Гидросфера

 

Кіріспе

Гидросфера-біздің планетамыздың аса маңызды құрам бөліктерінің бірі. Гидросфераға күн энергиясы мен гравитациялық күштер әсерінен қозғалысқа түсетін және бір күйден екінші күйге өте алатын барлық су түрлері жатады. Гидросфера Жердің басқа элементтері атмосферамен, литосферамен тығыз байланысты. Жердегі су үнемі қозғалыста болады. Табиғаттағы су айналымы гидросфераның барлық бөліктерін бір-бірімен байланыстырып, біртұтас жабық жүйе: мұхит- атмосфера – құрлықты түзеді. Ол гидросфераның түрлі бөліктерінің әртектілігіне байланысты өзгеретін су алмасу процесінің белсенділігінің қамтамасыз етеді.

Әйтседе, сыртқы ортаны, суды, ауаны  қорғауға заңды түрде шара қолданбайтын бірде-бір мемлекет жоқ.Тіпті теңіз  суын қорғау зиянды заттардың шығарудың  технологиясын реттеу және қалдықтарды  барынша азайту жөнінде халықаралық  келісімде жасалған.

Бұл шаралар бұлжытпай іске асыру  да керек етеді, себебі ауаның, судың, топырақтың ластануы ең ақырғы шегіне жетті. Әсіресе бұл мәселе халық  өте жиі орналасқан өндірістік аудандарда тым үлкен орын алып отыр. Улы  заттар бұл орындардан өзен суларымен, теңіз ағыстары және жел арқылы мыңдаған километр алшақ орналасқан аймақтарға тарап, жер шарының алыс түпкірлеріне қауіп тудыруда.

Кейінгі жылдарда ластайтын қалдықтарды  кәдімгі түрлеріне жерді радиактивтік заттардың улау қаупі қосылды. Ал оның зиянды әсерлері жердің тек белгілі  аймағымен ғана шектелмейді.

Судың ластануы әсіресе өнеркәсіп  қалдықтарының қосылуы аса қауіпті. Қалдықтардың химиялық құрамының болуына  сәйкес, олардың тигізер әсеріде  түрлі. Мысалы, мұнай өңдеуден шыққан қалдықтар су бетін үлкен қабықпен жауып, оттектік алмасуын қиындатады. Үй тұрмысында және өнеркәсіпте өте  көп мөлшерде қолданылатын синтетикалық детергенттер деп аталатын жууға  қолданылатын заттардың әсері де мұнай қалдықтарымен бір бағыттас.

Сондай-ақ, ол судың оттекті бойына сіңіру қабілетін төмендетеді және органикалық заттары ыдырататын органикалық заттарды ыдырататын бактерияларды  құртып, балықтарды улайды. Өндеу кезінде  бөлінетін басқа да өнеркәсіп  қалдықтары, мысалы, мырыш, мыс, қорғасынның  тұздары мен көмірді кокстеу  кезінде пайда болатын фенол, цианидтер әсер етеді. Енді біреулері (қышқылдар мен негіздер) судың  электролиттік қасиетімен пайдалы  және зиянды микроорганизмдердің ара  қатынасын өзгертеді. Бұл заттардың қайсысы болсада суда бұрын болмаған (немесе аз мөлшерде ғана кездеседі) бейтаныс қосындылар. Сондықтанда олардың ыдырауы суда өмір сүретін организмдерге қауіпті.

 

 

 

 

 

 

 

         Гидросфера– табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұл құрлықтың 70 % алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 млн шаршы км. 

        Тірі және өлі табиғатта жүретін түрлі процестер мен құбылыстардың адам тіршілігіне жұмсалатын заттардың ішінде судың маңызы зор. Мұздарды, батпақтарды қосып есептегенде, жер бетінің 77,5% - ын су алып жатыр. Су қорларына – мұхиттар, теңіз, өзен, көл, жер асты сулары, мұздықтар, атмосферадағы ылғал кіреді. Су адамдар мен жануарлардың организміне еніп, онда болатын зат және энергия айналымына тікелей қатысады. Көптеген процестер тек сулы ортада ғана жүре алады. Белок суда пайда болған және осы ортада дами алады, ал белок тірі клетканың негізі болып табылады. Жер бетіндегі биологиялық өнімдердің 43% - ын, ал оттегінің 50% - дан көбін мұхиттар мен теңіздер береді.

      Су қоры – халық байлығы, өкінішке орай жер бетіндегі тұщы судың қоры өте аз. Өзендер мен көлдердегі тұщы сулардың қоры, гидросфера ресурсының бір пайызына да жетпейді екен. Құрлық бетінің әр түрлі жерлеріндегі тұщы сулардың қорлары әр түрлі. Мысалы, Аляскада 1 адамға 2 миллион м³, Жаңа Зеландияда 100 мың м³, бұрыңғы Кеңестер Одағында 18,3 мың м³, ал Қазақстан Республикасы тұщы су қоры тапшы мемлекеттер қатарына жатады. Қазақстанда 1987 жылы халық шаруашылығына жұмсалған судың жалпы мөлшері 38 км³-ге жетті.

       Планетамыздағы адамзаттың тұщы суды пайдалануы жыл сайын өсіп келеді. Ал, мұхиттардың, теңіздердің тұзды сулары шаруашылықта мардымсыз болса да қолданылып жүр. Біздің республикамызда су тұщытқыш станциясы Ақтау қаласында ғана бар. Егер ерте кезде, бір адам басына шаққанда, тәулігіне 12-18 литр су пайдаланса, XX ғасырда мәдениеті дамыған елдерде оның шамасы орта есеппен 200-400 литрге жетіп отыр.

     Су ресурстарының “мұхит-атмосфера-жер-мұхит” системасындағы айналым процестерінде тамаша бір қасиеті - өздігінен қайта қалпына келу қабілеті. Сондықтан табиғатты қорғаудың аса маңызды міндеттерінің бірі табиғи сулардың осы қасиетін сақтап қалуға барынша мүмкіндік жасау.

     Судың өздігінен тазару процесіне әсер ететін физикалық факторлардың ішінде ластаушы заттардың сұйылуы, еруі және араласуы негізгі рөл атқарады.

     Қазіргі кезде адамзат қоғамында 1 жылда тұщы судың 3000 км³ шамасындайы жұмсалады. Суды ең көп пайдаланатын ауыл шаруашылығы. Ауыл шаруашылығында пайдаланылған судың төрттен үш бөлігі қайтарылмайды. Мысалы, 1 тонна бидай өсіру үшін барлық вегетациялық кезеңде 7000 тонна, мақтаға 10000 тонна су жұмсалады.

      Ауыл шаруашылығында қолданылатын улы химикаттар топырақтан шайылып, суға түседі. Мал шаруашылығында түзілген өлі органикалық заттар (көң, шірінді, мочевина) топырақтан суға түсіп, су жүйелеріне едәуір әсер етеді. Органикалық заттары көп мұндай суларда көк-жасыл, қоңыр балдырлар және жоғары сатыдағы өсімдіктер тез көбейіп, өледі, нәтижесінде судағы органикалық заттардың массасы артады, сондықтан суда оттектің жетіспеушілігі туындайды. Соның нәтижесінде су тіршілікке жарамсыз болып, онда анаэробты процестер басым бола бастайды.

     Ағысында суларды оларды ластаушы заттардан тазарту күрделі процесс. Олар – механикалық, химиялық және биологиялық болып бөлінеді. 

 

                              Суды тазартудың әдістері 

 

       Механикалық әдісі – суды тұндыру және сүзу арқылы ондағы механикалық қоспалардан тазарту. Көлемі әр түрлі бөлшектер мөлшеріне қарай әр түрлі конструкциялық торлармен, су бетілік қоспалар – май, смола, мұнай ұстағыштар арқылы сүзіледі.

     Химиялық әдісте суды тазалау үшін химиялық реагенттер, мысалы, хлор, хлорлы ізбес сияқты қосылыстар қолданылады.

    Хлор суды қауіпті бактериялогиялық ластардан тамаша, пәрменді қауіпсіздендіреді. Бірақ соңғы кезде белгілі болғандай, хлорланған ауыз суы ғалымдар дәлелдегендей бауыр, қуық, асқазан ісіктерін, аллергиялық аурулар туындатады. Хлор тағы да біздің ағзамыздағы ақуыздарды бұзып, тері мен шашқа жағымсыз әсер етеді. Жазғы кезеңде, микроағзалар жылдам, қарқынды көбейетін шақта су көбірек хлорланады, осы кезде адам денсаулығына қауіп күшейеді.

Суды жекелей тұтынуда хлордан құтылудың ең тиімді әдісі  – су тазартқыш (сүзгіш) пайдалану. Егер сүзгі жоқ болса, онда суды бірнеше сағат тұндырып қою керек, сонда хлор ұшып кетеді.

Ағызынды суды тазартудың химиялық әдістерінің ең көп қолданылатын түрі – нейтралдау. Өнеркәсіп орындарының әртүрлі қышқылдарды бөлетін лас суларын нейтралдау үшін магнезит, доломит, ізбестастар қолданылады.

     Суды тазалаудың биологиялық әдісі – микроскопиялық өсімдіктер мен жануарлар өсіріп, үстінен ағызынды сумен толтырады да төменгі жағынан қатты ауа ағынымен үрлейді, Оттектің (ауамен үрлегенде) және органикалық заттардың көп мөлшерінде бактериялар мен микрофауна қарқынды өсіп, көбейіп, органикалық ластаушыларды жай минералдық заттарға дейін ыдырататын ферменттер бөле бастайды. Органикалық заттардың минералдану процесі жүреді.

Органикалық заттардың мол  қорымен қоректенген бактериялар  активті көбейе бастап, массалары  ұлғая түседі. Бактериялардың кесектелген  массалары біртіндеп судың түбіне шөгіп, ал су тазара береді. Биологиялық  тазалауға қатысатын организмдерге  әр түрлі бактериялардан басқа балдырлар, саңырауқұлақтар, ең төмен сатыдағы жәндіктер, құрттар және басқалар жатады. Солардың бірқатарына тоқталамыз.

     Жамбасқұрт – жамбастап жылжып қозғалатын жәндік. Бұл оның уақытша қозғалысы емес табиғи бейімділігі. Жамбасқұрттар балықтардың сүйікті жемі болумен қатар, өте пайдалы жәндіктер. Олар түрлі организмдердің қалдықтарымен қоректеніп, су түбі тазалығын сақтауда үлкен роль атқарады.

    Қоңыздар. Көп жылғы бақылаулар бойынша қоңыздардың негізгі қорегінің 60%-ы маса личинкалары екен. Арнайы жүргізілген тәжірибелерде бір ғана қоңыздың тәулігіне 65-70 маса личинкасын жоятыны осыны дәлелдейді.

     Су шаяны. Су шаяны ақпайтын тоқтау суларда, өсімдіктері көп, әрі ластанған өсімдік шірінділері көп көлшіктерде тіршілік етеді. Олардың негізгі қорегі – маса, сона мен басқа да су жәндіктері. Лаборатория жағдайында су шаяндары тәулігіне масаның 85 личинкасын жоятыны анықталған.

    Инеліктер. Судағы жәндіктердің ішінде инеліктердің орны ерекше. Барлығы дерліктей жыртқыштар. Тіршілік ету ерекшелігіне байланысты инеліктерді су насекомдарының “қос мекенділері” деп атауға болады. Өйткені инеліктердің личинкалары суда дамиды да, ал ересектерінің даму кезеңдері су жағасында өтеді. Ересек инеліктер қорегін тек қана ұшып қуып барып ұстайды. Олардың өткір тырнағына көбіне масалар, шыбындар, соналар т.б. зиянды насекомдар ілінеді.

    Су жүйелерін тазалайтын балықтар да бар екен. Арықтар бойын арамшөптерден тазарту үшін маман ғалымдар көп ізденіс жасап, канал бойларына ақ амур, дөң маңдай сияқты балықтарды қолдан жерсіндірді. Ақ амур ересектерінің дене тұрқы 120 см, салмағы 32 кг-ға дейін жететін ірі балық. Денесі ірі бұл балықтың ерекшелігі – ол сондай мешкей. Олар каналда өскен шөптерді жеп, өсімдіктердің қаулап өсуіне жол бермеген.

     Арық пен канал бойындағы өсімдіктерден құтылу үшін қолданылып жүрген механикалық әдістерді шөппен қоректенетін балықтармен алмастыру экономикалық жағынан өте тиімді. Сондай-ақ бұл балықтар басқа да маңызды қызмет атқарады. Жағасында қамыс өскен су төңірегінде орналасқан ауыл-село тұрғындары жазда масадан көп зардап шегетіні белгілі. Ондай кезде ақ амурлар суда өскен қамыс құрақты азық етіп, масалардың ұрық салатын орнын құртады. Сондықтан да су жүйелерін тазалайтын бұл балықтарды келешекте канал, арық суларында өсіруді қолға алған жөн.  

 

Гидросфера және оның құрамдас бөліктері. Гидросфера — Жер шарының су қабығы, ол ғаламшардағы химияның қосылысқа түспеген табиғи судың барлығьн (сұйық, қатты және бу түріндегі) қамтиды. Гидросфераны және оның құрамдас бөліктерін зерттейтін ғылымды гидрология деп атайды. Гидрология зерттеу объектісіне қарай екі салаға: Дүниежүзілік мұхит пен оның бөліктерін зерттейтін мұхиттану мен құрлықтағы суларды зерттейтін құрлық гидрологиясына жіктеледі.

Гидросфераның жалпы көлемі, шамамен, 1,4 млрд км³. Бұл орасан мол су массасының тек 2,5%-ы ғана тұщы су, қалған 97,5%-ын Дүниежүзілік мұхит пен құрлықтағы ащы сулар құрайды. Тұщы сулардың басым бөлігі мұздықтарда шоғырланған. Гидросфераның құрамдас бөліктері мен олардағы су көлемі 3-кестеде көрсетілген.

3-кесте

Гидросфераның құрамдас бөліктері  және олардағы су көлемі

 

Гидросфераның құрамдас бөліктері	Су көлемі, км3
Дүниежүзілік мұхит	1 370 000 000
Жер асты сулары	60 000 000
Топырак ылғалы	82 000
Мұздыктар	24 000 000
Көлдер	230 000
Өзендер	1 200
Атмосферадагы су	14 000
Барлығы	1 454 327 200

 

Гидросферадағы судың жалпы салмағы 1,5х10¹⁸ т, бұл Жер шары салмағының 1/4180 бөлігі болып табылады. Жер шары Күн жүйесіндегі ең «сулы» ғаламшар болып табылады, оның бетінің 71%-ын Дүниежүзілік мұхит алып жатыр. Ғаламшардың әрбір тұрғынына шаққанда 250 млн т судан келеді.

Судың қасиеттері. Су — Жер шарындағы ең көп таралған айрықша зат, химиялық құрамы жөнінен сутек оксиді (Н₂О) болып табылады. Оның өзіне тән қасиеттері бар, бұл қасиеттерінің географиялық қабықта жүретін процестер үшін маңызы зор.

Біріншіден, су қалыпты жағдайдың өзінде үш бірдей күйде бола алады. Судың бір күйден екінші күйге ауысуы үшін белгілі бір мөлшерде жылу жұмсалады (булану, қар мен мұздың еруі) немесе бөлініп шығады (конденсаңия, судың қатуы). Мысалы, 1 г суды буландыру үшін жұмсалатын жылу 1 г мұзды ерітуге қажет жылудан 7 еседей артық болады.

Екіншіден, басқа заттармен салыстырғанда су қатқан кезде көлемін ұлғайтады. Таза су қалыпты қысым жағдайында +100°С-та қайнап, О°С-та қататынын білесіңдер. Су +4°С шамасында ең жоғары тығыздыққа ие болады; бұдан төмен температурада, керісінше тығыздығы біртіндеп кеміп, көлемі ұлғая бастайды. Қатқан мезетте судың көлемі күрт артып, бастапқы сұйык күйіндегі көлемінен 10%-ға жуык ұлғаяды. Табиғатта судың мұндай өзгерістерге түсуінің өзіндік маңызы бар. Су айдындарының бетін жапқан мұз судың төменгі қабаттарының одан әрі салқындауына жол бермейді. Өйткені су қатқан сайын тығыз бола берсе, су айдындары түбінен бастап қатар еді. Мұндай орасан мол мұз жаз кезінде еріп үлгермес еді, мұның өзі қоршаған ортаға, судағы тіршілікке кері әсерін тигізген болар еді.

Үшіншіден, су еріткіш болғандықтан табиғатта таза күйінде болмайды, яғни оның құрамында еріген күйде азды-көпті бөгде заттар кездеседі. Суда тұздардың шоғырлану мөлшері, яғни тұздылыгы әркелкі болады. Судың тұздылығын бір литрдегі грамм есебімен (г/л), пайыз (%) және промилле (%о) есебімен өлшейді. Тұздылығы әр түрлі сулардың қату және ең жоғары тығыздық, байқалатын температуралары да айырмашылық жасайды .

Судың тұздылығы артқан сайын, қату температурасы төмендей береді. Сол себепті тұздылығы жоғары болатын терең көлдердің небір қатты аяздарда да қата қоюы қиын. Ал мұхит жағдайында беткі тұзды су қату барысында біртіндеп тығыздығы артып, төменге батады. Осының нәтижесінде мұхиттың неғұрлым төмен қабаттарына оттек жеткізіліп, ондағы тіршілікті қамтамасыз етеді.

Төртіншіден, су баяу жылынып, баяу суынады. Бұл судың жылу сыйымдылығының өте жоғары болуымен түсіндіріледі. Судың жылу сыйымдылығы құмға қарағанда 5 есе, темірмен салыстырғанда 10 есе жоғары. Ал судың ауамен салыстырғандағы жылу сыйымдылығы 3 мың есе жоғары. Яғни 1 см³ суды 1°-қа салқындату барысында 3 000 см³ ауаны 1°-қа жылытуға жетерлік жылу белінеді. Дүниежүзілік мұхиттың ғаламшарымыздағы алып жылу жинақтағыш ретіндегі рөлі судың осы маңызды қасиетімен түсіндіріледі. Тіпті кішігірім су айдынының маңында айрықша жұмсақ климаттың орнайтындығы да осыған байланысты.