Tabiiy suvlarning kimyoviy tarkibi
Ushbu mavzuning asosiy maqsadi o‘quvchilarni tabiiy suvlarning kimyoviy
tarkibi bilan tanishtirishdir. SHuningdek, mavzuda tabiiy suvlarni ifloslantiruvchi
moddalar to‘g‘risida tushunchalar beriladi.
Reja:
1. Tabiiy suvlarning tarkibi va ularni guruhlash masalalari;
2.Tabiiy suvlar tarkibidagi bosh ionlar;
3. Suvda erigan gazlar;
4. Tabiiy suvlardagi biogen moddalar;
5. Tabiiy suvlardagi organik moddalar;
6. Tabiiy suvlardagi mikroelementlar;
7. Tabiiy suvlarni ifloslantiruvchi moddalar.
Bizga ma’lumki‚ tabiatda kimyoviy toza suv uchramaydi. Har qanday suvda
u yoki bu miqdorda erigan moddalar bo‘ladi. Demak, tabiiy suv murakkab tarkibga
ega bo‘lgan eritmadir.
Tabiiy suvlar kimyoviy tarkibini shartli ravishda quyidagi 6 guruhga ajratish
mumkin:
1)
bosh ionlar yoki makrokomponentlar: kaliy (K+), natriy (Na+), magniy
(Mg2+), kalsiy (Ca2+), xlor (Cl-), sulfat (SO42-), gidrokarbonat (HCO-3), karbonat
(CO-23);
2) erigan gazlar – kislorod (O2), azot (N2), vodorod sulfit (H2S), metan (CH4),
uglerod ikki oksidi (CO2) va boshqalar;
3) biogen moddalar – azot, fosfor, temir hamda kremniy birikmalari va
boshqalar;
4) organik moddalar – turli xildagi organik birikmalar, jumladan, organik
kislotalar, murakkab efirlar, fenollar, gumus moddalar, azotli birikmalar (oqsillar,
aminokislotalar, aminlar) va boshqalar;
5) mikroelementlar, ularga bosh ionlar (K+, Na+, Mg2+, Ca2+) dan tashqari
barcha metallar hamda suvda juda kam miqdorda uchraydigan boshqa turdagi
komponentlar, masalan, radioaktiv elementlar kiradi;
6) ifloslantiruvchi moddalar - pestitsidlar, sintetik yuza aktiv moddalar
(SYUAM, sinteticheskie poverxnostno-aktivnыe veщestva -SPAV), detergentlar va
boshqalar.
Bosh ionlarga tabiiy suvlarda eng ko‘p miqdorda uchraydigan ionlar kiradi.
Ularning soni 8 ta bo‘lib, shundan 4 tasi musbat zaryadli, ya’ni kationlar va 4 tasi
manfiy zaryadli, ya’ni anionlardir.
Kationlarga natriy (Na+), kalsiy (Ca+2), magniy (Mg+2), kaliy (K+) ionlari,
anionlarga esa xlor (Cl-), sulfat (SO42-), gidrokarbonat (HCO-3) va karbonat (CO-23)
ionlari kiradi.
YUqorida sanab o‘tilgan bosh ionlar tabiiy suvlarning minerallashuvini
belgilovchi asosiy ionlardir. Ularning kelib chiqishi daryolar havzalaridagi tuproq va
tog‘ jinslarida suv bilan kechadigan jarayonlar bilan bog‘liqdir.
Erigan gazlar. Barcha tabiiy suvlarda u yoki bu turdagi erigan gazlar mavjud
bo‘ladi. Er usti suvlarida kislorod (O2) va uglerod ikki oksidi (SO2) keng tarqalgan
bo‘lsa, er osti suvlarida esa vodorod sulfit (H2S) va metan (CH4) ko‘p uchraydi.
SHuningdek, barcha tabiiy suvlarda ma’lum miqdorda erigan azot (N2) uchraydi.
Suvda erigan gazlarni tarqalish darajasiga bog‘liq holda quyidagi uch guruhga
ajratish mumkin:
1) eng ko‘p tarqalgan gazlar, ularga azot (N2), kislorod (O2), uglerod ikki
oksidi (CO2), metan (CH4) kiradi;
2) kam tarqalgan gazlar , ularga vodorod (H2), vodorod sulfit (H2S), geliy
(He), argon (Ar) va boshqa og‘ir uglevodorodli gazlar kiradi;
3) mahaliy tarqalish xususiyatiga ega bo‘lgan gazlar, ularga ammoniyli (NH3),
sulfitli (SO2), xloridli (HCl), ftorli (HF) va boshqalar kiradi. Ushbu turdagi gazlar
o‘ta agressiv bo‘lganligi uchun atrofdagi jinslar bilan tezda reaksiyaga kirishib,
gazsimon holatini yo‘qotadi.
YUqorida qayd etilganidek, suvda erigan gazlardan eng ko‘p tarqalgani
kislorod (O2) va uglerod ikki oksidi (SO2) dir. Kislorod suvda gazning erigan
molekulasi ko‘rinishida ishtirok etadi. Suvdagi kislorod miqdoriga ta’sir
ko‘rsatuvchi va bir-biriga qarama-qarshi yo‘nalgan ikki guruh mavjud. Ularning
birinchisi suvni kislorod bilan ta’minlaydi va uni boyitadi, ikkinchi guruh esa
suvdagi kislorod miqdorini kamaytiradi.
Suv kislorodning ma’lum qismini atmosferadan olsa, qolgan qismini suvdagi
fotosintez natijasida oladi. Kislorod atmosferadan dastlab suv havzasining ustki
qatlamiga o‘tadi, so‘ng termik konveksiya va to‘lqinlanish natijasida pastki, chuqur
qatlamlarga o‘ta boshlaydi.
Suvdagi kislorodning kamayishiga birinchi sabab shuki, undagi tirik
organizmlar katta miqdorda O2 ni ishlatadi. Ikkinchi sababi esa suvdagi organik
moddalarning chirishidir. Tabiiy suvlardagi kislorodning miqdori 0 ÷ 14 mg/l
oraliqda o‘zgaradi.
Uglerod ikki oksidi (SO2) tabiiy suvlarning hammasida ishtirok etadi. U
suvdagi tirik organizimlar tomonidan kislorodning yutilishi va o‘zidan uglerodni
chiqarishi natijasida hosil bo‘ladi. Uglerod ikki oksidining miqdori daryo suvlarida
10÷20 mg/l, ko‘llar, suv omborlari va boshqa suv havzalarida 20÷50 mg/l,
botqoqliklarda esa 100÷300 mg/l atrofida kuzatiladi.
Biogen moddalar. Biogen moddalarga kremniy, azot, fosfor va temir
birikmalari kiradi. Suvdagi biogen moddalarning manbai avvalo suv havzalarida
kechadigan biologik va kimyoviy jarayonlardir. SHuningdek, atmosfera yog‘inlari,
daryolar oqimi, sanoat va qishloq xo‘jaligida ishlab chiqarishida hosil bo‘lgan oqava
suvlar ham ma’lum miqdordagi biogen moddalar bilan to‘yingan bo‘ladi.
Ma’lumki, kremniy er po‘stida kisloroddan keyin eng ko‘p tarqalgan element
hisoblanadi. U suv tarkibida kremniy va metakremniy kislotalari (H2SiO3) hamda
silikat oksidining suvda erigan koloidlari (xSiO2 x yH2O) ko‘rinishida ishtirok etadi.
Kremniy ionlari er osti suvlarida 10÷20 mg/l, daryolar va ko‘llarda esa 2÷6 mg/l ni
tashkil etadi.
Tabiiy suvlarda azot har xil noorganik va organik birikmalar ko‘rinishida
ishtirok etadi. Noorganik birikmalarga ammoniyli NH4+, nitritli NO2- va nitratli
NO3- ionlar kiradi. Ushbu ionlar genezisi, ya’ni kelib chiqishi bo‘yicha o‘zaro
bog‘liq bo‘lib, biridan ikkinchisiga o‘tib turadi yoki uning aksi bo‘lishi mumkin.
Tabiiy suvlarda erigan fosfor ham azot kabi noorganik va organik birikmalar
ko‘rinishida uchraydi Ular suvdagi organik moddalarning chirishi va boshqa
jarayonlar natijasida hosil bo‘ladi. Qayd etish lozimki, organik birikma
ko‘rinishidagi fosfor suvda erigan yoki koloid holatda ishtirok etishi mumkin.
Bundan tashqari, fosfor suvda noorganik va organik kelib chiqishli zarrachalar
ko‘rinishida ham bo‘ladi.
Gidrosferada noorganik fosforning tabiiy shakllari vodorod ko‘rsatkichi pH
ga bog‘liq. Masalan, ishqorli muhitda, ya’ni pH7 bo‘lganda, NRO42- shakldagi
fosfor ionlari 90 % ni, N2RO4- tarkibli ionlar esa 10 % ni tashkil etadi.
YUqoridagining aksicha, kislotali, ya’ni pH7 sharti bajarilgan muhitda esa,
asosan N2RO4- ionlari uchraydi va bu shakldagi fosforli ionlar asosiy oziqlantiruvchi
moddalar hisoblanadi.
Fosforli birikmalarning suvdagi ishtiroki odatda 1 litrda milligramning yuz-
o‘ndan bir ulushiga to‘g‘ri keladi. Ayrim mineral suvlarda esa uning miqdori 1 litrda
bir necha o‘n milligramgacha ortishi mumkin. Suvda fosfor konsentratsiyasining
ortishi uning ifloslanishga moyilligidan darak beradi. CHunki ko‘p miqdordagi
fosforli birikmalarning parchalanishi natijasida murakkab tarkibli zaharli organik
moddalar hosil bo‘lishi mumkin.
Tabiiy suvlarda temir moddasi ham doim ishtirok etadi. Lekin, miqdori juda
kam bo‘lib, 1 litr suvda milligramning o‘ndan va hatto yuzdan bir ulushni tashkil
etishi mumkin.
YUqorida bayon etilganlardan ko‘rinib turibdiki, tabiiy suvlarda biogen
moddalarning miqdori u qadar katta emas. Ifloslanmagan suvlarda barcha biogen
moddalar, jumladan fosfor va azot kislotasi ionlari 1 litr suvda milligramning
yuzdan, hatto mingdan bir ulushida ishtirok etadi.
Organik moddalar. Tabiiy suvlarda, kimyoviy tarkibiga ko‘ra nisbatan sodda
molekulalar va ionlar ko‘rinishidagi noorganik birikmalar bilan bir qatorda, doimo
organik moddalar ham qatnashadi. Organik moddalar suvdagi turli hil tirik
organizmlarning, ya’ni o‘simliklar va hayvonlarning nobud bo‘lishi va so‘ngra
chirishi mahsulidir. Ushbu organik moddalar, asosan uglerod, kislorod, vodorod,
azot, fosfor, oltingugurt, kaliy, kalsiy va boshqa elementlardan iborat bo‘ladi. Bunda
uglerod, kislorod va vodorod umumiy massaning 98,5 % ini tashkil etadi. Ko‘rinib
turibdiki, qolgan elementlarning ishtiroki nisbatan juda kichik qiymatlarda
kuzatiladi.
Er usti suvlarining organik moddalar bilan to‘yinishini ta’minlaydigan
quyidagi uch manbani qayd etish mumkin:
1) daryolarning suv to‘plash maydonlaridan qo‘shiladigan organik moddalar;
2) suv havzasining o‘zida hosil bo‘ladigan organik moddalar;
3) er osti suvlari bilan qo‘shiladigan organik moddalar.
Haqiqatan ham daryolar, ko‘llarga ularning suv to‘plash maydonlaridan suv
bilan birga juda katta miqdorda o‘simliklarning chirindilari, batqoqliklarda
shakllangan suvlar kelib qo‘shiladi. Bu moddalarning tarkibi juda murakkab bo‘lib,
suvga balchiq rangini va ta’mini beradi. Bular gumus moddalar qatoriga kiradi.
Bundan tashqari sanoat korxonalaridan chiqqan ifloslangan oqava suvlar yoki ekin
maydonlarida hosil bo‘lgan qaytarma suvlar ham suv havzalarini organik moddalar
bilan boyitadi.
Suv havzalarining o‘zida organik moddalarning hosil bo‘lishi ulardagi tirik
organizmlar, jumladan o‘simliklar va suv hayvonlarining yashash faoliyati, nobud
bo‘lishi va chirishi bilan bog‘liq bo‘lgan jarayondir.
SHuni ta’kidlab o‘tish keraki, suv havzalaridagi murakkab organik moddalar
turli bakteriyalar va mikroorganizmlar ta’sirida nisbatan sodda strukturaga ega
bo‘lgan moddalarga aylanadi.
Tabiiy suvlardagi organik moddalarning parchalanishi minerallashuv
jarayoni deb ataladi. SHuningdek, suvda organik moddalarning minerallashuviga
teskari jarayon, ya’ni organik moddalar hosil bo‘lish jarayoni ham kuzatiladi.
Quyosh energiyasi ta’sirida fotosintez jarayonida organizmlarning noorganik
birikmalaridan organik moddalar hosil bo‘ladi. Birlamchi organik materiyalar
fotosintee jarayonida hosil bo‘lgan organizmlarga uglerod ikki oksidi hamda
tarkibida N, P, S va K bo‘lgan ozuqa tuzlar ta’sirida hosil bo‘ladi. Ular, o‘z
navbatida, suvdagi boshqa organizmlarni oziqlantiradi va natijada organik moddalar
hosil bo‘ladi. Ushbu organik moddalar esa suvda yashovchi tirik organizmlar,
jumladan baliqlarga ozuqa bo‘ladi. SHunday qilib, tabiiy suvlarda organik
moddalarning mavjudligi noorganik birikmalarning ionlari va gazlari bilan
chambarchas bog‘liqdir.
Mikroelementlar. Tabiiy suvlardagi mikroelementlarga ularda nisbatan juda
kichik miqdorlarni tashkil etuvchi turli xil kimyoviy elementlar kiradi. Bu elementlar
qatorida brom (Br), yod (J), marganets (Mn), mis (Cu), titan (Ti), bor (B), ftor (F),
bariy (Ba), litiy (Li), nikel (Ni), kobalt (Co), radiy (Rd) va boshqalarni qayd etish
mumkin. Ular suvda juda kam miqdorda uchraydi. Ba’zi hollardagina ularning
miqdori 1 mg/l gacha etishi mumkin. Lekin, aksariyat hollarda ularning miqdori 1
litr suvda milligrammning 100 dan, hatto 1000 dan bir ulushini tashkil etadi.
Ifloslantiruvchi moddalar. Ma’lumki, o‘tgan XX asrning o‘rtalaridan
boshlab, qishloq xo‘jaligida zararkurandalarga qarshi turli xil pestitsidlar,
hosildorlikni oshirish maqsadida esa mineral o‘g‘itlar ko‘plab ishlatila boshladi.
Natijada, ularning bir qismi yuza va er osti suvlari oqimiga qo‘shilib, tabiiy suv
havzalariga kelib tusha boshladi. Ulardan tashqari sanoat korxonalari, jumladan
kimyo, metallurgiya, engil va sellyuloza sanoatining oqava suvlari tarkibidagi
ifloslantiruvchi moddalar ham yildan-yilga ortib bormoqda. SHuningdek, sintetik
yuza - aktiv moddalar (SYUAM), detergentlar va boshqalar ham tabiiy suvlarni
ifloslantiruvchi moddalar qatoriga kiradi.
YUqorida qayd etilganlar bilan bir qatorda, tabiiy suv havzalari, jumladan
daryolar va ko‘llarning ifloslanishida kommunal-maishiy oqava suvlarning xissasi
ham sezilarlidir. Ular tarkibida mavjud bo‘lgan gelmintlar va turli bakteriyalar aholi
va hayvonot olami uchun havfli epidemeologik vaziyatni keltirib chiqarishi mumkin.
Sinov savollari va topshiriqlar:
1. Tabiiy suvlar tarkibidagi kimyoviy moddalar shartli ravishda nechta
guruhga bo‘linadi?
2. Tabiiy suvlarda eng ko‘p miqdorda uchraydigan ionlarni eslang.
3. Suvda erigan gazlardan eng keng tarqalgani qaysilar?
4. Biogen moddalarni qanday ionlar tashkil etadi?
5. Tabiiy suvlardagi organik moddalar qanday hosil bo‘ladi?