Пәнаралық тереңдетілген тапсырма — химиялық реакциялар, физикалық диффузия, биологиялық әсер, географиялық факторлар органикалық бірлікте
Алматы, қыс, смог — мәселені өзің анықта
Инверсия, смог таралуы, өкпе механизмі
Кесте, реакциялар, газ заңдары
Білу және түсіну — 2 сұрақ
Қолдану + 4 есеп — 4 сұрақ
Талдау + стратегия — 4 сұрақ
5 ғылыми дағды
Деңгейлік талдау, жалпы балл
Алматы қаласының орталығында тұратын 16 жасар Серікбек таңертең мектепке бет алды. Қаланың көшелерінде тұман сияқты сарғыш-сұр бу жайылып жатты. Температура −18°C. Бірақ бұл кәдімгі тұман емес — ол иіс шығарады, өкпені кезектесіп «тырнайды». Серікбек неге аспан ашық болса да, жоғарыдан таза ауа төмен түспейтінін байқай алмайды.
Шын мәнісінде Алматының атрасфераналы алқап рельефі — солтүстіктен Іле Алатауымен жабылған тауарасты ойпат — табиғи «тұзақ» жасайды. Жер бетіне жақын ауа кеш шығару арқылы тезірек суиды, ал жоғарыдағы ауа жылы болып қалады. Жылы ауа жоғары, суық ауа төменде дегенде — жер бетіндегі газдар жоғарыға шыға алмайды. Осы физикалық механизм инверсия деп аталады.
Нәтижесінде: 1 200 000 автокөліктің NO₂ мен CO-і, 2 ТЭЦ-тің SO₂-і, мыңдаған үйдің жану өнімдері — бәрі тыныс алу аймағында, биіктігі 200–400 метр шегінде «қамауда» жатады. Бұл инверсия биігі деп аталады. PM2.5 бөлшектері — диаметрі 2.5 микрометрден кіші бөлшектер — өкпенің ең терең бөліктеріне, тіпті қанға дейін ену мүмкіндіктеріне ие.
Серікбектің мектебінде биологиядан жаңа тақырып — тыныс алу жүйесі. Химиядан газ заңдары. Физикадан термодинамика. Географиядан климат. Бұл төрт тақырып шын мәнісінде сол таңертеңгі «тұманның» бір ғана ғылыми суреті екен.
Жылы ауа қабаты (инверсия тосқауылы) газдардың жоғарыға шығуын толық блокадалайды. Суық жер бетіндегі ауа «тұзақта» қалады.
Инверсия жағдайында диффузия процесі жоғарыға қарай жұмыс істемейді. Газдар бүйір бағытта ғана шашырайды, бірақ тауларға тіреледі.
PM2.5 <2.5 мкм — альвеолаларға жетіп, капиллярлар арқылы қанға өтеді. NO₂ тыныс жолдарының шырышты қабығын тітіркендіреді.
| Ластаушы | Формула | Өлш. (мг/м³) | ДСҰ норма (мг/м³) | Асу (%) | Деңгей |
|---|---|---|---|---|---|
| Азот диоксиді | NO₂ | 0.28 | 0.04 | +600% | Қауіпті |
| Көміртек оксиді | CO | 14.0 | 3.0 | +367% | Қауіпті |
| Күкірт диоксиді | SO₂ | 0.09 | 0.05 | +80% | Жоғары |
| Ұсақ бөлшектер | PM2.5 | 185 | 15 | +1133% | Апатты |
| Оттек | O₂ | — | — | 20.3% (v/v) | Норма |
| Азот | N₂ | — | — | 78.0% (v/v) | Инертті |
| Пән | Сұрақтар | Негізгі ұғымдар | Балл |
|---|---|---|---|
| ⚗️ Химия | A1, B1, B3, C3 | NO₂, CO, PM2.5, реакциялар, ppm, стехиометрия | 11 |
| ⚡ Физика | A1, B2, B4 | PV=nRT, инверсия, Фик диффузиясы | 9 |
| 🧬 Биология | A2, B4, C2 | PM2.5, альвеолалар, COHb, доза | 7 |
| 🌍 География | C1, C4 | Алматы рельефі, климат, таулы қала | 3 |
| Жалпы | 30 | ||
| № | Деңгей | Тип | Балл | Дағды |
|---|---|---|---|---|
| A1 | A | Көп таңдаулы | 3 | Физикалық механизм |
| A2 | A | Ашық | 3 | Биологиялық түсіндіру |
| B1 | B | ppm есебі | 3 | Бірлік айналдыру |
| B2 | B | PV=nRT | 4 | Газ заңы + интерпретация |
| B3 | B | Стехиометрия | 3 | Реакция есебі |
| B4 | B | Фик заңы | 4 | Физика + биология |
| C1 | C | Себеп-салдар | 2 | 3 пән синтезі |
| C2 | C | Деректер + доза | 2 | Есеп + баға |
| C3 | C | Стратегия | 3 | Шешім қабылдау |
| C4 | C | 4 пән синтезі | 3 | Жоғары деңгей |
| ЖАЛПЫ | 30 | |||