.  При  одновременной  работе  100  млн. 
одноэлектронных  транзисторов,  содержащихся  в  перспективной  интегральной  схеме, 
рабочая  частота  такого  нанокомпьютера  может  превзойти  100  ГГц,  что  на  данный  момент 
является  фантастической  величиной.  При  этом  охлаждающее  устройство  наночипов  будет 
использовать жидкий гелий. Создание криогенного наночипа - проект вполне реальный, так 
как  в  криогенном  кулере  должно  содержаться  всего  несколько  кубических  миллиметров 
жидкого  гелия.  При  соответствующей  доработке    гелиевые  кулеры  для  персональных 
компьютеров  будут  соответствовать  размерам  традиционных  воздушных  кулеров.  Для 
суперкомпьютерных центров будут созданы несоизмеримо более мощные нанокомпьютеры, 
использующие  для  охлаждения  стационарные  криогенные  установки.  Вычислительная 
мощность  подобных  суперкомпьютеров  будет  превосходить  криогенные  персональные 
компьютеры в сотни тысяч раз.  
«Квантовый компьютер» 
Квантовые частицы, в отличие от обычных, способны одновременно находиться как бы 
в нескольких точках пространства — одной, другой, третьей... При этом частица не делится, 
то  есть,  если  взять  любую  ее  часть  и  измерить,  она  окажется  «целым»  или,  по-другому, 
самой собой. Подобное состояние электрона называют суперпозицией квантовых состояний, 
которая  описывается  волновой  функцией.  Свойство  же  квантовых  частиц  одновременно 
пребывать в разных состояниях, именуют квантовым параллелизмом, он-то и используется в 
квантовых вычислениях. Квантовый бит (q-bit), как и обычный, имеет два базовых состояния 
— 0 или 1, но он же пребывает и в состоянии суперпозиции, то есть частично 0, частично 1. 
Благодаря  неопределенности  состояния  квантового  бита,  программа  эффективно 
выполняется  для  обоих  состояний,  то  есть  вычисления  ведутся  параллельно.  К  тому  же, 
связанные  между  собой  квантовые  биты  (двух-,  трех-,  и  более  битный  квантовый 
компьютер) влияют друг на друга. Обычный двоичный регистр часть состояний квантового 
компьютера.  Квантовый  компьютер  легко  справится  с  расшифровкой  любой 
криптографической  технологии,  включая  самую  популярную  —  RSA  (основана  на  идее 
разложения длинного числа на простые множители). Обычному современному компьютеру 
для  разложения  155-значного  числа  потребуется  примерно  35  лет  машинного  времени. 
Квантовый  компьютер  быстро  справится  с  подобной  задачей,  одновременно  работая  над 
громадным  числом  вариантов.  И  еще  квантовые  компьютеры  значительно  ускорят  поиск  в 
базах  данных.  Прототипы  квантовых  компьютеров  уже  созданы  (в  IBM  опробован  5-
битный),  но  их  полномасштабная  реализация  сталкивается  с  одним  серьезным 
технологическим  затруднением  —  они  крайне  подвержены  внешним  шумам.  Любой 
проходящий из космоса луч, коснувшись хотя бы одного из связанных электронов, сделает 
вычисления ложными.                                                       

жүктеу/скачать 2,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: