БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

загрузка...

Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 33 |

«Саратовский государственный технический университет ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ Сборник научных трудов Под редакцией профессора Т.И. Губиной Саратов 2007 УДК 520 Э ...»

-- [ Страница 28 ] --

Соли меди с алифатическими аминами в аммиачной среде образуют синие комплексные соединения типа аммиакатов. Методика определения сводится к растворению пробы, содержащей ПАлА, в 1-5 мл абсолютного этанола, с добавлением раствора в абсолютном этаноле хлорида меди.

Реакция протекает в течение 20 мин (макс=860 нм). Таким путем можно определить бутиламин, диизопропиламин, ди- и триэтиламин, дициклогексиламин.

Нингидрин известен как фотометрический реагент на производные ПАлА – аминокислоты. Реакция является основополагающей при определении аминокислот в автоматических анализаторах и в фотометрии.

Реакция между нингидрином и аминокислотами протекает сложно и до конца ее механизм не выяснен. Предполагается, что при взаимодействии -аминокислот с нингидрином (2,2-дигидрокси-1,3-индандиолом) вначале происходит окисление аминокислоты, сопровождающееся восстановлением нингидрина. Ранее предполагали, что появление окраски дикстогидриндилидендикетогидрамина, получающегося при конденсации избытка нингидрина, восстановленного нингидрина и выделившегося аммиака. Согласно позднейшим исследованиям, наблюдаемое окрашивание присуще не какому-то одному индивидуальному соединению, а нескольким окрашенным веществам, образование которых зависит от природы исходной аминокислоты. Фиолетовый бис-1,3дикетоинденил получается во всех случаях [5].

Окраска продуктов реакции для разных аминокислот не одинакова, поскольку возможны вторичные процессы (например, взаимодействие полученных альдегидов с аминокислотами). Нижние границы определяемых содержаний (НГОС) аминокислот и диапазоны определяемых содержаний также варьируют от 1 до 30 мкг/10 мл.

Наиболее чувствительны реакции нингидрина с глицином, изолейцином, лейцином (НГОС 0,5-4 мкг), серином, валином, треонином глутаминовой кислотой, глицином, фенилаланином, гистидином (НГОС 10-30 мкг).

Величины мол составляют 2·10-4 – 5·10-4. Аргинин, цистеин, пролин дают очень низкие значения НГОС (100-400 мкг). Продукты реакции нестабильны, интенсивность светопоглощения уменьшается в течение мин. Известны способы стабилизации оптических характеристик аналитических форм (введение хлорида кадмия, сульфата меди).

Указанные добавки влияют также на скорость реакции и спектральные характеристики аналитической формы.

Следует отметить, что реакция с нингидрином малоизбирательна.

Кроме алифатических аминокислот, с нингидрином реагируют полипептиды, пептоны, первичные ароматические амины с образованием аналогичных продуктов реакции. Известно несколько вариантов методик определения аминокислот. Так, определение можно проводить в 80% этаноле с раствором нингидрина в изобутиловом спирте при нагревании до 80о С (3 мин, макс = 550-560 нм). Методика достаточно проста, к недостатку можно отнести применение изобутанола и 80% этанола.

В другом варианте определение проводят в среде ледяной уксусной кислоты при нагревании (100о С, 1 час). После охлаждения через 1 час фотометрируют (макс = 500 нм для лизина, 515 нм для пролина, 570 нм для цистеина). Недостатком этой методики является длительность (2 часа выдерживают растворы) и среда ледяной уксусной кислоты. В среде ацетатного буферного раствора (рН=5,4) с добавлением изопропилового спирта при нагревании (15 мин при 100о С) также проводят реакцию взаимодействия аминокислот с нингидрином (раствор реагента в метилцеллозольве). Таким способом определяют аланин, аспарагиновую кислоту, аспарагин, Валин, глицин, глутамин, глутаминовую кислоту, гистидин, изолейцин, лизин, орнитин, метионин, серин, треонин, тирозин, фенилаланин (макс =570 нм). Пролин и оксипролин дают аналитическую форму, поглощающую при макс =440 нм.

Указанные методики применены для определения аминокислот в белковых гидролизатах и природных водах [4]. Мешают определению гидразиды кислот, циклические трикетоны, N- бромсукцинамид, 1,2диацетилбензол. Исследована также тест-реакция на аминокислоты на индикаторной бумаге с иммобилизованным нингидрином. Тест-метод позволяет отличить аргинин, цистеин, пролин и лизин от остальных незаменимых -аминокислот.

Таким образом, проведенный анализ фотометрических способов определения первичных алифатических аминов и их производных (-аминокислот) с использованием в качестве реагентов альдегидов, солей диазония, пикриновой кислоты, солей меди, нингидрина, позволил выделить наиболее надежные и перспективные реагенты. Для первичных алифатических аминов такими реагентами являются альдегиды, для аминокислот – нингидрин. В обоих случаях перспективны соли диазония как реагенты на ПАлА и -аминокислоты, исследованию которых посвящены пока лишь единичные работы.

1. Терней А. Современная органическая химия: пер. с англ. / А. Терней Т.2.М., 2. Евгеньев М. И., Гармонов С. Ю., Евгеньева И. И. // Журнал аналит., химии, 1998. – Т.53, №2. – С. 3. Евгеньев М. И., Гармонов С. Ю., Исмаилова Р. Н. и др.// Тез. докл. XVIII Мендел.

съезда по общей и прикладной химии. Казань, 2003. – С. 299.

4. Идентификация органических соединений / Р. Шрайнер, Р. Фьюзон, Д. Кертин, Т. Моррилл. – М.: Мир, 1983. – 707 с.

5. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа / Юинг Г. М.: Мир, 1989.

6. Silverstein R. M. // Anal. Chem., 1963. – V.35. – P. 154.

7. Larrick R. A. // Anal. Chem., 1963. – V. 35. – P. 1760.

В.И. Скоробогатова, Л.Ф. Щербакова, В.Г. Мандыч, А.А. Щербаков Саратовский военный институт радиационной, химической

ФИТОБИОРЕМЕДИАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Одним из серьезных секторов природоохранных технологий являются методы ремедиации загрязненных территорий от поллютантов.

При этом, как и везде в мире, развитие технологий или создание новых преследует две цели – повышение эффективности очистки и сокращение затрат на мероприятия. Среди достаточно широкого спектра средств, разработанных для решения этой проблемы к настоящему времени, основные – сорбенты и реагенты, т.е. соединения, позволяющие либо собрать поллютант с загрязненной территории и иммобилизовать – «связать», и (или) через химические реакции превратить в экологически безопасные соединения. Анализ тенденций развития исследований в области защиты ОС показывает, что наряду с совершенствованием существующих методов большое внимание уделяется биотехнологическим методам санации загрязненных территорий, за которыми признается несомненный приоритет по показателям эффективности и экономичности.

Эти методы экологически безопасны и выгодно отличаются от других отсутствием вторичных отходов. Очевидно, что в природоохранной биотехнологии акцент должен быть сфокусирован на компоненте «био», по крайней мере, не в меньшей степени, чем на компоненте «технология», хотя в историческом аспекте решение проблем ОС было почти исключительно монополизировано санитарной инженерией. Как следствие, компонент «био» до недавнего времени в значительной степени игнорировался и его потенциал использовался далеко не в полной мере.

В настоящей работе изучены возможности фитобиоремедиационных технологий, требующих интеграции многих научных дисциплин и, в первую очередь, детальных знаний о механизмах протекающих процессов, а также их эффективного инженерного оформления. Растения, поглощая токсиканты, превращают загрязненную территорию в зеленую лужайку.

Безусловно, это долгий процесс, однако и затраты на фиторемедиацию обычно не превышают 20% от стоимости альтернативных, более быстрых способов очистки, предполагающих выемку почвы, ее транспортировку и переработку.

Современные фитобиоремедиационные технологии основаны на разных методологических подходах. Форму и разнообразие возможных фитобиоремедиационных технологий определяют: природа токсиканта, его концентрация, сама территория, нуждающаяся в ремедиации.

Фитобиоремедиационные технологии включают фитоэкстракцию, ризофильтрацию, ризодеградацию, фитодеградацию, фитоволотализацию, гидравлический контроль и др. Прежде чем использовать ту или иную экофитотехнологию, следует провести тщательный анализ объекта, подлежащего ремедиации, установить тип токсичного соединения, обнаруженного на объекте, его концентрацию, глубину проникновения токсиканта в почву, тип почвы, предполагаемое количество осадков в период фитобиоремедиации, глубину зоны аэрации и т.д. После этого выбирается метод фитобиоремедиации, включая селективный отбор растений и микроорганизмов, требуемых для каждой конкретной технологии.

В связи с фитобиоремедиационным потенциалом растений, очевидно, уместно будет ответить на вопрос о возможности регулирования экофизиологических характеристик растений с целью повышения их детоксикационного потенциала без вмешательства в геном растений. В этой связи, несомненно, большой интерес представляют результаты работ, проводимых в Саратовском военном институте РХБЗ, по адаптации растений к неблагоприятным факторам ОС, а также возможность использования растений, инокулированных штаммами-деструкторами токсикантов. Показано, что детоксикационный потенциал растений в отношении токсичных химикатов (ТХ) и продуктов их разложения может быть повышен воздействием чисто внешних, не генетических факторов, что, безусловно, указывает на не полностью реализованный экологический потенциал растений в отношении антропогенных загрязнителей.

Изучение физиолого-биохимических и молекулярных основ биодеградации и фитоэкстракции ксенобиотиков является важнейшим этапом создания технологии фитобиоремедиации почв и водоемов, загрязненных продуктами природного и техногенного разложения ТХ. К основным продуктам трансформации зарина, зомана и вещества типа Vx в воде и почве относятся кислые эфиры, диэфиры и метилфосфоновая кислота (МФК), характеризующиеся разной стойкостью и способностью к накоплению в растениях. Стойкость МФК в почве превышает 10 лет.

Деструкция люизита в ОС сопровождается образованием 2хлорвиниларсиноксида, 2-хлорвинил-арсоновой кислоты, арсенитов и арсенатов. В то же время арсенит натрия - основной компонент реакционной массы, образующейся при уничтожении люизита. В качестве фиторемедиаторов хорошо зарекомендовали себя подсолнечник и водный гиацинт (Eichhornia crassipes). Полученные к настоящему времени результаты демонстрируют широкие возможности метода фитобиоремедиации почв и водоемов с помощью этих растений и ассоциированных с ними микроорганизмов, однако специфика аккумуляции интересующих нас загрязнителей мало изучена.

В настоящей работе установлены физиолого-биохимические особенности и экстракционные характеристики растений подсолнечника и водного гиацинта в отношении фосфор- и мышьяксодержащих поллютантов.

Изучено воздействие МФК на проростки семян подсолнечника «Фаворит» в широком диапазоне концентраций (рисунок) и обнаружено чередование областей активации и угнетения роста («парадоксальный»

эффект). При концентрациях МФК 10-3 и 10-8 М наблюдается скачкообразное увеличение длины и массы проростков подсолнечника.

При выращивании подсолнечника в условиях гидропоники в диапазоне концентраций МФК 10-2 - 10-8 М выявлены следующие закономерности:

четырехнедельных растений ниже на 34 и 25 % по сравнению с контролем;

СМФК = 10-3 и 10-8 М - отмечен бурный рост растений подсолнечника, а также увеличение длины четырехнедельных растений на 14 и 21 %, массы корневой системы – на 29 и 45 % при уменьшении содержания МФК в 1, и 2,3 раза соответственно;

СМФК = 10-4 - 10-7 М - изменений в приросте биомассы не обнаружено.

Присутствие МФК можно рассматривать как стрессовый фактор для растений. Стрессоры изменяют физико-химическое состояние клетки, влияют на спектр физиологических процессов и обмен веществ, однако многие вопросы механизма ответной реакции растений на действие загрязнителей еще не изучены. Анализ растений, выращенных на питательной среде с содержанием МФК 10-2 М, показал, что на второй неделе роста концентрация пролина возросла в 5 раз в корнях и более чем в 2 раза в меристемах. У четырехнедельных растений содержание пролина увеличилось в 9 раз. Очевидно, что в процессе роста растения в присутствии МФК происходит накопление пролина, причем на начальном этапе развития концентрация пролина выше в корнях, а в процессе онтогенеза возрастает его содержание в меристемах.

Предварительная обработка семян подсолнечника омагниченной водой и затем раствором МФК 10-2 М приводит к увеличению биомассы на 57 %, длины - на 33 % по сравнению с контролем. При замачивании семян в электрохимически активированной воде наибольший стимулирующий и защитный эффект от МФК как по длине (38 %), так и по массе (28 %) растений отмечен при использовании смеси католита и анолита в соотношении 1 : 4. Обработка семян раствором индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) с концентрацией 10-5 г/л и МФК дает увеличение на 4-16 % по массе и длине растений. Во всех случаях накопление пролина в растениях не выявлено.

В регуляции ростовых процессов растения в норме и при стрессе важную роль играют качественные и количественные соотношения фитогормональный статус растений подсолнечника. Анализ фитогормонов (мкг/г биомассы) кислоты (АБК) и ИУК увеличилось в 10,0 и 1,6 раза соответственно, в то время как содержание зеатина уменьшилось в 1,5 раза (таблица).

Присутствие в среде проращивания 10-8 М МФК увеличивает содержание АБК и ИУК в 17,0 и 3,8 раза соответственно при одновременном уменьшении содержания зеатина в 2,2 раза. Таким образом, МФК оказывает значительное влияние на фитогормональный статус растений подсолнечника.

Оценена способность подсолнечника произрастать на загрязненной МФК почве в лабораторных и микрополевых условиях. Установлено, что 50 % редуцирование роста растений наблюдается при концентрации загрязнителя 0,1 г/кг почвы. При этом содержание МФК в почве уменьшилось в 1,7 раза. Предельное содержание МФК в почве составляет 0,5 г/кг. Предпосевная обработка семян подсолнечника омагниченной или электрохимически активированной водой в виде смеси католита и анолита, а также раствором ИУК ускоряет их прорастание, способствует уменьшению негативного влияния МФК на растения, увеличивает в 2- раза извлечение поллютанта из почвы и может быть рекомендована для практического применения в процессах санации загрязненных почв.

Впервые показана возможность очистки воды от мышьяка с использованием водного гиацинта (эйхорнии). Методом атомноабсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией установлено, что мышьяк в основном локализуется в корнях растения.

Одно растение эйхорнии способно к накоплению до 8 мг мышьяка (III) и 12 мг мышьяка (V) на открытой площадке в условиях искусственного водоема. Предельное содержание мышьяка в воде составляет 32 мг/дм сульфгидрильными группами на мембранах клеток растений, подавляя функцию корней. Арсенит более токсичен, но менее биодоступен, чем арсенат. Сходство фосфат (PO43-) и арсенат (AsO4-3) ионов объясняет их конкурирующее поведение (химическая мимикрия) в процессах фитоэкстракции из-за близости структурных и термодинамических характеристик. Арсенат не оказывает разрушительного действия на мембраны, но влияет на процесс фосфорилирования в митохондриях.

Поскольку мышьяк не может заменить фосфор в обмене веществ, растения испытывают недостаток фосфора. Эффективность очистки воды эйхорнией зависит от активности вегетационного процесса в растениях, устойчивости к мышьяку и повышенной способности к его экстрагированию в процессе поддержания своего водного баланса.

В результате проведенного исследования установлены важнейшие физиолого-биохимические особенности и характеристики фитоэкстракции метилфосфоновой кислоты, арсенита и арсената натрия подсолнечником и водным гиацинтом для создания биотехнологии санации загрязненных территорий и оздоровления экологической обстановки в районах хранения и уничтожения химического оружия. Фитобиоремедиация способствует сохранению и улучшению окружающей среды, поскольку связана с выращиванием растений. Это наиболее эстетичная и перспективная технология очистки воды и почвы.

Рассмотренные методические подходы представляют интерес при решении экологических проблем промышленных городов.

Н.А. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, Ю.В. Тарушкина Энгельсский технологический институт (филиал) Саратовского государственного технического университета

БЕЗРЕАГЕНТНЫЕ СПОСОБЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД ГОРОДА ЭНГЕЛЬСА

Сточной водой (СВ) или жидкостью называется вода, использованная на определенные нужды и получившая при этом загрязнения, которые изменяют ее первоначальные химические, физические и биологические характеристики. В зависимости от происхождения СВ подразделяются на промышленные, бытовые, атмосферные.



Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 33 |
 







 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»