Ақтөбе Хром Қосындылар Зауыты

Атмосфералық  ауада үш түрдің бірігуі ретінде  құралады: газ тәріздес сера оксиды  (ІV) және сероводород және сульфат аэрозолі. Атмосфера ауасындағы сераның табиғи қайна көзі сероводород атмосфераға Н₂S енген бойында тез қышқылданады SО₂ дейін, нәтижесінде озон атамарлы және молекулярлы ауамен реакциясы түседі.

 Сульфаттар  атмосфераға топырақты өңдеген  кезде теңіз тұзы және өндірістік қалдықтарымен қоса пайда болуы мүмкін. Вулканда өздігінен жиналған сералармен оксид серасын да шығарады. N₂S қайнар көзі болып шахталар немесе пласаралық су болып табылады.

N₂S пен сераның біргуі және атмосфераға көтерілуі топырақтағы биологиялық процестермен де байланысты. Қалпына келтіру реакциясының қалайлысы сульфаттан сероводородқа дейінгі рН=6,3–8,6 30°температурасында.

Жылдар  өткен сайын адамзаттың шаруашылық қызметтерінің нәтижесінде атмосфераға газтәріздес ауалардың бірігуі пайда болады. Бұл ластаудын басты көлемі, ол көмір жағудың және нефтезаттардың жағудың жерінен әсіресе 80% жылу, 19% -жер асты қоймаларын тазарту болысында, 1% - автокөлік жерінен болады сераның көп бөлігі (96%) атмосфераға сера оксид ретінде шығады (ІV), 3% - шамасында сульфит ретінде, 1% - қалпына келтіретін бірігу түрлері: сероводород, сероуглерод т.б.

Сероводород токсикалық әрекет. Концентрация арқылы 0,0011 мг/м³ және оданда көп бөлігі суда шіріген жұмыртқаның иісін шығарады, ішетін судаға концентрациясында 0,07 мк²/дм³ оның дәмін өзгертуі мүмкін. Эмиссия жерінен Н₂S өсімдік жапырақтарында сера жиналады. Н₂S көп болуынан ауаның жетіспеушіліген әкелуі мүмкін. Концентрация негізінде Н₂S 1,0мг/дм³ балықтарда демалысы төмендейді, тереңдікте жүзе алмауы мүмкін. Сероводород балықтардың терісінің ауаны қабылдауын нашарлатады.

Гигиеналық  нормативтік ПДКр.з = 10,0 мг/м³, пары қауіпсіздік класы 2; атмосфералық  ауаға    ПДК м.р = 0,008 мг/м³,   қауіпсіздік   класы 2; фондық

концентрациясы  Н₂S зерттелу ауданында 0,0043 мг/м³ құрайды.

Сера  оксиды (ІV) (сера диоксиды сералық ангидрид, сералы газ). Атмосфераға өндірістегі отты жағудан, сұйық оттан нәтижесінде түзіледі.

Сера  диоксиды түссіз газ, тітіркендіргіш. Ол атылмайды, суда жақсы ериді (10,5 г/100 мл 20⁰ с) су тамшыларында сералық қышқыл түзіледі.

So₂ тітркендіргіш газ, ауатамырдың азаюына әкеліп соқтырады, терілердің құрғақ массасын төмендетеді.

Гигиеналық  нормативтері жұмыс істеу аймағында  ПДК р.з = 10,0 мг/м₃, қауіпсіздік класы 3; атмосфералық ауада ПДК м.р = 0,5 мг/м₃, ПРКс 0,05 мг/м³, қауіпсіздік класы 2. фондық концентрациясы зерттелу ауданында 0,039 мг/м³ құрайды.

Қарастырылған аудандағы фонды концентрациясы 3,0 иг/м³, кремния оксид (SiO₂) – қатты минералды пашмер. Кварцтың кристалдық формаларында кездеседі.

SiO₂ құрамындағы гигиеналық нормативті 20% жұмыс ауданындағы ауада ПРКрз = 4,0 мг/м³, қауіпсіздік класы 4; атмосфералық ауада ПРКм.р = 0,5 мг/м³, ПРК с.с = 0,15 мг/м³, қауіпсіздік класы 3. қарастырылған будандағы фонды концентрациясы 0,23 мг/м³.

Хром. Табиғатта кең таралған (0,1 мкг/м³ ауада).

Таулы жерлерде хром концентрациясы 5 мг/кг - ден 1800 мг/п. Ірі жерлерде хром элементарлы жағдайда болады. Атмосфералық хромның табиғи қайнар көзі орман өрттері және вулкандар. Хромның химиялық ауадағы формасы белгісіз. 

 Ауадағы  хромның табиғи химиялық формасы  лақтырылған қалдықтарға байланысты. Хром шығару барысында хром  шаңдары пайда болуы мүмкін.

Меrian (1984) қоршаған ортадағы хромның қайнар көздерін қарастырған; жалпы кірісі (100%), вулкандық қалдығы (1%), биологиялық циклы (3%), топырақтағы өсімдіктерден (15%), таулы топырақтарда (15%), адам қызметі (70%), 3% кен табуға, металл өндіру, 7% - көмір жағу процесінен болады. Қоршаған ортада хром адамдардың қызметінен пайда болады.

Сыртқы  ортада хром циклы болады, топырақтан суға өтеді, ауаға кейін топыраққа қайта оралады. Суға түскендері сумен ағып теңізге кетеді. Қазіргі кезде хромның биологиялық формасы Cr⁰, Cr^2t, Cr^3t, және Cr^6t болып табылады.

Алты валенттілектің және үш валентіліктің байланысуыңдағы хромның дәрежесі мынадай:

Cr^2t • O₇⁺² +14 H⁺ + 6e = 2 Cr ⁺³ + 7H₂o + 1.33y.

Үш валентіліктегі алты валенттілік хромды қалпына келтірудің нәтижесінде хром ерітіндісінің түсі өзгеруі мүмкін.

Топырақ. эрозия жерінен хром комплексы түзеледі, оның құрамында үш валенттілік ретінде түзеледі. Топырақтың көбінде хром төмен концентрациясы болады: орташа концентрация 863 тәжірибесінде АҚги топырағында 53 мг/кг. Ең жоғары концентрация 3,5 г/кг. Мераленд шап штатында хром концентрациясы 27,4 г/кг дейін жетті.

Су. Қазіргі кезде бұл элементтің жоғары дәрежеде болмауы суда қалдықтардың болуы. Хром бар жерлерде және жоғары дамыған өндірістерде хром концентрациясы өте төмен. Суды зерттегенде Ақгитағы 15 өзенде хром концентрациясы 0,7 деп 84 МКУ тәжірибенің көп бөлігі – 10 мкг/дм³ құрады. Екінші жағынан С. П. Ковакованың пікірінше, табиғи суларда хром концентрациясы 215 мкг/дм³ – дейін жетуі мүмкін.

Хромның химиялық формасы ауадағы белгісіз. Өсімдіктер және жабайы өсімдектерге хром алмастырылмайтын компонент болатыны белгісіз, бірақ барлық өсімдік құрамында кездеседі. Тағамға қолданатын өсімдіктердің хром концентрациясы 0,19 мг/кг шикі массаға дейін жетеді. Ең жоғары концентраттар өсімдік құрамында табылған мысалы, зонаны анализдеу барысында    хром    дәрежесі    0,34% болған, яғни   жаңа   Зеландияда   ол

Югославиядағы Heysium markgrosi – да 0,3%. өсімдіктердің барлығы жоғары концентратты хромды көтере бермейді. Өндірістік аймақтарда өсетін өсімдіктер хром концентрацияның жоғары болуындағы жері, себебі өндірістің қалдықтарынан Taylor болады.

Және  сол авторлардың (1976) анықтауынша градирин өсіретін жерлерге жақын өсетін өсімдіктердің құрамындағы хромды анықтаған.

Атмосферадағы металлдың жиналуын Мауер (1983) зерттеген, 1974 – 1978 жылдар аралығында талдардың құрамындағы хром 13,5 – 15,1 мг/м³ болғанын анықтаған.

Қоршаған  ортаны хромның табиғи қайнарларымен  ластау. Ғылыми әдебиетте ңақты мәлімет  жоқ хром бар жердегі суларда  хром концентрациясы жоғары.

Хром  кинетикасы қышқылдануына байланысты, сонымен қатар химиялық және физикалық формаларына да байланысты. Жердегі хром қорлары элементарлы хромды құрайды. Географиялық аймақтарда күндегі хромды аңғару қатты әсер етеді. Ол 50 – 200 мг/күніне. Алты валенттік хром ішекке 3-5 есеге тез сіңеді. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІ. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

 

     2.1 Күкірт диоксидін анықтау

 

Күкірт диоксидының анықтамасы. Сера қосындысы   атмосфераға табиғи жолмен  шығады, сонымен қатар антропогенді қызмет нәтіжесі арқылы да. Табиғи қайнар көз ретінде мухит және құрғақ  беттері болып табылады. Сера қосындысы анаэробиялық микроорганизмдердің  көмегі арқылы бұзылған органикалық  заттар процесінде түзеледі. Ұйғарым бойынша биологиялық жолмен  бөлінген сера жылына  30-110 млн/т аспайды, бұл  бөлінетін сера көлемінің 1/3 құрайды. Атмосферадағы  вулкан әсерінен  ауаға  үлкен  көлемде диоксид  серасымен  қатар  сероводород, сульфат  және  элементарлы  сера  шығады (2%)  Атмосфераға  сера  сульфат  ретінде  мухит  беттерінен  де келеді.

Антропогенді  қызмет  нәтижесінде атмосфераға  сера  көп  көлемде  түседі, бастысы  диоксид  ретінде  түседі. Бұл  қосылғыштардың  арасындағы  негізгі  қайнар  көзі  І орындағы антропогенді  қалдықты (70%)  көмірді  өртеу  болып  табылады. Жану процесінде  сера  сернисті  газға  айналады, ал  қалған  сера бөлігі қатты  түрінде қалады.  Жер  асты  қоймаларын  жағу  барысында  сернисті газ аз түзеледі. SO₂  түзілуінең  басты қайнар  көзі болып, жер асты қоймаларын жағумен бірге, металлургиялық  өндіріс (сульфадты руда свинці, меди, цинк) сонымен қатар сера қышқылын  өндіретін кәсіпорындар  және жер қойма өңдеулері болып табылады.

    Анықтау тәсілі SO₂ қышқылдау негізінде бекітілген, яғни  сульфат пен хлорид  бариясының араласуы негізінде, процесінде түзеледі  сульфат және сера  қышқылының  әсері АФА фильтріне кемітеді; оларды пластмассалы фильтрустағышқа салады.

   Тәсіл  бірлік  концентрацияларды   анықтауға  пайдаланады. Анықтау   сезгізтігі  5 мкг: талдау  көлемінде   өлшенетін  концентрация  диапазоны  0,08-1,5 мг/м³ 80л көлемінде.

Құралдар, реактивтер, материалдар

1. Ұстайтын  құрал:байқауға  арналған аспиратор, Рыхтер  жұтқыш құралы, АФА фильтрлі пластмассалы  фильтроустағыш;
2. Анаметикалық таразы
3. Барометр;
4. Термометр;
5. Фотокалориметр;
6. Глицерин немесе этиленгликоль;
7. Тұздалған қышқыл  концент;
8. Этил спирті, ректификат;
9. Водород  қышқылы (Н₂О₂);
10. Серноқышқылды калий; сусыз K₂ SO₄;
11. Жұтқыш ерітінді: 10 мл 30%-ы  H₂ O ₂1 л суда ерітеді; 0,3 ерітіндіні Н₂О₂  бір аптадай қаранғы жерде сақтайды;
12. Хлорлы барий, құрамды реактив: 5,85 г кристалды хлорлы барий (BA CL Н₂ О₂ ) 50 мл суда ерітеді. Содан соң 150 мл этил спиртін құяды және 150 мл глицерин және этиленгликоль РН-ң араласу үлкендігін 5-2,8 тұзды қышқыл НCL  концентрациясына  дейін жеткізеді ерітіндіні 48 сағатқа алып қояды және қалдық қалған жағдай болса, сүзбеден өткізеді «көк лента»  сақтау  мерзімі 2 ай
13. Стандартты  түрдегі  ерітінді. Сусыз   серноқышқылды  калийді  ұсақтап  сылап, 2 сағат аралығында 120-150⁰ с температурасында  кептіреді. Аспаны 0,2720 г 100 мл суда ерітеді. Бұл ерітінді  SO₂  1000 мкг (м:14) сай келеді  жұмысты стандартты  ерітінді. Стандартты ерітіндіні 10 дәрежелі  ерітінді  ретінде дайындайды.Пайда болған ерітінді SO₂ 100 мкг/мл материалды құрайды жергілікті  аялдаманың  ауасы.

Жұмыс 4 сағатқа  шектелген.

                            

Жұмыс  барысы:

Бірлі  концентрацияны  анықтау  үшін 4 л/мин жылдамдықта  ауаны  20 минут ішінде  Рыхтер  құралы  бойынша, яғни 6 мл ерітіндіде  дайындайды.

   Ауаны  сульфат  аэрозолінен  және  сера  қышқылынан  тазарту үшін, анықтауға  кедергі  болатын құрал алдында АФА  фильтрлі  фильтустағышты  пластмасты  салады. Металды  фильтраустағышты  қолдануға болмайды. Зертханаларда   ерітінді дәрежесін 6 мл дистиллирленген   суға  дейін  апарады. Талдау  үшін 5 мл баиқау  ерітіндісін  пробиркаға апарып, 1 мл  BA CL₂ ерітіндісін қосады, 16 минуттан кейін 10 мм жуандықты НОО НМ ұзындықты байқау  ерітіндінің оптикалық тығыздығын анықтайды. Оптикалық тығыздыққа  дейінгі қоспалардың өлшемі  бірдей болу қажет бір мезгілде  нольді байқау өлшемін өткізеді, нольді байқаудың оптикалық тығыздығы 0,01 болуы керек. SO₂ көлемін байқаудан калибрлық график көмегімен анықтайды. Байқау  талдауларын визуалды түрде де өткізуге  болады.

 

Күкірт  диоксидін  анықтау.

С мг/м³ атмосфералық  ауада мынадай формуламен  береді:

           

                                     а * m

                               C = V₀ * b

 

Мұндағы:

а – сынаманың  көлемінің  жалпы  көлемі

в – анализге алынатын сынама көлемі

m – сынамадағы SO₂ көлемі

V₀ – қалыпты жағдайға келтірген ауа көлемі, л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Азот диоксидін анықтау                            

 

Азот  диоксидінің  анықтамасы. Жану процесіндегі азот оксидінің  түзілуі атмосфералық  азоттың қышқылдануымен  байланысты.

Температураның  көтерілуімен  бірге азот  оксидінің  көлемі көбейеді. От жанумен  байланысты емес, NO₂  қалдықтардың  қайнар  көзі азот қышқылының  өндірілуі.

  Азот  оксиды  табиғатта  түзіледі, сонымен  қатар  органикалық   азотқа айналу нәтіжесі. Энергетика  мен транспорт атмосфераға 36% қалдық шығарады жылына 60 млн  т қалдық азот оксиді, яғни  біріккен азоттың  табиғи  масштабты  бөлінуі разтәрізді  NO₂

(ІІ к: қауіпті) қатты  карриозды-активті агент болып  табылады. Қалыпты концентрация  максималды қызғыш 0,085 мг/м³ -ты құрайды орташа  тәуіліктік  О,ОН мг/м³:

   Грисс-Илосвал реактивті  азот диоксидінің  ауадағы  құрамын анықтау  тәсілі азот  диоксидінің  және  сульфат   қышқылының  әсерінен түзілген  диазобірігуін  құрау  болып   бекітілген, ол нафтиламинмен әсерлесіп  азобояғыш  құрайды. Сонғысы  ерітіндіні ашық қызғыштан қызыл-күңгірт  түске  дейін бояйды. Бояған ерітіндіден NO₂ көлемін анықтайды концентрациядағы азон, 3-есе NO₂ концентрациясын ұлғайтпайды, анықтауға кедергі болмайды. Анықталы сезгіштігі 0,1 мкг талданған байқау көлемінде өлшенетін концентрация диапазоны 0,03-0,6 Н

 мг/м³-ты құрайды, яғни 5 л ауа байқауында.

Құралдар, реактивтер, материалдар

1. Қаралатын қондырғы; байқау теретін аспиратор; Рыхтер жұтқыш құралы;
2. Анаметикалық таразы;
3. Барометр;
4. Термометр;
5. Фотоколориметр;
6. Иодты калий;
7. Натрий азот қышқылы;
8. Жұтқыш ерітінді 20 г KJ 250 мл суда ерітеді. Алынған ерітінді түссіз  және қарсы сақталатын шыны қоңыр болуы керек. Сақталу мерзімі екі апта.
9. Сера қышқылды натрий 0,06%  ерітінді 0,03 г/ NA₂ SO₂ 50 мл суда ерітеді. Ерітіндіні талдау алдында дайындайды.
10. Сірке  қышқылы 12%  ерітінділі 64 мл қышқыл концентрациясын ыдысқа салып, яғни 500 мл сосын сумен бірге жеткізеді;
11. Сульфанияды қышқыл,5 г сульфанияды қышқылды 150 мл де және 12%  сірке қышқылы ерітіндісінде ерітеді. Ерітіндіні тығыз жабылған шыныда сақтайды.
12. А- нафтилалин 0,2 г-а-нафтилалинді 20 мл суда ерітеді және ақшыл көк түсті тамшы болғанша ерітеді. Ерітіндіні байқап шыны ыдысқа құяды, ерітінді 150 мл 12%  сірке қышқылының ерітіндісін құяды
13. Құрамды реактив (Грисс - Илосвал) Талдау алдында а-нафтиламин және сульфанияды қышқылы ерітінділерін 1:1 қатынасында араластырады.
14. Стандартты қалыпты ерітінді; 2-3 г азот қышқылды натрийді ысқылап, 60⁰ с температурада кептіреді, яғни 2 сағат аралығында NA NO₂   0,1500г аспаны 100 мл 1 мл сыйымдылығында ерітеді, алынған ерітінді 10 мкг NO₂-ге сай келеді, стандартты ерітінді жұтқышты ерітіндігі айналғанша 100 рет дайындайды
15. Жұмысты  стандартты ерітінді 10 дәрежелі қоспа ерітіндісінде дайындайды; 10 мкг/м NO₂ құрайды 8 мл жұмыс ерітіндісі 1 мкг NO₂ сай келеді. Қалыпты стандартты ерітінді 2 апта шыны әйнекте сақталады.Жұмысты стандартты ерітіндіні талдау алдында дайындайды. Материал: тұрғылықты аялдама ауасы (4 сағат).