Текст выступления:

Оттек
1. Оттек: Құрамы, таралуы және маңызы

Оттек — тіршілік үшін қажетті негізгі элемент, ол біздің атмосферамыздың басты құрамдасы әрі өмірлік процестердің негізін құрайды. Бұл элементтің рөлі мен маңызы терең әрі көпқырлы, себебі ол барлық тірі ағзалардың тыныс алуына әсер етеді.

2. Оттектің ашылуы мен негізгі мәліметтері

Оттек — химиялық элементтердің негізгі қатарына жататын 8-элемент, оның химиялық символы O болып табылады. 1774 жылы ағылшын химигі Джозеф Пристли мен швед ғалымы Карл Вильгельм Шееле бұл элементті тәуелсіз түрде ашты. Ғалымдардың бұл жаңалығы ғылымға үлкен серпін беріп, оттек ауаның шамамен 21%-ын құрайтынын анықтауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, ол тірі ағзалардың өмірлік қызметінде басты роль атқарады, себебі оттек жасушалардың энергия өндіру процесінде қажетті компоненттердің бірі болып табылады.

3. Оттектің физикалық қасиеттері

Оттек — түссіз, иіссіз және дәмсіз газ. Оның тығыздығы 1,429 грамм литрге тең, бұл оны ауадағы көптеген газдардан ерекшелейді. Қалыпты қысым мен температурада оттек газ күйінде болады. Оның қайнау температурасы -183 градус Цельсий, ал қату температурасы -218 градус Цельсий шамасында, яғни оттек кәдімгі жағдайларда суық суықта ғана қататын немесе буланатын зат болып табылады. Су құрамында оттегінің ерігіштігі аз, бірақ бұл судағы тіршілік иелеріне жеткілікті мөлшердегі оттекті қамтамасыз етеді, өйткені судағы оттек мөлшері экожүйенің тіршілік сұлбасында маңызды орын алады.

4. Оттектің химиялық қасиеттері

Оттек — өте белсенді химиялық элемент, ол күшті тотықтырғыш ретінде көп элементтермен оңай әрекеттеседі. Мысалы, оның қатысуымен отынның жануы процесі жүреді және бұл процесс энергия өндіруге негіз болады. Одан бөлек, темірдің тотықталуы, яғни тотығу процесі, күнделікті өмірде де байқалатын оттектің химиялық қасиеттерінің көрінісі болып табылады. Ағаштың жануы да дәл осындай реакцияның нәтижесі, оттек материалдардың толық немесе жартылай тотығуын қамтамасыз етіп, энергия орталықтарын қалыптастырады.

5. Ауаның химиялық құрамы

Қазақстан экология министрлігінің 2023 жылғы мәліметтері бойынша, ауа құрамында оттек шамамен 21% құрайды, ал азот оның ең көп таралған элементі болып табылады — шамамен 78%. Қалған 1% әр түрлі газдар мен булардан тұрады. Оттек ауып тыныс алу үшін аса маңызды, себебі ол барлық аэробты тіршілік формаларының энергия алу процесінің іргетасын құрайды. Ауадағы оттек пен азоттың үйлесімді балансы экожүйелердің тұрақтылығын және тіршіліктің үздіксіздігін қамтамасыз етеді.

6. Оттектің табиғатта таралуы

Табиғатта оттек өзара әрекеттердің күрделі жүйесі арқылы таралады. Біріншіден, жасыл өсімдіктер фотосинтез процесінде күн сәулесінің энергиясын пайдаланып, көмірқышқыл газын ыдыратып, таза оттек бөледі. Бұл процесс атмосферадағы оттектің негізгі көзі болып саналады. Сонымен қатар, судағы балдырлар мен кейбір бактериялар да оттекті шығарады, олар су экожүйесінің тепе-теңдігін сақтауда ерекше рөл атқарады. Табиғаттағы оттек циклі – бұл оттектің пайда болуы, таралуы және қайта өңделуінің үздіксіз үдерісі, ол тіршіліктің барлық формалары үшін қажет.

7. Оттектің табиғаттағы айналымы: негізгі кезеңдер

Табиғаттағы оттек циклі — бұл оттектің түрлі формаларда атмосферада және гидросферада айналу процесі. Цикл бес негізгі кезеңнен тұрады: 1) Фотосинтез арқылы оттектің түзілуі, 2) Жасыл өсімдіктер мен микроорганизмдердің оттегін шығару кезеңі, 3) Аэробты ағзалардың тыныс алуы кезінде оттектің қолданылуы, 4) Химиялық реакциялар мен жану процестері, және 5) Озон қабатының қорғаныс қызметі арқылы ультракүлгін сәулелерден қорғау. Бұл кезеңдер өзара тығыз байланысты және тіршілік пен табиғаттың тепе-теңдігін сақтауда үлкен маңызға ие.

8. Өндірісте оттекті алу тәсілдері

Оттекті өндірісте алу үшін бірнеше әдістер қолданылады. Бірінші — сұйық ауаны айдау әдісі, онда ауа арнайы аппарат арқылы сұйық күйге келтіріліп, оның құрамындағы газдар фракциялық дистилляциямен бөлінеді. Бұл тәсіл кең көлемде және тиімді. Екінші әдіс — су электролизі, онда электр тогы арқылы судың құрамындағы оттек пен сутек бөлінеді, бұл әдіс көбінесе зертханалық және эксперименттік жұмыстарда пайдаланылады. Сонымен қатар, өндірісте фракциялық дистилляция әдісі де жиі қолданылады, оның негізінде әр газ құрамдасының қайнау температурасына сәйкес бөліп алу тұр. Бұл тәсілдер оттекті таза және тиімді түрде алу үшін әртүрлі жағдайларда пайдаланылады.

9. Оттектің өндірістік салалардағы қолданылуы

Оттек индустрияда көптүрлі салаларда маңызды функция атқарады. Мысалы, металлургияда оттек металл балқытуды және өңдеуді тиімді ету үшін қолданылады. Құрылыс және химиялық өндірістерде ол жану және тотығу процестерін жылдамдатады. Сонымен қатар, медицина саласында оттек терапиясы адамдардың тыныс алу жүйесін қолдауда кеңінен пайдаланылады. Бұл әр түрлі өндірістік қолданулар оттектің өмір сүрудің әр саласында қажетті элемент екенін растайды.

10. Оттектің биологиялық рөлі және тыныс алу

Барлық аэробты ағзаларға оттек өте қажет, себебі олар оны жасушалық тыныс алу процесінде пайдаланады. Бұл процесс арқылы энергия бөлініп шығады, ол тіршілікті сақтап, дененің жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Оттек гемоглобинмен байланысып, өкпеден барлық денеге тасымалданады, сондықтан қанның оттекпен қанығуы жетіспеушіліксіз болуы шарт. Егер организмде оттек жетіспесе, адамның әлсіздікке ұшырауы, бас айналу сияқты денсаулыққа кері әсерлері пайда болады. Сондықтан оттектің жеткілікті мөлшерде болуы организмнің қалыпты қызметі үшін өте маңызды.

11. Фотосинтездің оттек қалыптастырудағы рөлі

Жасыл өсімдіктер күн сәулесінің энергиясын тиімді пайдаланып, көмірқышқыл газын сіңіріп, судан оттек бөледі. Бұл процесс фотосинтез деп аталады және ол атмосферадағы оттек мөлшерінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, судағы балдырлар мен кейбір бактериялар да фотосинтез арқылы оттек шығарады. Осылайша, олардың белсенді қызметі атмосферадағы оттектің негізгі қайнар көзі болып табылады және экожүйелердің өмір сүруіне қолайлы жағдай жасайды.

12. Оттектің атмосферадағы экологиялық рөлі

Оттек — жану және тотығу процестерінің қозғаушысы ретінде табиғаттағы энергия алмасуда шешуші рөл атқарады. Ол биологиялық және химиялық реакциялардың негізі болып табылады, сондықтан оның бар болуы тіршіліктің үздіксіздігіне әсер етеді. Сонымен қатар, озон қабаты атмосфераның жоғарғы бөлігінде орналасып, адамға зиянды ультракүлгін сәулелерді сіңіреді. Бұл қабат қорғаныс ролін атқарып, тіршілік үшін маңызды болып келеді. Озон (O3) табиғи дезинфекциялаушы ретінде атмосфералық ластануды азайтады және экожүйелердің тепе-теңдігін сақтауға зор үлес қосады.

13. Оттек пен озон: қасиеттерді салыстыру

Төмендегі кестеде оттек пен озонның физикалық және химиялық ерекшеліктері көрсетілген. Оттек — екі атомды молекула (O2), ал озон — үш атомды молекула (O3). Оттек негізінен тыныс алу және жану процестерінде қолданылады, ал озон — күшті тотықтырғыш ретінде ластануды азайтуда және ультракүлгін сәулелерден қорғануда маңызды. Бұл екі газдың қасиеттері олардың қолданылу салалары мен экологиялық мәнін айқын белгілейді.

14. Ағзадағы оттек тапшылығының салдары

Медициналық зерттеулер бойынша, ағзадағы оттек деңгейі 15%-ға төмендеген кезде адамда бас айналу, әлсіздік сияқты симптомдар пайда болады. Бұл әсіресе биік тауларда немесе жабық кеңістіктерде қауіп төндіреді. Мұндай жағдайда арнайы оттек көмегі көрсетілуі қажет, себебі оттек тапшылығы ағзаның қызметін әлсіретіп, ауыр денсаулық мәселелеріне әкелуі мүмкін.

15. Ғарышта және су астында оттек пайдаланылуы

Ғарыш кеңістігінде табиғи оттек жоқ, сондықтан ғарышкерлер арнайы оттек баллондарымен қамтамасыз етіледі. Тыныс алу аппараттары бұл газды тұрақты және қауіпсіз түрде пайдалануға арналған. Сол сияқты, су асты сүңгуірлері де өз қауіпсіздігі үшін таза оттек баллондарын қолданады. Бұл аппараттар мен жүйелер ауада тіршілік етуден айырмашылығы өте тығыз және қауіпті орталарда тыныс алуды қамтамасыз етеді.

16. Медицинадағы оттек маңызы

Оттек медицина саласында негізгі рөл атқарады, себебі ол адам ағзасының тіршілік үшін қажетті энергия алу процесіне негіз болады. Тыныс алу арқылы ағзаға түсетін оттек жасушаларға энергия өндіруге көмектеседі, бұл олардың қалыпты жұмысын қамтамасыз етеді. Оттектің жеткілікті мөлшерде болмауы гипоксияға әкеліп, әртүрлі аурулардың даму қаупін арттырады. Сонымен қатар, оттек терапиясы ауруларды емдеуде маңызды әдіс ретінде қолданылады, әсіресе тыныс алу жүйесінің бұзылыстарында және жараларды емдеуде қолданылуы дәлелденген. Қазіргі медициналық тәжірибеде оттек концентраторлары мен гипербарикалық оттек терапиясы сияқты технологиялар кеңінен таралған.

17. Өрт сөндіруде оттек ағынын басқару

Өрттің жалындауының негізгі шартының бірі — ауадағы оттектің болуы. Сондықтан өрт сөндіруде оттек мөлшерін тиімді басқару маңызды саналады. Көбік және арнайы химиялық заттар ауадағы оттекті шектеу арқылы жануды тоқтатады. Бұл әдістер оттектің жалынға жетуін қиындатып, өрттің таралуын тежеуге бағытталған. Сонымен қатар, суды пайдалану оттекті ыдыратумен қатар, өрт ошақтарын жылдам салқындатуға мүмкіндік береді. Отанша гелдер — бұл технологиялар оттек ағынын дәл басқарып, өрттің өсуін және таралуын тиімді тоқтатады, сондықтан олардың қолданысы өрт қауіпсіздігін арттыруда маңызды орын алады.

18. Оттек және заманауи технологиялар

Қазіргі заманғы технологиялар оттекті әртүрлі салаларда тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Мысалы, медицинада гипербарикалық оттек терапиясы науқастардың жылдам сауығып кетуіне мүмкіндік береді, бұл ерекше атмосфералық қысыммен оттектің ағзаға енуін арттырады. Өнеркәсіпте, оттек қышқылдану процессін күшейтіп, болат жасау сияқты өндірістердің тиімділігін жоғарылатады. Энергетика саласында оттегін отындық ұяшықтарда қолдану — бұл экологиялық таза энергия алу тәсілі. Осылайша, оттектің қолдану аясы үнемі кеңейіп, инновациялардың негізі ретінде маңызды роль атқарады.

19. Оттек және экологиялық мәселелер

Ормандардың кесілуі — табиғи оттек көздерінің азаюына себепші, өйткені олар фотосинтез процесі барысында атмосфераға оттек бөліп шығарады. Сонымен қатар, ауа ластануы оттек деңгейінің теңгерімін бұзады, планетаның таза ауасын ластайды. Су мен топырақтың экожүйеге әсері де аса маңызды, себебі ластанған орта теңіз балдырларының оттек өндіру қабілетін төмендетеді, бұл азық тізбегінің бұзылуына әкеледі. Осы экологиялық мәселелерді шешу мақсатында экологиялық бағдарламалар мен сақтау шаралары қабылданып, табиғи оттек көзін қалпына келтіруге тырысады. Бұл шаралар — планетамыздың өміршеңдігі мен биосфераның тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін өте қажет.

20. Қорытынды: Оттектің орны мен болашақтағы маңызы

Оттек — тіршілік пен табиғи процестердің негізгі құраушысы. Оны ұқыпты пайдалану және қорғау — биосфераның тұрақтылығын қамтамасыз ету мен адамзаттың денсаулығын сақтау үшін маңызды. Болашақ ұрпақтың өмір сүру сапасы осы элементтің дұрыс басқарысына байланысты. Сондықтан оттек көздерін қорғау және оның әйелретін маңызын түсіну — адамзаттың ортақ міндеті.

Дереккөздер

Казахстан экология министрлігі. Ауаның химиялық құрамы туралы есеп, 2023.

Химия анықтамалығы. Оттек пен озонның қасиеттері. Алматы, 2022.

Медициналық зерттеулер орталығы. Ағзаның оттек тапшылығы және әсерлері. Нұр-Сұлтан, 2023.

Пристли Дж., Шееле К. Оттектің ашылуы жайлы еңбектері, XVIII ғасыр.

Экологиялық энциклопедия. Оттектің табиғаттағы рөлі, 2021.

Химия и биохимия дыхания. Академик А.Н. Белоусов. Издательство «Наука», 2015.

Пожарная безопасность и управление огнем. Под редакцией В.П. Быкова. Москва, 2018.

Современные технологии в медицине и промышленности. Сборник статей. Санкт-Петербург, 2020.

Экология и охрана окружающей среды. Под ред. И.И. Иванова. Москва, 2019.

Физиология человека. Под редакцией Н.С. Тимакова. Москва, 2017.