МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.М. МАШЕРОВА»

Факультет биологический

Кафедра химии

Реферат

по дисциплине: Экологические основы безотходного производства иобращения с отходами

биотические превращения веществ

Мишулкова Алена Леонидовна

студентка 31 группы

Проверила:

Толкачева Т.А.

конд.биол.наук.доцент кафедры химии

Витебск, 2017

Содержание

Введение……………………………….........................................................3

Основная часть

1 Что такое биотическое превращение веществ…………………………4

2 Превращение соединений металлов …………………………………...7

3 Окислительные процессы……………………………………………….8

4 Восстановительные процессы………………………………………….10

5 Гидролитические процессы………………………………………….…11

6 Вторичные процессы…………………………………………………....12

Заключение………………………………………………………………..13

Список использованных источников…………………………………....14

ВВЕДЕНИЕ

Темой данного реферата является: биотические превращения веществ.

Биотические превращения вызываются живыми организмами или продуцируемыми ими ферментами, что называют «метаболизмом вредных веществ», а продукты превращения — метаболитами.

Соединения металла (ртути, олова, свинца) и неметалла (мышьяка), накопления которых в окружающей среде происходит от естественных и антропогенных (сточные воды, выхлопные газы) источников почти поровну. Накопление этих веществ в окружающей среде нежелательно из-за вредных для живых организмов последствий (острые или хронические отравления, их цитотоксические свойства). Биотические превращения металлов, т.е. включение ионов металлов в органические производные, приводят к повышению токсичности по отношению к теплотворным живым организмам.

В течение последних десятилетий технологии общественного производствами сфера потребления все больше удалялись от использования природных материалов, от циклов естественного круговорота веществ в природе. Современная промышленность вносит в окружающую среду огромные количества таких материалов и веществ, которые чужды экологическим системам и природным ландшафтам.

Цель: «Изучить биотические превращения веществ»

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить что такое биотическое превращение веществ

2. Ознакомится с превращением соединений металлов

3. Проанализировать окислительные и восстановительные процессы

4. Дать характеристику гидролитическим и вторичным процессам

Основная часть

1 Что такое биотическое превращение веществ

Биотические превращения вызываются живыми организмами или продуцируемыми ими ферментами, что называют «метаболизмом вредных веществ», а продукты превращения — метаболитами.

Соединения металла (ртути, олова, свинца) и неметалла (мышь­яка), накопления которых в ОС происходит от естественных и ант­ропогенных (сточные воды, выхлопные газы). Накопление этих веществ в ОС нежелательно из-за вредных для живых организмов последствий (острые или хронические отрав­ления, их цитотоксические свойства). Биотические превращения ме­таллов, т.е. включение ионов металлов в органические производные, приводят к повышению токсичности по отношению к теплокров­ным живым организмам.

Например, в природном цикле ртути одним из микробиологи­ческих механизмов превращения является окисление (через стадию образования сульфита ионы ртути из нерастворимого природного сульфида ртути HgS переходят в растворимый сульфат ртути):

HgS →HgSO₃→HgSO₄→Hg⁰

Ионы ртути Hg²⁺ восстанавливаются под действием никотинамид-адениндинуклеотида (NADH₂) до металлической ртути, давле­ние паров которой настолько велико, что металл постепенно пере­ходит в газовую фазу.

По другому механизму ионы ртути Hg²⁺ метилируются до метилртути и диметилртути:

Hg²⁺ →CH₃Hg⁺ →(CH₃)₂Hg⁺

Hg²⁺ →CH₃Hg⁺ →Hg⁰ +CH4

Биологическое метилирование происходит во всех живых орга­низмах. Некоторые микроорганизмы разлагают метилртуть, восста­навливая ее до металлической ртути и метана.

Металлическая ртуть и диметилртуть летучи, а метилртуть на­капливается в жировых тканях. Обычно неорганическая ртуть (Hg²⁺) в организме водорастворима.

Метилирование ртути в окружающей среде при­водит к значительному повышению токсичности соединений для теплокровных живых организмов и способствует накоплению метилртути в цепях питания. В лабораторных условиях изучено присое­динение метильного радикала к палладию, свинцу, платине, олову, золоту, хрому, мышьяку, селену.

Органические посторонние вещества обычно взаимодействуют с организмом по одному из процессов: первый — разложение органи­ческого вещества до неорганических продуктов или низкомолекуляр­ных органических фрагментов, способных участвовать в природных циклах углерода с выделением углерода и энергии и обеспечением роста; или второму, заключающемуся в превращении микроорганиз­мами большинства химических соединений без выделения углерода и энергии, что не обеспечивает роста биомассы. Образованные из ксенобиотических веществ продукты являются химическими веществами, посторонними для ОС, т.е. антропогенными веществами. Специфичес­кие ферменты некоторых микроорганизмов, полученных в результате мутаций и селекции, способны воздействовать на посторонние веще­ства. Первичными реакциями превращения являются: окисление, вос­становление и гидролиз, а вторичными — превращение посторонних веществ в вещества, входящие в состав организма, или их встраивание в макромолекулы природных органических веществ.

Органические посторонние вещества обычно взаимодействуют с организмом по одному из процессов: первый — разложение органического вещества до неорганических продуктов или низкомолекулярных органических фрагментов, способных участвовать в природных циклах углерода с выделением углерода и энергии и обеспечением роста; или второму, заключающемуся в превращении микроорганизмами большинства химических соединений без выделения углерода и энергии, что не обеспечивает роста биомассы. Образованные из ксенобиотических веществ продукты являются химическими веществами, посторонними для ОС, т.е. антропогенными веществами. Специфические ферменты некоторых микроорганизмов, полученных в результате мутаций и селекции, способны воздействовать на посторонние вещества. Первичными реакциями превращения являются: окисление, восстановление и гидролиз, а вторичными — превращение посторонних веществ в вещества, входящие в состав организма, или их встраивание в макромолекулы природных органических веществ. У наземных высших растений установлено обогащение за счет химических веществ, содержащихся в почве в зависимости от вида растения и вещества. Пути усвоения химических веществ растениями весьма многообразны (корневой системой с выносом в наземную часть сокодвижением; летучих химических веществ его листьями; из частиц почвы или пыли, попавших на листья), а также зависят от свойств среды. Материальный нетто-баланс человечества как биологического сообщества, за исключением твердого бытового мусора, вполне вписывается в глобальный биотический круговорот. В расчете на одного городского жителя образуется 150—350 кг бытового мусора в год, который в большинстве случаев не перерабатывается, а вывозится на свалки, занимающие огромные территории вокруг городов, и становится опасным загрязнителем воздуха, воды и почв. В стране работает только 7 мусоросжигательных и 2 мусороперерабатывающих заводов.

Технологии общественного производствами сфера потребления все больше удалялись от использования природных материалов, от циклов естественного круговорота веществ в природе. Современная промышленность вносит в окружающую среду огромные количества таких материалов и веществ.

Например, все металлы, рассеиваемые в результате производственной деятельности человечества, поступают главным образом в гумусосферу. Из почвы они усваиваются растениями, с растительной пищей и воздухом могут переходить в организмы животных. Поэтому в качестве мерила масштабов техногенных влияний очень наглядными является отношение ожидаемого суммарного техногенного выброса того или иного металла к его современному содержанию в почве и живом веществе (количество вещества, вовлеченного в кругооборот). Расчеты показали, что такое отношение наиболее велико для мышьяка — 470,2; сурьмы — 387,5; висмута — 381,3; урана — 297,5; кадмия —- 50,6. Эти элементы содержатся в биоте в микроколичествах, но с каждой добытой тонной руды и топлива захватываются биосферой и надолго попадают в кругооборот органического вещества. Часть отходов подвергается ассимиляции и биотической и геохимической нейтрализации в процессе деструкции; другая часть, содержащая ксенобиотики, после; биологической и геохимической миграции подвергается иммобилизации, рассеянию и выносу, выступают как техногенные загрязнения окружающей среды. Совокупный вредный эффект от их поступления в кругооборот зависит от коэффициента опасности отходов, их массы, продуктивности и устойчивости экосистем, в частности, устойчивости по отношению к техногенным воздействиям.