Қазақтан Республикасы білім және
ғылым министрлігі
Ш.Есенов атындағы Каспий мемлекеттік
технологиялар және инжиниринг университеті
Мұнай және газ факультеті
«Экология және ӨТҚ» кафедрасы
СРСП
Тақырыбы: Химиялық элементтердің биогенді
топтары.
Орындаған: ЭК-12-1 студенті Аманжолова
С.
Тексерген: аға оқытушы:Қойбакова
С.
Ақтау 2013ж.
Жоспар:
1.Тіршілік ортасы
2.Қауіпті химиялық элементтер
3.Химиялық элементтердің
адам ағзасына әсер ету мөлшері
Кіріспе:Кез келген тірі организм
өзін айнала қоршаған табиғи ортамен тығыз
байланыста ғана өмір сүре алады. Олар
– топырақ, су, минералды заттар, жер бедері
және атмосфералық әр түрлі құбылыстар.
Табиғи ортаның компоненттері тірі организмдерге
оң немесе теріс әсер етуі мүмкін. Сондықтан
әрбір организмнің өзіне ғана колайлы
ортасы немесе мекені болуы тиіс. Мәселен,
көлбақа үшін қалыпты өсіп-көбеюіне қолайлы
орта -ылғалы мол көл жағасы. Ал, куаң дала
немесе шөлейтті жерлер ол үшін қолайсыз,
өмір сүре алмайтын орта болып табылады.
Бірақ та организм үшін табиғаттың барлық
элементтері белгілі мөлшерде кажет және
жиынтық күйінде әсер етеді. Олардың біреуі
өте қажет, екіншілері орташа, ал үшіншілері
мүлдем кажет емес зиянды болуы мүмкін.
Сонымен орта дегеніміз — организмнің
өсіп-көбеюіне, тіршілігіне, дамуы мен
таралуьна тікелей жанама әсер ететін
айнала қоршаған орта компоненттерінің
жиынтығы. Ал, организмге кажетті жағдайлар
деп — тек сол органим үшін алмастыруға
келмейтін табиғи ортаның элементтерін
айтамыз.
Радиацияға толы сфера
– Біздің қоршаған ортада радиактивті
элементтердің (заттардың) көп болуынан.
Бұл ашық түде болуы, антропогендік
факторлармен де болады. Осы 1940-1980 ж
әлемде 1349 рет ядролық сынақтар жүргізілді.
Осының нәтижесінде өте үлкен, өте
көп қоршаған ортағарадионуклидтер
әкеліп соқтырды. 1950 ж атмосферада
және су астында 11,000 кем емес радиоактивті
қалдықтарымен контейнерлер жүргізілді.
60 жылдары Арикаспийде әлемдік
мақсатқа байланысты 50 жер асты ядролық
жарылыстар болып өтті.
Астат (латынша Astatium, гр. astatos
«тұрақсыз»), At — химиялық элементтердің
периодтық жүйесінің 6-шы периодының
VІІ тобына жататын радиоактивті элемент,
реттік саны 85, атомдық массасы 210. Оның
ең ұзақ өмір сүретін изотопы 210At-тың
жартылай ыдырау уақыты — 8,3 сағат. Астат
химиялық қасиеттері жағынан иодқа
өте жақын. Астат алғаш рет 1940
жылы бөлініп шығарылған.
Франций- (Francіum), Fr — элементтердің
периодтық жүйесінің X тобындағы хим. элемент,
ат. н. 87, ат. м. 212; ат. м. 217-ден 224-ке дейін
болатын 9 радиоактивті изотопы белгілі.
Ең ұзақ өмір сүретін изотопы 223F (Т1/2=21,8
мин). Оны француз ғалымы М.Пер ашқан (1939).
Тығызд. 2,3 — 2,5 г/см3, балқу t 18 — 21°С, қайнау
t 640 — 660°С, ерітінділерінде сілтілік металдар
сияқты және кристалдану кезінде цезий
тұздарымен бірге тұнады. Басқа элементтерден
экстракция немесе хромотография әдісі
арқылы бөліп алады. Тұрақты тотығу дәрежесі
+1, химиялық қасиеттері цезий элементіне
ұқсас. 227Ас изотопын анықтау үшін және
қосылыстары медицинада қолданылады.
Актиний
С-да қыздырып-күйдіру арқылы алынады.
Оның галогенидтері фторлы сутекке, төрт
хлорлы көміртекке, бромды алюмийниге
актиний тотығының, құрғақ гидрототығының
немесе оксалатының әсері нәтижесінде
түзіледі. Актиний тұздары ақ түсті, ертінділері
түссіз келеді.°С, өте әрекеттескіш; ауада тез тотығады,
тұз және азот қышқылдарында ериді. Актиний
химиялық қосылыстарда 3 валентті болып
келеді. Қосылыстарының (гидрототықтар,
фторид, оксалат, фосфат, карбонат, фторсиликат)
көпшілігі ерімейді. Актиний галогенидтері
ауада ұшқыр келеді, негіздік қасиеті
лантаннан да күшті. Актиний тотығы оның
гидрототығын немесе оксалатын 1100°50±°. Актиний күмістей ақ түсті металл, балқу
температурасы 1050%10-10×Актиний (лат. Actinium), Ac — Химиялық элементтердің
периодтық жүйесінің 7-ші периодының ІІІ
тобына жататын радиоактивті элемент.
Реттік саны — 89. Ең ұзақ уақыт өмір сүретін
изотопы 227Ac, жартылай ыдырау уақыты —
22 жыл.[1] Актинийді 1899 жылы А. Дебьерн уран
рудаларын өңдеу қалдықтарында тапқан.
Радийді нейтрондармен атқылау арқылы
актинийді алады. Бұл — ақшыл-күміс түсті
металл, химиялық қосындыларда валенттілігі
3+, химиялық қасиеттері бойынша лантанға
жақын. Актиний — қауіпті радиоактивті
улы зат. Актиний (Actіnіum) Ас – элементтердің
периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы радиоактивті
элемент; реттік нөмірі 89, атомдық массасы
227. 1899 жылы француз химигі А.Дебьерн ашқан.
Плутоний -фазасы тұрақты. Тотығу дәрежелері
+3-тен +7-ге дейін, тұрақтысы +4. Түйірлі
Плутоний ауада баяу тотығады, ұнтақ және
жаңқа күйінде өздігінен тұтанғыш Плутоний
— өте улы, адам организміне түскенде
сүйектер мен бауырда жиналады. Қыздырғанда
галогендермен, H2, N2, S, NH3-пен, сумен баяу
әрекеттесіп, HCl, HСlO4, H3PO4-терде ериді, концентрлі
HNO3 пен H2SO4-те салғырттанады. Көптеген
металмен аралық металлидтер түзеді. Плутонийдің
(ІV) оксиді PuO2 — сарғыш қоңыр түсті кристалды
ұнтақ, сәйкес гидроксиді Pu(OH)4 қышқылдармен
тұз түзеді; нитраттары, фторидтері, т.б.
тұздары өте күрделі технологиялық процестерде
Плутонийді ураннан бөліп алуда пайдаланылады.
Плутоний ядролық реакторларда, атомдық,
термоядролық бомбаларда т.б. қолданылады.
238Pu изотопынан қуаты 5, одан да көп жылға
жететін ат. электрбатареялары жасалады.a сәуле шығарғыш). Плутоний
жылтыр, күмістей ақ металл, морт; тығыздығы
19,80 г/см3, балқу t 640оС, қайнау t 3350оС, 112оС-тан
төмен температурада моноклинді a107 жыл, ×7,5»(Plutonіum), Pu — элементтердің
периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы жасанды
жолмен алынған бірінші радиоактивті
хим. элемент; ат. н. 94, ат. м. 244,0642, актиноидтар
тобына жатады. Плутонийді 1940 ж американдық
ғалымдар Г.Сиборг, Э.Макмиллан, Дж.Кеннеди
және А.Валь ашқан. Олар 238U элементін ауыр
сутек ядросы дейтронмен сәулелендіру
арқылы 239Pu-ді алды.
Бериллий(лат. Beryllіum), Ве — элементтердің периодтық жүйесінің
ІІ тобындағы хииялық. элемент, атомдық
нөмірі 4, атомдық массасы 9,0122, жеңіл, ашық
сұр түсті металл. Тұрақты бір изотопы
(9Ве) бар. 1798 ж. берилл минералынан француз
химигі Л. Воклен тапты. Металл күйінде
алғаш рет неміс химигі Р. Влер алды. Бериллий
алюминийден жеңілірек, тығыздығы 1,816
г/см3, балқу температурасы 12840С, қайнау
температурасы 24500С, химиялық қосылыстарында
2 валентті, беткі қабаты тотығып, қорғауыш
қабыршақ түзілетіндіктен ауада өзгермейді.
8000С-тан жоғары температурада қыздырғанда
жылдам тотығады; қышқылдарда да, сілтілерде
де ериді. Сілтілерде еріп бериллаттар
деп аталатын тұздар түзеді (мысалы, натрий
бериллаты — Na2BeO2). Бериллий галогендер,
оттек, күкірт және азотпен тікелей қосылып,
оттекпен оксид (BeO), азотпен нитрид (BeN2),
көміртекпен карбид (Be2C), күкіртпен сульфид
(BeS) қосылыстарын түзеді. Бериллий оксиді
— ақ түсті, қиын балқитын зат, сумен оңай
қосылып, бериллий гидроксидін [Be(OH)2] түзеді,
бұл — амфотерлі әлсіз негіз, қышқыл мен
сілтілерде ериді. Бериллий алуда қолданылатын
негізгі шикізат — берилл және гельвин
минералдары. Металл бериллий хлорлы бериллийді
балқытып электролиздеу арқылы алынады.
Сонымен қатар, бериллий металын магниймен
BеF2 қосылысын тотықсыздандырып алады,
магнийдің артық мөлшерін вакуумда қайта
айдап бөледі, алынған бериллий әрі қарай
дистилдеу әдісімен тазартылады. Бериллийді
құймаларға араластырғанда қаттылығы
артады, бұл бағалы қасиеті бұрыннан белгілі
болса да, оны қолдану тек 20 ғасырдың 40-жылдарында
басталды. Баяу балқитын металдардың бериллидтері
— авиация және ракета жасауда аса қажетті
зат. Рентген сәулелері бериллийден жақсы
өтетін болғандықтан, одан рентген трубкаларының
терезелерін дайындайды. Бериллий әр түрлі
құймалар және коррозияға берік болат
алуда, электротехникада, атом реакторларын
жасауда кең түрде қолданылады.
Уран - периодты жүйедегі атомдық нөмірі
92 болатын химиялық элемент. Атомдық массасы
- 238.029, U (лат. - Uranium) болып белгіленеді,
актиноидқа жатады.
Уран - бәсекелестiк қабiлетi анағұрлым
жоғары энергия көзi болып табылады. Оның
басқа отын көздерiнен басты айырмашылығы
- ол жоғары концентрацияланған энергия
көзi. Яғни, әрi жеңiл, әрi арзан тасымалданатын
энергия көзiнен саналады. Мәселен, 1 кг
уран дәл осы мөлшердегi көмiрден бөлiнетiн
энергиядан 20 мың есе жоғары электр қуатын
бөледi. Жалпы құны жағынан да тиiмдi. 1 кВт
сағат өндіруге кететін көмiрдің құны
4 евроцент тұрса, осы мөлшердегi газ 1,3–2,3
евроцентке шамалас. Ал уранның дәл осы
көлемi небәрi 0,4 евроцентпен бағаланады.
«Ал осындай жеңiлдiктерге ие бола тұра,
Қазақстан сонау жылдан берi көз қырын
қайда қадап жүрген?» деген сұраққа жауап
- Қазақстан әлi Чернобыль электр стансасындағы
жарылысты ұмыта қойған жоқ. Уранның радиоактивтiлiгi
оны өндiру мен өңдеуде, тасымалдау, өндiрiсте
қолдану кезiнде үлкен кедергi келтiрумен
бiрге төндiретiн қатерден қауіптенген
елiмiз уран кенорындарын зерттеу жұмыстарын
жасырын түрде жүргiзiп келдi. Уранның әлемдiк
қорының 80 пайызы 9 ел үлесiне тиедi. Олар:
Аустралия, Қазақстан, Канада, ОАР, Намибия,
Нигерия, Ресей, Бразилия және АҚШ. Атап
өтерлiгi, уран өндiрiсiнде алғы шептегi
үш мемлекеттiң бiрi - Канада мен Австралиядан
кейiн тұрған Қазақстан. Соңғы зерттеу
қорытындылары ел аумағында 1 млн. тоннаға
жуық табиғи уран қоры бар екенiн айқындап
бердi. Уран қоры Қазақстанның оңтүстiк
бөлiгiнде шоғырланған. Бүгiнде уран кенiшiнiң
төрт торабы бар. Солтүстiк торапта Уанас,
Шығыс Мыңқұдық, Ыңғай, Ақдала, оңтүстiк
Ыңғай, Батыс Мыңқұдық, орталық Мыңқұдық
және Буденовское кенiштерi орналасса,
шығысында оңтүстiк Мойынқұм, оңтүстiк
Мойынқұм-1, Төртқұдық, Қанжуған, оңтүстiк
Мойынқұм-2, батыс торапта солтүстiк Қарамұрын,
оңтүстiк Қарамұрын, Қарасан-1, Иiркөл және
оңтүстiк торапта iрi «Заречное» кенiштерi
бар. Рас, бұлардың кейбiрi уран өндiрумен
қазiрдiң өзiнде айналысып жатса, құрылысы
бiтпеген келесiлерi алдағы екi-үш жыл iшiнде
өз жұмыстарын бастайды деп жоспарланып
отыр.
Нептуний (лат. Neptunіum), Np – актиноидтар
тобына жататын жасанды жолмен алынған
радиоактивті химиялық элемент. Атомдық
нептуний 93, атомдық массасы. 237,0482. Нептун
ғаламшарының құрметіне аталған. Оны 1940
ж. америк. ғалымдар Э.М. Макмиллан (1907 –
1991) және Ф.Х. Эйблсон ашқан. Нептунийдің
15 изотопы белгілі; 237Np және 239Np изотоптары
уран қазбаларында өте аз мөлшерде кездеседі.
Нептуний морт, аздап күміс жылтыры бар
металл, тығызд. 20,45 г/см3, балқу t 637ӘC, қайнау
t 4100ӘC. Тотығу дәрежелері +3-тен +7-ге, сулы
ерітінділерде тұрақтысы +5-ке дейін өзгереді.
Суықта біртіндеп тотығады, қыздырған
кезде сұйытылған HCl-дың Na2SіF6 қоспасында
ериді. H2, N2, C, Sі, P, т.б. элементтермен әрекеттеседі.
Нептуний негізінен ғылыми-зерттеу жұмыстары
мақсатында қолданылады.
Соңғы жылдары халықтың
салауатты өмір сүруіне көп көңіл бөлінуде.
Табиғаттағы өзгерістер және қоршаған
ортаның әсері жайлы зерттеу жұмыстары
жүргізілуде. Топырақ, ауа, су – тіршілік
көзі екендігі белгілі. Ендеше, тіршілікке
әсер етуші биогенді элементтер жайындағы
ғылыми-жобалы жұмыстарды өзекті зерттеулердің
қатарына жатқызуға болады.
Бұл жұмыста химиялық элементтердің адам
ағзасы үшін маңызы және кері әсері әр
түрлі ғылыми зерттеулерге негізделіп
қарастырылған. Сонымен қатар, Жамбыл
облысы аймағындағы кейбір химиялық элементтер
қосылыстарының шамадан артық мөлшерде
болуы жайлы мағлұматтар келтірілген.
Соңғы жылдарда әлемдік жаһандану үрдісінде
табиғатта тепе-теңдік жағдайында сақталып
тұрған кейбір химиялық элементтердің
адам ағзасында бірден көбейе түсуі және
ағза үшін маңызы бар элементтер мөлшерінің
кеміп кетуі байқалуда. Химиялық элементтердің
барлығы да тиісті мөлшерден артық болса
немесе азайып кетсе адам ағзасына кері
әсер ететіні анықталған. Химиялық элементтердің
табиғатта таралу жағдайларына жасалған
зерттеулер бойынша жердің массасының
шамамен 50%-ын оттек, 25%-дан астамын кремний
құрайды. Он сегіз элемент - оттек, кремний,
алюминий, темір, кальций, калий, натрий,
магний, сутек, титан, көміртек, хлор, фосфор,
күкірт, азот, марганец, фтор, барий – жер
массасының 99,8%-ын құраса, ал қалған 0,2%-ы
барлық басқа элементтердің үлесіне тиеді. Элементтердің ағза мен қоршаған
ортада әркелкі таралуы олардың сіңірілуіне,
табиғи қосылыстардың судағы ерігіштігіне
байланысты. Суармалы жерлерден жылына
6 млн.т. тұздар шайылып, жер бетіне таралып
отырады. Бұл көрсеткіш жылдар өткен сайын
12 млн.тоннаға дейін артатындығы жайлы
ғылыми болжамдар бар.
Кремнийдің, алюминийдің табиғи қосылыстары
суда ерімейді, сондықтан олар тірі ағзаларға
сіңірілмейді. Тірі жүйелер негізін, ағзаның
97,4%-ын құрайтын элементтер - органогендер:
көміртек, сутек, оттек, азот, күкірт, фосфор
(көміртек негізгі органоген). Оттек пен
сутекті көміртектің органикалық қосылыстарының
тотығу және тотықсыздындыру қасиеттерін
реттеуші ретінде қарастыруға болады.
Қалған үш органоген – азот, фосфор, күкірт
ферменттердің белсенді ортасын түзушілер.
Элементтерді тірі ағзалардағы орташа
мөлшеріне қарай үш топқа бөледі :
1.Макроэлементтер (оттек, сутек, көміртек,
азот, фосфор, күкірт, кальциий, магний,
натрий және хлор); ағзадағы мөлшері 10%
- дан жоғары болады.
2. Микроэлементтердің (йод, мыс, мышьяк,
фтор, бром, стронций, барий, кобальт) ағзадағы
мөлшері 10%-15%.
3. Ультрамикроэлементтер - сынап, алтын,
уран, торий, радий және т.б. Олардың ағзадағы
мөлшері 15% - дан төмен.