В конце прошлого столетия был охарактеризован новый тип патологий, вызываемых активацией свободнорадикального, т.е. перекисного окисления (СРО) липидов мембран.
При этом длительная активация СРО приводит в последствии к разрушению клеточных мембран, их распаду и нарушению внутриклеточного метаболизма.
В последние годы доказано, что подавить свободнорадикальное окисление в организме практически невозможно. Однако его можно затормозить с помощью специфических биологических активных соединений, способных выполнять роль антиокислителей. Среди них особенно перспективными являются производные некоторых антибиотиков, витаминов и соединений селена. Эти биологически активные соединения ограничивают поражающее действие избытка кислородных радикалов и выполняют защитную рол, предотвращая гибель клеток от «окислительного самоубийства». /G.Ray, 2002; Н. В. Гуляева, 2003/.
В ферментативную защитную систему входят многие ферменты, однако, среди них особой активностью обладает селеносодержащий фермент - глутатионпероксидаза. Этот фермент разлагает как неорганические, так и органические перекиси без образования свободных радикалов и занимает особое место как промежуточное звено между биоантиокислителями и ферментными защитными системами клеток /А. И. Журавлев, 1989; Ю. Ф. Мишанин, 1992/
Одной из причин патологической активации перекисного окисления биомолекул является недостаточное поступление селена с продуктами питания. Доказано, что дефицит этого микроэлемента составляет 30 - 50% от физиологической нормы.
Недостаток поступления селена вызывает одну из разновидностей гипомикроэлементозов называемых гипоселенозом. Дефицит селена у человека, а так же животных и птиц вызывает беломышечную болезнь, которая может быть устранена введением в пищевой рацион этого элемента. Это заболевание характеризуется замедлением роста, потерей массы тела, нарушением репродуктивной функции и выпадением волос и шерсти. Патомофорфологические изменения в результате данной патологий проявляются очаговые диструктивно - некробиотическими процессами в скелетных мышцах и миокарде, исчезновением миоглобина из поражены мышечных волокон, некрозом печени, дистрофией почек и другими признаками. Кроме того, дефицит селена у животных может вызвать экссудативный диатез, атрофию поджелудочной железы и поражение сердца . Установлена также взаимосвязь между недостатком селена и частотой возникновения злокачественных новообразований.
В последние годы доказано, что не все формы селена одинаково полезны для организма. Неорганические источники, такие как селенит и селенат натрия обычно добавляют в корма животным и пищу человеку, однако большая часть селена, потребляемая в этой форме, не усваивается, при этом даже незначительные из передозировки приводят к интоксикации организма /В. Т. Самохин, 1997/.
Способность высших растений к синтезу метаболитов биологически активных веществ открывает большие перспективы получения модифицированных органических соединений растительного происхождения и использование их в качестве препаратов с антиоксидантными и антиоксическими свойствами, однако известно, что в ряде случаев при плантационном культивировании резко снижается содержание вторичных метаболитов. Многие растения тропической и субтропической флоры практически невозможно выращивать в культуре вне этих климатических зон. Среди них особое место занимает новая для России культура якона (Polymina sonchifolia).
Основными органами растения, ради которых возделывается якон, являются его корневые клубни, которые в местах культивирования используются как дополнительный источник фруктозы в рационе питания. Клубни якона содержат сахара, более чем наполовину представленные фруктозой и фруктанами с низкой степенью поляризации, аминокислоты (аспарагин, глутамин, аргин), особенно незаменимые (метионин, лейцин, изолейцин, серин) и ряд других физиолгических активных веществ (белки, жиры, неорганические соединения), а так же многие микроэлементы и, прежде всего, селен.
В связи с тем, что якон можно успешно выращивать только в условиях мягкого климата юных регионов России и получение сырья имеет сезонный характер, нами изучена возможность решения проблемы наличия постоянного источника сырья в достаточных количествах с привлечением методов биотехнологий.
Наши исследования являются новым подходом к разработке промышленной технологии производства биологически активных соединений, в основу которого заложено использовании каллуса якона в культуре in vitro, как источника сырья для получения модифицированных препаратов.
Культура изолированных органов преимущественно представлена каллусными тканями, являющимися колониями дедифференцированных клеток. В связи с этим, нами разработана методика получения и культивирования каллуса якона in vitro, с целью изучения синтеза продуктов метаболизма, получения биомассы с необходимым набором углеводов, аминокислот, микроэлементов и других биологчески активных соединений.
Каллусная культура якона представлена собой кремово - белую массу средней плотности. Начало пролиферации было отмечено она 8 - 9 - й день у 43,3% экплантов, выращиваемых на первом варианте питательной среды, 79,0% - на втором варианте и 84,6% - на третьем. За этот период (латентная фаза) увеличение массы практически не наблюдалось. Однако несколькими днями спустя в фазе экспоненциального роста (10 - 15 - й день), оно достигло максимальных значений. На первом варианте питательной среды прирост составлял 400 мг, на втором - 900 мг, на третьем - 1700мг. Через четыре недели культивирования на всех вариантах питательных сред отмечено замедление роста. К концу шестой недели 70% каллусных культур практически погибли.
Таким образом, поученные наши результаты свидетельствуют о том, что якон в культуре in vitro обладает высокой способностью к образованию стеблевого каллуса, прирост массы которого к концу второй недели достигает 900 - 1700 мг, это позволило получать биологически активные вещества с антиоксидантными свойствами.
Библиографическая ссылка
Онищук Ф.Д., Коломиец Т.М., Скипина К.П., Воскобойникова Т.В. ПОЛУЧЕНИЕ НОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С ЦЕЛЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В КАЧЕСТВЕ АНТИОКСИДАНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ // Успехи современного естествознания. – 2007. – № 6. – С. 79-81;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11181 (дата обращения: 06.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
Наиболее важными источниками углеводородов являются природный и попутные нефтяные газы, нефть, каменный уголь.
По запасам природного газа первое место в мире принадлежит нашей стране. В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой. Он имеет следующий примерный состав (по объему): 80–98 % метана, 2–3 % его ближайших гомологов – этана, пропана, бутана и небольшое количество примесей – сероводорода Н 2 S, азота N 2 , благородных газов, оксида углерода(IV) CO 2 и паров воды H 2 O. Состав газа специфичен для каждого месторождения. Существует следующая закономерность: чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержится в природном газе.
Природный газ широко используется как дешевое топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1м 3 выделяется до 54 400 кДж). Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, природный газ служит ценным сырьем для химической промышленности: получения ацетилена, этилена, водорода, сажи, различных пластмасс, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и других продуктов.
Попутные нефтяные газы находятся в залежах вместе с нефтью: они растворены в ней и находятся над нефтью, образуя газовую “шапку”. При извлечении нефти на поверхность газы вследствие резкого падения давления отделяются от нее. Раньше попутные газы не находили применения и при добыче нефти сжигались факельным способом. В настоящее время их улавливают и используют как топливо и ценное химическое сырье. В попутных газах содержится меньше метана, чем в природном газе, но больше этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Кроме того, в них присутствуют в основном те же примеси, что и в природном газе: H 2 S, N 2 , благородные газы, пары Н 2 О, CO 2 . Из попутных газов извлекают индивидуальные углеводороды (этан, пропан, бутан и т.д.), их переработка позволяет получать путем дегидрирования непредельные углеводороды – пропилен, бутилен, бутадиен, из которых затем синтезируют каучуки и пластмассы. Смесь пропана и бутана (сжиженный газ) применяют как бытовое топливо. Газовый бензин (смесь пентана с гексаном) применяют как добавку к бензину для лучшего воспламенения горючего при запуске двигателя. Окислением углеводородов получают органические кислоты, спирты и другие продукты.
Нефть – маслянистая горючая жидкость темно-бурого или почти черного цвета с характерным запахом. Она легче воды ( = 0,73–0,97 г/ см 3), в воде практически нерастворима. По составу нефть – сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, поэтому у нее нет определенной температуры кипения.
Нефть состоит главным образом из жидких углеводородов (в них растворены твердые и газообразные углеводороды). Обычно это алканы (преимущественно нормального строения), циклоалканы и арены, соотношение которых в нефтях различных месторождений колеблется в широких пределах. Уральская нефть содержит больше аренов. Кроме углеводородов, нефть содержит кислородные, сернистые и азотистые органические соединения.
Сырая нефть обычно не применяется. Для получения из нефти технически ценных продуктов ее подвергают переработке.
Первичная переработка нефти заключается в ее перегонке. Перегонку производят на нефтеперерабатывающих заводах после отделения попутных газов. При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты:
бензин (t кип = 40–200 °С) содержит углеводороды С 5 –С 11 ,
лигроин (t кип = 150–250 °С) содержит углеводороды С 8 –С 14 ,
керосин (t кип = 180–300 °С) содержит углеводороды С 12 –С 18 ,
газойль (t кип > 275 °С),
а в остатке – вязкую черную жидкость – мазут.
Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение) и выделяют смазочные масла: веретенное, машинное, цилиндровое и др. Из мазута некоторых сортов нефти выделяют вазелин и парафин. Остаток мазута после отгонки – гудрон – после частичного окисления применяется для получения асфальта. Главный недостаток перегонки нефти – малый выход бензина (не более 20 %).
Продукты перегонки нефти имеют различное применение.
Бензин в больших количествах используется как авиационное и автомобильное топливо. Он состоит обычно из углеводородов, содержащих в молекулах в среднем от 5 до 9 атомов С. Лигроин применяется как горючее для тракторов, а также как растворитель в лакокрасочной отрасли промышленности. Большие количества его перерабатывают в бензин. Керосин применяется как горючее для тракторов, реактивных самолетов и ракет, а также для бытовых нужд. Соляровое масло – газойль – используется как моторное топливо, а смазочные масла – для смазки механизмов. Вазелин используется в медицине. Он состоит из смеси жидких и твердых углеводородов. Парафин применяется для получения высших карбоновых кислот, для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина и т.д. Он состоит из смеси твердых углеводородов. Мазут помимо переработки на смазочные масла и бензин используется в качестве котельного жидкого топлива.
При вторичных методах переработки нефти происходит изменение структуры углеводородов, входящих в ее состав. Среди этих методов большое значение имеет крекинг углеводородов нефти, проводимый с целью повышения выхода бензина (до 65–70 %).
Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов С в молекуле. Различают два основных вида крекинга: термический и каталитический.
Термический крекинг проводится при нагревании исходного сырья (мазута и др.) при температуре 470–550 °С и давлении 2–6 МПа. При этом молекулы углеводородов с большим числом атомов С расщепляются на молекулы с меньшим числом атомов как предельных, так и непредельных углеводородов. Например:
(радикальный механизм),
Таким способом получают главным образом автомобильный бензин. Выход его из нефти достигает 70 %. Термический крекинг открыт русским инженером В.Г.Шуховым в 1891 г.
Каталитический крекинг проводится в присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов) при 450–500 °С и атмосферном давлении. Этим способом получают авиационный бензин с выходом до 80 %. Такому виду крекинга подвергается преимущественно керосиновая и газойлевая фракции нефти. При каталитическом крекинге наряду с реакциями расщепления протекают реакции изомеризации. В результате последних образуются предельные углеводороды с разветвленным углеродным скелетом молекул, что улучшает качество бензина:
Бензин каталитического крекинга обладает более высоким качеством. Процесс его получения протекает значительно быстрее, с меньшим расходом тепловой энергии. К тому же при каталитическом крекинге образуется относительно много углеводородов с разветвленной цепью (изосоединений), представляющих большую ценность для органического синтеза.
При t = 700 °С и выше происходит пиролиз.
Пиролиз – разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. При пиролизе нефти основными продуктами реакции являются непредельные газообразные углеводороды (этилен, ацетилен) и ароматические – бензол, толуол и др. Поскольку пиролиз нефти – один из важнейших путей получения ароматических углеводородов, то этот процесс часто называют ароматизацией нефти.
Ароматизация – превращение алканов и циклоалканов в арены. (облагораживание бензинов).
Риформинг – это ароматизация бензинов, осуществляемая в результате нагревания их в присутствии катализатора, например Pt. В этих условиях алканы и циклоалканы превращаются в ароматические углеводороды, вследствие чего октановое число бензинов также существенно повышается. Ароматизацию применяют для получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола) из бензиновых фракций нефти.
Каменный уголь так же, как природный газ и нефть, является источником энергии и ценным химическим сырьем.
Основной метод переработки каменного угля – коксование (сухая перегонка). При коксовании (нагревании до 1000 °С – 1200 °С без доступа воздуха) получаются различные продукты: кокс, каменноугольная смола, надсмольная вода и коксовый газ (схема).
Кокс используют в качестве восстановителя при производстве чугуна на металлургических заводах.
Каменноугольная смола служит источником ароматических углеводородов. Ее подвергают ректификационной перегонке и получают бензол, толуол, ксилол, нафталин, а также фенолы, азотсодержащие соединения и др. Пек – густая черная масса, оставшаяся после перегонки смолы, используется для приготовления электродов и кровельного толя.
Из надсмольной воды получают аммиак, сульфат аммония, фенол и др.
Коксовый газ применяют для обогревания коксовых печей (при сгорании 1м 3 выделяется около 18000 кДж), но в основном его подвергают химической переработке. Так, из него выделяют водород для синтеза аммиака, используемого затем для получения азотных удобрений, а также метан, бензол, толуол, сульфат аммония, этилен.
1. Современное состояние изученности вопроса.
1.1.Состав и свойства осадков сточных вод.
1.2.Методы обработки осадков сточных вод.
1.3.Методы обезвреживания осадков сточных вод.
1.4.Поведение тяжелых металлов в осадках сточных вод и почвах.
1.5.Агроэкологические аспекты использования осадков сточных вод.
1.6.Влияние осадков сточных вод на микробиологические процессы в почве.
1.7.Миграция тяжелых металлов в растения и их накопление.
2. Условия и методика проведения исследований.
2.1.Методика проведения исследований.
2.2.Почвенный покров и его агрохимическая характеристика.
2.3.Метеорологические условия. 3. Исследование свойств осадков сточных вод с иловых карт.
3.1.Химический состав и свойства осадков сточных вод.
3.2.Выщелачиваемость осадков сточных вод методом концентрирования.
3.3.Выщелачиваемость осадков сточных вод в течение времени в динамическом и статическом режимах.
3.4.Выщелачиваемость осадков сточных вод в зависимости от рН
3.5.Выщелачиваемость осадков сточных вод в зависимости от температуры.
3.6.Распределение тяжелых металлов в профиле осадков сточных вод
3.7.Бактериологическое загрязнение осадков сточных вод.
4. Экологические аспекты влияния осадка сточных вод с иловых карт на почву и растения.
4.1.Влияние осадка сточных вод на биологическую активность почв.
4.2.Влияние осадка сточных вод на сельскохозяйственные культуры.
4.3.Последействие осадка сточных вод на сельскохозяйственные культуры.
4.4.Исследование почвы по агрохимическим показателям после использования осадка сточных вод в качестве удобрения.
Введение диссертации (часть автореферата) на тему "Экологическая оценка осадков сточных вод и использование их в качестве удобрения"
Актуальность темы. Современная жизнь людей сопряжена с накоплением техногенных отходов, в частности, осадков промышленных и бытовых сточных вод, требующих размещения. Наиболее прогрессивным решением в условиях перехода к альтернативному земледелию, является утилизация осадков в качестве потенциально-ценного органо-минерального удобрения в сельском хозяйстве, что приведет к снижению дефицита органических удобрений. Однако при решении данного вопроса особую актуальность приобретает проблема загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами, содержащихся в отходах очистки сточных вод (М.Г.Левченко, М.С.Герасимчук, В.А.Руденко, 1974; В.А.Касатиков, С.Ш.Саркисян, 1988; Т.К.Никушина, Г.Н.ХЦурина, 1988; Н.Г.Чеботарев, А.В.Колесниченко, 1988).
В связи с этим исследования посвящены изучению свойств осадков, характеризующих их удобрительную ценность и экологическую безопасность, так как в условиях лесостепи Поволжья, как и в целом по России, еще нет достаточно данных для обоснования теоретических и практических аспектов использования осадков сточных вод таким образом.
Цель и задачи исследований. Целью проведенных исследований являлось изучение физико-химических свойств осадков сточных вод для экологически безопасного применения их в качестве удобрений и получения при этом качественной сельскохозяйственной продукции.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Исследовать физико-химические, агрохимические и биологические свойства осадков сточных вод;
Изучить основные закономерности процесса выщелачивания осадков сточных вод во времени и определение влияния на них различных факторов; изучить влияние разных норм осадков сточных вод на микробиологические процессы в почве;
Определить возможность использования осадков в качестве органо-минерального удобрения и влияние их на продуктивность и качество сельскохозяйственных растений.
Исследования проводились в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы № 600101 «Исследования научных основ и прикладных задач безопасности и экологичности технобиосистем» Ульяновского государственного технического университета и являются составной частью научно-исследовательской работы Ульяновской ГСХА.
Научная новизна. Изучены свойства осадков сточных вод разной степени старения в процессе технологической обработки. Изучена динамика процесса вымывания тяжелых металлов (цинк, медь) из осадков с иловых карт в зависимости от различных факторов (рН, t°C, режим выщелачивания). Впервые применительно к условиям лесостепи Поволжья изучено влияние осадка с иловых карт на биологическую активность и агрохимическую характеристику черноземов выщелоченных; действие и последействие осадка 3-х лет выдержки на иловых картах на продуктивность и качество овощных (томат, капуста) и зерновых (озимые рожь и пшеница, яровой ячмень) культур.
Основные положения, выносимые на защиту:
Свойства различных осадков сточных вод в зависимости от степени старения в процессе технологической обработки;
Специфика выщелачиваемости различных видов осадков с иловых карт в зависимости от режима выщелачивания, рН и температуры;
Влияние осадка сточных вод на состояние почвенной микрофлоры, осуществляющей в почве трансформацию азота;
Урожайность и качество продукции различных сельскохозяйственных культур под действием применяемых в качестве удобрения отходов очистки сточных вод;
Последействие осадка сточных вод;
Использование осадка сточных вод как фактор, улучшающий агрохимическую характеристику почв.
Практическая значимость работы. Использование осадков сточных вод на удобрение по сравнению с другими методами утилизации отличается низкой энергоемкостью, экологической безопасностью, не требует больших затрат ручного труда, легко вписывается в технологию возделывания и приводит к повышению урожайности, что в целом может решить проблему дефицита органических удобрений.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава УГТУ (2000-2003); на 1-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания» (Н.Новгород, 2002); на международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); на 4-й международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии» (С.-Петербург, 2002); на конференциях молодых ученых УГУ и УГСХА (2002, 2003); на 5-й Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы математики и естествознания» (Н.Новгород, 2003).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и предложений производству, включает 46 таблиц и 36 приложений. Список литературы включает 211 наименований, в том числе 53 иностранных авторов.
Заключение диссертации по теме "Экология", Чемаева, Ольга Владимировна
1. Валовые концентрации тяжелых металлов (свинец, медь, цинк, железо) по мере старения осадков сточных вод в процессе обработки от свежего до выдержанного на иловых картах в течение 3-х лет уменьшаются в два и более раз.
2. Агрохимическая характеристика осадков с иловых карт свидетельствуют об их высокой потенциальной удобрительной ценности, в них содержится в зависимости от вида осадка (в % на сухое вещество): углерод в пересчете на гумус - 3.4-4.1, азот - 1.13-1.39, фосфор - 2.0-2.2, калий - 1.02-1.14, кальций 1.68-1.96.
3. При выщелачивании осадков сточных вод методом концентрирования содержание тяжелых металлов (цинк, медь) в вытяжках не превышает соответственно 2.98-3.64 и 0.85-1.27 мг/л, что соразмерно с таковыми в природных незагрязненных почвенных растворах.
4. Суммарные концентрации изученных металлов, вымытых из твердого вещества осадков сточных вод при изменении режима с динамического на статический уменьшается для цинка с 58.31-64.08 до 27.33-34.24; для меди - с 17.49-17.22 до 13.46-15.42 мг/кг, хотя динамика выщелачивания независимо от режима аналогична.
5. Выщелачивание изученных элементов в модельных системах в зависимости от кислотно-щелочных условий в диапазоне рН от 3 до 9 всегда находятся в пределах ПДК для почв.
6. В зависимости от температурного режима минимальные концентрации металлов переходят в раствор при температуре 2°С, максимальные - при 20°С с дальнейшим снижением растворимости при повышении температуры до 40°С. Разовые концентрации изученных металлов не превышают ПДК почв ни в одном из случаев выщелачивания.
7. Накопление тяжелых металлов (свинец, медь, никель) в верхнем слое профиля осадка 3-хлетней выдержки в зависимости от содержания органического вещества наибольшее у меди, а наименьшее у никеля.
8. Осадки, выдержанные в естественных условиях на иловых площадках, являются безопасными в санитарно-эпидемиологическом отношении, так как патогенные микроорганизмы и жизнеспособные яйца гельминтов в них не обнаружены, а содержание бактерий группы кишечная палочка - в пределах допустимых значений.
9. Урожайность овощных культур на опытных вариантах при прямом действии осадка сточных вод увеличивается на 20.6-37.3 (томат) и на 9.325.4 % (капуста). Урожайность озимых культур возрастает по сравнению с контролем на 6.4-19.7 (озимая рожь) и на 11.0-35.1 % (озимая пшеница).
10. Применение осадка оказывает положительное влияние на качество овощной продукции: с увеличением их дозы содержание аскорбиновой кислоты повышается на 10.2-24.1 (томат) и 3.5-10.9 % (капуста); при этом происходит снижение нитратов на 3.8-9.3 у томата и на 11.2-23.3 % у капусты.
11. Под действием осадка сточных вод содержание белка в зерне увеличивается на 0.30-0.91 (озимая рожь) и 0.45-1.37 % (озимая пшеница); содержание крахмала повышается на 0.9-1.7 (озимая рожь) и 2.1-6.6 % (озимая пшеница); содержание биогенных элементов (фосфор, калий) соответственно на 0.06-0.11 и 0.04-0.11 у ржи и 0.09-0.16 и 0.06-0.16 % у пшеницы.
12. Последействие осадка сточных вод приводит к увеличению урожайности овощных культур на 27.3-52.9 (томат) и на 5.6-19.8 (капуста); зерновых культур - на 10.5-17.3 % (яровой ячмень) в зависимости от дозы удобрения.
13. Осадок сточных вод, вносимый под сельскохозяйственные культуры, не влияет на накопление изученных тяжелых металлов (Zn, Ni,
13. Осадок сточных вод, вносимый под сельскохозяйственные культуры, не влияет на накопление изученных тяжелых металлов (Zn, Ni, Си, Сг, Pb, Cd) в основной продукции; при этом в большинстве случаев происходит снижение их накопления с повышением используемой дозы осадка. Использование осадка с иловых карт улучшает агрохимическую характеристику почвы как по действию так и по последействию, при этом накопления тяжелых металлов в пахотном горизонте после внесения осадка в дозах 30-60 т/га не происходит.
14. Вносимый осадок положительно влияет на рост численности микрофлоры почвы, осуществляющей трансформацию органических и минеральных соединений азота, при этом активность этих процессов возрастает с увеличением дозы осадка.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
По результатам исследований осадки сточных вод со станции биологической очистки ГОСК г.Ульяновска обладают агрохимическими свойствами, характеризующие их высокую удобрительную ценность. Технологическая обработка осадков с выдержкой на иловых картах в течение трех лет позволяет обеспечить необходимое обеззараживание по санитарно-эпидемиологическим характеристикам, а также снизить содержание тяжелых металлов до уровня их безопасного выщелачивания.
В связи с тем, что под влиянием осадка сточных вод с иловых карт 3-хлетней выдержки увеличивается урожайность, улучшается качество сельскохозяйственной продукции, а также улучшаются агрохимические свойства почв, можно рекомендовать сельскохозяйственным производствам и фермерским хозяйствам, расположенным близко к Городским очистным сооружениям канализации (ГОСК) г.Ульяновска применять в качестве удобрения для одноразового внесения в дозах 30-60 т/га.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время приходится сталкиваться с проблемой многотоннажных отходов ежегодно образующихся на станциях очистки бытовых и промышленных сточных вод. Данные отходы как удобрительные средства приобретают большое народнохозяйственное значение в условиях дефицита органоминеральных удобрений. Однако, достаточной изученности, в отличие от минеральных удобрений, по действию на почвенное плодородие осадки сточных вод не подвергались систематическим исследованиям как в целом по России, так, в частности, для лесостепного Поволжья.
Наши исследования подтверждают, что исходный химический состав осадков с городских очистных сооружений города Ульяновска свидетельствует об их высокой потенциальной удобрительной ценности. Результаты анализов по санитарно-эпидемиологическим характеристикам осадков с иловых карт выявили отсутствие остаточного бактериального и гельминтологического загрязнения. В связи с конкретным направлением утилизации отходов опасения вызывало наличие подвижных форм тяжелых металлов в составе осадков с иловых карт, количественно превосходящих их предельно-допустимое содержание для почв.
Лабораторные исследования по выщелачиваемости осадков показывают, что максимальные концентрации тяжелых металлов, способные переходить в раствор, находятся на уровне природных незагрязненных почвенных растворов (концентрации цинка в пределах 2.98-3.64 мг/л; меди - 0.85-1.27 мг/л).
Максимальные количества вымытых ионов ТМ из твердого вещества значительно изменяются под влиянием различных факторов: встряхивания в процессе элюировании, значения рН выщелачивающей жидкости и температурного режима. Нами выявлено, что при изменении режима с динамического на статический скорость растворения цинка уменьшается в два раза и концентрации металла, вымытого в течение семи дней, уменьшаются в зависимости от режима: с 58.31-64.08 до 27.33-34.24 мг/кг. Для меди при этом значительных изменений не происходит - с 17.49-17.22 до 13.46-15.42 мг/кг.
Выщелачивание ТМ в зависимости от щелочно-кислотных условий в диапазоне рН от 1 до 9 происходит следующим образом. Для осадка 2-хлетней выдержки при рН=1 выщелачивается за три дня в сумме Zn - 80 %, Си ~ 50 % от валового содержания металлов в осадке. При рН=2: Zn ~ 32 %; Си ~15 %. Осадок после 3 лет выдержки на иловых картах, характеризующийся большей степенью минерализации, имеет следующие проценты выщелачивания ТМ от общего содержания: при рН=1 -Zn ~ 100, Си ~ 100 %. При рН=2 - Zn ~ 38 %, Си ~ 57 %. Высокая степень растворимости ТМ осадков при низких значениях рН свидетельствует о преобладании низкомолекулярных, более растворимых комплексных соединений ТМ с органическим веществом.
При увеличении рН выщелачивающей жидкости от 3 до 9 значительных концентраций вымытых ТМ не наблюдается. Максимумы за три дня выщелачивания принадлежат: для Zn - 4.3 % (при рН=3 в осадке 3-хлетней выдержки) и 2.82 % (при рН=3 - осадок 2-хлетней выдержки).
Для Си - 3.01 % (при рН=6 в 3-хлетнем осадке) и 2.49 % (при рН=4 - в 2-хлетием). В целом при изменении рН в интервале от 3 до 9 выщелачивание цинка и меди всегда находятся в пределах ПДК для почв. Учитывая, что в условиях природных черноземных почв, значения рН лежат чаще всего между 5 и 7 можно предположить, что выщелачиваемость данных металлов минимальная.
Нами установлено, что в зависимости от температурного режима минимальные концентрации металлов (цинк, медь) переходят в раствор при температуре 2°С, максимальные - при 20°С с дальнейшим снижением растворимости при повышении температуры до 30-40°С. Разовые концентрации цинка не превышают ПДК почв ни в одном из случаев выщелачивания. Суммарные (в течение трех дней последовательного элюирования) - незначительное превышение ПДК - зафиксировано только для 3-хлетнего осадка в опытах с характеристиками: температура выщелачивающей жидкости 20°С и рН=6. Результаты разовых вымываний по меди не превышают значений ПДК почв по всем вариантам исследования. Однако, суммарные концентрации только при температурах 2°С и 10°С меньше ПДК; в остальных случаях отмечается либо незначительное превышение (некоторые опыты при 30°С и 40°С), либо превышение в 1.5-2 раза (подавляющее большинство опытов при 20°С).
Распределение тяжелых металлов (Pb, Си, Ni) в профиле ОСВ 3-хлетней выдержки в зависимости от содержания органического вещества показало, что для каждого из металлов характерно накопление в верхнем слое почвенного профиля (0-20 см), но в разной степени: наибольшее у меди, наименьшее у никеля.
Исследование химических свойств осадков сточных вод разной степени старения позволяет сделать вывод о целесообразности применения в качестве удобрения осадка с иловых карт 3-х летней выдержки, поэтому под сельскохозяйственные культуры нами были взяты 3-х годичные ОСВ.
Полевые исследования по использованию ОСВ в качестве удобрения (в количествах 30, 60, 90 т/га) под различные сельскохозяйственные культуры выявили значительное положительное влияние действия и последействия на продуктивность и качество урожая. Урожайность овощных культур по действию ОСВ увеличивается в годы исследований на 20.6-37.3 (томат) и на 9.3-25.4 % (капуста). Урожайность зерновых культур повышается на: 6.4-19.7 (озимая рожь) и 11.0-35.1 % (озимая пшеница). Длительное последействие осадка также приводит к увеличению продуктивности: овощных - на 27.3-52.9 (томат) и 5.6-19.8 % (капуста); зерновых - на 10.5-17.3 % (яровой ячмень).
Нами установлено, что качество, характеризующее безвредность различных сельскохозяйственных культур, выращенных на почвах с осадками сточных вод, являются с точки зрения экологичности более чистыми продуктами питания.
Немаловажное значение имеют и вероятные последствия действия и последействия загрязнений осадков на плодородие почв (деградация, обеднение и т.д). Результаты наших исследований свидетельствуют о положительном воздействии осадка на биологическую активность микрофлоры почв, осуществляющей трансформацию органических и минеральных форм азота. А также приводит к значительному улучшению агрохимических свойств черноземов: увеличение в их составе органического вещества, подвижных форм биогенных макроэлементов и т.д. И, что является наиболее важным, использование осадка сточных вод 3-хлетней выдержки на иловых картах не приводит к накоплению тяжелых металлов в пахотном горизонте после одноразового внесения осадков в дозах 30-60 т/га.
Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Чемаева, Ольга Владимировна, 2003 год
1. Аграноник Р.Я. Технология обработки осадков сточных вод с применением центрифуг и ленточных пресс-фильтров. М.: Стройиздат, 1985.-217 с.
2. Александрова JI.H., Дорфман Э.М., Юрлова О.В. Органо-минеральные производные гуминовых веществ в почве. «Зап.Ленингр. с.-х.ин-та», 1970, Т. 142. С.157-198.
3. Алексеев А.А., Зырин Н.Г. Поведение кадмия в системе почва-растение // Вестник МГУ. Почвоведение. 1982. № 3. С. 23-31.
4. Алексеев Ю.В. Качество растениеводческой продукции. Л.:Колос, 1978.-256 с.
5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. М., 1987.-142 с.
6. Алещук Л.В. Геохимия меди никеля и железа в почвах Мурманского Заполярья// Мат. к геохимии ландшафтов Кольского полуострова. М.: Изд-во МГПИ, 1972. С.69-94.
7. Анспок Л.И. Микроудобрения. М.: Колос, 1990. - 279 с.
8. Антонова Г.Г., Вардья Н.П., Дрель Р.И., Курбатова Р.И., Травицкая Э.О. Содержание подвижных форм микроэлементов в освоенных торфяных почвах урочища «чисть» Псковской области. В кн: Микроэлементы в почве. Ленинград: Пушкин, 1974. С. 23-29.
9. Ю.Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. М.-Л.: Наука, 1965,187 с.
10. П.Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских JI.A. Тяжелые металлы и радионуклеиды в гидроморфных почвах лесостепи русской равнины и их профильное распределение.//Почвоведение. 1999. № 4. С. 435-444.
11. Бабьева И.П., Левин С.В., Решетова И.С. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М., 1980. С. 115.
12. Байдина Н.Л. Инактивация тяжелых металлов гумусом и цеолитами в техногенно-загрязненной почве // Почвоведение. 1994. № 9. С. 121-125.
13. Болдырев Н.К. Растительная и почвенная диагностика питания зерновых культур // Химизация сельского хозяйства. 1991. № 11. С. 3843.
14. П.Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. -М.: Мысль, 1987. -72 с.
15. Булавко Г.И. Влияние различных соединений свинца на почвенную микрофлору// Извест. СО АН СССР. Сер.биол. 1982. Вып. 1. № 5. С. 1-9.
16. Буслович С.Ю., Дубенецкая М.М. Химические вещества и качество продуктов. Минск: Ураджай, 1986. - 199 с.
17. Бутова С.А., Гнатюк П.П и др. Флокулянты: Свойства, получение, применение. Справ, пособие. -М.: Стройиздат, 1997. 239 с.
18. Варшал Г.И., Велюханов Г.И., Кощеева И.Я. Геохимическая роль гуминовых кислот в миграции элементов // Гуминовые вещества в биосфере. М.: Изд-во МГУ. 1993. С. 97-117.
19. Варшал Г.М., Кощеева И.Я., Велюханова Т.К. и др. Сорбция тяжелых металлов и изотопных носителей долгоживущих радионуклеидов на гуминовой кислоте // Геохимия. 1996. № 11. С. 1107-1112.
20. Васильевская В.Д., Шибаева И.Н. Фракционный состав соединений металлов.//Почвоведение. 1991. № 11. С. 14-23.
21. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М.: Стройиздат, 1975. 140 с.
22. Величко Б.А., Абрамова Г.В., Шутова А.А. и др. Результаты и перспективы применения биосорбентов при решении некоторых экологических проблем // Экология промышленного производства, 1998. № 1-2. С. 42-47.
23. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 237 с.
24. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. М.: Изд-во АН СССР, 1952, С. 411-412.
25. Воробьева J1.A., Рудакова Т.А., Лобанова Е.А. Элементы прогноза уровня концентрации тяжелых металлов в почвенных растворах по диаграммам растворимости // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 28-34.
26. Ганжара Н.Ф., Флоринский М.А., Озерова М.С. Содержание тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах и легкоразлогаемом органическом веществе // Изв. ТСХА. 1993. Вып. 4. С. 64-71.
27. Гармаш Г.А. Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях вокруг металлургических предприятий: Автореферат дис.канд.биол.наук. Новосибирск, 1985. - 16 с.
28. Глазовская М.А. Критерии классификации почв по опасности загрязнения свинцом.// Почвоведение. 1994. № 4. С. 110-120.
29. Гольдфарб Л.П. Сушка и сжигание осадков сточных вод после механического обезвоживания // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 152-176.
30. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высшая школа, 1978.-255 с.
31. Гончаренко А.А. Селекция озимой ржи: Опыт и проблемы // Сб. науч.тр. НИИ СХ С-В. Киров. 1995ю № 1. С. 80-83.
32. Горбатов B.C., Зырин Н.Г., Обухов А.И. Адсорбция почвами цинка, свинца, кадмия // Почвоведение, 1988. № 1. С. 10-16.
33. Демин В.В. Роль гуминовых кислот в необратимой сорбции и биогеохимии тяжелых металлов в почве // Изв. ТСХА. 1994. Вып. 2. С.79-86.
34. Державин Л.М. Влияние химизации земледелия на содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. Сб.научн.тр. М.: ЦИНАО, 1988. - 148 с.
35. Диалло А., Кукушкин В.К., Наумов В.Д., Пельтцер А.С. Сорбция цинка почвами при внесении фосфора и меди // Изв. ТСХА. 1990. Вып. 3. С. 84-90.
36. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеивание. М.: Мысль, 1983. 272 с.
37. Добровольский Г.В. Значение почв в сохранении биоразнообразия // Почвоведение. 1996. № 6. С. 694-697.
38. Добровольский В.В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами. // Почвоведение. 1999. № 5. С. 639-645.
39. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985.-351с.
40. Дудина Н.Х. и др. Агрохимия и система удобрения. М.: Агропромиздат, 1991. - 400 с.
41. Елпатьевский П.В., Луценко Т.Н. Роль водорастворимых органических веществ в переносе металлов технического происхождения по профилю горного бурозема// Почвоведение. 1990. № 6. С. 30-42.
42. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами // Агрохимия, 1997. № 11. С. 65-70.
43. Ильин В.Б. О нормировании тяжелых металлов в почве // Почвоведение. 1986. № 9. с. 90-98.
44. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия. 1995. № 10. С. 109-113.
45. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. М., 1991,- 148с.
46. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Тяжелые металлы, защитные возможности почв и растений // Химические элементы в системе почва-растение. Новосибирск. 1982. С. 73-92.
47. Исаев JI.K. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. СПБ: Эколого-аналитический информационный центр «Союз», 1998. 896 с.
48. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 439 с.
49. Канатчикова М.К. Динамика содержания микроэлементов в среде при анаэробном разложении. «Изв. АН КазССР. Сер.биол.наук», 1965, вып. 4.-С. 17-23.
50. Каракис К.Д., Рудакова Э.В. Устойчивость сельскохозяйственных культур к загрязнению среды тяжелыми металлами. Тез.докл. 9 Всесоюзн. конф. По проблеме микроэлементов биологии. Кишинев. 1981. С. 27-28.
51. Карнаухов А.И., Ткаченко В.М., Иосипчук Б.М. Исследование сорбции меди некоторыми типами почв. Мелиорация и химизация земледелия Молдавии //Тез.докл. Респ.конф. 11-12 июля 1988. Кишинев, 1988. Ч. 1. С. 86-87.
52. Касатиков В.А., Касатикова С.М., Гольдфарб JT.JI. и др. Рекомендации по применению осадков сточных вод с иловых площадок в качестве удобрения. Владимир, 1984. 23 с.
53. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Самонова О.А. Подвижные формы тяжелых металлов в почвах лесостепи Среднего Поволжья (опыт многофакторного регрессионного анализа).// Почвоведение. 1995. № 6. С. 705-713.
54. Кашин В.К., Иванов Г.М. Никель в почвах Забайкалья.// Почвоведение, 1995. № 10. С. 1291-1298.
55. Кирейчева JI.B., Глазунова И.В. Методы детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Почвоведение, 1995. № 7. С. 892896.
56. Кобзев В.А. Взаимодействие загрязняющих почву тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов // Тр. Ин-та эксп. Метеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1980. Вып. 10. С. 51.
57. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1977. 300 с.
58. Ковальский В.В. Геохимическая экология и ее биологическое значение // Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. Киев: Госсельхозиздат УССР, 1963. С. 22-34.
59. Корбрижд Д. Фосфор (основы химии, биохимии и технологии). М.: Мир, 1982. -680 с.
60. Косицын А.В., Алексеева-Панова Н.В. Действие тяжелых металлов на растения и механизмы устойчивости // Растения в экстремальных условиях минерального питания. Л.: Наука, 1983. С. 5-21.
61. Костин В.И., Уханев Ю.А. Разработка технологии применения на удобрение просушенных осадков с иловых площадок очистных сооружений. Ульяновск, УГСХА, 1991. 22 с.
62. Красинская Н.П., Летунова С.В. Накопление цинка, молибдена и бора биомассой почвенной микрофлоры при изменении уровня содержания этих элементов в псевдооподзоленной зоны Абхазской АССР// Агрохимия. 1981. №6. С. 111-119.
63. Крюков П А. Горные, почвенные и иловые растворы. Отв.ред. академик А.П.Виноградов. Новосибирск: Наука, Сиб.отд, 1971. 220 с.
64. Кудеярова А.Ю. Трансформация почвенных органических соединений в процессе сорбции орто- и пирофосфатов.//Почвоведение. 1995. № 4. С. 429-437.
65. Кудеярова А.Ю., Семенюк Н.Н. Химические и микробиологические аспекты буферности серой лесной почвы при загрязнении цинком // Почвоведение. 1999. № 3. С. 354-358.
66. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах // Почвоведение. 1995. № 10. С. 12991305.
67. Ладонин Д.В. Конкурентные взаимоотношения ионов при загрязнении почвы тяжелыми металлами // Почвоведение. 2000. № 10. С. 1285-1293.
68. Ладонин Д.В. Особенности специфической сорбции меди и цинка некоторыми почвенными минералами // Почвоведение. 1997. № 12. С. 1478-1485.
69. Ладонин Д.В., Марголина С.Е. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами // Почвоведение, 1997. № 7. С. 806-811.
70. Левченко М.Г., Герасимчук М.С., Руденко В.А. Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве. Киев: Наук, думка., 1974.- 60 с.
71. Летунова С.В., Грибовская Н.Ф. Участие почвенной микрофлоры в биогенной миграции меди, молибдена и свинца в некоторых биогеохимических провинциях Армении. Агрохимия, № 3, 1975. С. 123.
72. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 270 с.
73. Лукиных Н.А., Туровский И.С. Проблема обработки осадков городских сточных вод // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ, 1970. С.3-13.
74. Любарский В.М. Использование замораживания и оттаивания осадков городских сточных вод для интенсификации их обезвоживания // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 107-125.
75. Малинина М.С., Богатырев Л.Г., Малюкова Л.С. Особенности поведения цинка в лесных подстилках северотаежных экосистем.// Почвоведение. 1999. № 4. С. 476-483.
76. Манская С.М., Дроздова Г.В. Геохимия органического вещества. М.: Наука, 1964.-314 с.
77. Марченко В.А., Якушин Ф.С, Матенштейн А.И. Влияние заместителя при атоме фосфора на сольватирующие свойства соединений с фосфорильной группой // Химия и применение фосфорорганических соединений. М.: Наука, 1974. С. 203-206.
78. Махонько З.П., Малахов С.Г., Блинов Б.К. и др. Содержание тяжелых металлов в растворимых осадками формах в выпадениях в зависимости от расстояния от источника загрязнения // Загрязнение атмосферы, почвы и природных вод. М., 1985. - Вып. 13. - С. 50-59.
79. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. М.: Колос, 1993. 415 с.
80. Минеев В.Г., Егоров B.C. Экономическая оценка применения агрохимических средств в агроценозе // II Съезд Общ-ва почвов.: Тез.докл. СПб., 1996. Кн. 1. С. 370-371.
81. Монгайт Л.И., Вайсфельд Б.А. Депонирование осадков сточных вод // ЭКИП, 1999. № 10. С.23-27.
82. Монгайт Л.И., Б.А.Вайсфельд. Депонирование осадков сточных вод (на примере полигона в Марьино) //Экология и промышленность России, 1999. № 11. С.14-16.
83. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Изменение некоторых свойств почвенного поглощающего комплекса дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы под влиянием известкования // Агрохимия, 1997. № 10. С. 5-12.
84. Нечаева Г. Некоторые особенности содержания и выноса микроэлементов озимой пшеницы // Агрохимия. 1978. №11. С.59-62.
85. Обухов А.И., Лурье Е.М. Закономерности распределения тяжелые металлов в почвах дерново-подзолистой подзоны // Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. М., 1983. С. 55-62.
86. Обухов А.И., Плеханова И.О. Детоксикация дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами: теоретические и практические аспекты // Агрохимия, 1995. № 2. С. 108-115.
87. Обухов А.И., Поддубная Е.А. Содержание свинца в системе почва-растение // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 192-197.
88. Ориентировочные допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах // Госкомсанэпиднадзор России. М., 1995. 8 с.
89. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.:Изд-во Моск. ун-та, 1974. -284 с.
90. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 325 с.
91. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1992. 400 с.
92. Орлов Д.С., Садовникова JI.K. Нетрадиционные мелиорирующие средства и органические удобрения // Почвоведение, 1996, № 4. С. 517523.
93. Орлов Д.С., Садовникова J1.K., Саврова A.J1. Сравнительное изучение сорбционного поглощения тяжелых металлов гуминовой кислотой различного происхождения //Докл. РАН. 1995.Т. 345. № 4. С. 535-537.
94. Павлов А.Н. Повышение содержания белка в зерне. М.: Нааука. 1984.- 119 с.
95. Паникова Е.Л., Перцовская А.Ф. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почве // Химия в сел.хоз-ве. 1982. № З.С. 12.
96. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов: Избр.тр. - М.: Наука, 1980.-430 с.
97. Першикова Г.В. Подвижные формы кадмия в почве и потребление элемента растениями // Вестн. МГУ. Сер. 17., Почвоведение. 1984. № 2. С. 24-28.
98. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах. Пущино: Инт-т почвоведения и фотосинтеза РАН, 1997. - 168 с.
99. Пипрова P.P., Мусина Г.Х. Влияние доз ила и шламостоков на ферментативную активность почв. В кн: Почвы Среднего Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны. Тез.докл.ХП
100. Конф.почвоведов, агрохимиков и земледелов Сред.Повольжья и Урала, Казань: Татар.кн.изд-во, 1991. С. 69-70.
101. Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Обухов А.И. Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных вод//Почвоведение, 1995, № 12. С. 1530-1536.
102. Покровская С.Ф. Переработка органических отходов с использованием дождевых червей // Сельское хозяйство за рубежом. 1984. №5. С. 10-14.
103. Покровская С.Ф., Касатиков В.А. Использование осадка городских сточных вод в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. 87с.
104. Полянская Е.С., Арнаутова Н.И. Влияние длительного применения минеральных удобрений на содержание марганца в почве и растениях // Агрохимия. 1980. № 2. С. 82-87.
105. Понизовский А.А., Студеникина Т.А., Мироненко Е.В. Поглощение ионов меди (11) почвой и влияние на него органических компонентов почвенных растворов // Почвоведение. 1999. № 7. С. 850-859.
106. Понтер Л.И., Луценко Г.И. Сбраживание осадков городских сточных вод в метантенках // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 14-37.
107. Природные условия Ульяновской области. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1978. 328 с.
108. Рауце К., Кырст С. Борьба с загрязнением почв. М.: Агропромиздат, 1986.-294 с.
110. Ринькис Г.Я. Оптимизация минерального питания растений. Рига, 1972.-355 с.
111. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: учебник для студентов технических и технологических специальностей. Калуга: Издательство Н.Б.Бочкаревой, 2000. - 800 с.
112. Руденская К.В. Содержание марганца и меди в органическом веществе некоторых почв Ростовской области. В кн: Материалы 3-го межвуз.совещ. по микроэлементам. Ростов, 1962. С. 77-78.
113. СанПиН 232.56.96. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. М., 1997.-27 с.
114. Семенов А.Ю. Изучение влияния предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами на урожайность и качество зерна озимой ржи // Информационный листок Ульяновского ЦНТИ, 2001. № 77-066-01.-Зс.
115. Семенов А.Ю. Влияние пектина и микроэлементов на урожайность озимой ржи // Молодые ученые АПК. - Ульяновск: УГСХА, 2002. - С. 41-44.
116. Сидельникова А.И., Цветкова М.Р. Биологическое обезвреживание опасных промышленных отходов // Экология промышленного производства, 1999. № 4. С.25-29.
117. Сизых М.Р., Жигжитова И.А., Рязанцев А.А. Утилизация отходов предприятий по выделке овчин // Экология и промышленность России, 2000. № 1.С. 13-16.
118. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления: Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 2000. 232 с.
119. Степанова М.Д. Микроэлементы в органическом веществе почв. -Новосибирск: Наука, 1976. 107 с.
120. Степанова М.Д. Подходы к оценке загрязнения почв и растений тяжелыми металлами // Химические элементы в системе почва-растения. Новосибирск: СО АН СССР. 1982. С. 92-105.
121. Теппер Е.З., Иванова Б.И, Ганжара Н.Ф. Синтез и минерализация гумусовых веществ и участие микроорганизмов в этих процессах // Изв. ТСХА, 1975. Вып. 2. С.131-139.
122. Терещук А.И. Исследование и переработка осадков сточных вод. Львов: Высш.школа, изд.при Львовск.гос.ун., 1988. 167 с.
123. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1975.- 121 с.
124. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1988.- 156 с.
125. Туровский И.С. Определение производительности вакуум-фильтров при обезвоживании осадков сточных вод // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 69-83.
126. Файза Салама Али Салама, Мустафа Моавад Абузид, Обухов А.И. Влияние органических удобрений на подвижность свинца в почве и поступление его в растения // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение, 1993. №4. С. 45-51.
127. Файнгольд З.Л. Термическая обработка осадков городских сточных вод с целью дегельминтизации // Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 126-151.
128. Чеботарев Н.Т., Колесниченко А.В. Опыт использования осадков сточных вод на удобрения в условиях Московской области // В кн.:
129. Влияние химизации земледелия на содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства: Сб.науч.тр. под ред. Л.М.Державина. М.: ЦИНАО, 1988. - С. 110-115.
130. Челноков А.А. Основы промышленной экологии. Минск: УП «Технопринт», 2001. 85 с.
131. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов. М.: Высш. школа. 1970.-310 с.
132. Черников В.А. Трансформация гуминовых кислот автохтонной микрофлорой//Почвоведение. 1992. № 5. С. 69-77.
133. Черных Н.А., Овчаренко М.М., Поповичева Л.Л., Черных И.Н. Применение снижения фитотоксичности тяжелых металлов // Агрохимия. 1995. № 9. С. 101-107.
134. Чумаченко И.Н., Ковалева Т.П., Крылов Е.А., Собачкин А.А., Аристархов А.П., Абриногенов Г.В., Якимов С.Н. Микроудобрения на полимерной основе из промышленных отходов // Химизация сельского хозяйства. 1988. № 2. С. 48-50.
135. Чупракова В.В. Исследование процесса аэробного сбраживания осадков сточных вод// Городская канализация (обработка осадков городских сточных вод). М.: ОНТИ АКХ. 1970. С. 32-60.
136. Шарова А.С., Радуева Г.Е. Медь, цинк, кобальт и молибден в почвах лесостепи Предуралья Башкирской АССР// Серые лесные почвы Башкирии. Уфа: БФ АН СССР, 1963. С. 292-302.
137. Шевченко А.И., Барсук Г.Е. Взаимосвязь содержания элементов питания в почве и азота в растениях с урожайностью зерна озимой пшеницы в условиях правобережной лесостепи Украины //Агрохимия. 1983. № 11. С. 43-48.
138. Шека З.А., Синявская Э.И. Координационные соединения окисей фосфина // Успехи химии координационных соединений. Киев: Наукова думка, 1975. С.113-214.
139. Шестяг-Сосонко Ю.Р., Дубына Д.В. Государственный заповедник «Дунайские плавни». Киев: Наук.думка, 1984. - 288 с.
140. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. JL: Наука, 1974.-323 с.
141. Шульгин А.И. Эффективная технология рекультивации нарушенных земель // Экология и промышленность России, 2000. № 3. С.29-32.
142. Шульгин А.И, Шаповалов А.А. и др. Гуминовые вещества и проблема утилизации осадков сточных вод // Экологический вестник Москвы, 1994. № 8-10.
143. Эйхгорн Г. Неорганическая биохимия. М. Т ХА. 1978. 147 с.
144. Ягодин Б.А. Питание растений // Агрохимия, М.: Агропромиздат, 1989. С. 33-94.
145. Ягодин Б.А. Сера, магний и микроэлементы в питании растений // Агрохимия. 1985. № 11. С. 117-126.
146. Ягодин Б.А., Говорина В.В., Виноградова С.В. Никель в системе почва-удобрение-животные и человек.// Агрохимия. 1991. № I.e. 128138.
147. Яковлев С.В., Волков Л.С., Воронов Ю.В. и др. Обработка и утилизация осадков производственных сточных вод. М.: Химия, 1999. - 448 с.
148. Anderson T.I. et al. Metal concentrations in tissues of meadow voles from sewage Sludge-treated fields // J. of Environmental Quality. 1982.V. 11. N 2. P. 272-277.
149. Baxter J.C.et al. Heavy metal rebention in cattle tissues from ingestion of sewage sludge//J. of Environmental Quality. 1982.V. 11. N 4. P. 161-177.
150. Bingham F.T. Bioavailability of Cd to tood crops in relation to heavy metal content of sludge-amended soil. Envison. Health Persped. 1979. V. 28. P. 39-43.
151. Bolton J. Liming effects on the toxicity to perennial ryegrass of a sewage sludge contamibated with zinc, nickel, copper and chromium // Environ. Pollut. 1975. V. 9. P.295-304.
152. Brande G.L., Nash A.M., Wolf W.J., Carr R.L., Chaney R.L. Cadmium and lead content of soybean products // J. Food Sci.1980. V. 45, P. 11871196.
153. Bray B.I. et al. Trance metal accumulations in tissues of goats fed silage produced on sewage sludge ameuded soil // J. of Environmental Quality. 1985.V. 14. N l.P.l 14-118.
154. Burton K.W., King J.B. Morgan E. Chlorophyll as an indicator of the upper critical tissue concentration of cadmium in plants // Water, Air, Soil Pollut, 1986. V. 27.N 1-2. P. 147-154.
155. Cataldo D.A., Garland T.R., Wildung R.E. Nickel in plant // Plant Physiol. 1978. V. 62. N 1-2.P.563-566.
156. Chang A.C. et al. Heavy metal absorption by winter wheat follow wing termination of crohlaund sludge application // J. of Environmental Quality. 1982.V. 11. N4. P.705-708.
157. Clemens D.F., Whitehurts B.M., Whitehurts G.B., Chelates in agriculture. Fertil. Res. 1990.25, 2: P.127-131.// РЖ Земледелие. Агрохимия. 1992. № 11-12. С. 14.
158. Craze В. Restoration of Capitains Flat mining area // J. Soil Conserv. N.S.W.1977. V.33.P. 98-103.
159. Dabin P., Marafante E., Mousny L.M., Myttenaere C. Adsorption, distribution and binding of cadmium and zinc in irrigated rice plants // Plant Soil. 1978. V. 50. P 329-336.
160. Diaz L.T., Golueke C.G. Co-composting refuse and sludge// Biocycle. 1984. V. 25. N 1. P.21-25.
161. Fliessbach A., Martens R., Reber H.H. Soil microbial biomass and microbial activity in soils treated with heavy metal contraminated sewage slude // Soil Biol. Biochem. 1994. V. 26. N. 9. P. 1201-1205.
162. Freegues P.R., Francis R.E., Dennis G.L. Sewage sludge on soil and plant quality in a degraded, semiarid grassland // J. envirenm/ Qnal. 1990,V. 19. N. 2. P. 324-329 // РЖ Земледелие. Агрохимия. 1992. № 1. С. 19.
163. Freegues P.R., Francis R.E., Dennis G.L. Soil and vegetation responses to sewage sludge on a degraded semiarid broom snakeweed/ blue grama plant community. J. Range Manag. 1990. V.43, N. 4. P. 325-331 // РЖ Земледелие. Агрохимия. 1992. № 9. С. 16.
164. Gadd G.M., Griffiths A.J. Microorganisms and heavy metal toxicity // Microb.Ecol.1978. V 4. P. 303-309.
165. Goldstein N. Sewage sludge composting facilities on the rise // Biocycle. 1985. V. 26. N8. P. 19-24.
166. Halstead R.L., Finn B.J., MacLean A.J. Extractability of nickel added to soil and its concentration in plants. Can. J. Soil Sci. 1969.V. 49.P. 335-337.
167. Hay I.C. Two-step composting in LA country // Biocycle. 1985. V. 26. N 8. P.38-44.
168. Hodgson J.F., Geering H.R, Norvell W.A. Micronutrient cation complexes in soil solution // Soil Sci. Soc. Am. Proc.l965.V.29.N. 1.P.665-670.
169. Hornick S.B. Utilisation of sewage sludge compostasa soil conditioner and fertilizer for plant growth // Biocycle. 1984. V. 25. N 1. P. 1-9.
170. Hughes M.K., Lepp N.W., Phipps D.A. Aerial heavy metal pollution and terrestrial ecosustems// Adv. Ecol. Res. 1980. 1 l.P. 217-222.
171. Jodice R., Consiglio M. Fertilizzanti organici da Cortecce e residui Legnosi // Italia Agraria. 1982. V. 119. N 3. P. 147-160.
172. Kobayashi J., Morii F., Muramoto S. Remuval of cadmium from polluted soil with the chelating agent, EDTA, in: Trace Subst. Environ. Health, Vol. 8, Htmphill D.D., Ed., Univtrsity of Missouri, Columbia, Mo., 1974. 179 p.
173. Lambert D.H., Baker D.E., Cole H.Jr. The role of mycorrhizae in the interactions of P with, Zn, Cu and other elements // Soil Sci. Soc. Am.J. 1979. V. 43.P. 976-973.
174. Liang C.N., Tabatabai M.A. Effects of trace elements on nitrogen mineralisation in soils // Environ. Pollut. 1977. V. 12. P. 141-146.
175. Mach R. Biologische Behandlund und Verwertung organischer Abfalle // Zeitschrift fur Kulturtechnik und Flurbereinigung . 1981. Bd. 22. N 5.S.278-285.
176. Mengel K., Kirkby E.A.Principles of Plant Nutrition, International Potash Institute, Wworblaufen-Btrn, 1978, 593 p.
177. Moore D.P. Mechanisms of micronutrient uptake by plants, in: Micronutrients in Agriculture, Mortudt J.J., Giordano P.M., Lindsay W.L., Eds., Soil Science Society of America, Madison, Wis., 1972, 17 p.
178. Nordgren A., Baath E., Sodestron B. Soil microfungi in an area polluted by heavy metals // Can. J.Bot. 1985.V 63.N 3.P.448-455.
179. Pauli F.W. Heavy-metal humates and their behaviour against hydrogen sulphide//Soil Sci. 1975. V. 119N1.P. 98-105.
180. Piotrowska M. The mobility of heavy metals in soil contaminated with the copper smelter dusts, and metal uptake by orchard grass, Materialy IUNG, 159-R, Pulawy, Poland, 1981, 88 p.
181. Roberts T.M., Gizyn W., Hutchinson T.C. Lead contamination of soil, air, vegetation and people in the vicinity of secondary lead smelters, in: Trace Subst. Environ. Health, Vol. 8, Hemphill D.D., Ed., University of Missouri, Columbia, Mo., 1974. 155 p.
182. Salt D.E., Blaylock M., Kumar N. et al. Phytoremediation: a novel strategy for remuval of toxic metals from the environment using plants //Biotechnology. 1995, V.13. P. 468-474.
183. Scheffer K., Stach W., Vardakis F. Uber die Verteilung der Schwermetallen Eisen. Mangan, Kupfer und Zink, in: Sommergesternpflanzen, Landwirtsch. Forsch. 1978. 1. P. 156-159.
184. Serwage sludge should be returned to lend // Countryside. 1984. V.68. N 7. P. 40.
185. Singh B.B., Tabatabai M.A. Factors affecting rhodanese activity in soils // Soil Sci. 1978. V. 125. P. 37-41.
186. Somers E. Fungiotoxicity of metal ions // Nature (London), Suppl. 1959. V.184.N7. P. 475-482.
187. Steinberg C. Species of dissolved metals derived from oligotrophic hard water// Water Res. 1980. V. 14. N9. P. 1239-1250.
188. Tiffin L.O. Translocation of micronutrients in plants, in: Micronutrients in Agriculture, Mortvedt J.J., Giordano P.M., Lindsay W.L.,Eds., Soil Sci. Soc. of America, Madison, Wis., 1972, 199 p.
189. Tiffin L.O. Translocation of micronutrients of metals in plants: an overview, in: Proc. Hanford Life Sciences Symp. U.S. Dapartment of Energy, Symposium Series, Washington, D.C., 1977, 315 p.
190. Tiffin L.O. Translocation of manganese iron, cobalt and zinc in tomato // Ibid, 1967. 42. N 10. P. 1427-1432.
191. Tiffin L.O. Translocation of micrpnutrients un plants // Soc. Agrjn. 1972. P. 129-229.
192. Tomati U. et al. Fertilizers from vermiculture as an Option for organic waste recovery // Agrochemia. 1984. V.27. N 2/3. P. 244-251.
193. Trolldenier G. Influence of plant nutrition on the microbial activity in the rihizosphere, paper presented at 16th Coll. Agric.Yield Potentials in Continental Climates, Warsaw, June 22, 1981,127 p.
194. Welch R.M., Сагу E.E. Concentration of chromium, nickel, vanadiumin plant materials //J.Agric.Food Chem. 1975. V. 23. P. 479-480.
195. Wilson D.O., Cline J.F. Removal of plutonium-239, tungsten-185, and lead-210 from soil, Nature (London). 1966. 209. P. 941-947.
196. Woldendorp J.W. Nutrients in the rihizosphere, paper presented at 16th Coll. On Agric.Yield Potentials in Continental Climates, Warsaw, June 22, 1981,89 р.
197. Zhang Z.Z., Sparks D.L. Sodium-copper exchange on Wyoming montmorillonite in chloride, perchloride, nitrate, and sulfate solutions // Soil Sci. Soc. Am.J. 1996.Y. 60. P. 1750-1757.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.
Наиболее важными источниками углеводородов являются природный и попутные нефтяные газы, нефть, каменный уголь.
По запасам природного газа первое место в мире принадлежит нашей стране. В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой. Он имеет следующий примерный состав (по объему): 80–98 % метана, 2–3 % его ближайших гомологов – этана, пропана, бутана и небольшое количество примесей – сероводорода Н 2 S, азота N 2 , благородных газов, оксида углерода(IV) CO 2 и паров воды H 2 O. Состав газа специфичен для каждого месторождения. Существует следующая закономерность: чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержится в природном газе.
Природный газ широко используется как дешевое топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1м 3 выделяется до 54 400 кДж). Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, природный газ служит ценным сырьем для химической промышленности: получения ацетилена, этилена, водорода, сажи, различных пластмасс, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и других продуктов.
Попутные нефтяные газы находятся в залежах вместе с нефтью: они растворены в ней и находятся над нефтью, образуя газовую “шапку”. При извлечении нефти на поверхность газы вследствие резкого падения давления отделяются от нее. Раньше попутные газы не находили применения и при добыче нефти сжигались факельным способом. В настоящее время их улавливают и используют как топливо и ценное химическое сырье. В попутных газах содержится меньше метана, чем в природном газе, но больше этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Кроме того, в них присутствуют в основном те же примеси, что и в природном газе: H 2 S, N 2 , благородные газы, пары Н 2 О, CO 2 . Из попутных газов извлекают индивидуальные углеводороды (этан, пропан, бутан и т.д.), их переработка позволяет получать путем дегидрирования непредельные углеводороды – пропилен, бутилен, бутадиен, из которых затем синтезируют каучуки и пластмассы. Смесь пропана и бутана (сжиженный газ) применяют как бытовое топливо. Газовый бензин (смесь пентана с гексаном) применяют как добавку к бензину для лучшего воспламенения горючего при запуске двигателя. Окислением углеводородов получают органические кислоты, спирты и другие продукты.
Нефть – маслянистая горючая жидкость темно-бурого или почти черного цвета с характерным запахом. Она легче воды ( = 0,73–0,97 г/ см 3), в воде практически нерастворима. По составу нефть – сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, поэтому у нее нет определенной температуры кипения.
Нефть состоит главным образом из жидких углеводородов (в них растворены твердые и газообразные углеводороды). Обычно это алканы (преимущественно нормального строения), циклоалканы и арены, соотношение которых в нефтях различных месторождений колеблется в широких пределах. Уральская нефть содержит больше аренов. Кроме углеводородов, нефть содержит кислородные, сернистые и азотистые органические соединения.
Сырая нефть обычно не применяется. Для получения из нефти технически ценных продуктов ее подвергают переработке.
Первичная переработка нефти заключается в ее перегонке. Перегонку производят на нефтеперерабатывающих заводах после отделения попутных газов. При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты:
бензин (t кип = 40–200 °С) содержит углеводороды С 5 –С 11 ,
лигроин (t кип = 150–250 °С) содержит углеводороды С 8 –С 14 ,
керосин (t кип = 180–300 °С) содержит углеводороды С 12 –С 18 ,
газойль (t кип > 275 °С),
а в остатке – вязкую черную жидкость – мазут.
Мазут подвергают дальнейшей переработке. Его перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение) и выделяют смазочные масла: веретенное, машинное, цилиндровое и др. Из мазута некоторых сортов нефти выделяют вазелин и парафин. Остаток мазута после отгонки – гудрон – после частичного окисления применяется для получения асфальта. Главный недостаток перегонки нефти – малый выход бензина (не более 20 %).
Продукты перегонки нефти имеют различное применение.
Бензин в больших количествах используется как авиационное и автомобильное топливо. Он состоит обычно из углеводородов, содержащих в молекулах в среднем от 5 до 9 атомов С. Лигроин применяется как горючее для тракторов, а также как растворитель в лакокрасочной отрасли промышленности. Большие количества его перерабатывают в бензин. Керосин применяется как горючее для тракторов, реактивных самолетов и ракет, а также для бытовых нужд. Соляровое масло – газойль – используется как моторное топливо, а смазочные масла – для смазки механизмов. Вазелин используется в медицине. Он состоит из смеси жидких и твердых углеводородов. Парафин применяется для получения высших карбоновых кислот, для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина и т.д. Он состоит из смеси твердых углеводородов. Мазут помимо переработки на смазочные масла и бензин используется в качестве котельного жидкого топлива.
При вторичных методах переработки нефти происходит изменение структуры углеводородов, входящих в ее состав. Среди этих методов большое значение имеет крекинг углеводородов нефти, проводимый с целью повышения выхода бензина (до 65–70 %).
Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов С в молекуле. Различают два основных вида крекинга: термический и каталитический.
Термический крекинг проводится при нагревании исходного сырья (мазута и др.) при температуре 470–550 °С и давлении 2–6 МПа. При этом молекулы углеводородов с большим числом атомов С расщепляются на молекулы с меньшим числом атомов как предельных, так и непредельных углеводородов. Например:
(радикальный механизм),
Таким способом получают главным образом автомобильный бензин. Выход его из нефти достигает 70 %. Термический крекинг открыт русским инженером В.Г.Шуховым в 1891 г.
Каталитический крекинг проводится в присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов) при 450–500 °С и атмосферном давлении. Этим способом получают авиационный бензин с выходом до 80 %. Такому виду крекинга подвергается преимущественно керосиновая и газойлевая фракции нефти. При каталитическом крекинге наряду с реакциями расщепления протекают реакции изомеризации. В результате последних образуются предельные углеводороды с разветвленным углеродным скелетом молекул, что улучшает качество бензина:
Бензин каталитического крекинга обладает более высоким качеством. Процесс его получения протекает значительно быстрее, с меньшим расходом тепловой энергии. К тому же при каталитическом крекинге образуется относительно много углеводородов с разветвленной цепью (изосоединений), представляющих большую ценность для органического синтеза.
При t = 700 °С и выше происходит пиролиз.
Пиролиз – разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. При пиролизе нефти основными продуктами реакции являются непредельные газообразные углеводороды (этилен, ацетилен) и ароматические – бензол, толуол и др. Поскольку пиролиз нефти – один из важнейших путей получения ароматических углеводородов, то этот процесс часто называют ароматизацией нефти.
Ароматизация – превращение алканов и циклоалканов в арены. При нагревании тяжелых фракций нефтепродуктов в присутствии катализатора (Pt или Mo) углеводороды, содержащие 6–8 атомов С в молекуле, превращаются в ароматические углеводороды. Эти процессы протекают при риформинге (облагораживание бензинов).
Риформинг – это ароматизация бензинов, осуществляемая в результате нагревания их в присутствии катализатора, например Pt. В этих условиях алканы и циклоалканы превращаются в ароматические углеводороды, вследствие чего октановое число бензинов также существенно повышается. Ароматизацию применяют для получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола) из бензиновых фракций нефти.
В последние годы углеводороды нефти широко используются как источник химического сырья. Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.
Каменный уголь так же, как природный газ и нефть, является источником энергии и ценным химическим сырьем.
Основной метод переработки каменного угля – коксование (сухая перегонка). При коксовании (нагревании до 1000 °С – 1200 °С без доступа воздуха) получаются различные продукты: кокс, каменноугольная смола, надсмольная вода и коксовый газ (схема).
Схема
Кокс используют в качестве восстановителя при производстве чугуна на металлургических заводах.
Каменноугольная смола служит источником ароматических углеводородов. Ее подвергают ректификационной перегонке и получают бензол, толуол, ксилол, нафталин, а также фенолы, азотсодержащие соединения и др. Пек – густая черная масса, оставшаяся после перегонки смолы, используется для приготовления электродов и кровельного толя.
Из надсмольной воды получают аммиак, сульфат аммония, фенол и др.
Коксовый газ применяют для обогревания коксовых печей (при сгорании 1м 3 выделяется около 18000 кДж), но в основном его подвергают химической переработке. Так, из него выделяют водород для синтеза аммиака, используемого затем для получения азотных удобрений, а также метан, бензол, толуол, сульфат аммония, этилен.
Особенности растений содержащих антоцианы
В сутки здоровому человеку необходимо не менее 200 мг этих веществ, а в случае болезни - не менее 300 мг. Поступая в организм человека с фруктами и овощами антоцианы проявляют действие, схожие с витамином Р, они поддерживают нормальное состояние кровяного давления сосудов, предупреждая внутренние кровоизлияния.
Черная смородина
Свежие ягоды чёрной смородины широко применяются в питании здорового человека как источник витамина «С». Из ягод варят варенье, делают желе, готовят компот, сок, пюре, мармелад, вино Свежезамороженные ягоды и сок черной смородины - великолепное природное средство для лечения острых респираторных заболеваний, бронхита и воспаления легких, при гастритах, язве желудка.
В ягодах черной смородины содержится в среднем 8% сахаров (преимущественно легкоусвояемых глюкозы и фруктозы), 2,5% органических кислот (яблочной, винной, лимонной), красящие и пектиновые вещества, микроэлементы (медь, марганец, железо, алюминий), летучие фитонциды, эфирные масла. Ягоды необычайно богаты калием -- веществом, выводящим из организма воду. Из витаминов содержатся В1, В2, РР, каротин.
Вишня
Вишня - диетический продукт, она повышает аппетит, улучшает процесс пищеварения. Плоды вишни оказывают легкое послабляющее воздействие.
Вишня обладает антисептическими и противовоспалительными свойствами. Вишневый сок утоляет жажду при повышенной температуре. Вишня благотворно влияет на центральную нервную систему, ее отвар применяли при психических заболеваниях и эпилепсии.
Слива
Сливы богаты витаминами и минералами, антицианинами, подавляющими опухолевые процессы.
Сливы - это замечательное средство для улучшения аппетита и уникальный источник витамина Е. Она способствует расслаблению гладкой мускулатуры внутренних органов организма. Варенье из слив дает легкий мочегонный и слабительный эффект и часто используется при лечении изжоги, запоров и других нарушений в работе желудочно-кишечного тракта.
Шиповник
Шиповник является настоящим рекордсменом по содержанию иммуностимулирующего витамина С, богаты плоды и витаминами А, К, Е, Р, антиоксидантами и другими минеральными и биологически активными веществами. Благодаря отсутствию токсичности, его можно принимать в любых дохах и количествах, не опасаясь развития побочных эффектов.
Отвары из шиповника являются желчегонным, поливитаминным, слабомочегонным, понижающим артериальное давление средством. Плоды и корни стимулируют выработку кровяных телец, укрепляют сосуды, улучшают пищеварение и аппетит, повышают сопротивляемость организма к простуде и различным инфекциям.
Сок и чай из шиповника полезен для почек, желудка, печени и всего желудочно-кишечного тракта, выводит соли, токсины и шлаки из организма, нормализует кровообращение, активизирует обмен веществ, улучшает память, замедляет старение, предотвращает атеросклероз, дарит хорошее настроение и бодрость.
Облепиха
Плоды облепихи и облепиховое масло уменьшают боли и прекращают воспалительные процессы, ускоряют грануляцию и эпителизацию тканей, способствуют быстрому заживлению ран и обладают бактерицидным и поливитаминным действием.Масло облепихи используют и для приема внутрь и для наружного применения. Оно обладает болеутоляющим эффектом, ранозаживляющими и противовоспалительными свойствами. Лечит пролежни, трофические язвы, гнойные раны, ожоги.
Употребляя облепиху регулярно и в небольших количествах, можно избежать многих заболеваний и поддерживать организм в зимний период.
Облепиховое масло незаменимо при ринитах, фарингитах, ларингитах, тонзиллитах. Листья облепихи накапливают дубильные вещества, которые являются действующим началом лекарственного средства -- гипорамина, обладающего противовирусной активностью. Получаемый из листьев облепихи гипорамин в форме таблеток для рассасывания применяется как лечебно-профилактическое средство при гриппе (А и В), а также при лечении других острых респираторных вирусных инфекций.
Антоцианы оказывают бактерицидное действие - они могут уничтожать различные виды вредоносных бактерий.
Полезные свойства антоцианов используются в медицине при производстве различных биологических добавок, особенно для применения в офтальмологии. Ученые обнаружили, что антоцианы хорошо накапливаются в тканях сетчатки. Они укрепляют ее сосуды, уменьшают ломкость капилляров, как это бывает, например, при диабетической ретинопатии. Антоцианы улучшают строение волокон и клеток соединительной ткани, восстанавливают отток внутриглазной жидкости и давление в глазном яблоке, что используют при лечении глаукомы.
Антоцианы являются сильными антиоксидантами - они связывают свободные радикалы кислорода и препятствуют повреждению мембран клеток. Это тоже положительно сказывается на здоровье органа зрения. Люди, регулярно употребляющие в пищу богатые антоцианами продукты, имеют острое зрение. Также их глаза хорошо переносят высокую нагрузку и легко справляются с утомляемостью.
Применение и биохимическая роль природных индикаторов.
Свойства природных индикаторов имеют широкое применение (приложение 3).
Исследование природных объектов на возможность использования их в качестве индикаторов
Для исследования были взяты плоды: облепиха, черная смородина, вишня, слива, шиповник.
Отделили соцветия от стеблей и растерли в фарфоровых ступнях до получения однородной массы. Разложили по колбам и провели экстракцию с помощью органического растворителя - ацетона. Колбы плотно прикрыли пробками и выдержали в течении недели. Экстракт отделили от основной массы и в полученный раствор опустили нарезанные фильтровальные бумажки. После пропитки их вынимали, высушивали при комнатной температуре, определяя цвет исходного экстракта на фильтровальной полоске. Затем одну полоску опускали в воду, вторую в NaOH, третью в HCl.
Результаты исследования (приложение 4).
