Метаболические превращения загрязняющих веществ в окружающей среде и их экологическое значение

Основные методы исследования метаболизма. Общие представления о метаболизме органических веществ. Дезалкилирование, дезаминирование и десульфирование чужеродных соединений. Анализ влияния веществ, загрязняющих воду, на атмосферу, литосферу и биосферу.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.09.2017
Размер файла 652,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Многие другие чужеродные соединения, содержащие первичную аминогруппу, также подвергаются дезаминированию в организме.

Десульфирование. Некоторые чужеродные соединения, содержащие атомы серы (инсектициды, тиобарбитураты, производные фенилтиомочевины и др.), под влиянием ферментов превращаются в соответствующие кислородные аналоги. В таких соединениях атомы серы замещаются атомами кислорода. Процесс десульфирования чужеродных соединений в организме можно показать на примере тиобарбитала:

Другие метаболические превращения

Выше рассмотрены различные типы метаболических превращений чужеродных соединений, которые под влиянием ферментных систем происходят в организмах людей и животных. Кроме указанных типов превращений имеются и другие, механизм которых не выяснен или выяснен недостаточно. К ним относятся процессы восстановления дисульфидов, гидроксамовых кислот, разрыв кольца в циклических соединениях, образование кольца (циклизация) и др.

Загрязняющие вещества

Загрязняющее вещество - это вид загрязнителя, являющегося любым химическим веществом, либо же соединением, которое попадает в окружающую нас природную среду извне в количествах превышающих, общее сбалансированное количество содержащихся в экосистемах химических элементов. Как правило, основным источником возникновения в окружающей среде загрязняющих веществ является человек, жизнедеятельность которого и приводит к загрязнению.

Загрязнитель - это антропогенный, либо же природный агент, который попадая в окружающую среду, превышает ее фоновые значения, что приводит к ее загрязнению. Загрязнителем также являются свалки, промышленные предприятия и т.д.

По своему происхождению загрязняющие вещества можно разделить на два вида:

1. Загрязняющие вещества природного происхождения. Это те вещества, которые попадают в окружающую природную среду в результате природных катаклизмов, таких, например, как извержение вулкана.

2. Вторым видом являются загрязняющие вещества антропогенного происхождения. То есть это все загрязняющие вещества, попавшие в природную среду под влиянием процессов жизнедеятельности человека.

Также загрязняющие вещества можно разделить на следующие типы:

1. Первичные загрязняющие вещества. Это те вещества, которые попали в окружающую среду непосредственно из источника загрязнения.

2. Вторичные вещества. Это вещества, которые после попадания в окружающую среду из источников загрязнения, претерпели некоторые изменения, а именно биогенные и абиогенные мутации, трансформации.

Загрязняющие вещества в разных средах

Вещества, загрязняющие воду

Вещества, загрязняющие воду - это все вредные вещества природного или антропогенного происхождения, попавшие в гидросферу, сделавшие ее непригодной для нужд человека, флоры и фауны и представляющие опасность для существования биологических видов, находящихся в ней.

Наиболее распространенными веществами, загрязняющими воду, являются органические соединения, соли тяжелых металлов, а также нефтепродукты и другие химические выбросы промышленных предприятий.

Вещества, загрязняющие воду, представляют серьезную опасность для экологии планеты, ведь гидросфера тесно связана с остальными экосистемами.

Влияние веществ, загрязняющих воду на атмосферу

Какое же влияние оказывают вещества, загрязняющие воду, на атмосферу Земли? Ответ на этот вопрос дает круговорот воды в природе. Загрязненная вода испаряется, проникая в нижние слои атмосферы. С ней в атмосферу попадают загрязняющие вещества. Затем вода возвращается в гидросферу, а также в литосферу в виде осадков, которые конечно тоже загрязнены.

Влияние веществ, загрязняющих воду на литосферу и биосферу

Но не одни лишь осадки таят в себе опасность для литосферы и биосферы. Вода является веществом, необходимым для жизни человека, животных и растений. А загрязненная вода - это непригодная вода. Загрязненная вода, попав в литосферу в виде осадков или в другом виде, оставляет в ее структуре часть загрязняющих веществ.

Отдельно стоит выделить загрязняющие вещества в сточных водах.

Загрязняющие вещества в сточных водах

Сточные воды - это загрязненные воды и атмосферные осадки, которые отводятся из населенных мест и промышленных предприятий самотеком, либо же посредством канализации. Загрязняющие вещества в сточных водах - это все вещества, нарушающие, ухудшающие свойства сточной воды. Загрязняющие вещества в сточных водах, могут быть самыми различными по химическим характеристикам. От моющих средств, попадающих в воду до, загрязненных нефтепродуктами атмосферных осадков в бензиноуловителях на автозаправочных станциях.

Загрязняющие вещества в атмосфере

Загрязняющие вещества в атмосфере - это все вредные вещества, природного или антропогенного происхождения, нарушающие свойства атмосферного воздуха.

Наиболее распространенными веществами антропогенного происхождения, загрязняющими атмосферу, являются:

1. Пары нефтепродуктов.

2. Органические соединения (в том числе те, которые формируют смог)

3. Кислые газы, такие как диоксиды углерода и серы, оксиды азота и т.д.

4. Взвешенные частицы, такие как аэрозоли кислот и соединений тяжелых металлов, сажа, пепел, пыль от топочных установок и т.д.

Загрязняющие вещества в атмосфере, оказывают губительное воздействие на человека, животных и растения, разрушают озоновый слой атмосферы, предоставляя беспрепятственно проникать через атмосферу опасным ультрафиолетовым лучам.

Перечень загрязняющих веществ

Перечень загрязняющих веществ - это официальный документ в виде справочника, который содержит в себе информацию по всем существующим видам загрязняющих веществ.

В перечне загрязняющих веществ находятся все вещества, загрязняющие экосистемы окружающей среды, такие как атмосфера, гидросфера, литосфера и биосфера.

Коды загрязняющих веществ

Коды загрязняющих веществ - это цифровая маркировка всех загрязняющих веществ.

Коды загрязняющих веществ являются удобным сокращением, которое используется для обозначения загрязняющих веществ.

Некоторые примеры загрязняющих веществ

Диоксид серы, или сернистый ангидрид (сернистый газ). Сера попадает в атмосферу в результате многих природных процессов, в том числе испарения брызг морской воды, развевания серосодержащих почв в аридных районах, эмиссии газов при извержениях вулканов и выделения биогенного сероводорода (Н2S).

Наиболее широко распространенное соединение серы - сернистый ангидрид (SO2) - бесцветный газ, образующийся при сгорании серосодержащих видов топлива (в первую очередь угля и тяжелых фракций нефти), а также при разных производственных процессах, например плавке сульфидных руд.

Сернистый газ особенно вреден для деревьев, он приводит к хлорозу (пожелтению или обесцвечиванию листьев) и карликовости. У человека этот газ раздражает верхние дыхательные пути, так как легко растворяется в слизи гортани и трахеи. Постоянное воздействие сернистого газа может вызвать заболевание дыхательной системы, напоминающее бронхит. Сам по себе этот газ не наносит существенного ущерба здоровью населения, но в атмосфере реагирует с водяным паром с образованием вторичного загрязнителя - серной кислоты (Н24). Капли кислоты переносятся на значительные расстояния и, попадая в легкие, сильно их разрушают. Наиболее опасная форма загрязнения воздуха наблюдается при реакции сернистого ангидрида с взвешенными частицами, сопровождающейся образованием солей серной кислоты, которые при дыхании проникают в легкие и там оседают.

Оксид углерода, или угарный газ, - очень ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. Он образуется при неполном сгорании древесины, ископаемого топлива и табака, при сжигании твердых отходов и частичном анаэробном разложении органики. Примерно 50% угарного газа образуется в связи с деятельностью человека, в основном в результате работы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

В закрытом помещении (например, в гараже), наполненном угарным газом, снижается способность гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются реакции, ослабляется восприятие, появляются головная боль, сонливость, тошнота. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.

Взвешенные частицы, включающие пыль, сажу, пыльцу и споры растений и пр., сильно различаются по размерам и составу. Они могут либо непосредственно содержаться в воздушной среде, либо быть заключены в капельках, взвешенных в воздухе (т.н. аэрозоли). В целом за год в атмосферу Земли поступает ок. 100 млн. т аэрозолей антропогенного происхождения. Это примерно в 100 раз меньше, чем количество аэрозолей естественного происхождения - вулканических пеплов, развеваемой ветром пыли и брызг морской воды. Примерно 50% частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте, заводах, фабриках и тепловых электростанциях. По данным Всемирной организации здравоохранения, 70% населения, живущего в городах развивающихся стран, дышит сильно загрязненным воздухом, содержащим множество аэрозолей.

Нередко аэрозоли бывают самой явной формой загрязнения воздуха, так как они сокращают дальность видимости и оставляют грязные следы на окрашенных поверхностях, тканях, растительности и прочих предметах. Более крупные частицы в основном улавливаются волосками и слизистой оболочкой носа и гортани, а затем выводятся наружу. Предполагается, что частицы размером менее 10 мкм наиболее опасны для здоровья человека; они настолько малы, что проникают через защитные барьеры организма в легкие, повреждая ткани дыхательных органов и способствуя развитию хронических заболеваний дыхательной системы и рака. Наиболее канцерогенными и поэтому очень опасными для здоровья считаются также табачный дым и асбестовые волокна, содержащиеся в городском воздухе и внутри помещений. Другие типы аэрозольного загрязнения осложняют протекание бронхитов и астмы и вызывают аллергические реакции. Накопление определенного количества мелких частиц в организме затрудняет дыхание из-за закупорки капилляров и постоянного раздражения органов дыхания.

Летучие органические соединения (ЛОС) - это ядовитые пары в атмосфере. Они являются источником множества проблем, в том числе мутаций, нарушений дыхания и раковых заболеваний, и, кроме того, играют главную роль при образовании фотохимических окислителей.

Наиболее крупным природным источником ЛОС являются растения, ежегодно выделяющие примерно 350 млн. т изопрена (С5Н8) и 450 млн. т терпенов (С10Н16). Другое ЛОС - газ метан (СН4), образующийся в сильно увлажненных местностях (например, на болотах или рисовых плантациях), а также продуцируемый бактериями в желудках термитов и жвачных животных. В атмосфере ЛОС обычно окисляются до оксидов углерода - угарного (СО) и углекислого (СО2) газа.

Кроме того, антропогенные источники выбрасывают в атмосферу множество ядовитых синтетических органических веществ, например бензол, хлороформ, формальдегид, фенолы, толуол, трихлорэтан и винилхлорид. Основная часть этих соединений поступает в воздух при неполном сгорании углеводородов автомобильного топлива, на теплоэлектростанциях, химических и нефтеперегонных заводах.

Диоксид азота. Оксид (NO) и диоксид (NO2) азота образуются при сгорании топлива при очень высоких температурах (выше 650о С) и избытке кислорода. Кроме того, эти вещества выделяются при окислении бактериями азотсодержащих соединений в воде или почве. В дальнейшем в атмосфере оксид азота окисляется до газообразного диоксида красно-бурого цвета, который хорошо заметен в атмосфере большинства крупных городов. Основными источниками диоксида азота в городах являются выхлопные газы автомобилей и выбросы теплоэлектростанций (причем использующих не только ископаемые виды топлива). Кроме того, диоксид азота образуется при сжигании твердых отходов, так как этот процесс происходит при высоких температурах горения. Также NO2 играет не последнюю роль при образовании фотохимического смога в приземном слое атмосферы.

В значительных концентрациях диоксид азота имеет резкий сладковатый запах. В отличие от сернистого ангидрида, он раздражает нижний отдел дыхательной системы, особенно легочную ткань, ухудшая тем самым состояние людей, страдающих астмой, хроническими бронхитами и эмфиземой легких. Диоксид азота повышает предрасположенность к острым респираторным заболеваниям, например пневмонии.

Фотохимические окислители озон (О3), пероксоацетилнитрат (ПАН) и формальдегид являются продуктами вторичного загрязнения атмосферы в результате химических реакций под воздействием солнечной радиации. Озон образуется при расщеплении либо молекулы кислорода (О2) либо диоксида азота (NО2) с образованием атомарного кислорода (О), который затем присоединяется к другой молекуле кислорода. В этом процессе участвуют углеводороды, связывающие молекулу оксида азота с другими веществами. Таким образом, например, образуется ПАН.

Хотя в стратосфере озон играет важную роль как защитный экран, поглощающий коротковолновую ультрафиолетовую радиацию (см. ниже), в тропосфере он как сильный окислитель разрушает растения, строительные материалы, резину и пластмассу. Озон имеет характерный запах, служащий признаком фотохимического смога. Вдыхание его человеком вызывает кашель, боль в груди, учащенное дыхание и раздражение глаз, носовой полости и гортани. Воздействие озона приводит также к ухудшению состояния больных хроническими астмой, бронхитами, эмфиземой легких и страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Поступление в атмосферу ( тонн / год) некоторых компонентов, естественного и промышленного происхождения

Компонент

Естественное

Промышленное

Озон

2*109

Незначительные

Двуокись углерода

7*1010

1,5*1010

Окись углерода

---

2*108

Сернистый газ

1,42*108

7,3*107

Соединения азота

1,4*109

1,5*107

Взвешенные в-ва

(770…2200)*106

(960…2615)*106

Заключение

Все задачи достигнуты. Полное разочарование насчет сегодняшней ситуации, что объясняется таблицей и множественными наблюдениями.

Мы люди находимся в большой опасности, так как загрязненные вещества, попадая в наш организм, губят его в прямом смысле этого слова. Хоть и наш организм пытается бороться и прошел многие адаптации, дальнейшее выживание человечество стоит под вопросом. И главный итог, что я вынес после проделанной работы это человечеству пора начать уже принимать эффективные меры, ради наших будущих поколений. И в самом близком будущем высокоразвитые страны должны перейти к постепенной реализации программы разумного ограничения использования природных ресурсов. Это выполнимо путем отказа населения стран от чрезмерных материальных благ. Средства, освободившиеся в результате выполнения проекта, поступят в счет разработок природоохранных технологий.

Следующим этапом станет формирование экологического мышления путем проведения массового экологического воспитания и образования. Сформированная в итоге новая культура поведения людей положит основу соединения человека с природной средой и станет основой их мирного сосуществования.

Список литературы

1. Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская « Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении».

2. Под редакцией Г.В. Тягунова и Ю.Г. Ярошенко « Экология».

3. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М.: МНЭПУ, 1997 г.

4. П.Реввель, Ч.Реввель. Среда нашего обитания.

5. Ю.Одум. Основы зкологии.

6. О.Н.Яницкий. Экологическая перспектива города.

7. Охрана окружающей среды под ред.С.А.Брылова.

8. Г.А.Богдановский. Химическая экология.

9. http://www.xumuk.ru/toxicchem/.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.