Биогенді элементтер

Күннің активтілігі әлсін-әлсін өзгеріп отырады. Оны ең алдымен күн дақтары санның өзгеруінен байқаған, тіпті өзгерудің орташа периоды 11 жылға тең (кейін бұл дәлелденді де) екендігі анықталды. Бұл күн активтілігі құбылыстарының бүкіл комплексі үшін: факельдер мен флоккулдардың таралуы оталудың жиілігі, протуберанецтердің сены, тажының формасы – дұрыс болып шықты. Күн активтілігі максимумдарының аралық интервалы 7-ден 17 жылға дейінгі, ал минимумдар аралық 9-дан 14жылға дейін ауытқитын болғандықтан периодтықтан көрі 11 жылдық цикл жөнінде айтқанымыз дұрыс. Күн активтілігінің 11 жылдықтан басқа 5 жылдық, 22 жылдық (магнитті) және 80-90 жылдық (ғасырлық) циклдары ең дұрысы деп саналады. Сондай-ақ ұзақтығы бірнеше жүз жылға (8-10) созылатын «ұзын» цикл болатындығы да болжанады. Күн активтілігінің периодтары туралы мәселе тоық шешілді деп айтуға болмайды.

Ғалымдар күн активтілігі циклдік өзгеруінің себептері күннің магнитті өрісінің өзгеруіне байланысты деп санайды, бірақ бұл жөнінде біріңғай пікір жоқ. Біреулері өте бәсең және «шатысқан» Күннің жалпы магнитті өрісі терңдегі процестерде пайда болды десе, басқалары Күн атмосферасында тұратын бірқатар магнитті облыстардың жинақталуы нәтижесінде жалпы магнит өрісі пайда болады деп есептейді. Қалай болғанда да Күнде болып жатқан процестерде магнит өрісінің ролі анық.

Жер Күннің әсерінің үнемі сезіліп отырады, ол осы күннен ғана энергия қабылдайды. Күнде болып жатқандардың барлығы Жерге бағытталған күн энергиясының толқындары арқылы беріледі. Күн активтілігінің циклдігі географиялық қабықтағы құбылыстардың циклін тудырады. Күннің жер процестеріне, және ең алдымен өмірімен байланысты процестерге әсері жақсы болуымен қатар, бұл жағдайда, әсіресе күн оталуының қауыртты әсері де болуы мүмкін.

Күнді зерттеу үшін, оның активтілігінде болып жатқан өзгерістерге бақылау орнату мақсатымен стандартты программа бойынша үнемі бақылау ұйымдастырылды. Ол жұмыстар бірқатар елдерде, оның ішінде СССР-дежүргізілуде, Күнге қызмет жасаудың өзінде 100 жылдай уақыт өтті.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Ксенобиотиктер дегеніміз не?

2. Фотосфера дегеніміз не?

Әдебиеттер тізімі

1.Молдахметов З.М., Ғазалиев А.М., Фазылов С.Т. “Экология негіздері” // Қарағанды, 2002

2.Дәрібаев  Ж. Е., Баешев  Ә. Б., Сермаңызов  С. С.  “Экология”                 // Астана, 2005

Лекция 2 Қоршаған ортаның ластануы

Мақсаты:  Қоршаған ортаның ластану түрлерін түсіндіру

1 Химиялық элементтердің биогендік формалары

Химиялық ластануға қоршаған ортада табиғи, табиғи – антропогенді және антропогенді несеме тіршілік ортада болып жатқан физикалық – химиялық процестеркезінде зиянды, улы заттардың пайда болуын жатқызамыз. Дамуы жрғары елдерде соңғы екі – үш онжылдықта қолданылған шараларға байланысты қоршаған ортаның химиялық ластануы екінші орынға түсіп, бірінші орынға радиактивті ластану шығып отыр. Біздің елімізді қоршаған ортаның химилық ластану қаупі әлі де жоғары болып тұр.

Қазіргі кезде химиктерге химиялық заттардың 4 – 5 млн түрі белгілі. Олардың саны жыл сайын 10% өсіп отырады. Адам организміне әр түрлі жолдармен (тамақпен, ауамен, сумен) түсіп тұратын организмге жат химиялық ластаушы заттарды ксенобиотиктер (грек. ксенос – жат, биос - өмір) деп айтады.

Жердің геосферасы бойынша атмосфераның, гидросфераның және литосфераның ластануын айтады. Қоршаған ортаның компоненттері мен ластану орындары бойынша химилялық ластануды келесі түрлерге бөледі:

1)      ауаның ластануы (мысалы, адамдар тұратын аймақтар, жұмыс істейтін жерлер);

2)      тұрмыстық және өндірістік бөлмелердің;

3)      жербетілік және жерсты суларның;

4)      топырақтың;

5)      тамақтың және т.б.

Ортаның химиялық ластаушы көздерін мынадай үлкен топтарға бөлеміз:

1)      қоршаған ортаға сұйықтық, газды және қатты түрдегі өндірістік қалдықтарын шығаратын техникалық қондырғылар;

2)      ластанушы заттар шығаратын, немесе оларды жинақтап, сақтайтын шаруашылықтар;

3)      ластаушы заттар келіп тұратын (трансшекаралық жылду) аймақтар;

4)      планетарлық ластануға әкелетін атмосфералық жауын – шашын, тұрмыстық, өндірістік және ауылшарушылық қалдықты сулар.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Қоршаған ортаның ластануының қандай түрлері бар?

2. Ластанудың анықтамасы

Лекция 3  Тірі зат . В.И. Вернадскийдйң тірі зат туралы ілімі.

Мақсаты Студенттерге В.И. Вернадскийдйң тірі зат туралы ілімін ұғындыру

1 Тірі заттың негізгі маңызы.

2 Ноосфера. 

Лекция мазмұны

Академик В.И.Вернандский биосферадағы тіршілік процестерін зерттей келе химиялық элементтердің бір тобын «тірі заттар» - деп атады. Олар биофильді заттар деп аталатын сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор және күкірт элементтері еді. Биофильді элементтердің атомы тірі организмдердің денесінде күрделі органикалық қосылыстар түзе отырып, көмірсулары, липидтер, белоктар және нуклеин қышқылдарын құрайды. Ал, бұл органикалық заттар тіршілік тірегі екені мәлім.

В.И.Вернандский биосфералық қалыптасу және даму эволюциясындағы «тірі заттардың» ролін өте жоғары бағалады. Әсіресе, тірі организмдер оған қоса адам баласының іс-әрекеттерінің биосфера шегіндегі биогеохимиялық фактор ретіндегі рөлін бағалай келіп билсфера өзін-өзі реттеп отыратын табиғи жүйе екндігін дәлелдеді. Яғни, планетадағы ең жоғарғы сатыдағы дамыған тіршіліктің ұйытқысы түрлі организммен байланысты екенін баса айтты. Шын мәнінде тірі организмдер ғарыштық энергияны жердегі химиялық энергияға айналдыра отырып планетадағы тіршіліктің көп түрлілігіне әкеледі. Осының бәрі биосферадағы химиялық элементтердің миграциясы болып табылады. Бұл процестер табиғаттағы зат және энергия айналымдарымен шектеліп, биосфера шегіндегі ғаламдық зат алмасулардың үздіксіз қорғаушы күшіне айналады.

Ең басты мәселе биосферадағы айналымдардың қалдықсыз жүруі. Нәтижесінде, биосфера деп аталатын үйімізде ешбір басы артық зиянды қосылыстар түзілмейді, бәрі де қайтадан айналымға түсіп табиғаттың өзін-өзі тазартуы жүріп жатады. Ол процестердің ең басты қозғаушы күші – Күн екенін есте шығармауымыз керек.

В.Н.Вернандский табиғаттагы зат айналымдарының тұрақты даму процесіндегі адамның роліне ерекше мән берді. Тіптен, оның дәлелдеуінше адам баласы теңдесі жоқ биосферадағы ең қуатты геологиялық ретінде бағалады. Яғни, болашақтағы биосфераның тағдыры адамзаттың ақыл-ойының сапасында немесе деңгейінде екенін болжай келе өзінің өте маңызды теорияларының бірін тұжырымдады. Ол – биосфераның жаңа тұрғыдағы ұғымы мен сипаты – ноосфера туралы болжамдар жасады. Ал «ноосфера» деген терминді ғылымға енгізген француз математигі Леруа еді.

Академик В.Н.Вернандский өзінің 1944 жылы жазған еңбегінде: “..Болашақ планетаның ұсқыны мен тыныс тіршілігі адам баласының ақыл-ойы мен парасатына байланысты дамиды және тәуелді болады. Ең бастысы адамзаттың санасыз ақыл-ойының нәтижесіне байланысты биосфера тағдыры шешіледі”, - деген тамаша болжамын айтқан болатын. Шын мәнінде, қазіргі биосфераның тұрақтылығы тек адам баласының қолында екенін әрбір көзі ашық, көңілі сергек мүшесі түсініп отыр.

В.И. Вернадский планеталық тірі заттардың планетаның бет - әлпетін өзгертуге және оның дамуына қолайлы экожүйелерді қалыптастыруға қабілетті аса қатты геологиялық фактор екенін дәлелдеді. В.И. Вернадский бойынша тірі заттар күн энергиясын қабылдай алады және ыдырау кезінде физикалық және химиялық жұмысқа жұмсалатын энергия бөліп шығаратын химиялық қосылыстарды жасайды.

Жер бетіндегі аса ірі жұмыс жасыл өсімдіктердікі хлорофил молекуласымен жасалды: хлорофилдер күн энергиясын қолдану арқылы көмірсутегін жене басқа да органикалық қосылыстарды синтездейді. Су молекуласының (Н2О) ыдырауы нәтижесінде О2 бөлінеді. Жыл сайын өсімдіктер оттегі О2  молекуласының 320 млрд. тоннасын өндіреді; 3700 жыл ішінде оттегінің Жер атмосферасындағы бар барлық мөлшері – 1,2 * 1015 тоннасы өндірілді. Тірі заттардың кеңістікте тіршілік етуге қолайлы барлық аймақтардан орын алып, тез таралуға қабілеті зор. Бұл құбылысты Вернадский “тіршілік қысымы” деп атап, оны газ қысымымен салыстырды. Тіршіліктің “ағымының” жылдамдығы тым жоғары.

Тірі (зат) (В.И. Вернадский бойынша) – “қарапайым сандық мөлшерлі химиялық құрамы, салмағы, энергиясы бар барлық тірі ағзалардың жиынтығы. Ол қоршаған ортамен биогенді атомдарының ағынымен – өзінің тыныс алуымен, қоректенуімен, көбеюімен тығыз байланысты”.

Тірі заттарға жоғары геохимиялық белсенділік тән қасиет. Миллиардтаған жыл бойы Жердегі тірі затар биосірескен денелердің түзілуі барысында күн энергиясының өте көп мөлшерін пайдаланып, оларды өзгертті. Тірі зат Жер қалыптасқаннан кейін 1,2 – 1,7 млрд. жыл өткен соң пайда болып ұзақ эволюциялық дамудан өтті.

Биосферада заттардың айналымын қамтамассыз етіп отыратын күрделі жүйе түзіледі. Ол биогенді элементтер мен ағзалардың қорынан тұрады, оны үш топқа бөлуге болады:

1)      Продукценттер (өндірушілер);

2)      Консументтер (тұтынушылар);

3)      Редуцентер (жоюшылар)

2. Ноосфера – ақыл-ой сферасы екенін одан әрі зерттеулер жүргізген В.Н.Вернандский, Э.Леруа, Т.Шарден сынды ғалымдар: “.. Адамның ақыл-ой, мемлекеттер саясаты, ғылым жетістігі, тағы басқа адамзаттың биік адами деңгейі табиғат пен қоғамның гормониялық дамуын жүзеге асыратын ноосфера” – деген қорытындыға келген. Бірақ та, планета тұрғындары ноосфера идеясын айтушы ғұлама ақыл иелерінің болжай айтқан шындығын бағалай білмеді. Жұмыр жер адам баласының бұрын-соңды болмаған небір зорлық-зомбылығына ұшырады. Ғылыми техникалық процес (ҒТП) қазіргі биосфераның тағдырын басқаша шешті. Небәрі соңғы 70-100 жыл ішінде адам баласының іс-әрекеті мен ықпалы табиғаттың геологиялық жылдар бойы қалыптасқан ұсқыным мүлдем өзгертті. Жер шарында тіршілік жоқ жерлер, тіршіліксіз құмдар, шөлдер, тақырлар пайда болды. Ауа райы өзгеріп, табиғат байлықтары арқыла бастады. Адам баласы табиғат байлықтарын меңгеру былай тұрсын, оған пайда көзі ретінде қарап барынша ластап, айналымға келмейтін бөгде заттар мен қоқыстарды шығара бастады. Нәтижесінде, алам баласы өзіне-өзі көпе-көрнеу ор қаза бастады. Яғни, жаппай қырып-жоятын атом қарулары, улы химиялық препараттар, концерегеньді, тағы басқа тіршілікке зиянды заттар табиғаттың тепе-теңдік заңдылықтарын бұзып, планетаның өзіне қауіп төндіре бастады. Мәселен, ХХ ғасырдың аяғындағы көмір қышқылы газының атмосферадағы көлемі қалыптсқан тепе-теңдіктен (оттегімен салыстырғанда) 0,03% -тен 0,034% көбейіп отыр. Яғни, бұрынғы қалпынан 25%-ке өскен. Ғалымдардың есептеуі бойынша бұл көрсеткіш ХХІ ғасыр басында 25-35%-ке көбейіп жалпы жер шарының орташа температурасы +1º -қа өсуі мүмкін. Мұндай жағдайда биосфера шегінде ғаламдық климаттық ауытқулар байқалып экологиялық апаттар (су тасқыны, топан су, құрлықты су басу, ауа райының күрт өзгеруі, жер сілкіністері, өрттер, құрғақшылық, жұттар мен ашаршылық, тағы басқа) болуы әбден мүмкін екендігі дәлелденіп отыр.

Жоғарыдағы географиялық қабық пен биосферадағы болып жатқан қазіргі процестер мен проблемалар оны шешудің прогресивті жолын қажет етеді.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Ноосфера терминін ғылымға енгізген кім?

2. Тірі зат дегеніміз не?

Әдебиеттер тізімі:

1.             Асқарова У. Б. Экология және қоршаған ортаны қорғау А. 2004

2.             Молдахметов З.М., Газалиев А.М., Фазылов С.Д. «Экология негіздері».   Қарағанды, 2002

3.             Дарибаева А.О., Оразбаева Р.С. «Экология негіздері». Астана, 2001

4.             Ә. Бейсенова , А. Самақова «Экология және табиғатты тиімді пайдалану»Алматы, 2004

  Лекция 4 Биосфера-адамзаттың тіршілік ортасы.

Мақсаты:  Студенттерге  биосфера құрылымын, эволюциясын, құрамдас бөліктерін түсіндіру 

1 Биосфера құрылымы және эволюциясы

2 Жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуы.

3.Биосфераның құрамдас бөліктері.

4.Биосферадағы заттардың биохимиялық айналымы.

5.Биосферадағы абиотикалық факторлар

Биосфера терминін австралиялық геолог Эдуард Зюсс 1875 жылы алғаш рет қолданған болатын. Орыс минерологы В.И. Вернадский (1863 - 1945) Э. Зюсстың еңбектерінен кейін 50 жылдан соң, біз осы күнге дейін мойындап жүрген биосфера концепциясының негізгі қағидаларын тұжырымдады. Биосфера ретінде ол жер қыртысының бүкіл тарихы бойынша тірі организмдердің әсеріне ұшыраған барлық қабаттарын түсінді. В.И. Вернадский «Биосфера» деген жалпы атпен «Космостағы биосфера», «Өмір аймағы» атты очеректері Ленинградта, кейінірек Парижде, Берлинде 1926 жылы, «Жер биосферасының химиялық құрылысы мен оның қоршаған айналасы» еңбегі 1965 жылы жарық көрді. В.И. Вернадскийдің анықтамасы бойынша, биосфера – тіршілік иелері мен тіршілік көздерінің Жер бетіндегі бір қабаты. Ал тіршілік иелері, яғни, тірі органикалық заттар, биосферадағы еркін энергияның тасымалдаушы көзі болып табылады. Биосфера құрамына адамзат қоғамы және оның өндірісі жатады. (2)

Биосфера туралы түсінік. Жер кеңістігінде жүретін табиғи процестерге әсер тигізетін тіршілік екені туралы ХІХ және ХХ ғасырлар аралығындағы еңбектерінде пікірін айтумен қатар дәлелденген орыс ғалымы В.В. Докучаев.

ХХ ғасырдың 20-шы жылдарында В.И. Вернадскийдің еңбектерінде биосфера Жер шарының тірі организмдер жайлайтын бөлігі, ең үлкен экожүйе екенін ғылыми түрде негіздеді және ол бірінші рет тірі организмдердің геологиялық рөлі туралы биосфера ілімін ұсынды. Ол еңбектерінде топырақ түзу процесі ауа райынан басқа өсімдіктер мен жануарлардың жиынтық әсеріне байланысты екенін көрсетті; тірі организмдердің іс - әрекеті жер қыртысының кейпін өзгертетін ең негізгі фактор екенін де дәлелдеді.

В.И. Вернадский биосфера заттегі геологиялық жағынан кездейсоқ емес әр түрлі 7 бөлшектен тұратынын атап айтты: тірі заттек, тіршілік (биогенді) заттегі, өлі (енжар) заттек, биологиялық енжер заттек және т.б. Ол ғаламшардағы барлық организмдердің жиынтығын тірі заттек деп атай отырып, оның негізгі қасиеті ретінде жалпы массасын, химиялық құрамын және энергиясын қарастырды. В.И. Вернадский анықтамасы бойынша өлі (енжар) заттек деп түзілуіне тірі организмдер қатыспайтын биосферадағы заттектер жиынтығы айтылады.