Қолданбалы экология немесе табиғатты қорғау

Экологиялық жағдайлар күрделі түрде айқындала бастады және барлық елдер мен халықтардың ішкі және сыртқы саясатының мемлекеттік деңгейінде маңызды болды. Өнеркәсіп өндірістерінің қоршаған ортамен әрекет етуінің оптималды стратегиясының проблемасы осы кезеңге тән. Антропогендік фактор, қоршаған ортаның техногенді ластануы, жаппай ізденістер және биосфера құрауыштарына: атмосфера, гидросфера, литосфераға  әсерді азайтудың инженерлік шешімдері өзекті болып табылады.

  Қазақстан Республикасы техникалық білімнің инженерлік экология саласында мамандарды дайындайтын жоғары оқу орындарының бірі – Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық  университеті (ҚазҰТУ).

  1993 жылы тау-кен факультетінің құрамындағы «Еңбекті және қоршаған ортаны қорғау» кафедрасында жаңа мамандық дайындау 1703 – «Қолданбалы экология» енгізілді.

  Өнеркәсіптік экология бойынша инженерлерді  дайындап шығару және кафедраның құрылуына 1984 жылдан бері металлургиялық факультетте қаланған, т.ғ.д., профессор С.С.Нүркеевтің жетекшілігімен «Экология және минералды ресурстарды ұтымды пайдалану» зертхана ұжымдарының  ғылыми потенциалы болды.

  Қиын қыстау жылдары зертхана ұжымының көпшілік құрамы жұмыс істеуін жалғастырды, олар ғылыми зерттеулерді орындай отырып,  Степногорск қаласындағы Целинный тау-кен химиялық комбинатында аралас алюмо-темір коагулянтын өндіру бойынша қондырғыларды құрып, өндіріске енгізілуін жүзеге асырды, олардың қатарына  Нүркеев С.С., Мусина Ү.Ш., Лойко З.К., Назмутдинова А., Бакаева Б., Журсумбаева М., Сариев Б.Е., Бабина Е. болды.      Ғылыми зертхананың жақсы жабдықталуы көптеген жылдарға оқу зертханалық практикумын қамтамасыз етуге мүмкіндік берді.

  Кафедраның құрылуы С.С.Нүркеевтің жетекшілігімен Мусина Ү.Ш., Лапшина И.З., Телеш А.Д., Қазова Р.Ә., Суляева Н.Г.  қызметкерлерінің белсенді қатысуымен іске асырылды.

  «Өндірістік экология және қауіпсіздік» кафедрасы «Химиялық технология және полиграфия» факультетінің құрамында 1998 жылы өз бетімен бөлініп шықты. Кафедраға түлек шығаратын статус берілді. ҚазҰТУ-дың барлық мамандықтарының студенттеріне кафедра мына пәндер бойынша сабақ береді: «Экология», «Экология және тұрақты даму» және 050729 мамандығына «Экологиялық экспертиза» оқылады.

  Алғашқы инженер-экологтар техникалық университетті 1703 – «Қолданбалы экология» мамандығы бойынша 1998 жылы бітірді. 2000 жылы кафедрада жаңа мамандық 1704 – «Қоршаған ортаны инженерлік қорғау», 2007 жылы 050701 «Биотехнология» ашылды, 2006 жылы кафедра «Қолданбалы экология» атауына ауысты.  

  Кафедра өндірістің әртүрлі саласының жағдайларын қарастырады: тау-кен өндіру, түсті металлургия, химиялық технология, ядерлік технология және жарылғыш заттар, полиграфия, машина жасау, мұнай өнеркәсібі, химия және полимерлер технологиясы, яғни «Қолданбалы экология» кафедрасының жалпы университеттік мәні бар және кафедра оқытушылары барлық арнайы пәндер сабақтарын кең түрде жүргізеді: «Атмосфера ауасын ластаудан қорғау»,   «Шығарылатын газдарды тазалаудың технологиялық сұлбалары», «Табиғи және екіншілік ресурстарды кешенді пайдалану», «Өнеркәсіптік экология», «Геоэкология», «Табиғи және ақаба суларды тазарту технологиясы мен теориясы», «Қоршаған орта химиясы», «Табиғатты пайдалану экономикасы» және т.б.

  2001 жылы кафедра өнеркәсіп басқарушыларының, инженер-эколог-практиктердің экология саласында біліктіліктерін көтеру үшін ғылыми-әдістемелік орталығын ұйымдастырудың инициаторы болды. 

  Кафедраның дамуына көп үлес қосқан кафедра меңгерушісі Нүркеев Самат Сағиұлы – техника ғылымдарының докторы, Экология және тіршілік қауіпсіздігінің Халықаралық Академиясының академигі, тіршілік қауіпсіздігінің Қолданбалы экология, тіршілік қауіпсіздігі және тұрақты дамудың Қазақстандық Академиясының Президенті.

   Профессор Нүркеевтің негізгі ғылыми зерттеулері күлшлакты қалдықтарды утильдеу технологиясын құруға, өндіріс және тұтыну қалдықтарын өңдеуге арналған.

  200-ден астам ғылыми еңбектердің, монография мен оқулықтардың, сондай-ақ 30-дан астам өнертабыс пен патенттердің авторы. Ғылыми және техникалық пәндерден 40 жылдан астам сабақ беріп келеді, сондай-ақ экология, қоршаған ортаны инженерлік қорғау, ресурс үнемдейтін, аз және қалдықсыз өндірістер, өнеркәсіптің қатты қалдықтарының рекуперациясы пәндерінен дәріс оқиды.

   2006-2007 жылдары  проф. С.С. Нүркеев ғылыми жетістіктері үшін Мемлекеттік стипендияға ие болды; «Жоғары Оқу Орнының үздік оқытушысы» Мемлекеттік грант иегері.

  1998-2009 жылы аралығында кафедра қоршаған ортаны қорғау саласында жұмыс жасайтын 350 инженер-эколог шығарды. Кафедра түлектерінің арасында Қарашығанақта жұмыс жасайтын Нурғалиев Д., Төлеген М. – Шеврон Тексако компаниясының Норс-Бузачи Лимитед бөлімінде менеджер; Глазунов А., Гончарова И. – Қолданбалы экологияның қазақ агенттігінің қызметкерлері; Омарова С.И. - Алматы облысының экология басқармасының жетекші маманы, Ергужиева Г. – «Макатмұнай» зертхана меңрушісі, Ибраимова Л. – Стокгольмде эколог, Молдаганапов Ұ. – «Қазақ метрология институтының» техникалық қадағалау және метрология бойынша Комитеттің физико-химиялық өлшеулер зертханасының жоғары категория маманы, Унербекова М. – Сарканд ауданы бойынша мемлекеттік экологиялық инспекторы, Рахмедин М. – «Қазақмыста» эколог, Кашкимбаева Г. – т.ғ.к., ҚР ҚОҚМ маманы, Жанбосынова М. – «Гелиоста» бас эколог, Сахиев Г. – ҚР ҚОҚМ маманы және т.б.  ерекше атап өтуге болады.

  2009 жылдың қыркүйек айынын бастап кафедра меңгерушісі болып техника ғылымдарының докторы, профессор Ошақбаев Мэлс Тлеубердіұлы тағайындавлды.

 Студенттер жыл сайын ҚазҰТУ-дың студенттердің ғылыми-тәжірибиелік конференцияларға, республикалы экологиялық олимпиадалаға, халықаралық және мемлекеттік масштабтағы семинарларға қатысады.

  Кафедра түлектері іс жүзінде өндірістің барлық саласында: қоршаған ортаны қорғауды басқару жүйесінде; ауа және су бассейндерін инженерлік қорғау салаларында инженер-эколог болып жұмыс істей алады; экологиялық экспертиза және экологиялық аудит жүргізе алады; жаңа экологиялық таза технологиялардың және тазарту қондырғыларының жобаларын талқылауға қатыса алады.

  Профессор М.Т.Ошакбаевтың негізгі ғылыми зерттеулері тыңайтқыштарды құрайтын-  N,P,S кешендерінде мұнай, фосфор өндірісітерінін қалдықтарын және Қаратаудың кондиционнды емес фосфориттерінің қайта өндеуге арналған.  

  М.Т.Ошақбаев 1982 ж. С.М.Киров атындағы КазМУ-дың химия мамандығы бойынша химия факультетін бітірді. А.Б.Бектурова атындағы ҚР БҒМ  Химиялық ғылымдар институтында 1983 жылдан бастап жұмыс істеді.  118-ден астам ғылыми еңбектері, монография мен патенттері бар.

                                         

   Студенттер Барт  А., Слюняева А., Вей-салидзе М., Калдыбаева  А. – .Эгб-06-1р; Ескараева М., Шумкова И. - Бжб(ЗОС)-06-1р. «Тұрақты даму және энерготиімділік» семинар-тренингі, ҚазҰТУ (жетекшілері Нүркеев С.С., Мусина Ү.Ш.)

                                                        Метеорология — жер атмосферасы, яғни ауа қабығы жайлы ілім. Ол физика заңдарының негізінде географиялық қабықтың бір бөлігін зерттейді. Сонымен, метеорология — атмосфераның құрамын, құрылысын, ондағы жүріп жатқан алуан түрлі процестер мен құбылыстарды зерттеп, оларды физикалық тұрғыдан түсіндіріп, атмосфералық жағдайларды болжау және мүмкіндігінше әсер ету. Міне осы мәселелер ме­теорологияның негізгі мақсаттары деп қарастыруға да болады. Метеорология грек сөзінен аударғанда: мета — тұстағы айнала, эора — кө­ру, логос — ілім деген мағнаны береді. Климатология — жер климаты, яғни белгілі бір географиялық орынға тән атмосфералық жағдайлар жиынтығы, жайлы ілім. Сондықтан, климат — жергілікті жердің физикалық-географиялық сипатының маңызды бір бөлігі. Себебі, ондағы қалып­тасқан су торының режимі, топырақ, өсімдік жамылғысы мен жануарлар әлемі, жалпы ландшафттар келбеті ауа райы режиміне тікелей бағы­нышты. Жергілікті ауа райы мен климат халық шаруашылығына, әсіресе ауыл шаруашылық салаларының мамандануына, өнеркәсіптің геогра­фиялық орналасуына, көлік торының таралуына үлкен әсерін тигізеді. Жалпы, климат жайлы негізгі түсініктер география маманына қажетті еке­ні түсінікті.

 

Атмосфера — Жер планетасын қоршаған газды немесе ауа қабығы. Ауа сығылмалы, сондықтан оның тығыздығы биіктікке қарай кеми­ді. Бірте-бірте ол ғарыштық кеңістікке, белгілі бір шекарасыз, ауысады. Яғни, атмосфера таралу биіктікті орта шамамен 20 мың км деп есеп­тейді. Атмосфера массасының жартысына жуығы — төменгі 5 км қабатында, 75 % массасы — төменгі 10 км, ал 90 % төменгі 20 км ауа қаба­тында шоғырланған.

 

Ауа райы — белгілі бір  сәттегі, белгілі бір географиялық жердегі төменгі атмосфераның жағдайы. Ол жағдайдың сандық және сапалық си­паттары бар. Сандық сипаттары метеорологиялық аспап-құралдармен өлшенеді де метеорологиялық элементтер деп аталады. Мысалы, оларға ауа температурасы, күн радиациясы, жауын-шашын мөлшері, жел жылдамдығы мен бағыты, ауа ылғалдылығы т.б. жатады. Ал сапа­лық сипаты көбінесе бақылаушымен көз мөлшермен анықталып, метеорологиялық құбылыстар деп атайды. Оларға, мысалы, бұрқасын, тұ­ман, көктайғақ, найзағай, үсік т.б. құбылыстарды жатқызуға болады. Ауа райын сапалы түрде зерттеу үшін тек төменгі атмосфераны емес, жо­ғарғы атмосфераны да толығымен зерттеген дұрыс. Ол үшін аэрологиялық, аэрономиялық, космостық зерттеулер қолданылады.

 

Климат — белгілі бір  географиялық жерге тән, көп жылдар бойы қалыптасқан ауа райы режимі. Географиялық жер деген ұғымға тек сол жердің координаталары, теңіз деңгейімен салыстырған биіктік емес, жер беті жамылғысының сипаты — жер бедері, топырақ жамылғысы т.б. жатады. Көп жылдар бойы қалыптасқан климаттың тұрақтылығы байқалады. Сондықтан климат жергілікті жердің физикалық-географиялық си­патының бірі болып келеді.

 

Метеорологияның зерттеу объектісі — Жердің ауа қабығы, ал зерттеу тәсілдері келесі:

 

а) бақылау — негізгі зерттеу тәсілі, яғни метеорологиялық элементтерді өлшеу және метеоқұбылыстарды анықтау. Бақылау арқылы тө­менгі атмосфера жағдайына сандық және сапалық баға беріледі;

 

ә) эксперимент — шектеулі мөлшерде ғана қолданылады, себебі табиғи жағдайда атмосфералық құбылыстарды адам тәжірибе ретінде жүргізе алмайды. Бірақ кейбір құбылыстарға аздап әсер ете алады, мысалы, бұлттардан бұршақ жаудыру, тұманды сейілту, тайфун «шақы­ру» т.б.;

 

б) теориялық тәсіл — барлық ілімдерде кеңінен қолданылады, қойылған мақсатына қарай метеорологияда келесі түрлері қолданылады:

 

-       статистикалық талдау — көп жылдар бойы жүргізген бақылаулар мәліметтерін бір жүйеге келтіру үшін, немесе олардың ортақ мәнін анықтау үшін, әсіресе климатологияда көп қолданылатын тәсіл;

 

-       корреляция  тәсілі — көпжылдық метеорологиялық мәліметтер ретіндегі ауытқуларды немесе бірегейлікті сипаттайтын байланыс дәре­жесін қолдану;

 

-       эмпирикалық теңдеу тәсілі — метеоэлементтер немесе метеоқұбылыстар арасындағы байланыстарды теңдеулер арқылы, ал олардың коэффициенттері көп жылдық салыстырмалы бақылаулар нәтижесінде таңдалып, қолданылады;

 

-       физика-математикалық талдау — динамикалық (теориялық) метеорологияда атмосфералық процестердің дамуын дифференциалды теңдеулер арқылы сипаттап, түсіндіру;

 

-       модельдеу  — яғни атмосфералық процестердің даму нобайын компьютер арқылы құру;

 

в) картографиялық — метеорологиялық мәліметтер жиынтығын кеңістік және уақыт бойынша таралуын көрсету.

 

Қазіргі кездегі метеорология алдына көптеген маңызды да күрделі міндеттер қояды:

 

1) атмосфераның құрамы, құрылымы мен қасиеттерін жүйелі және жан-жақты түрде зерттеу, ондағы жүріп жатқан алуан түрлі процестер мен құбылыстарды анықтап, түсіңдіру;

 

2) халық шаруашылығының барлық салаларын керекті (сұранысы бойынша) метеорологиялық мәліметтер мен ақпараттармен уақытында қамтамасыз ету, әсіресе болжаулық ақпаратпен;

 

3) халық шаруашылығына қауіпті ауа райымен күресу жолдарын немесе алдын алу тәсілдерін анықтау.

 

Жалпы, метеорология адамзаттың ауа райына, климатқа тәуелділігін азайту жолдарын, оның қолданбалы сұраныстарын қамтамасыз ету­ге тырысады. Мысалы, ауыл шаруашылыққа қауіпті ауа райы жайлы ақпарат тұтынушыға алдын ала жеткізілсе, онда ауа райынан келетін шы­ғынды (зақымды) көп азайтуға мүмкіндік туады. Кейбір зиянды құбылыстар, мысалы, торнадо, қатты дауыл, өте төмен немесе жоғары ауа температурасы, көктайғақ, қатты боран, өте екпінді жел, сель жүру т.б. жайлы мәліметтер алдын ала халыққа жекізілсе, адам өміріне ауа райынан туған қауіп-қатер де азаяр еді. Бүгінгі ғылым мен техниканың жоғары дамып тұрған кезеңінің өзінде, ауа райынан дүние жүзінің түр­лі аймақтары зардап шегіп жатқанын естиміз. Мысалы, Батыс Еуропа ыстықтан қиналып жатса, тура сол мезгілде Оңтүстік-Шығыс Азия толас­сыз жауған жаңбырдан жапа шегіп жатады. Климаттың өзгерістерге ұшырауы, оның себебі мен заңдылықтары бүгін барлық климатологтарды алаңдатуда. Сондықтан жаратылыстанудың ішіндегі метеорология ілімі маңызды болып келеді. Метеорология зерттеу жүргізгенде көптеген фундаменталды физика, математика, химия, астрономия сияқты ілімдерге жүгінеді. Сонымен қатар географияның көптеген салалары — геоло­гия, гидрология, геоморфология, мұхиттану, ландшафттану т.б. сияқты метеорология және климатологиямен тығыз байланысты. Жалпы ме­теорологияның да қолдануы бойынша дербес салалары бар: агрометеорология ауыл шаруашылығына керекті зерттеулер жүргізеді, синоп­тикалық метеорология ауа райы болжауымен айналысады, динамикалық метеорология теориялық зерттеулер жасайды, аэрология төменгі 40 км ауа қабатын радиозондтар арқылы зерттейтін, аэрономия — 40 км ден жоғары атмосфераны геофизикалық ракеталармен зерттейтін са­лалары, актинометрия — күн радиациясын өлшеп, зерттейтін саласы. Сол сияқты, космостық, авиациялық, медициналық, тағы басқа ме­теорология салалары дамуда.

 

 

Метеорологиялық жүйе

 

Метеорологиялық бақылауларды метеоэлементтерді өлшеу және атмосфералық жағдайды бағалау деп білеміз. Бақылаулар арнайы ме­теорологиялық станцияларда өтеді. Дүние жүзі бойынша барлық метеорологиялық станциялар бір жүйені құрайды. Себебі, біріншіден, атмос­фералық процестер ешқандай «шекарасыз» дамиды, екіншіден, метеорологиялық ақпараттар барлық елдерге жедел және оңай жетуі керек.

 

Сондықтан метеорологиялық бақылауларға белгілі шарттар қойылады, олар сипаттамалы, үздіксіз, нақты, бірыңғай болуы қажет, сонда ға­на олар салыстырмалы бола алады. Ол үшін мынадай талап қойылады:

 

1. Бақылаулар дүние жүзі бойынша бір сәтте (синхронды) әрбір үш сағат сайын Гринвич уақытымен жүргізілуі қажет, яғни тәулігіне 8 рет жүргізіледі: сағат 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21-де.

 

2. Бақылаулар ұзақ уақыт және үздіксіз жүргізілуі қажет. Бұл шарт орта көп жылдық климаттық мәлімет алу үшін қажет.

 

3. Бақылаулар дүние жүзі бойынша бірыңғай аспап-құралдар мен бірдей тәсілдермен жасалуы қажет.

 

4. Метеостанция бақылаулары репрезентативті, яғни өлшенген мәліметтер неғұрлым үлкен территорияға сәйкес болу қажет.

 

Сипаттамалы бақылауға мысал келтірейік. Жел баққыш (флюгер) биік үйлер немесе қалың биік ағаштар арасында тұрса, жел жылдам­дығы кем көрсетіліп, ал бағыты ауытқуы мүмкін. Тағы бір мысал: қар жамылғысы қалыңдығын өлшейтін сызғыш-рейка төбенің ық жақ етегінде немесе дәл төбесінде тұрса, онда қар қалыңдығы көп жылдық орта нәтижеден артық не кем көрсетіледі де, сипаттамалылық сақталмайды.

 

Үздіксіз бақылау деп тәуліктегі 8 рет жүргізілетін бақылаулар үзбей қадағаланып жасалуы аталады. Мысалы, бір рет белгіленген уақытта ауа температурасы өлшенбей қалса, онда орта тәулік температурасы нақты болмайды, және өлшенбеген температураны қайтадан (уақыт өт­кен соң) өлшей алмаймыз. Сонымен бірге температурамен байланысты басқа (ылғалдылық, қанығу жетіспеушілігі т. б. 15 шақты) мәліметтер анықталмай қалады. Климаттық көрсеткіштерді анықтау үшін, климаттық ауытқуларды айқындау үшін бақылаулар неғұрлым ұзақ мерзім үздік­сіз жүргізілуі қажет.

 

Нақты бақылау деп бақылаушының аспап-құралдармен жүргізген өлшеулері жоғары дәлділікпен болуы және өзі көзімен көрген (яғни басқа біреудің айтуынан емес) анықтаған атмосфералық құбылыстарды айтамыз. Себебі нақты емес бақылаулар нәтижелері барлық метеоро­логиялық ақпаратқа үлкен нұқсан әкеледі.

 

Бақылаулар сонымен қоса бірыңғай болуы қажет. Атмосфералық процестерді зерттеу үшін метеорологиялық бақылауларды Жер шары­ның көптеген пункттерінде жүргізу қажет. Сондықтан метеостанциялар барлық дерлік мемлекеттерде ұйымдастырылған. Әр станцияның бақы­лаулар реті уақыт бойынша бірыңғай болуы зерттеу сапасына әсер етеді. Мысалы, метеостанция қала шетінде ашық жерде 30 жыл бұрын ашылды дерлік. 10 жылдан соң ол станция жан-жақтан биік үйлер, теректермен қоршалып қалды да, осы жағдайда тағы 10 жыл жұмыс істе­ді. Содан соң ол метеостанция қайтадан қаланың жаңа сыртына көшірілді. Бұл жағдайда соңғы 10 жылда жүргізілген кейбір бақылаулар нәти­желері (жел жылдамдығы, қар жамылғысы) бұрынғы мерзімге қарағанда төменделіп көрсетіледі. Ол төмендеуді желдің уақыт бойынша тербе­лісі деп қате тұжырымдауға болады. Бақылаулар бірыңғайлық қасиетін жоғалтады. Міне, сондықтан, бақылаулар салыстырмалық қасиеттен ешқашан айырылмау керек.