Химиялық экология пәні

№1 дәріс

Кіріспе

Дәрістің жоспары:

1. Химиялық  экология пәні, қысқаша даму тарихы.

2. Химия және  қоршаған ортаның курсы, маңызы  мен міндеттері.

3. Қоршаған  ортаға химиялық қосылыстардың  тигізетін әсері.

Химиялық  экология өзекті мәселелерді – адамзат  пен қоршаған ортаның қарым қатынасын  зерттеп, шешетін аса маңызды  пәнаралық ғылымға айналды. Бұл  ең алдымен антропогендік факторлардың Жер биосферасына зиянды экологиялық  әсеріне байланысты, яғни парникті эффект , қышқыл жаңбырлар, озон қабатының  жұқаруы, ормандардың жаппай кесілуі, шөлейттену, қоршаған ортаның улы  заттармен ластануы және т.б.

Ғылыми техникалық прогрестің дамуына орай айналадағы қоршаған орта үлкен өзгерістерге ұшырап отыр.  Оның өзі барлық тіршілік иелеріне әсер ететін қолайсыз факторлармен –  ортаның ластануымен және табиғи ресурстардың сарқыла бастауымен тікелей  байланысты. Қоршаған ортаның ластануы адамзат өміріне, өсімдіктер мен  жануарлар әлеміне, бүкіл табиғат  ресурстарының жай-күйіне елеулі нұқсан келтіріп отырғаны белгілі. Осыған орай экологиялық білім алу күн  өткен сайын өзекті және маңызды  мәселе болып отыр. Қазіргі таңда  «экология» орта мектептер мен жоғары мектептерде оқу бағдарламасына енгізілген. Әртүрлі мамандық студенттеріне  болашақ мамандықтарының ерекшеліктеріне  байланысты «экология» курсы оқылады.

Бұл курстардың мазмұнының жаңаруы табиғаттың экологиялық  құндылығы және адам мен табиғаттың өзара байланысы туралы білімнің ауқымды, кең болуына байланысты. Бұл оқулықта тірі және өлі табиғат  арасындағы, сондай-ақ адам мен табиғат  және табиғат пен адамзат арасындағы экологиялық байланыстар қарастырылады. Сонымен қатар қазіргі таңдағы  экологияның негізгі бағыттары, экологиялық зерттеулердің әдістері қарастырылған. Табиғаттағы әртүрлі  байланыстардың тұтастығы мен ажырамас байланыстары, экологиялық жүйелердің құрылуы мен тііршілігін басқаратын процестердің заңдылықтары ашып көрсетіледі.

  Оқулықта  алдыңғы басылып шыққан «Экология»  пәнінен практикум» оқу құралындағы  жіберілгне қателіктер түзетіліп,  өзгерістер мен толықтырулар  енгізіледі. 

Химиялық  экология -  қоршаған ортаның табиғи объектілеріндегі (су, атмосфера, топырақ  және өсімдіктер) жиналған кейбір химиялық заттардың мөлшерін жоғары сезімталдығына, зерттеу жұмыстарын орындаудың қарапайымдылығына, анықтау дәлдігіне және алынған  нәтижелердің табиғи объектілердің  ластану дәрежесін анықтап білуде дұрыстығына байланысты кең қолданылып жүрген әдістермен анықтау берілген.

Улы химикаттар өсімдіктер мен жануарларды әртүрлі  зиянкестерден химиялық жолмен қорғаудың  негізгі құралы болса да, бұл заттар тасымалдану барысында жануарға зиянды әсерін тигізе алады.

Қазіргі кезде  биосфераның әртүрлі объектілерінде пестицидтердің қалдықтарының мөлшерін анықтауға және мутагенді қасиеттерімен  ерекшеленетін химиялық ластаушы заттардың  өсімдіктер мен жануарлардың хромосомалық құрылымына кері әсерін зерттеуге көп  көңіл бөлінуде. Сондықтан осы  әдістемелік құралға студент-биологтар  үшін пестицидтерді анықтаудың хроматографиялық әдісі мен өсімдіктердің маңызды  құрылымдық-функциональды жүйесі-хромосомалардың  құрылысын, сапалық және сандық өзгерістерін зерттеудің цитогенетикалық әдістері енгізілді.

Топырақта жиналған қорғасын қоректік тізбек арқылы адам және жануарлар ағзасына тасымалданады. Қорғасынның топырақта, суда және өсімдік  материалындағы мөлшерін анықтаудың үлкен  мәні бар. Себебі, ондай мәліметтер қоршаған ортаның ластану дәрежесін  анықтап, соған сәйкес гигиеналық ұсыныстар  жасауға мүмкіндік береді.

Проблемалық жағдайлар:

Белгілі аумақтағы  экологиялық апат, немесе, қоршаған ортаның тазалығының бұзылуы  туралы мәліметтерді жиі есітіп жатамыз. Неліктен бұлай болды? Себебі неде? Мұндай апатты болдырмауға болар ма еді?

1.Химиялық  экология пәні, қысқаша даму тарихы. Адамдардың көңіл-күйі, бақуаттылығы және өмір сүруі - қоршаған ортаның жағдайына байланысты. Адамдарды тамақтандыратын, киіндіретін және оларды энергиямен жабдықтайтын, құрылыс материалдарын беретін – табиғат орта. Азамат, өзін қоршаған табиғи ортаның таза сақталуына, өндіріс қалдықтары мен сарқынды сулармен ластанбауына мүдделі. Сондықтан, табиғи ортаны зерттейтін ілім саласының қажеттілігі де өте зор.

Жаратылыс құбылыстарының ықпалымен, азаматтың іс-әрекетінің, тіршілігінің салдарынан қоршаған табиғи ортаның өзгеру заңдылықтарын қарастырып, оған тәуелді және байланысты заттар мен құбылыстарды анықтайтын жаратылыстану  ғылымының бір бөлігі - экология тірі организмдердің бір-бірімен және қоршаған ортамен өзара қарым-қатынасын зерттейтін ғылым саласы.

Дербес ғылым  ретінде экология шамамен 1900 жылдары  қалыптасты. «Экология» терминін 1869 жылы белгілі табиғат зерттеушісі, биолог, дәрігер, аса дарынды неміс ғалымы Э.Геккель, ғылымға бірінші болып  енгізді. Латын тілінде «ойкос» - үй, тұрақ, мекен, ал «логос»- ілім, ғылым  деген мағынаны білдіреді. Яғни сөзбе-сөз  аударғанда, тіршілік мекені туралы ғылым. Аталған ұғым бойынша, экология қоршаған ортаны сақтаудың ғылыми негізі болып  саналады. Экология ғылымына берілген көптеген анықтамалар бар, дегенмен, осы заманғы зерттеушілердің  басым көпшілігі: экология - организмдердің тіршілік ету жағдайларын және организмдер  мен олардың тіршілік ету ортасы арасындағы өзара байланыстарды  зерттейтін ғылым деп есептейді. Экология түсінігі өте ауқымды, сондықтан  оның қай қырына баса мән берілуіне  қарай, оның анықтамаларының тұжырымдалуы да өзгеріп отырады. Қолайлы қолданыс үшін, ұзақ мерзімге дейін экология-қоршаған ортаның экологиясы деп аталып келді.

Көптеген  ғалымдар экологияның анықтамаларын  беріп, оның басқа ғылымдардан айырмашылығын  көрсетуге тырысты. 1920 жылы американ ғалымы Ф. Клементс-экологияны бірге  өмір сүретін өсімдіктер мен жануарлар  туралы ғылым деп есептесе, 1930 жылы Ұлыбритания ғалымы Ч.Элтон-экологияның  негізгі міндеті - түрлердің популяциясы  мен олардың санының динамикасын  зерттеу деп ұғындырды.

1955 жылы Киевте  өткен Экологиялық конференциясында, экология ғылымы-түрлердің популяция  санының өзгеруі мен өзара  әрекеттесуші түр топтарының  биоценоздардың дамуы процестеріне  байланысты, организмдер мен қоршаған  ортаның өзара байланысының өзгеріске  ұшырауын зерттеуі тиіс деп  революция қабылдады.

1958 жылы К.Фридерикс,  экологияны- табиғи комплекстердің  мүшесі ретінде, ол тіршілік  иелері туралы ғылым деп түсінді.  Й.Карпентер (1962ж.) экологияны қауымдастықтар  туралы ғылым десе, американ ғалымы  Х.Б.Одум ( 1963ж.), экологияны табиғи  құбылыстарды энергетикалық тұрғыдан  зерттеумен сипатталатын, табиғаттың  құрылымы туралы ғылым деп  атады.

Алайда, неғұрлым дәл және қысқа анықтама беруде, ғалымдар бір-бірімен жарыса отырып, бұл ғылымға толық анықтаманы өз заманында Э.Геккельдің (1869 жылы) бергенін естен шығарып алды: Экология деп, біз табиғат экономикасына  қатысты барлық білімдерді – жануарлардың оны органикалық және органикалық  емес ортамен әсіресе, оның тікелей  немесе жанама қатысатын жануарлармен және өсімдіктермен өзара ынтымақтастық  немесе қаталдық, жаулық әрекеттерінің  бар жиынтығын зерттеуді түсінеміз. Бір сөзбен айтқанда, экология; Дарвин тіршілік үшін күресті туындатушы жағдайлар  деп, барлық күрделі қарым-қатынастарды зерттеу болып табылады.

Экология  ғылымының зерттеу объектілері  мен міндеттері туралы келтірілген  анықтамалардың кезінде морфология мен физиология ғылымдарына ерекше бағышталуы түсінікті де. Екеуі де бір пәнді зерттейтін физиолог пен  экологтың өз пәндерін түсінудегі айырмашылығын, 1930ж. Плантефоль жақсы анықтап берді: физиолог жасанды ортаға әкеліп орналастырылған  организмдерді зерттейді де, алынған  жеке-жеке деректерді синтездейді. Эколог болса, организмді үнемі өзгеріп, тұратын  күштер әсер ететін табиғи ортада зерттейді. Қазіргі кезде, әсіресе, биологиялық  пәндер бойынша эволюциялық принцип  жетекші орын алған сәттерде, экологияның  міндеттері нақтылануы тиіс.

2. Химия және қоршаған ортаның курсы, мақсаты мен міндеттері. Химиялық экологияның міндеті, организмдердің қоршаған ортамен байланысын зерттеу ғана емес, ол- популяцияның өзара байланысы мен бейімделу реакцияларын, олардың өмірсүру жағдайларына байланысты зерттеу де болмақ.

Мысалы, экология ғылымының қоршаған ортаның тазалықтан сақтау туралы ғылым екеніне ешкімнің таласы жоқ, бірақ бұл анықтама емес. Экология ғылымының анықтамасы-қоршаған ортаның тазалығын сақтаудың  формуласы түрінде болуы керек  сияқты, сондықтан бұл анықтамада экология проблемаларын жан-жақты  шешетін, негізгі нақты түйіні көрсетілуі тиіс. Сонымен бірге, экология ғылымы, қоршаған ортаның ластануын болдырмайтын тәсілдерін көрсетуі қажет.

Белгілі аумақтағы экологиялық апат, немесе, қоршаған ортаның тазалығының бұзылуы  мәліметтерді жиі естіп жатамыз. Неліктен бұлай болды? Себебі неде? Мұндай апатты болдырмауға болар ма еді? Міне, экология ғылымы осы сұрақтарға толық жауап беруі тиіс.

Өндірістік  мекемелер , яғни целлюлозды қағаз зауыты, өндірістің химиялық және мұнай салалары су қоймаларына өте көп мөлшерде лас суды бөледі. Егер атмосфераның ластануына энергетика мен транспорт  кіналі болса, ал су қоймаларының ластануына химиялық процестер әсер етеді.

Энергетика  мен транспортқа қарағанда химиялық өндірістік мекемелер атмосфераға  қалдықты аз бөледі, бірақ ластағышы  мен улылығы жағынан бірінші  орынды алады. Атмосфераны өте қауіпті  ластағыштардың бірі күкірт диоксиді және ол барлық тіршілік иелеріне қайтымсыз  әсер келтіретін күшті коррозионды  агент болып табылады.

Егер, жоғарыда көрсетілген экологиялық проблемалардың биосферада орын алу себептерін қарастыратын болсақ, онда мынадай тұжырымға келеміз. Экологиялық проблемалардың болуы, сол аумақтағы химиялық, биологиялық  және басқада да тепе-теңдіктердің бұзылуы, әртүрлі экологиялық проблемалардың негізі болып табылады. Егер назар  аударсақ, кез келген аумақта химиялық, биологиялық және басқа да тепе-теңдіктер  сақталса, ол жерде экологиялық проблема болмайды және болуы мүмкін емес. Осы  ойлардың негізінде, профессор А.Баешов өз анықтамасын былай тұжырымдайды. Экология - биосферадағы тепе-теңдікті жан-жақты қарастыратын, оның бұзылуының себептерін болжайтын және анықтайтын, сонымен қатар тепе-теңдіктен  ауытқудың, қоршаған ортаға әсерін зерттейтін ғылым саласы.

Экологияның негізгі салалары мен бөлімдері  тоғысатын бірнеше маңызды мәселелер  бар. Оларды шешу жолындағы жетістіктер, бүкіл экологияның алға басуын қамтамасыз етеді, сондықтан, күш ең алдымен  сол мәселелерді зерттеуге бағытталуы тиіс.

         Экология  ғылымының негізгі мақсаты-биосфера  тұрақтылығын сақтау үшін салауаттығына,  білім дәрежесіне қарамастан  барлық адамдардың экологиялық  деңгейі, соны ұғынуы мен білім  дәрежесінің жоғары болуына ықпал  ету. Биосферадағы тепе-теңдік  бұзылса, оның өсімдіктерге және   жануарларға әсері-биологиялық экология, адамдарға әсерін – медициналық  экология, ал қоғамға әсерін - әлеуметтік  экология, ал өндіріс қалдықтарын  болдырмау немесе азайту, және  де бұл қалдықтарды залалсыздандыру  проблемаларын инженерлік экология  салалары зерттейді.

Ал, экология ғылымының ең басты мақсаты –  биосфера шегіндегі ғаламдық проблемаларды  бақылай отырып, табиғат ресурстарын  тиімді пайдалануды адами- нооэкологиялық тұрғыдан негіздеу.

Экология  ғылымының зерттеу нысаны – биологиялық  және географиялық микро және макрожүйелер мен оның уақыт пен кеңістікке қатысты тіршілік ырғағы.

Қоршаған  табиғи   ортаға   адамдар,   жануарлар,   өсімдіктер, басқа  да тірі жеңдіктер өмір сүретін мекен-жай, ондағы жер-су, ауа  мен жел, жылы мен суық, ас пен қорек, олардың  достары мен жаулары кіреді. Қоршаған орта тірі және әлі табиғаттан құралған, өзара тығыз 

байланыстары бар біртұтас жүйе. Табиғатта болатын барлық құбылыстар мен өзгерістер осында өтеді. Табиғат  байлықтарын есепсіз, бақылаусыз жұмсауға болмайтынын, қоршаған орта бүлініп, істен  шығуы оңай екенін адамдар  XX ғасырдың алғашқы жылдарынан түсіне бастады.

Сол кезден бастап қоршаған ортаны қорғау деген ұғым пайда болды.Бұл ұғым, әуелі жануарлар мен өсімдіктердің жойылып кетуден, табиғаттың қымбат ескерткіштерін қыйраудан қорғауды білдіретін. Отызыншы жылдары қазбалы кен қорлары таусылу, ормандар мен су көздері жойылу қаупі төнген кезде бұл ұғым табиғат байлықтарымен қорғаумен толықты, 50-60 жылдары қоршаған ортаны қорғау ұғымына жоғарыда айтылғандарға қосымша ауаны, су көздерін, топырақты зиянды өндірістік және радиоактивтігі қалдықтардан, уақытты химиялық заттардан қорғау кіретін  болды.

Хим.экол.манызы

Әлемдік экономиканың тоқтаусыз дамуы ғаламдық экологиялық көкейкесті проблемалардың туындауына себеп болып отыр. Жердің шөлге айналуы, орманның құрып кетуі, табиғи қордың сарқылуы, озон қабатының бұзылуы, жылыжай буының әсері (парник), тұзды жауын, ауыз судың тапшылығы, мұхиттардың ластануы, өсімдік пен жануарлар түрлерінің жойылуына және жердің азуына әкелуде. Жоғарыда аталған осы проблемалар қайткенде де адамзат өркениетінің болашағымен тығыз байланысты.

Тұтастай  алғанда табиғат экологиялық  проблемаларды білмейді. Егерде, олар кейбір организм топтарында туындай  қалса, әдеттегідей эволюциялық баяу жолымен, біршама уақыт аралығында бір түрдің екінші түрге ауысуымен табиғатта білінбестен өте береді. Оларға қарағанда адамдардың экологиялық проблемалары жер шарындағы бар табиғаттың өзекті проблемаларына айналып отыр.

1. Табигат пен қоршаған ортаға адамның XX ғасырдағы антропогендік әсер етуініц шамасы үлкен болды. Қалыпты биосфераның шегіне жақындап қалды, тіпті кейбір параметрі бойынша асып кетіп жатыр. Әрине, мұның көріністері әр түрлі: