КҮРІШ ӨСІМДІГІНІҢ ӨСУІНЕ, ДАМУЫНА ЖƏНЕ ВЕГЕТАЦИЯЛЫҚ САЛМАҚТЫҢ
ЖИНАЛУЫНА ТОПЫРАҚ ТҰЗДЫЛЫҒЫНЫҢ, АЗОТТЫ ЖƏНЕ ФОСФОРЛЫ
ТЫҢАЙТҚЫШТАРДЫҢ ƏСЕРІН ЗЕРТТЕУ
Үгіт Л., магистр. оқытушы, Рахметова А.М., студент
Алматы технологиялық университеті, Алматы қ. Қазақстан Республикасы
E-mail: Lazzat_12_18@mail.ru
Күріш –ежелден келе жатқан мəдени жəне дəндақылдар класына жатады. Оның азық-түлiк
құндылығы өте биiк. орташа сіңірімділігі 98% құрайды.. Күріш шаруашылығын қарқындату
келешекте күріш өндірісін ұлғайту жəне саланың экономикалық тиімділігін жоғарылатуға мүмкіндік
береді. Қазақстанда күріш егу жөнінен дамыған аудандар көп. Бірақ егіс аумағын кеңейтуге
топырақтың тұздылығы кедергі жасайды. Тұщы жерлерді игерудің бір жолы сол жерлерге күріш егіп
минералды тыңайтқыштарды себу болып табылады[1].
Бір авторлардың мəліметтерінде күріш тұздың 0,8% концентрациясына төзімді. Басқалардың
айтуы бойынша (Иконников С.) күріш тұздың шамамен 0,3% концентрациясына ғана төзімді. Ал 0,3-
0,4% хлормен тұздалған топырақтардың метрлік қабатында өнім алынбайды, ал 0,2-0,3% тұздылықты
болар болмас өнім алынады[2]. Топырақтың 0,35% аспайтын тұздылығында дəн өсіп өнуі мүмкін. Ол
1 литрге 10 грамм құрайтын топырақ суының минералдану дəрежесіне сəйкес келеді. Су алған кезде
топырақтың беткі қабаты тығыздалады, сондықтан күрішті бастапқы жоғары тұздылықтада өсіруге
болады. Бірақ, бұршақтар пайда болғаннан кейін тамыр жүйесі максимальді таралған қабаттағы 10-20
см тұздылығы0,5-0,6% немесе 15-16 г/л аспауы керек (Жовтонг жəне т.б., 1981) Т.Н.Кириенко
жасанды жолмен тұздау кезінде ерітіндінің концентрациясы 5 г/л болған кезде күріш дəнінің өнуі
бірден төмендегенін байқаған [3,4 ].
Тұзды жердегі жəне тұздың жоғары концентрациясына үйренген өсімдіктерді галофиттер (от
греч. galos - тұз, phyton - өсімдік), деп аталады. Тұзды жерде өспейтін өсімдіктерді гликофиттер(греч.
glycos - тəтті, рhyton - өсімдік) деп атайды. Ауыл шаруашылық өсімдіктер көпшілігінде
гликофиттерге тиісті. Тұздың мөлшері көбейгенде егістің өнімі төмендейді. Галофиттер қатты тұзды
жерде өседі. Əдеттегі галофиттерге Chenopodiaceae, Salicornia europaeа, Косhia prostrata,
Petrosimonia triandra тұқымдастары жəне т.б. тиісті. Тұздың көп мөлшері олардың өсуін ынталан-
дырады. Тұзды жерлерде гликофиттерде судың жəне инондардың гомеостазы клетка жəне өсімдік
деңгейінде бұзылады. Ол улы əсер етеді, биополимерлерді зақымдайды, өсуін баяулатады [5,6,7 ].
Мақта, жүгері, күріш өсімдіктерінің өсу деңгейі төмендеген, тұздaну – тұзғa төзiмдi жəнe ceзiмтaл
өciмдiктeрдiң дe өcуiн тeжeйдi. Aлaйдa, oлaрдың aрacындaғы өcу жылдaмдығының aйырмaшылығын
тұздaну əceрi бaйқaлғaннaн кeйiн бiрнeшe aптaдa көруге бoлaды [8]. Əдебеттер көзіне сүйенсек,
өсімдіктердің тұзға төзімділігін физиологиялық əдістермен де жоғарылатуға болады. Сонымен қатар,
өсімдіктерді NaCl 0,3% ерітіндісімен экстремальды тұздануға дайындау ұсынылады [9,10].
Зерттеу жұмысында зерттеу əдістері бойынша күріш дақылының Қазақстандық Чапсари,
Мадина күріш сорттары алынды. Осы аталған сорттарды бір қанша түрлі концентрацияларында
топрыққа отырғызып, өсу фазаларындағы көрсеткіштері анықталды .
Топырақтың хлорлы тұздануы күріш өсімдігінің өсуіне, дамуына жəне вегетациялық
салмағының жиналуына кері əсер етіп, Минералды тыңайтқыштар қосқан кезде олардың биіктігі,
биосалмағы, əсіресе жанама өсінділердің саны артуы төзімді мадина сортында артқан. Мочевина қос
суперфосфатқа қарағанда жақсы əсер берді, ал екеуін бірге қолданғанда төзімді мадина сөртында
көрсеткіштер, сезімтал сорт Чапсариге қарағанда алде қайда жақсы нəтиже бергені анықталды.
Зерттеу мақсаты: күріштің сорттарының өнімділігіне топырақтың хлорлы тұздылығы мен минералды
тыңайтқыштардың əсерін зерттеу, Күріштің тұзға төзімділігін интенсификациялау болды.
Тəжірибе нəтижесінің мəліметтерінде келтірілген фенологиялық бақылаулардың мəліметтері күріш
өсімдігінің өсіп дамуы өсіру жағдайына, əсіресе минералды тыңайтқыштарды беруге жəне топырақтың
тұздылығына тəуелді екендігін көрсетеді. Бұтақтану фазасында бақылаушы нұсқадағы өсімдіктің биіктігі
хлорлы тұздалған топырақтағыға қарағанда 1 см-ге биік болады. Мочевинаны енгізген кезде анық биіктігі
3-8 см болады. Фосфорды қолданған кезде ол 26 см-ге, ал оларды бірге қолданғанда 41 см-ге тең болған.
Мочевина өсімдіктің биіктігімен қатар күріштің дамуына да жақсы əсерін тигізеді. Қос
суперфосфат жанама өсінділердің қалыптасуына ықпал етпегенімен, азот фонында олардың санының
307
көбеюіне əсер етті. Бұтақтану фазасынан бастап күріштің қарқынды өсуін байқауға болады.
Бұтақтану фазасынан түтіктенуге дейін бақылаушы өсімдіктің биіктігі 23 см-ден 42-43 см-ге дейін
өзгерген. Фондармен салыстырғанда, тыңайтылған нұсқалардың ішінде азотты жəне азотты-
фосфорлы тыңайтқыштар өсуге жақсы əсер берген. Күріш өсімдігінің ең биік ұзындығы азотты жəне
фосфорлы тыңайтқыштарды бірге қолданған кезде байқалады.
Мочевина мен азотты-фосфорлы тыңайтқыштарын күрішке берген кезде трубалану-гүлдену
фазасына дейін жанама өсінділердің саны артқан (бір өсімдікке 3,5-4,0 дана) келтірілген мəліметтер
көрсеткендей, топырақтың тұздануы тек өсуін ғана тежеп қоймай, күріш өсімдігінің вегетациялық
салмағының жиналуына да кедергі жасайды. Ол бұтақтану фазасынан байқалады. Сонымен,
бақылаушы нұсқада бұл фазада 10 шикі өсімдіктің салмағы 2,3 г тең болды, топырақта 0,05% Cl
-
болған кезде 2,2 г тең болды.
Тұзды топырақта минералды тыңайтқышты қолданған кезде күріш өсімдігінің вегетациялық
салмағы артады. Оның жиналуына мочевина жақсы əсер етеді, хлорлы тұздылық кезінде 10 шикі
өсімдіктің салмағы 14,5 г құрады. Азотқа қарағанда фосфор күріш өсімдігінің вегетациялық салмағын
аздап арттырады. Мочевина мен қос суперфосфатты бірге қолданған кезде өсімдік көп салмақ
берді.Бұтақтану фазасынан трубалану жəне гүлдену фазасына ауған кезде күріш өсімдігінің
вегетациялық салмағы (интенсивті) қарқынды жиналғаны байқалды.Гүлдену фазасында мочевина
мен азотты-фосфорлы тыңайтқыш енгізген кезде 10 дана күріш өсімдігінің шикі вегетациялық
салмағы сəйкесінше 156,5 жəне 167,7 г құрайды.
Сонымен, топырақтың хлорлы тұздануы күріш өсімдігінің өсуіне, дамуына жəне вегетациялық
салмағының жиналуына кері əсер етті. Минералды тыңайтқыштар қосқан кезде олардың биіктігі,
биосалмағы, əсіресе жанама өсінділердің саны артады. Мочевина қос суперфосфаттан гөрі жақсы
əсер береді, ал екеуін бірге қолданғанда əсер оданда жақсы болады. Яғни төзімді Мадина сортында
көрсеткіштер ең жақсы көрсетілді.
ƏДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1.
Иванов Ю.В., Карташов А.В., Савочкин Ю.В. Устойчивость всходов Pinussilvestrisи Piceaabiesк
солевому стрессу // Лесной вестник.- 2010. - № 3(72). - С.119–122.
2.
Баят Ф., Ширан Б., Беляев Д.В. и др. Повышенная устойчивость к засолению растений картофеля,
трансформированных геном вакуолярного Na+/H+-антипортера ячменя HvNHX2 // Физиология растений.-
2010.-Т. 57.- С. 744–755.
3.
Demirae T., Turkan J. Exogenous glycinebetaine affects growth and praline accumulation and regards
senescence in two rice cultivars under NaCl stress // Environ. Exp. Bot. - 2006. - Vol.56, №1. - P.72-79.
4.
Maggio A., Raimondi G. Salt stress responce in tomato beyond the salinity tolerance threshold. // Environ.
Exp. Bot. - 2007. – Vol. 59, № 3. - P. 276-282.
5.
Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. –Волода, 1993. – С.102- 112. Гамбарова Н.Г.Влияние
предобработки 0,3% раствором NaCl в устойчивости ячменя к последующему действию экстремального засоления //
Актуальные проблемы биоэкологи. –М.:Ун-т Естеств.-экол. ин-т,- 2008. – C.100-102.
6.
Полуэктов Е. В. - Солеустойчивость растений / Е. В. Полуэктов,Н. А. Иванова - Мелиоративная
энциклопедия М. : 2004. – Т. 3. 197 б.
7.
Su J., Chen P.L., Wu R. Trangene expression of mannitol-1phosphate dehydrogenase enchanced the salt stress
tolerance of transgenic rice seedling // Sci.Agric. Sin.-1999.- Vol. 32, - P. 101-103.
ƏОЖ 663.262
ШАРАП ӨНДІРІСІНІҢ ҚАЛДЫҚТАРЫНАН ШАРАП ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ АМИНДІ
ТУЫНДЫЛАРЫН СИНТЕЗДЕУ
Жельдыбаева А.А., жет. х.ғ.к., Серикбаева А.Т., жет. Иргимбай Ж., студент
Алматы технологиялық университеті, Алматы қ, Қазақстан Республикасы
E-mail: runia_@mail.ru
Қазіргі кезде ғылым мен техниканың, шаруашылықтың сан-саласына қажетті жаңа пайдалы
препараттар шығару жəне енгізудің түрлі жолдары іздестірілуде. Осыған орай, шарап қышқылы мен
308
оның күрделі эфирлерінің əртүрлі қосылу, орынбасу жəне тұйықталу кезіндегі реакциялық
қабілеттілігінің жоғарылығы үлкен қызығушылық тудыруда [1].
Органикалық аминдер көп таралған органикалық қосылыстар. Олар табиғатта да көптеген
заттардың құрамына кіреді. Қазіргі кезде құрылысы, құрамы əртүрлі органикалық аминдер дəрі-
дəрмектік, пестицидтік жəне беттік активті препараттарды, таттануды реттеуіштер, бояулар,
ионалмастырғыш шайырлар, каучукты вулкандануды тездететін қоспалар жəне т.б. жағдайларда
қолданатын аралық қосылыстар ретінде көп сұраныс табуда [2, 3]. Органикалық аминдерді алудың
негізгі жолдарының қатарына алкилгалогенидтердің тікелей аммиакпен əрекеттесуі жатады. Шарап
қышқылының функционалды жаңа туындыларын синтездеудің ұтымды жолдарын жасау жəне
қосылыстардың пайдалы жақтарын табу мақсатымен D-шарап қышқылының 1,4-ди(2-хлорэтил)эфирін
(3.1) екіншілік аминдермен (диэтил-, дипропил- жəне дибутиламин) пиперидин, морфолин жəне
үшэтиламинмен əрекеттесуін зерттеп, оларға сəйкес 1,4-ди(2-диалкиламиноэтил)-D-тартраттарды (3.2-
3.6) жəне D-шарап қышқылының 1-(этил-үшэтил-аммонийхлорид)эфирін синтездедік.
Реакцияны ацетонды ортада поташ қатысында 50-60
о
С температурада шарап қышқылының
1,4-ди(2-хлорэтил)эфиріне диалкиламиндерді 1:2,5 қатынасында қосып жүргіздік.
Реакцияның бағытын ЖҚХ арқылы бақыладық. Ди(2-хлорэтил)-D-тартратын (2.3) бір хлор
атомын амин тобына алмастыру үшін реакцияны тартратпен (2.3) екіншілік диэтиламиндердің 1:2,5
қатысында жүргіздік. Бірінші жағдайда реакция 7 сағатта бітеді. ЖҚХ (силуфол, элюент –
гексан:ацетон (2:1)) реакциялық ортада бір заттың барын (R
f
0,82) көрсетеді.
1,4-ди(2-хлорэтилокси)шарап қышқылындағы (3.1) екі хлор атомын аминдеу реакциясын
тартрат (3.1) жəне аминнің 1:2,5 қатысында жоғарыда келтірілген жағдайда жүргіздік. Жұқа қабатты
хроматография реакция нəтижесінде негізінен R
f
0,82 заттың шығатынын көрсетті. Ал R
f
0,80, яғни
моноаминделген зат дағының ізі ғана көрінеді.
1,4-ди(2-хлорэтилокси)шарап қышқылындағы (3.1) екі хлор атомын аминдеу реакциясын
тартрат (3.1) жəне аминнің 1:2,5 қатысында жоғарыда келтірілген жағдайда жүргіздік. Жұқа қабатты
хроматография реакция нəтижесінде негізінен R
f
0,82 заттың шығатынын көрсетті.
Схема-1. D-Шарап қышқылының ди(2-аминоэтил)эфирінің синтезі
1,4-ди(2-хлорэтилокси)шарап қышқылындағы (3.1) екі хлор атомын аминдеу реакциясын
тартрат (3.1) жəне аминнің 1:2,5 қатысында жоғарыда келтірілген жағдайда жүргіздік. Жұқа қабатты
хроматография реакция нəтижесінде негізінен R
f
0,82 заттың шығатынын көрсетті. Ал R
f
0,80, яғни
моноаминделген зат дағының ізі ғана көрінеді.
Реакциялық қоспаны бағаналы хроматографиялау арқылы таза диаминдерді: 1,4-ди(2-
диэтиламиноэтил)-D-шарап қышқылын (3.2), 1,4-ди(2-дипропиламиноэтил)-D-шарап қышқылын
(3.3), 1,4-ди(2-дибутиламиноэтил)-D-шарап қышқылын (3.4), 1,4-ди(2-пиперидилэтил)-D-шарап
қышқылын (3.5), 1,4-ди(2-морфолилэтил)-D-шарап қышқылдарын (3.6) бөліп алдық. Олардың кейбір
физикалық жəне микроанализ көрсеткіш нəтижелері 1-кестеде келтірілген.
Кесте-1. Синтезделген қосылыстардың (3.2-3.6) кейбір аналитикалық көрсеткіштері
Қос.
реті
Шығ.
%
t
балқу
o
C
R
f
Табылғаны, %
Брутто
формуласы
Есептелгені, %
С
Н Cl N
C H Cl N
309
3.2 70
май 0,82
54,95
9,06
- 7,99
C
16
H
32
N
2
O
6
55,15 9,26
- 8,04
3.3 75
май 0,75
58,99
9,17
- 6,55
C
20
H
40
N
2
O
6
59,38 9,97
- 6,92
3.4 71
май 0,80
61,78
10,10
- 6,76
C
24
H
48
N
2
O
6
62,58 10,50
- 6,08
3.5 70
май 0,78
57,98
8,06
- 7,21
C
18
H
32
N
2
O
6
58,05 8,66
- 7,52
3.6 69
май 0,77
50,95
7,01
- 7,01
C
16
H
28
N
2
O
8
51,05 7,50
- 7,44
3.17 50 98 0,43
46,01
7,05
10,98
4,02
С
12
H
24
ClNO
6
45,93 7,71 11,30 4,46
2 кестеде алынған қосылыстардың (3.2-3.6, 3.17) ПМР жəне ЯМР
13
С спектрлері келтірілген.
ПМР спектрде δ 4,14 м.ү. шығатын химиялық ығысу шыңы 3 сутектік байланыстағы -ОН тобына
жатады. ЯМР
13
С спектріндегі əлсіз аймақтардағы δ 172,8; 171,50; 75,45 м.ү. шығатын химиялық
резонансты сигналдар екі C=C-O; НC-OН топтарындағы С атомына тəн. Ал қалған шыңдар бастапқы
диэтилтартраттың ЯМР
1
Н,
13
С спектрлерінің резонансты сигналдарына ұқсас келеді [2, 3].
D-шарап қышқылының аминді туындыларының құрылысын ЯМР
1
Н жəне
13
С спектрлері
көмегімен анықтау ыңғайлы. 2-кестеден 1,4-ди(2- хлорэтил)эфирінің хлор атомдары реакцияға түсіп,
оның орнын диаминдер басқанын көруге болады. Бұл жерде аминдердің алкил протондары δ CH
2
2,91; 2,97; 2,95; 2,96; 2,93; 2,45; 2,35; 2,36; 2,37; 2,31 м.ү. жəне СН
3
1,18; 1,20; 1,28; 1,21; 1,15; 1,17;
1,3 м.ү., СН-О-С 4,45; 4,55 м.ү. резонансты сигналдарының шығуы молекулаға диамин
фрагменттерінің енгенін көрсетеді.
Кесте-2. Синтезделген қосылыстардың (3.2-3.6, 3.17) ЯМР
1
Н жəне
13
С спектрлері
Зерттеу жұмыстарын жалғастыру барысында D-шарап қышқылының моно- жəне диаминді
туындыларының метилйодидпен əрекеттесу реакциясы жүргізіліп, нəтижесінде шарап қышқылының
төртіншілік йодметилаттары (3.7-3.16) синтезделді. Алынған қосылыстардың (3.7-3.16) құрамы
элементтік микроанализ, ал құрылыстары ИҚ, ЯМР
1
Н,
13
С спектрлері көмегімен анықталып
дəлелденді (4-6 кестелер).
Сондай-ақ шарап қышқылының диаминдері минералды қышқылдармен суда жақсы еритін
гидрохлорид тұздары алынды (3.12-3.16). Алынған тұздардың құрамы мен құрылысы элементтік
микроанализ, ИҚ-, ПМР жəне ЯМР спектрлерінің көмегімен анықталды (7-9 кестелер).
ƏДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Бегунова Р.Д., Химия вина. – М.: «Пищ. пром-сть», 1972. – 224 с.
2. Спасская И.Ф., Этлис И.С. Взаимодействие дихлорпировиноградной кислоты с первичными аминами
// ЖОХ. – 1960. – Т. 31, №7. – С. 2406-2410.
3. Гейн В.Л., Касимова Н.Н., Трехкомпонентная реакция эфиров ацилпировиноградных кислот с
ароматическими альдегидами и этилендиамином. Химические свойства полученных соединений // ЖОХ. –
2005. – Т. 75, №2. – С. 282-287.
Қoс
реті
ПМР
1
Н δ м.ү.
ЯМР
13
С м.ү.
OH
(O
H)
HO
CH
OC
H
2
CH
2
Cl
(СН-
О-С)
NCH
2
CH
2
CH
3
C=O HC-
OH
(HCO
C)
OC
2
ClC
2
(СН-
О-С)
NC
H
2
CH
2
CH
3
3.2 4,29 4,7
2
4,21
4,58
- 2,45
3,01
2,40
1,21 171,1 75,98 65,00
- 53,7
49,2
14,5
3.3 4,36 4,7
5
4,25
4,60
- 2,35
3,10
2,36
1,43
1,15 172,50 75,97 63,69
- 54,3
21,4
56,6
13,2
3.4 4,30 4,7
4
4,23
4,50
- 2,36
3,05
1,33
1,39
2,36
1,17 171,25 76,30 64,65 - 55,8 20,4
30,5
54,1
15,1
3.5 4,26 4,7
3
4,22
4,64
- 2,37
3,15
1,40
1,49
2,42
- 171,30
76,45
65,01 - 56,0
25,8
25,9
54,3
-
3.6 4,34 4,7
2
4,27
4,39
(4,45) 2,31
3,08
2,50
3,56
- 171,51
77,02
64,39
(66,7)
55,0 53,3 -
3.17 4,40 12,
34
4,55 3,52 3,28 - 1,3 170,08
173,10
77,60 64,80 - 55,5 59,0 12,5
310
УДК 665.
ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРЕДПРИЯТИЙ ПО
ПЕРЕРАБОТКЕ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ.
Мырзалиева С.К., нау. рук, д.х.н., проф, Молдоназарова К., студент, Кусанова Ш., студент
Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет имени К.И. Сатпаева
Согласно статье 25 Закона Республики Казахстан «Об охране окружающей среды» разработана
программа производственного мониторинга окружающей среды на объектах нефтепереработки и
нефтехимии, которая направлена на организацию наблюдений, сбор данных, проведение анализов,
оценки воздействия в период эксплуатации магистрального нефтепровода на состояние окружающей
среды, с целью принятия своевременных мер по предотвращению, сокращению и ликвидации
загрязняющего воздействия на природную среду. Для выполнения этой задачи организовано
наблюдение за состоянием атмосферного воздуха, отбор и анализ проб грунтовых и сточных вод [1].
Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, который осуществляет
государство. Главной целью мониторинга является наблюдение за состоянием окружающей
природной среды и уровнем ее загрязнения, а также информационное обеспечение управления
природоохранной деятельностью и экологической безопасностью[2].
Необходимость и значимость мониторинга воздушного бассейна предприятий по переработке
углеводородных систем связаны с насыщенностью источниками выделения и опасностью
выбрасываемых в атмосферу вредных веществ. Напомним, что к вредным веществам относят те
вещества, которые при контакте с организмом человека вызывают профессиональные заболевания
или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами. При этом учиты-
ваются воздействия этих веществ в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
К основным целям мониторинга воздушного и водного бассейна следует отнести:
- наблюдение за известными источниками поступления вредных веществ в воздушный бассейн;
- выявление источников и факторов загрязнения, а также степени их воздействия;
- оценку фактического состояния атмосферного воздуха;
- прогноз загрязнения атмосферного воздуха и пути улучшения ситуации;
- определение приоритетных загрязнителей воздушного бассейна с использованием результатов
прошлых наблюдений и данных об уровнях фонового загрязнения.
Данные мониторинга, полученные в результате прямых и косвенных (расчетные методики)
измерений, используются для решения таких задач, как:
- проверка соответствия нормам экологического законодательства;
- оценка эффективности технологических процессов;
- экспертиза новых технологий контроля над загрязнением атмосферы и водного бассейна;
- создание баз данных по выбросам всех типов технологических процессов;
- установление коэффициентов эмиссии загрязнителей;
- оценка влияния источника выброса на качество воздуха в регионе с использованием моделей
рассеивания;
- разработка целенаправленной экологической политики предприятия.
На опасных объектах целесообразно использовать следующие способы получения результатов
аналитических измерений о состоянии окружающей среды:
- предварительный отбор проб в заранее определенных точках отбора с последующим анализом
в лаборатории (лабораторная сеть наблюдений);
- отбор проб и проведение анализа в точке отбора с помощью специально предназначенных для
этого приборов (инструментальный контроль);
- отбор проб, проведение анализа на стационарных постах и передача полученной информации в
автоматическом режиме в центр сбора и обработки информации (автоматизированные системы мониторинга).
В процессах переработки углеводородных систем в атмосферу выбрасывается более 1500 тыс.
т/год вредных веществ. Из них (%): углеводородов — 78,8; оксидов серы — 15,5; оксидов азота —
1,8; оксидов углерода — 17,46; твердых веществ — 9,3. Выбросы твердых веществ, диоксида серы,
оксида углерода, оксидов азота составляют до 98% суммарных выбросов от промышленных
предприятий. Как показывает анализ состояния атмосферы, именно выбросы этих веществ в
большинстве промышленных городов создают повышенный фон загрязнения. Удельные выбросы
311
токсичных веществ в воздушный бассейн в целом по заводам данной отрасли составляют (кг/т
нефти): углеводороды — 3,83; оксиды серы — 0,79; оксиды азота — 0,09; оксиды углерода — 0,41.
Выбросы в атмосферный воздух специфических веществ (аммиака, ацетона, фенола, ксилола,
толуола, бензола) составляют -2%. На предприятиях нефтепереработки и нефтехимии улавливается
около 46,2% от общего количества выбросов от всех стационарных источников выделения вредных
веществ, причем, количество утилизируемых вредных веществ составляет 56,7% (от улавливаемых).
Прежде всего, это углеводороды (25-70%). В табл.1 представлена структура выбрасываемых,
улавливаемых и утилизируемых веществ предприятиями нефтепереработки и нефтехимии[3].
Таблица-1.
Структура выбрасываемых, улавливаемых и утилизируемых веществ на предприятиях нефте-переработки и
нефтехимии
Вещество
Структура
выбросов, %
Структура
улавливаемых %
Структура утили-
улавливаемых
веществ %
Углеводороды 72,06 69,38
63,04
Диоксид серы 14,26 0,40
0,03
Оксид углерода 8,85
3,40
0,38
Оксиды азота 1,58 0,31 0,34
Сероводород 0,41 2,78 1,83
Аммиак 0,47
2,45
-
Фенол 0,06
0,01
0,01
Твердые вещества 0,90
9,73
15,15
Прочие 1,41
11,54
10,05
Величина безвозвратных потерь для отечественных предприятий составляет в среднем 1% от
объема переработанной нефти. Безвозвратные потери нефти и нефтепродуктов по различным
источникам на заводах с глубокой переработкой нефти составляют (в %):
-потери углеводородов (включая сернистые соединения) за счет испарения — 63, в том числе:
из резервуаров и емкостей для хранения нефти и нефтепродуктов (открытого типа с шатровой
крышей) — 40; с поверхности сточной жидкости в нефтеловушках и различных прудах, с
сооружений биологической очистки сточных вод, включая испарение из канализационных колодцев
и открытых градирен — 19; при наливе в цистерны и при товарных операциях (на эстакадах
открытого типа) — 1,3; прочие источники испарения, утечки через не плотности, пропуски через
клапаны и воздушники на аппаратах, не подключенных к факельной линии и др. — 2,7;
-потери на факелах (при отсутствии газгольдеров для улавливания факельного газа) — 17;
-потери при сжигании кокса с катализаторов, от разливов и утечек в грунт, с газами разложения
на АВТ и битумных установках, со шламами, глинами и т.д. — 19;
-потери со сточными водами (до биологической очистки при содержании в них 75 мг/л
нефтепродуктов) — 1.
Приоритетный перечень вредных веществ для конкретного предприятия может отличаться от
отраслевого, поэтому при разработке природоохранных мероприятий необходимо составление
приоритетных перечней вредных веществ для каждого предприятия. В первую очередь, следует
обращать внимание на мероприятия по сокращению и обезвреживанию выбросов тех вредных
веществ, которые имеют приоритетный характер[4].
Таблица-2.
312
Для ликвидации загрязнения воздушного бассейна на химических и нефтехимических
предприятиях выбросы горючих и горюче-токсичных газов и паров, не поддающихся улавливанию и
переработке, сжигаются на факелах. В факельные системы обычно отводят разбавленные смеси (
углеводородных газов, водорода, окиси углерода и др.), получаемые постоянно при нормальном
технологическом режиме, которые нецелесообразно возвращать в процесс и перерабатывать по
технологическим или экономическим соображениям.[5]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. www.zakon.kz
2. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем. М.: Химия, 2002.
3. Карамов Л.М. «Нефть и здоровье. Ч.1», М., Химия, 2012
4. Котенев Ю.А. «Экологические аспекты функционирования нефтегазовых техноприродных систем»,
М., БИНОМ, 2007
5. Бесчастнов М.В. «Предупреждение аварий в химическом производстве»,М., 2011
УДК 504.16-336.77
Достарыңызбен бөлісу: |


title: КҮРІШ ӨСІМДІГІНІҢ ӨСУІНЕ, ДАМУЫНА ЖƏНЕ ВЕГЕТАЦИЯЛЫҚ САЛМАҚТЫҢ


БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ
Божбанов А.Ж., рук. к.б.н., доцент, Джакупова И.Б., магистр, ст.преподаватель,
Манина А.А. ,студент
Алматинский технологический университет,г. Алматы Республика Казахстан
Новый казахский университет им. Т. Рыскулова г. Алматы
E-mail: www.inkar_18@mail.ru
Ресурсы поверхностных вод Республики Казахстан в средний по водности год оцениваются в 100,9
млрд. куб. м. Водные ресурсы Казахстана составляют 2,1% от ресурсов бывшего Советского Союза. По
водообеспеченности Казахстан занимает последнее место среди бывших союзных республик.
Главным источником, питающим реки Казахстана, является ледники, площадь которых равна
почти 2 тыс. кв. км, объем – более 98 куб. км. (1/5 объема воды оз. Балхаш). В Казахстане более 8
тыс. рек с длиной русла каждой из них больше 10 км. В республике 48 тыс. озер, площадью более 1 га
каждое. Самое большое Балхаш (длина 605 км, ширина – 74 км.) Алаколь (104/52 км.), Тенгиз,
Маркаколь и др. Общий объем воды в озерах Казахстана 190 куб. км., из них пресные около 20 куб.
км. Сооружено более 4 тыс. водохранилищ и плотин, общая площадь которых составляет 10 тыс. кв.
км, их объем воды около 90 куб. км.
Территорию Казахстана можно условно разделить на восемь водохозяйственных бассейнов:
1. Арало-Сырдарьинский водохозяйственный бассейн
2. Балхаш-Алакольский водохозяйственный бассейн
3. Иртышский водохозяйственный бассейн
4. Урало-Каспийский водохозяйственный бассейн
5. Ишимский водохозяйственный бассейн
6. Нура-Сарысуский водохозяйственный бассейн
7. Шу-Таласский водохозяйственный бассейн
8. Тобол-Тургайский водохозяйственный бассейн
Факторами, влияющими на качественный и количественный состав подземных и
поверхностных вод по-прежнему являются безвозвратное изъятие природной воды, загрязнение
водных объектов в результате сброса недостаточно очищенных сточных вод. Причина сложившейся
ситуации состоит в том, что большинство сооружений и сетей систем водоотведения республики
Казахстан, введены в эксплуатацию или капитально отремонтированы более 20 – 30 лет назад.
Неочищенные стоки сбрасываются непосредственно на поля фильтрации, как в городе Тараз, или в
накопители (городах Кокшетау, Кызылорда, Уральск, Петропавловск, Костанай).
Остается острой также проблема исторических загрязнений. В Республике Казахстан на
разработаны предложения по оценке влияния на окружающую среду и ликвидации исторических
загрязнений, к которым относятся отходы прежней деятельности предприятий нефтегазового
комплекса, теплоэнергетики, горнорудной и перерабатывающей промышленности, а также
313
законсервированные нефтяные и нагнетательные скважины, самоизливающиеся гидрогеологические
скважины. [1].
В нашей стране и за рубежом проводятся исследования, направленные на изыскание и
внедрение в практику новых методов биологической очистки, позволяющих добиться лучших
результатов очистки и сохраняющих возможность естественного биоценоза при попадании в реки и
озера стоков, что является одним из самых серьезных вопросов защиты биосферы. [2].
Своеобразным «чемпионом» по поглощению загрязняющие и излишние питательные вещества
является водный гиацинт(рис.1) – эйхорния прекрасная (Eichorniacrassipes), или эйхорния плавающая,
которая успешно поглощает как органические, так и неорганические вещества. [3].
Рисунок-1. Эйхорния - водный гиацинт [3]
1 - общий вид; 2 - листовая пластинка и разрез вздутого черешка; 3 - цветок.
Сейчас с его помощью очищают озера, занесенные в список мертвых, малые реки и водоемы,
всевозможные грязные стоки хозяйственно-бытового и животноводческого происхождения. С помощью этого
растения можно извлечь из стоков большинство биогенных элементов, таких, как азот, фосфор, калий,
кальций, магний, марганец, сера, а также такие ингредиенты, как фенол (до 540 г/л), сульфаты,
нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), фосфаты, и можно улучшить такие
показатели, как биохимическая потребность кислорода (БПК) и химическая потребность кислорода (ХПК).
Именно этот набор элементов и ингредиентов служит основным загрязнителем наших рек и водоемов. При
очистке стоков, в которых находятся аммиак, фосфаты, щелочи, сульфиды, нефтепродукты, фенолы, растение
окисляет и расщепляет их на простые элементы и усваивает как питание, а также инсектициды, соединения
ртути, свинца и кадмия, судя по многочисленным публикациям, посвященным этому чудо-растению. [3]
Возможно это растение, со временем позволит решить проблему мертвых водоемов, с которой
ни природа, ни люди справиться уже не в состоянии.
Природа дала нам очень дешевый метод очистки окружающей среды и совсем не разумно
оставлять его без внимания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРАЫ
1. Программа "Охрана окружающей среды Республики Казахстан на 2008 – 2010 годы" Постановление
Правительства РК от "19" февраля 2008 года №162.
2. Биологический метод очистки сточных вод\ И.Б.Джакупова.,Божбанов А.Ж., Султангазиева Г.С., \ XXI
век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс Периодическое научное издание.Серия: Экология
3. Информационный обзор способа очистки (доочистки) вод с применением эйхорнии (водног-о
гиацинта)/М.: Общественный фонд содействия внедрению социальныхинноваций, 2009.
УДК 528.94
ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Г. АЛМАТЫ
Мырзалиева С.К., д.х.н., профессор, Туребеков А.Г.
Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет
имени К.И. Сатпаева г. Алматы, Республика Казахстан
E-mail: azik_bazik@bk.ru
Алматы - крупнейший город Казахстана, на территории которого расположены крупные
предприятия, теплоэлектростанции и сектор частных домостроений, которые наряду с
314
автотранспортом являются интенсивными источниками загрязнения окружающей среды. Площадь
водосбора рек города Алматы, впадающих в Или, отличается высокой степенью загрязнения. По
территории города Алматы протекают реки Большая Алматинка, Малая Алматинка, Есентай, в
которые сбрасываются сточные воды ряда предприятий. Река Есентай впадает в Большую Алматинку
далее в реку Каскелен и в Или, река Малая Алматинка впадает в Капчагайское водохранилище.
Южная столица Казахстана, город Алматы расположен на юго-восточной части РК на севере горных
отрогов Тянь-Шаня у подножия склона Заилийского Алатау на высоте 600-900 метров над уровнем
моря, в долинах рек Большой и Малой Алматинки. Территория, примыкающая к городу и лежащая на
отметке 600 м . над уровнем моря, плодородная, обильно поросшая лесом и кустарником [1]
Многогранность процессов распространения загрязненных вод, самоочищение и превращение
загрязняющих веществ в водных объектах является причиной того, что до настоящего времени
проблема формирования качества воды в реках и водоемах, испытывающих антропогенное
воздействие, не решена достаточно полно. Кроме этого, в воды этих рек сбрасываются
неорганизованные и неочищенные воды частного жилого сектора и многочисленных автомоек,
пунктов общественного питания и других объектов малого бизнеса, контроль за этими сбросами
фактически не ведется.
Наиболее загрязненной природной средой г. Алматы, по оценкам Центра мониторинга
природной среды, является атмосферный воздух города.
Основным источником загрязнения атмосферного воздуха г. Алматы является автотранспорт.
Вследствие этого в атмосферном воздухе г. Алматы отмечены повышенное содержание. Формаль-
дегида, диоксида азота, фенолов, окиси углерода. Наиболее неблагополучными районами города
являются районы ТЭЦ-1, автомагистраль по проспекту Райымбека, район Плодоконсервного завода.
Таблица-1. Загрязнение атмосферы города Алматы
Контроль качества атмосферного воздуха проводится на 5-ти постах наблюдения за
загрязнением (ПНЗ).
•
В г. Алматы разовые концентрации вредных веществ превышают предельно допустимые
концентрации (ПДК) [2]
•
- в Бостандыкском (ПНЗ-1) районе диоксида азота 1,4 ПДК;
•
- в Алмалинском (ПНЗ-12) районе оксида углерода 1,3 ПДК, диоксида азота 1,6 ПДК;
•
- в Жетысуском (ПНЗ-16) районе диоксида азота 1,5 ПДК;
•
- в Ауэзовском (ПНЗ-25) районе оксида углерода и диоксида азота 1,2 ПДК;
•
- в мкр. "Тастак-1" (ПНЗ-26) диоксида азота 1,1 ПДК.
Крупнейшей экологической проблемой для г. Алматы была и остается проблема накопления и
хранения твердых производственно-бытовых отходов. Твердыми бытовыми отходами загрязнено
около 24 га земли города, из них 10 ra заняты городской мусороперегрузочной станцией и ТОО
"Спецтранс", стихийными свалками в различных районах городастихийными свалками в различных
районах города.
На территории г. Алматы в настоящее время функционирует всего 5 постов, осуществляющих
контроль за атмосферным воздухом вместо 10 - 20 пунктов, необходимых для городов в соответствии
с нормативными требованиями.Наблюдения проводятся по единой программе, являясь одним из
красивейших городов нашей страны, Алматы остается одним из самых неблагополучных в
экологическом плане. АлматинскимгородскимМаслихатом утверждены "Правила охраны
растительного фонда общественного пользования г. Алматы. Однако в силу экономических,
технических, экологических и др. причин до сих пор не разработана "программа по реконструкции и
Автомобили
Заводы ифабрики
Самолеты и другие
источники техногенного
воздействия
В Алматы зарегистрировано:
735 тыс. автомобилей
200 тыс. тонн вредных веществ
450,9
миллиона
тенге
направлены
на
решение
различных проблем в области
экологии.
Незаконная утилизация отходов в
окружающую среду:
- в атмосферу 78 тыс.тонн;
-в водные объекты, накопители и
поля 383,3 тысячи тонн.
Международный аэропорт ,
находящийся в черте города
Алматы. Основные факторы
негативного воздействия :
- авиационный шум
-
выбросы
загрязняющих
веществ.
315
восстановлению зеленых насаждений города до 2005 г. , принятие которой должно быть
ориентированио на "выходную " мощьность местных питомником АО "Зеленстроя", Алматинского
областного лесоуправления, Ботанического сада, ПЧЛ Алматинскойэжелезной дороги. Озеленение
планируется провести в первую очередь в мкрн Аксай, Алмагуль, АйнабулакЖетысу, Мамыр, Самал.
Экологическими проблемами города занимается Центр мониторинга и аудита окружающей
среды Агенствапо гидрометеорологии и мониторингу природной среды (Казгидромет) Министерства
природных ресурсов и охраны окружающей среды РК ( МПРиООС РК) который имеет в своем
составе целый ряд аналитических лабораторий, методических и информационных отделов.
Задачи экологии и охраны природы - это рациональное и плановое использование природных
ресурсов, защита окружающей среды от загрязнений, это плановая система государственного
контроля, международных и общественных мероприятий, направленных на рациональное
использование, охрану и восстановление природных ресурсов, удовлетворение материальных и
культурных потребностей грядущих поколений. Необходимы значительные усилия, чтобы прийти к
новому качеству жизни, безопасному для человека, и уверенно думать о будущем наших детей и
сохранении природной среды. В условиях экономической нестабильности, реорганизации
управленческих структур, необходимы крупные инвестиции для решения насущных экологических
проблем, особенно важных на первоначальном этапе реализации экологической стратегии. Таких
средств в Казахстане сейчас недостаточно, поэтому для реализации экологической стратегии нужна
финансовая и техническая поддержка стран и организаций-доноров на первом этапе работы.
Национальный План действий по охране окружающей среды предусматривает, что через некоторое
время Казахстан сумеет создать механизмы, которые позволят поддерживать экологическую
программу за счет собственных ресурсов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алишева К.А. Алматы: HAS, 2006.—304 с.
2. Алинов М.Ш. Экология и устойчивое развитие: Учебное пособие М.Ш. Алимов. - Алматы:
Издательство «Бастау», - 2012. - 268 стр.
УДК 677.577.4
ВЫДЕЛЕНИЕ АНТРАХИНОНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ ИЗ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ И
ТЕХНОЛОГИЯ КРАШЕНИЯ.
Ергеш А., Ибрашева Р.К.
Алматинский технологияеский университет, г. Алаты, Республика казахстан
E-mail: ribrasheva@mail.ru
В связи с ухудшающейся экологической обстановкой в стране и мире, человечество оказалось
вынужденным вновь вернуться к услугам природы. Многие страны уже стараются ограничить
потребление изделий, выработанных с помощью синтетических красителей и дубителей.
Возрождение интереса ко всему природному наблюдается последние 15 – 20 лет, что обусловлено
требованиями к экологии. Исследования по применению растений в качестве сырья красителей и
дубителей продолжают вестись во всем мире, о чем говорят опубликованные работы.
К началу XX века синтетические красители почти полностью вытеснили из практики
природные. Причиной тому было развитие химической промышленности, повышение автоматизации
и механизации производства, появление новых видов тканей – смесовых. Синтетические красители
обеспечивают более яркие и устойчивые к погодным и другим условиям окраски при практически
неограниченной цветовой гамме. Но производство синтетических красителей создает экологические
проблемы и риски, поскольку сами синтетические красители и продукты их разложения имеют
различный уровень токсичности.
Натуральные красители не так сильно взаимодействуют с волокнами ткани, как синтетические,
поэтому для усиления стойкости окраски и яркости цвета при окрашивании необходимо добавлять
протравы или дубильные вещества.
316
Большинство природных красителей, содержащихся в растениях, являются производными
антрахинона и находятся в растениях в виде гликозидов – антрагликозидов. В процессе экстракции и
крашения гликозиды распадаются на глюкозу и соответствующее производное антрахинона. На
волокне большинство природных красителей закрепляется с помощью протрав – минеральных или
органических соединений, образующих химические связи с одной стороны с волокном, а с другой – с
красителем. Используя различные протравы, из одного и того же сырья можно получить до 40 цветов
и оттенков. Цвет может также отличаться в зависимости от того, когда было осуществлено травление
– до, в момент или после окраски. Для большинства протрав наиболее светлой окраской обладают
образцы, окрашенные по способу, когда обработка солями металла следует после крашения, а
наиболее темной – окраски, полученные при крашении по способу с одновременным
протравливанием. Это объясняется тем, что в зависимости от последовательности нанесения
протравы и крашения могут образовываться комплексные соединения различного строения.
В протраве нуждаются до 90% растительных красителей. В качестве протрав применяются соли
металлов, катионы которых осаждаются на ткани. Существует несколько видов традиционных
протрав.
Глиноземные протравы: алюмокалиевые, алюмоаммониевые квасцы; Железные протравы:
желтая кровяная соль (гексациано(2)феррат калия K4[Fe(CN)6]*3H2O), сульфат железа
(Fe2(SO4)3*9H2O), железоаммониевые квасцы; Хромовые протравы: дихромат калия (хромпик,
K2Cr2O7), хромовые квасцы; Оловянные протравы: хлорид двух- и четырехвалентного олова
(SnCl2*2H2O и SnCl4*5H2O); Марганцовая протрава: хлорид марганца (MnCl2*H2O); Медные и
цинковые протравы: медные и цинковые купоросы (CuSO4*5H2O и ZnSO4*7H2O).
Растительные красители и дубители отличаются от синтетических не только экологической
безопасностью, но и рядом других преимуществ. В отличие от индивидуальных по химическому
строению синтетических веществ, растительные красители сопровождает целый набор природных
дубящих, 4 красящих веществ. Сложный состав красящего вещества позволяет получить красочные
художественные эффекты, какие не всегда могут дать синтетические красители. Природные
красители и дубители позволяют Придавать оригинальную красивую окраску текстильному
материалу.
Направление нашего исследования заключается в поиске новых способов крашения
натуральных тканей из природных волокон природными красителями.
Источником натуральных красителей мы выбрали щавель конский (Rumex Rumex confertus
Willd) , который в больших количествах произрастает на территории РК.
В 1 л колбу поместили 0,5 кг высушенных и измельченных корней, стеблей и листьев щавеля
конского, собранного в мае месяце в Казахстане. Извлечение проводилось настаиванием этиловым
спиртом при комнатной температуре в течение 2 недель. Окрашенный в желтый цвет раствор
отфильтровывался и оставшееся сырье
2 раза извлекали эфиром для полного извлечения красителей. Упариванием экстракта был
получен темный остаток. Наличие антрахиноновых красителей в смеси исследовали хроматографией
на бумаге. Спиртовый раствор смеси красителей хроматографировали в восходящем токе
растворителя в течение 2 часов. После высушивания хроматограмму проявляли 1%-ным раствором
п-нитрозодиметиланилина. Проявленная хроматограмма имела три окрашенных в интенсивно
желтый цвет пятна Rf 0,54; 0,94; 0,96, соответствующих антранолам: эмодина, фисциона и
хризофанола. Красители вымывали с адсорбента бензолом
.
Элюаты соответствующих зон собирали
по фракциям
.
После упаривания элюата 1 фракции коричневато-красной зоны и кристаллизации
остатка из 90% спирта был получен продукт в виде иголок желтого цвета с т.пл.200-203С. При
упаривании этиловым спиртом вишнево-красной зоны и последующей кристаллизацией из спирта
был получен продукт в виде оранжевых блестящих иголок с т.пл.253 С. Из желто-оранжевой зоны
аналогичным образом были выделены светло-желтые кристаллы с т.пл.154-156 С.
Таким образом, нами были выделены антрахиноновые красители и идентифицированы по
температурам плавления и коэффициентом распределения с литературными данными. Полученные
красители были использованы для пробного крашения текстильных материалов.
317
Для окрашивания был взят белый целлюлозный трикотаж.
Верхний ряд: показано прокрашенный бледно-розовый трикотаж. Образцы №1- красивый
розовый цвет, №2-сочный морковный и №3 оранжевый. В нижнем ряду - едко-желтый (№4 на фото -
кусочек, выкрашенный долгим вымачиванием в растворе). №5 - слишком холодный, серовато-
землистый№6 - "желтушный" и №7 красным красителем на белом - хороший, приятный, "загорелый"
и живой цвет . Использовалась протрава: медный купорос дает бежевые оттенки, железный купорос
коричневые и алюминевые квасцы красный оттенок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Королюк Е.А. Красильные растения Алтая и сопредельных территорий // Химия растительного сырья.
2003г.
2. Хайрутдинова А.Д., Один А.П., Клименко Е.С. Изучение термической устойчивости антоциановых
красителей, полученных из природного сырья. М, 2003г.
3. Буданцев A.JL, Лесновская Е.Е. Дикорастущие полезные растения России. СПб.: Издательство
СПХФА, 2001г.
УДК 504: 001.8
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
СЕМИПАЛАТИНСКОГО ПОЛИГОНА
Туганбекова М.А., рук. доц, к.б.н., Муталапов С.Е., студент
г. Алматы, Республика Казахстан
E-mail: mari.tuganbekova@mail.ru
29 августа 1949 года в Семипалатинском полигоне было проведено первое испытание ядерного
оружия в Советском Союзе. Мощность бомбы составила 22 килотонны. Создание полигона было
частью атомного проекта, и выбор был сделан, как оказалось впоследствии, весьма удачно —
Семипалатинская область является полупустынной зоной с малой плотностью населения, между
населенными пунктами сотни километров, рельеф местности позволил проводить подземные ядерные
взрывы и в штольнях, и в скважинах.С этого первого взрыва началась трагедия Семипалатинской
степи. Не менее 468 ядерных испытаний было проведено на этом полигоне.
В результате многолетних испытаний ядерного оружия в атмосферу было выброшено огромное
количество радиоактивных веществ. Практически все наземные ядерные взрывы, произведенные в
СССР, были осуществлены на территории СИП. Они сформировали на местности долговременное
радиоактивное загрязнение в виде длинных полос, так называемых "радиоактивных следов",
уходящих далеко за пределы полигона. Выпавшие радиоактивные вещества начали мигрировать в
окружающей среде, нанося ущерб всему живому. Кроме 30 наземных испытаний, на полигоне было
осуществлено более 340 подземных испытаний в вертикальных скважинах и в горизонтальных
туннелях. Многие подземные испытания сопровождались выбросом радиоактивности в атмосферу.
Кроме испытания ядерного оружия на СИП проводились также ядерные взрывы в «мирных целях»,
318
были построены три ядерных исследовательских реактора, осуществлялись разнообразные неядерные
взрывные эксперименты[1, 2].
Глубокое потрясение испытало население 12 августа 1953 года. На вышке высотой 33 метра
был произведен первый взрыв термоядерного заряда мощностью 480 килотонн. Грибовидное облако
диаметром в 16 километров.
Взрыв первой водородной бомбы был произведен на высоте 1500 метров. Образовалось
гигантское грибовидное облако высотой 18 километров. Радиоактивные продукты рассеялись на
огромные расстояния. Свечение "ядерного Солнца" было такой силы, что наблюдалось за сотни
километров, а ударная волна ощущалась на расстоянии более 500 километров[3,4].
В 1963 году был подписан договор между СССР, США и Великобританией об ограничении
испытаний ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой. Наземные и воздушные взрывы были
прекращены. Семипалатинский полигон продолжал активно действовать. Договор лишь "увел"
ядерные взрывы под землю.
В 1987 году полигон, словно встряхнул с себя дремоту, стал наверстывать упущенное - было
произведено 18 взрывов мощностью от 20 до 150 килотонн. Вскоре произошло событие, от которого
начался отсчет поистине напряженной борьбы за закрытие полигона. Это случилось 12 февраля 1989
года. В этот день на полигоне прозвучал очередной подземный взрыв мощностью более 70 килотонн.
Возможно, этот взрыв стал бы таким же будничным в ряду других, если бы не произошло
непоправимое. На поверхности земли, деформированной от многолетних подземных испытаний,
образовались огромные щели, через которые вышли радиоактивные газы, их истечение шло в течение
двух суток.Произошла утечка радиоактивных газов.
Олжас Сулейменов, знаменитый общественный деятель Казахстана, организовал антиядерное
движение. Будучи депутатом Верховного Совета КазССР, поставил вопрос о приостановке деятельности
полигона. 28 февраля 1989 г. возле здания Союза писателей Казахстана собрались тысячи людей с
протестами. С этого момента начался отсчёт истории движения «Невада—Семипалатинск».Движение
«Невада-Семипалатинск» достигло успеха, впервые в мире применив новую модель — взаимодействие
народной и парламентской дипломатии. В Казахстан приехала делегация из США (из штата Невада), они
прошли мирным шествием, призывая остановить ядерные испытания во всем мире. Таким образом,
движение стало международным и приобрело своё название.
Президентским указом Семипалатинский ядерный полигон был официально закрыт 29 августа
1991 г. На сегодняшний день Республика Казахстан является первой и пока единственной страной
добровольно отказавшейся от ядерного оружия. Однако, как на территории полигона, так и в
некоторых близлежащих регионах остались сильно загрязненные зоны. Площадь пострадавших
территорий оценена в 304 000 км
2
. Здесь проживает более 1,7 миллиона человек. Местное население
уже десятилетиями терпит ущерб здоровью [5].Все более пагубно сказываются отдаленные
последствия ядерных испытаний, которые передаются из поколения в поколение.Последствия
ядерных испытаний трагичны. Более миллиона человек были подвергнуты острому и хроническому
лучевому воздействию, в основном на уровне малых доз, но в ряде районов суммарная доза
составляла 2 – 4 Гр. [6].
В законе Республики Казахстан «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие
ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном полигоне», признано, что ядерные испытания
нанесли невосполнимый ущерб здоровью людей и окружающей природной среде, вызвали рост
общей заболеваемости и смертности населения[7]. Здоровью населения районов, прилегающих к
Семипалатинскому региону, нанесен непоправимый вред. Средняя продолжительность жизни здесь
не превышает 40-50 лет. Радиационное воздействие привело к резкому ослаблению иммунитета, что
увеличивает количество заболеваний, обостряет течение и длительность болезней. У пострадавших
от радиоактивного облучения значительно чаще встречаются злокачественные образования. Анемия,
необычные поражения кожного покрова, нарушения артериального давления, патология крови и
сосудов, преждевременное старение, психические заболевания, суициды – все это печальное
наследие полигона.При таком экологическом состоянии наше будущее поколение находится под
угрозой[8].
Семипалатинский полигон – ужас долгих 40 лет, многих тысяч унесенных жизней,
исковерканных судеб, слезы, боль, последующие мутации и многое другое последствия его
деятельности. То, что происходило тогда в 40-е-80-е гг. ХХ века, эхом доносятся в XXI век. И
действует на нас, по сей день.
319
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Слажнева Т.И., Корчевский А.А. "Ядерные испытания и здоровье населения регионов Республики
Казахстан", Алматы, 2000 год.
2. Материалы международной научно-практической конференции "XXI – безъядерный век", Алматы,
2004 год.
3. Сергазина Г.М., Балмуханов С.Б. "Семипалатинский ядерный полигон. История строительства и
функционирование", Семипалатинск, 1999 год.
4. Слажнева Т.И., Корчевский А.А. "Ядерные испытания и здоровье населения регионов Республики
Казахстан", Алматы, 2000 год.
5. Мукушева М.К. Оценка доз облучения населения на территории бывшего Семипалатинского
испытательного полигона //Вестн. КазНУ. Сер.физ. Т. 1(19). 2005. С. 171–177.
6. Михайлов В.Н. и др. Ядерные испытания СССР. Т. 2. Технология ядерных испытаний СССР.
Воздействие на окружающую среду. Меры обеспечения безопасности. Ядерные полигоны и площадки //Изд.
Begell-Atom, 1998. 302 с.
7. Закон Республики Казахстан от 18 декабpя 1992 года N 1787-XII
8. Мукушев А.К. "Влияние радионуклидов на перекисное окисление липидов и антиоксидантную защиту
организма жителей, проживающих в населенных пунктах, прилегающих к Семипалатинскому испытательному
полигону", Семипалатинск, 2002 год
.
УДК 510(076.8)
Достарыңызбен бөлісу: |


title: БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ


title: РЕШЕНИЕ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ МЕТОДОМ ПРОГОНКИ

text:
РЕШЕНИЕ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ МЕТОДОМ ПРОГОНКИ
Токбергенов Д.Б., ру., Камбарова А., студент., Картаева А., студент
Алматинский технологический университет, г. Алматы, Республика Казахстан
Требуется найти решение обыкновенного дифференциального уровнение второго порядка
"
+ ( )
′
+ ( ) = ( ), ∈
, (1)
удовлетворяющее условиям :
+
′
=
,
+
′
=
. (2)
функции M, L, f непрерывны на
, и
+
≠ 0,
+
≠ 0,
Разобьем отрезок
, на N равных частей точками
= ;
= + ℎ;
= + 2ℎ; ⋯ ;
=
+ ℎ = , где ℎ =
(
)
;
= + ℎ; = 0,1,2, ; .
Обозначим ( ), ( )
, ( ), ( ) соотвественно через
,
,
,
.
Заменим
производные
′
и
"
разностными отношениями:
y
′
≈
; y
"
≈
; y
′
≈
;
y
′
≈ (y − y
)/ℎ.
После таких замен (1) и (2) имеют вид:
−
+
= − , i=1,2,⋯ , − 1; (3)
= ᴂ
+
; (4)
= ᴂ
+
; (5)
где
= 1 −
; = 2 − ℎ
;
= 1 +
;
= −ℎ
;
ᴂ
=
; ᴂ =
;
= −
;
=
.
Таким образом, решение дифференциального уровнения (1) с условиями (2) приблеженным
методом(3)-(4) сводится к решению системы N+1 линейных алгебраических уравнений. Матрица,
составленная из коэффициентов при неизвестных у , у
,
… , у , является трехдиагональной .У этой
матрицы от нуля отличны только коэффициенты на 3-х диагоналях – главной и двух соседних.
Система линейных уравнений с матрицами такого типа решается методом прогонки.
Решение системы (3) – (5) будем искать в виде
у
+
( i=0,1,2,…,N-1), (6)
где
, - неопределенные коэффициенты. Из (6) получим
=
+ .
Эту формулу подставляем в (3) , тогда
320
(А
− ) +
+
= − или =
.
+
(7)
Сравнивая (6) и (7), получим для определения неизвестных коэффициентов
и
рекуррентные формулы:
=
(i=1,2,…,N-1) ; (8)
=
(i=1,2,…,N-1). (9)
Если известны значения
, из формул (8) и (9) можно определить все и . Чтобы найти
, используем граничное условие (4) . При i = 0 формула (6) имеет вид = . + ; c другой
стороны, имеем граничное условие =æ
+ . Отсюда получаем
= æ , = .
Зная все значения коэффициентов
, , и , по формуле (6) определим последовательно
все .
определяется из решения системы уравнений
= æ
+
,
=
+ ,
первое из этих уравнений – краевое, условие (5) ; второе – получается из (6) при i=N-1. Если
1-
. æ ≠0, то из системы определим =
æ
æ
. (10)
Изложенный метод называется методом прогонки ( правой прогонкой ) .
Достаточные условия , при которых
−
≠0, 1-
æ ≠0 являются
| | ≥ | | + | |, i=1,2,…,N-1; |æ | ≤ 1, |æ | ≤ 1, |æ + æ |<2 . (11)
При этих условиях для всех i ( i = 1,2,…,N ) | |
≤ 1.
Если | |
≤ 1, то погрешности вычисления не возрастают, т.е. метод прогонки в этом случае
устойчив.
Таким образом, формулы прогонки имеет вид:
=
,
= æ
;
=
,
=
; i=1, 2, …, N – 1 ;
=
+
,
=
æ
æ
, i=N-1, N-2, … , 1, 0.
Сначала мы найдем все значения и , после этого определим последовательно
,
,
, .
Погрещность метода состоит из суммы погрешности апроксимации краевых условий. Она
равна O(h).
Приближенная оценка погрешности расчета производится по формуле
∆= max
−
/3,
где
∆ − погрешность расчета: и
- значение приближенных решений в одной и той же
точке с шагами
ℎ и2h cоотвественно.
Пример: Решить дифференциальное уравнение
"
+
′
cos −
=
+ 1 ,
удовлетворющего граничным условиям:
0,1 +0,1
′
,
= 1,1; 1,1 +0,1
′
,
= 0,9 .
с шагом интергрирования h=0,1.
Заменим дифференциальное уравнение и граничные условия их разностными аналогиями,
получим систему (N+1) алгебраических уравнений:
−
+
= −
= æ
+ µ ,
= æ
+µ (i=1,2,…,N-1) (12)
где = 1-
ℎ
/2 ; = 1+ ℎ
/2 ; = 2+ℎ
;
= -
ℎ (1+ ) ; æ =
, æ =
; µ
=
-
; µ
2=
; e
1
=0,1;
e
2
=-0,1 ; e
3
=1,1 ; d
1
=1,1; d
2
=0,1; d
3
=0,9; a=0,1; b=1,1.
Систему (12) решаем методом прогонки . В нашем примере c
i
˃A
i
+B
i
для всех x
i
действительно
2+h
2
e
xi
˃2; тогда все ׀d
i
׀<
1 Отсюда следует устойчивость метода прогонки.Результаты вычисления
приведены в таблице
x 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1
y 4,06 3,36 2,78 2,30 1,90 1,58 1,33 1,13 0,99 0,90 0,86
321
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Березин И.С., Жидков Н.П., Методы вычислений , т.2.-М. : Физматгиз, 1962.
2. Самарский А.А. Теория разностных схем. – М. : Наука , 1977.
3. Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы. -М.: Наука, 1977.
4. Токбергенов Дж.Б. Методические указания ( к выполнению лабораторных работ почисленным
методам) Алма-Ата,1983,
УДК 504:37.03.
НЕФТЯНЫЕ СОРБЕНТЫ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ.
Хамзина Ж.Б
1
., Самадун А.
2
, Егамбердиев А
2
.
Алматинский технологический университет
1,
г. Алматы, Республика Казахстан
Казахский Национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева
2
E-mail: zhuldyz_hamzina@mail.ru
Скорость накопления нефтепродуктов в результате техногенного загрязнения в водных и
почвенных экосистемах далеко опережает скорость их биодеградации естественным путем, а
существующие технологии не позволяют справляться с такими загрязнениями быстро и эффективно.
Источниками загрязнения водных объектов нефтепродуктами являются нефтепроводы,
нефтеперерабатывающие установки, нефтебазы, перекачивающие станции и наливные пункты,
предприятия морского, автомобильного и железнодорожного транспорта. Серьезную опасность
представляют органические вещества, широко применяющиеся в гальваническом производстве. Это,
в первую очередь, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и ароматические углеводороды [1].
Очистка сточных вод проводится с целью устранения вредных и опасных свойств, которые
могут привести к пагубным последствиям в окружающей среде. Применение различных технологий
очистки направлено на нейтрализацию, обезвреживание или утилизацию ценных компонентов.
Таким образом, выбор технологии очистки и оборудования зависит в первую очередь от свойств
сточных вод и их отклонений от свойств природных вод. Другими словами, выбор метода очистки
стоков зависит от вредных факторов (ВФ), которыми характеризуется сточная вода [2]. Помимо
вышеназванных загрязнителей в стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды,
смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы
заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается
содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются
органолептические показатели воды.
О значительной экологической нагрузке, оказываемой процессами нефтепереработки на состояние
водных объектов, свидетельствуют данные табл. 1 где приводятся характерные нормы расхода
охлаждающей воды и отведения сточных вод для нефтеперерабатывающих заводов без учета ТЭЦ.
Таблица-1.
Профиль завода
Расход воды, м
3
/т
Количество сточных вод,
выпускаемых в водоем, м
3
/т
Оборот
Свежей
Потери
воды
Загряз-
ненных
Условно
чистых
Всего
Топливного
профиля
с
неглубокой
схемойпереработки нефти
То же, с глубокой схемой
переработки
Топливно-масляного
профиля
с
неглубокой
схемой переработки нефти
То же, с глубокой схемой
переработки
16,80
39,60
41,20
68,50
1,31
1,90
2,71
4,98
0,79
0,76
1,10
2,00
1,12
1,14
1,22
2,52
-
-
0,39
0,44
1,12
1,14
1,61
2,96
322
Добыча и первичная переработка нефтяного сырья сопряжены со значительной деградацией и
потерей водных ресурсов, ухудшением качества среды обитания в этих районах и возникновением
сложных экологических проблем. Попадание нефти и ее компонентов в окружающую среду вызывает
изменение физических, химических и биологических свойств, нарушает ход естественных
биологических процессов [3].
Миграция нефти и нефтепродуктов в водной среде осуществляется в пленочной,
эмульгированной и растворенной формах, а также в виде нефтяных агрегатов. Нефть и
нефтепродукты в воде и почве находятся в различных состояниях :
- свободно плавающие и в виде масляных пленок на поверхности воды;
- эмульгированные в воде;
- псевдосолюбилизированные в воде и связанные с поверхностно-активными веществами,
водорастворимыми полимерами и другими соединениями;
- скапливающиеся в фазе пены на поверхности воды;
- истинно растворенные в воде;
- иммобилизованные (адсорбированные, химически связанные) на суспендированных в воде
механических примесях;
- в виде свободной жидкой фазы на дне водоемов, в крупных почвенных пустотах, трещинах,
плавающие на поверхности грунтовых вод или скапливающиеся над нефтеупорными горизонтами;
- удерживаемые в почвенных порах капиллярными силами;
- в виде эмульсии типа «вода в нефти»;
- иммобилизованные (адсорбированные, химически связанные) с почвенным органическим и
минеральным веществом;
- в виде газовой шапки (летучие фракции нефтепродуктов в почвенном газе).
Перспективным направлением очистки нефтезагрязненных сточных вод с помощью
эффективных сорбентов является безреагентная физико-химическая обработка природных
материалов (отходы переработки сельскохозяйственных продуктов, отходы деревообрабатывающих
предприятий) для получения нефтяных сорбентов. Для их производства наиболее привлекательными
являются естественное органическое сырье и отходы производства растительного происхождения.
Они, как правило, являются органической частью экосистем. Поэтому сорбенты на их основе в
наибольшей степени соответствуют экологическим требованиям. Сорбенты природного
происхождения пригодны для процессов водоподготовки и очистки сточных вод от органических
веществ и нефтепродуктов средней и высокой молекулярной массы. Перспективными сорбентами
нефтепродуктов являются сорбенты на основе шелухи зерновых культур, риса, ячменя, пшеницы. Их
действие оказывается особенно эффективно при сборе тяжелых нефтяных фракций. Нами
разработаны эффективные сорбенты на основе отходов производства растительных масел
(подсолнух, кукурузные отходы), изучена степень очистки нефтезагрязненных сточных вод с их
использованием. Предлагаемый метод очистки обладает рядом преимуществ:
- простота реализации;
- возможность регенерации сорбента;
- экологическая безопасность процесса очистки;
- сравнительно низкая стоимость получения и использования сорбента.
При регенерации отработанного сорбента из него извлекается собранный нефтепродукт,
который может быть направлен на переработку или утилизируется. Отработанный сорбент без
регенерации может быть использован в производстве новых материалов функционального
назначения.
Данная технология очистки сточных вод на предприятиях нефтяной отрасли с внедрением
принципиально новых решений в технологических схемах очистки сточных вод, позволяет снизить
сбросы загрязняющих веществ: нефтепродукты не более, мг/л – 0,2; фенол не более, мг/л – 0,09;
взвешенные частицы, не более, мг/л – 20; хлориды (по Cl
-
), не более, мг/л – 600; сульфаты (по SO
4
2-
)
не более, мг/л – 450; ПАВ, не более, мг/л – 0,4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абросимов А.А. Исследование, разработка и внедрение методов повышения уровня экологической
безопасности нефтеперерабатывающего производства: Дис. ... д-ра техн. наук. - М.: МНПЗ, ГАНГ им. И.М.
Губкина, 1998. - 466 с.
323
2. Абросимов А.А. Экологические аспекты производства и применения нефтепродуктов. - М.: Барс, 1999.- 732 с.
3. Абросимов А.А. Экологические проблемы нефтеперерабатывающего производства. Методология
комплексного подхода к решению проблемы // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1998. - № 5. - С. 54.
ƏОЖ 574
ҚАЗАҚСТАН ТОПЫРАҒЫНЫҢ АУЫР МЕТАЛДАРМЕН ЛАСТАНУЫ
Ерболат К., Казангельдина Ж.Б.
Алматы технологиялық университеті, Алматы қ. Қазақстан Республикасы
E-mail: zhanna_kb@mail.ru
Топырақтың ауыр металдармен ластануы, əсіресе үлкен қалалардың айналасында жəне ірі
өнеркəсіп орталықтарында Қазақстан үшін актуальды экологиялық мəселелердің бірі болып отыр.
Тексере келгенде, кəсіпорын əсерінен бірнеше км-ге созылып жатқан ареалда көп мөлшерде
ластаушы заттардың, соның ішінде берілген мөлшерден көп болатын АМ жəне фондық
концентрациялар (геохимиялық аномалиялар) байқалады. Нəтижесінде қалаға ерекше қажетті
территориялар мен жақын жерде орналасқан үй жанындағы шаруашылықтың арнайы құрылыс
зоналары бар жерлердің топырақтың сапасы нашарлап, қана қоймай, сонымен қатар ішетін су ретінде
қолданылатын жер беті жəне жер асты суларын мезгілде атмосфералық ауаны екінші жағынан
ластайды [1,2,5].
Төмене ҚР кейбір қалаларының топырақтарының ауыр металдармен ластануын мысалға
келтіреміз:
Кесте-1. Шымкент қорғасын заводы территориясының айналасындағы АМ-ң мг/кг жалпы мөлшері
Элемент Pb
Zn
Cu Cd
Концентрация 1146,61+/-7,04 71,30+/-4,64 69,16+/-3,05 14,71+/-1,49
ЗЗШК 32,0 55,5 33,0 1,0
Кентауда топырақтың қорғасынмен ластануы ластаушы көзден 300-400 км қашықтықта
ондаған жəне жүздеген есе табиғи қалыптасқан мөлшерінен артық; Теміртауда сынаппен – 20 км
қашықтықта ондаған есе; Жезқазғанда мыспен – 15-20 км қашықтықта ондаған есе; Текелі мен
Талдықорғанда қорғасынмен, цинкпен, кадмиймен – 2-3 есе асып түседі. Алматы қаласының
территориясында топырақтағы цинктің құрамы ЗЗШК 1,8-15,2 есе, қорғасынның – 3,1-18,6 есе,
мыстың – 3,0-14,9 есе, кадмийдің – 100 еседен көп.
Кесте-2. Алматы қаласы топырағындағы АМ-ң жалпы мөлшері
Алаң Zn
Pb
Cu
Cd
« Алматы 1» гүл бағы 219
119,96
67,77
98,6
«Шұғыла» кинотеатры 102,7
106,9
53,55
100,7
Жасыл базар 128,3
126,2
62,56
97,2
«Атакент» көрмесі 279,9
212,9
90,76
11,11
Райымбек даңғылы 296,3
180,3
102,8
97,2
«Поршень» заводы 843,02
595,8
490,75
40,9
Ботаникалық бақ 100
100
100
100
ЗЗШК 55,5
32,0
33,0
1,0
Шығыс Қазақстан топырағының АМ ластануы, түрлі-түсті металдарға бай болуы кадмий,
қорғасын, мыс, титан, магний рудаларының көптеп өндірілуіне байланысты [3,4]. Көбінесе
ластанғандар металлургиялық өндіріске жақын орналасқан территория топырақтары болып келеді.
Бұл Глубокое ауылындағы мыс балқыту комбинаты, Өскемендегі қорғасын-мырыш комбинаты жəне
Ульбинск металлургиялық комбинаты, Лениногорскідегі мырыш жəне қорғасын заводы, сонымен
324
қатар 30 жыл бұрын функционерленген Лениногорскіден 20-25 км қашықтықтағы Чащинскі қалдық
сақтау орны .
Кесте-3. Шығыс Қазақстан облысы қалаларының айналасындағы топырақтағы АМ-дың жалпы мөлшері
Үлгілерді іріктеп
алған жерлер
Металл
Орташа мөл-
шері , мг/кг
Фоннан арту
Риддер қаласы Pb
Zn
Cd
Cu
1694
3878
17,5
472
77
31
25
8
Глубокое поселкасы Pb
Zn
Cd
Cu
2288
3375
13,3
383,5
104
27
19
65
Өскемен қаласы Pb
Zn
Cd
Cu
1500
3000
30
300
68
24
42
5
Өскемен қаласының жəне оның айналасындағы территориялардағы ластанған топырақтардың
құрамында 9,7 мың т қорғасын, сондай цинк, 32,5 т сынап бар. 3 кестеде Өскемен, Риддер
қалаларында жəне Глубокое поселкасындағы топырақтардың АМ ластануы көрсетілген.
Біздің зерттеулеріміздің көрсетуі бойынша Шығыс Қазақстандағы Өскемен жəне Ертіс
өнеркəсіп орындарында топырақтар өте жоғарғы деңгейде цинкпен – 41,4% , қорғасынмен – 12,8 % ,
мыспен – 4,8% жəне кадмимен – 1,8 % орташа-қауіпті ластанған .
Диаграмма-1. Шығыс Қазақстан облысы қалаларының ауданындағы топырақтағы АМ мөлшері
ƏДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.
1. 3 желтоқсан 2003 жылы № 1241-ші Президент Жарлығы «2004-2015 жылдарға арналған Қазақстан
Республикасының экологиялық қауіпсіздік тұжырымдамасында».
2. Ревич Б.А. Окружающая среда и здоровье населения /под ред. Б.А.. – М.: ЦЭПР, 2003. – 144с.
3. Критерии оценки загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.// НИИ гигиены и
профзаболеваний Минздрав РК. – Алматы, 2010.
4. Москвитина Н.С. Биологическое направление химических элементов как показатель состояния среды /
под ред. Н.С.Москитина, Е.В.Кохонов, А.Д.Строителев //Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы –
биофилы в окружающей среде: доклады 2 междун.научно-прак.конф.,16-18 октября 2002г. – Семипалатинск,
2002. – С. 422-425.
5. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почвы растения. – Новосибирск: Наука, 2009.
325
УДК 519.6
МЕТОД НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ
2> Достарыңызбен бөлісу: |


title: Сборник материалов подготовлен под редакцией доктора химических наук, академика Кулажанова К. С. Редакционная коллегия - бет 47

text:
Калиев Б.А., к.т.н., Гумаров А.,студент, Саурбаев Т., студент
Алматинский технологический университет, г. Алматы, Республика Казахстан
Переход к рыночной экономике тесно связан с процессами регулирования и управления
технологическими процессами. В этой связи актуальной становится задача оптимального
распределения ресурсов. Для ее решения нередко приходиться прибегать к построению
математической модели. Суть математического моделирования состоит в замене реального объекта
некоторой математической конструкцией, отражающей характерные черты моделируемого процесса.
Методы математического моделирования позволяют проводить прогноз свойств и
оптимизацию показателей технических объектов с меньшими затратами, чем проведение
эксперимента. В результате при обработке экспериментальных данных возникает необходимость
получения математических моделей с помощью доступных способов. Одним из них является метод
наименьших квадратов. При использовании этого метода задачей исследователя является получение
и анализ математической модели. В результате разработанная эмпирическая математическая модель
может быть использована для оценки механизмов процессов, протекающих внутри объекта.
Построение модели само по себе не является самоцелью. Большинство из них строится с
вполне определенными целями, для решения определенных задач. Учет этих целей необходим при
разработке и идентификации модели. В основе каждой модели лежит система предпосылок,
определяющих исходные принципы построения модели. Если параметры экономико-математической
модели определяются на основе статистической информации с использованием методов
статистической обработки данных, то модель будет экономико-статистической.
Метод наименьших квадратов (МНК, англ. Ordinary Least Squares, OLS) —
математический
метод, применяемый для решения различных задач, основанный на минимизации суммы квадратов
отклонений некоторых функций от искомых переменных. Он может использоваться для «решения»
переопределенных систем уравнений (когда количество уравнений превышает количество
неизвестных), для поиска решения в случае обычных (не переопределенных) нелинейных систем
уравнений, для аппроксимации точечных значений некоторой функцией. МНК является одним из
базовых
методов регрессионного анализа для
оценки неизвестных параметров регрессионных
моделей по выборочным данным.
Как упоминалось ранее, одним из методов решения задачи нахождения эмпирической функции
является метод наименьших квадратов.
Во многих случаях при выборе вида функции
можно ограничиться полиномом степени m:
= А
0
+ A
1
x + A
2
x
2
+...+ A
m
х
m
, где A
m
≠0, A
i
R, i=0,…,m. (1)
Согласно этому методу коэффициенты А
0
, A
1
, A
2
,
..., A
m
полинома (1) определяют так, чтобы
сумма квадратов разностей значений у
i
, получаемых экспериментально, и значений функции
(х
i
)
была бы наименьшей на заданной системе точек т. е.
(2)
Отсюда и название метода: «метод наименьших квадратов».
Полученный полином называется аппроксимирующим для данной функции, а процесс
построения этого полинома – точечной квадратичной аппроксимацией функции.
Для решения задачи точечного квадратичного аппроксимирования воспользуемся общим
приемом дифференциального исчисления. Найдем частные производные от
величины по всем переменным А
0
, A
1
, A
2
,
..., A
m
. Приравнивая эти частные производные нулю,
получим для определения неизвестных А
0
, A
1
, A
2
,
..., A
m
систему c m+1 неизвестными:
326
(3)
Введем обозначения:
Преобразуя систему (3) и используя введенные обозначения, будем иметь
, (4)
где s
0
=n+1.
Можно доказать, что если среди точек х
1
, …, х
n
нет совпадающих и m≤n, то определитель
системы (4) отличен от нуля и, следовательно, эта система имеет единственное решение
Полином (1) с такими коэффициентами будет обладать
минимальным квадратичным отклонением S
min
.
Часто для определения степени m полинома заносят экспериментальные точки на
координатную плоскость Оху. Если они примерно располагаются по одной прямой, то зависимость
между х и у близка к линейной и
= А
0
+ А
1
х.
Если опытные данные таковы, что при построении графика они располагаются вблизи
некоторой параболы, то можно искать приближенную зависимость в виде
= А
0
+ A
1
x + A
2
x
2
и т. д.
Заметим, что промежуточные вычисления нужно проводить с надлежащим количеством
десятичных знаков. В частности, если происходит потеря цифр при вычитании, то вычисления
должны быть проведены с достаточным количеством запасных верных значащих цифр.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.- М.: Наука, 1999.
2. Кибзун А. И., Горяинов Е. Р., Наумов А. В., Сиротин А. Н. Теория вероятностей и математическая
статистика. Базовый курс с примерами и задачами.- М.:Физматлит, 2002.
3. Теория вероятностей и математическая статистика. Лабораторные работы.- Москва, МАИ, 1992.
УДК 547.912.66
ИЗУЧЕНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА НЕФТЕЙ И УЛУЧШЕНИЕ ИХ
РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Ибрашева Р.К., рук. к.х.н., профессор, Таубалдиев Р., студент
E-mail: ribrasheva@mail.rut, aubaldiev.rustem@gmail.com.
В настоящее время Казахстан входит в двадцатку крупнейших нефтедобывающих стран и при
этом более 88% углеводородов экспортируются на рынки дальнего и ближнего зарубежья. Общие
327
прогнозные ресурсы углеводородов оцениваются в пределах 12-17 миллиардов тонн, из них более
60% (8 миллиардов тонн) приходится на Казахстанский сектор Каспийского моря. Характерной
особенностью современной нефтедобычи является увеличение в мировой структуре сырьевых
ресурсов, доли трудно извлекаемых запасов, к которым относятся, в основном, тяжелые и
высоковязкие сорта нефти.
Нефть представляет собой смесь жидких углеводородов (парафиновых, нафтеновых и
ароматических), в которой растворены газообразные и твердые углеводороды. В незначительных
количествах она содержит серные и азотные соединения, органические кислоты и некоторые другие
химические соединения[0].
При определении качества сырья, продуктов нефтепереработки и нефтехимии часто
пользуются данными технического анализа, который состоит в определении некоторых физических,
химических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов. С этой целью используют следующие
методы, в комплексе дающие возможность охарактеризовать товарные свойства нефтепродуктов в
различных условиях эксплуатации, связать их с составом анализируемых продуктов, дать
рекомендации для наиболее рационального их применения[0].
К физическим методам относятся: определение плотности, вязкости, температуры плавления,
замерзания и кипения, теплоты сгорания, молекулярной массы.
К химическим относятся методы использующие классические приемы аналитической химии.
К физико-химическим относятся колориметрия, потенциометрическое титрование, нефело-
метрия, рефрактометрия, спектроскопия, хроматография;
К специальным определение октанового и цетанового чисел моторных топлив, химической
стабильности топлив и масел, коррозионной активности, температуры вспышки и воспламенения и др[0].
Компонентный состав влияет на свойства сырья, который характеризуют качество нефти и
нефтепродуктов.
Содержание серы в нефти во многом определяет качество и стоимость сырья. Так как сера,
содержащаяся в виде органических серных соединениях, оказывает огромное влияние на процессы
добычи, транспортировки, хранения и переработки. Содержание серы в дистиллятах прямой
перегонки нефти возрастает по мере перехода от низших фракций к высшим. Меньше всего ее
находится в бензине. Более 50% всей серы остается в мазуте. Сернистые органические соединения, за
исключением циклических, являются термически малоустойчивыми веществами, поэтому если в
процессе перегонки они разлагаются, то легкие продукты обогащаются серой, главным образом за
счет сероводорода[0].
Вода оказывает серьезное влияние на качество нефтепродуктов. Присутствие пластовой воды в
нефти существенно удорожает ее транспортировку по трубопроводам и переработку. Возрастание
транспортных расходов обусловлено не только перекачкой балластной воды, но и увеличением
вязкости нефти, образующей с водой эмульсию. Для количественного определения содержания воды
в нефтях известен и широко применяется в настоящее время метод Дина и Старка, принятый в
качестве стандартного (ГОСТ 2477-65). Этот метод основан на измерении объема воды,
испарившейся из определенного объема исследуемой обводненной пробы нефтепродукта при
прогреве ее до температуры кипения в присутствии специального растворителя.
Один из важнейших и широко употребляемых показателей качества нефтей и нефтепродуктов
это плотность. На практике используют чаще безмерную величину – относительную плотность.
Относительной плотностью (ρ
отн
) нефти или нефтепродукта называется отношение их массы
при температуре определения ( t
опр
) к массе чистой воды при стандартной температуре ( t
ст
), взятой в
том же объеме.
Плотность большинства нефтей меньше единицы и в среднем колеблются от 0,80 до 0,90 г/см
3
.
Нефти из газоконденсатных месторождений очень легкие (
= 0,75 – 0.77 г/см
3
)[0].
Вязкость – важнейшее технологическое свойство нефтяной системы. Величина вязкости
учитывается при оценке скорости фильтрации в пласте, при выборе типа вытесняющего агента, при
расчете мощности насоса добычи нефти и др. Вязкость (абсолютная, динамическая) характеризует
силу трения (внутреннего сопротивления), возникающую между двумя смежными слоями внутри
жидкости или газа на единицу поверхности при их взаимном перемещении[0].
Нами был изучен компонентный состав нефтей Узеньского и Кенкиякского месторожлений,
данные которого представлен в таблице 1.
328
Таблица-1.
№
Нефть
месторождений
Плотность
Р
20
, кг/м
3
T застывания,
◦C
Вязкость 40◦C,
мм
2
/с
Состав, % Масс.
сера
Пар.
Асф.
1
Узень 875,2 -27
29 0,156
20,6
2,3
2
Кенкияк 855,3 -27
17,7 0,638
5,05
1,5
Для улучшения реологических характеристик нефтей указанных месторождений была
добавлена полимерная депрессорная присадка и на базе ТОО «Органик» проведены соответ-
ствующие анализы по изучению физических свойств. Все анализы проводились в соответствии с
ГОСТом 1437для определения серы, ГОСТом 2477-65для определения содержания воды.
Изменения физических характеристик после добавления присадки приведены в таблице 2.
Таблица-2.
№
Нефть
месторождений
Плотность,
кг,м
3
Содержание
воды, %
Вязкость,
мм
2
/с
Содержание
серы, %
1
Узень 845,8
2,6
13,2
0,0305
2
Кенкияк 822,5 0,5 12,4
0,056
Данные анализов указывают на положительное влияние депрессорной присадки на
реологические свойства нефтей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Анализ нефти. Справочник: пер. с англ. Под ред.Нехамкиной Л.Г., Новикова Е.А. – СПб.: ЦОП
«Профессия», 2010.
2. Золотов, Ю.А.Основы аналитической химии. В 2 т. Т. 2: Алов Н.В., Барбалат Ю.А., Борзенко А.Г.,
Гармаш А.В., Золотов Ю.А. и др. / Под ред. Ю.А.Золотова. - М.: Академия, 2012.
3. Вержичинска С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие. –
М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.
4. Гоганов А.Д., Королев В.В., Котович И.В,. Ковалев В.А,. Летягин Ю.И., Мистибовская Л.Е., Плотников
Р.И. - Измерение массовой доли серы в нефти и нефтепродуктах – М.: Мир измерений, 2004.
УДК 502.3-027.21
ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛИ
АТЫРАУСКОГО РЕГИОНА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Мырзалиева С.К., д.х.н., профессор, Шитенова Н.У., Андирова А.Ж.
КазНИТУ имени К.И.Сатпаева г. Алматы, Республика Казахстан
E-mail: saulekerchaiz@mail.ru
Для Казахстана устойчивое развитие Атырауского региона имеет особое значение не только
потому, что здесь сосредоточены громадные запасы нефти и газа и вкладываются значительные
инвестиции в освоение углеводородных ресурсов, но и потому, что город Атырау расположен в
прибрежной зоне крупного внутреннего водоема и при неразумной экологической политике это
может повлечь рост загрязнения морской среды.
В структуре промышленного производства Атырауской области самый высокий удельный вес
занимает добыча сыройнефти и попутного газа, перегонка нефти, производство и распределение
электроэнергии.
На территории области выявлены уникальные месторождения нефтегазового и
газоконденсатного сырья. Запасы нефти промышленных категорий на действующих и
подготовленных месторождениях составляют 840 млн. тонн. Основная часть приходится на одно из
крупнейших в мире месторождение Тенгиз [1]. По оценкам в Тенгизе сосредоточено свыше 2,5-3
млрд. тонн нефти, свыше 1800 млрд. куб. метров попутного газа.
329
Атырауская область занимает особое место среди регионов и зон экологического бедствия
Казахстана. Экологическая ситуация здесь формируется под влиянием природных и антропогенных
факторов, важнейшими из которых являются подъем уровня Каспийского моря и бурное развитие
нефтегазового комплекса [2]. Подъём уровня моря может привести к появлению зон сероводородного
заражения как в связи с гибелью растений на мелководьях, так и в результате затопления
действующих нефтяных и газовых промыслов, территории которых загрязнены нефтепродуктами.
Наращивание добычи нефти и газа, высокая агрессивность извлекаемого сырья влияют на процессы
интенсивного загрязнения атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, а через них – почвенного и
растительного покрова, в которых накапливаются тяжелые металлы, радионуклиды и нефтепродукты.
В процессе эксплуатации нефтепромыслов в атмосферу выделяются твердые частицы,
сернистый ангидрид, окись углерода, оксиды азота и углеводороды. Экологическая ситуация в г.
Атырау резко обострилась из-за загрязнения воздушного бассейна города парами меркаптанов,
относящихся ко второму классу опасности. Другим значительным источником загрязнения города
является автотранспорт. Ниже в таблицах 1 и 2 показаны общие показатели за 2014 год и основные
экологические показатели по области в период с 2011г. по 2014г.
Таблица-1.Общие показатели за 2014 год
S (субъекта), тыс.га 118,6
Население тыс. чел. 581,5
ВРП, млрд.тг. 4
023,4
Таблица-2. Основные экологические показатели по области в период с 2011г. по 2014г
Показатель 2011г. 2012г. 2013г. 2014г.
Интенсивность выбросов на ед. ВРП,
тн/млрд.тг.
31,0 40,0
39,0 27,1
Выбросы в атмосферу загрязняющих
веществ, отходящих от стационарных
источников, тыс. тонн.
107,4 133,1
138,4 109,1
Затраты на ООС, млн.тг.
42 540,5
35 606,5
60 535, 7
73 531, 2
Интенсивность образования
отходов на ед. ВРП, тн/млрд.тг.
9,64 6,82
5,97 5,16
Общее количество образованных
отходов, тонн.
33 247
22 448
21 785
20 754
Неблагоприятная экологическая обстановка в области усугубилась с ростом нефтедобычи на
Тенгизском месторождении. В связи с освоением и развитием нефтедобычи в прибрежных районах
северо-восточной части Каспийского моря, месторождений Тенгиз и Прорва экосистема наиболее
подвержена загрязнению серой и серосодержащими соединениями, содержание которых очень
высоко в казахстанской нефти.
Тенгизский газоперерабатывающий комплекс допускает сжигание попутного газа на факелах,
вызывая загрязнение воздушного бассейна региона. На открытом воздухе хранится более 3,7 млн.
тонн комовой серы [3].
Основными факторами пространственного рассеивания техногенных выбросов являются
погодные условия: направление и скорость ветра, температура воздуха, осадки, относительная
влажность воздуха и др. Газо-пылевые выбросы, осаждающиеся на поверхности почвы, прочно
фиксируются в верхнем горизонте.
Значительные площади залиты выбросами нефти и буровыми растворами. В почвах всех
месторождений валовые формы тяжелых металлов (кадмий, ртуть, медь, кобальт, селен, сурьма,
свинец) не превышают ПДК, за исключением отдельных участков на Тенгизском месторождении, где
содержание свинца составляет 60 мг/кг и превышает ПДК в 2 раза, а на профиле 1 и УП – превышает
ПДК в 8-12 раз, а валовое содержание цинка в 18-29 раз. Содержание мышьяка местами в 15-30 раз
превышает ПДК. Накопление в почвах тяжелых металлов происходит в основном через техногенные
330
выбросы в атмосферу пыли, дыма, аэрозолей. В растениях происходит накопление тяжелых металлов
(меди, цинка, кобальта, свинца, кадмия) [4].
Для сохранения биологического разнообразия Каспийского моря, являющегося средоточием
удивительного разнообразия форм живой природы и важнейшим источником пищевых ресурсов, при
одновременном устойчивом развитии прибрежных районов, необходимо урегулировать вопросы
ведения промысла, определить принципы распределения биоресурсов между прикаспийскими
государствами, порядок экспорта рыбной продукции, организовать проведение совместных научных
исследований и дать научное обоснование квоты на вылов осетровых рыб [5, 6].
По мнению многих исследователей, состояние экосистемы в Атырауской области
характеризуется как предкризисное. В случае непринятия комплекса защитных мер региону грозит
экологическая катастрофа с тяжелыми последствиями не только для данной местности, но и в
глобальном масштабе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Диаров М.Д., Гумаров С.С. Состояние воздушного басейна г. Атырау // Проблемы нефтегазового
комплекса Казахстана: Матер. Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летнему юбилею акад. Н.К.Надирова. –
Атырау: АИНиГ, 2001. – т. 1. – С. 290-292.
2. Обревко Л.А., Фролова В.А., Даришева А.М. Экологические проблемы и утилизация отходов
нефтяной промышленности: Аналит. обзор. – Алматы: КазгосИНТИ, 2002. – 120 с.
3. Абдрахманов М., Умбеталиева Г. Экологические проблемы Атырауской области и некторые пути их
решения // Современные проблемы геофизики, геологии, освоения, переработки и использования
углеводородного сырья: Матер. Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 20-летию образования Атырауского ин-
та нефти и газа. – Атырау: АИНиГ, 2001. – С. 364 – 366.
4. Ищанова Н.Е., Бигалиев А.А. Исследование содержания тяжелых металлов в образцах почвы
Тенгизского нефтегазоносного месторождения Атырауской области // Вестник Казгу. Сер. Экологическая. –
2001. – С. 83 – 85.
5. Кенжегалиев А., Жолдасов Е., Хабдабергенова Г., Бозахаева З. Состояние загрязнения Каспийского
моря нефтяными углеводородами // Нефть и газ Казахстана. – 1997. - № 2. – С.122-126.
6. Сериков Ф.Т., Оразбаев Б.Б. Экологическое состояние нефтегазовых месторождений Прикаспия и
побережья казахстанской части Каспийского моря // Нефть и газ. – 2001. - № 2. – С.105-108.
УДК 691.175
Достарыңызбен бөлісу: |