Физико-химические аспекты влияния техногенных факторов на формирование токсических свойств природной водной среды

• Автор: Байкова, Ида Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Формы нахождения соединений восстановленной серы, пестицидов и минеральных форм азота в природных и сточных водах, их физикохимические и токсикологические свойства. Литературный обзор

1.1. Восстановленные соединения серы

1.1.1. Формы нахождения и источники серосодержащих веществ в природных водах

1.1.2. Сульфиды железа как основная форма нахождения восстановленной серы в природных водах и осадках. Закономерности образования и химический состав.

1.1.3. Окисление сероводорода и сульфида железа

1.1.4. Токсичность сероводорода и сульфида железа для гидробионтов

1.2. Пестициды и их металлокомплсксы

1.2.1. Загрязнение природных вод пестицидами.

1.2.2. Металлы в природных водах

1.2.3. Воздействие пестицидов и их металлокомплексов на субклеточном и молекулярном уровне
1.2.4. Токсичность пестицидов для гидробионтов.
1.3. Минеральные формы азота
1.3.1. Цикл азота в природе
1.3.2. Содержание и превращения минеральных форм азота в природных водах
1.3.3. Использование нитритов и нитратов при фотохимической очистке воды
1.3.4. Токсикологические характеристики нитритов, нитратов и выбранных модельных токсикантов.
ГЛАВА 2. Кинетика окисления и токсические свойства микроколлоидных частиц моносульфида железа
2.1. Методическая часть
2.1.1. Синтез моносульфида железа
2.1.2. Определение растворенных форм железа.
2.1.3. Определение моносульфида железа.
2.1.4. Определение пероксида водорода
2.1.5. Определение элементной серы.
2.1.6. Биотестирование с использованием светящимися бактерий серии Эколюм
2.1.7. Биотестирование с использованием инфузорий руг i i.
2.2. Экспериментальная часть
2.2.1. Изучение стехиометрии комплекса .
2.2.2. Форма нахождения моносульфида железа в водном растворе
2.2.3. Окисление кислородом воздуха
2.2.4. Титрование малыми добавками перекиси водорода.
2.2.5. Токсикологический анализ
2.2.6. Анализ продуктов окисления моносульфида железа
Заключение к Главе 2.
ГЛАВА 3. Роль эффектов комплексообразования в проявлении токсических свойств пестицидов
3.1. Методическая часть
3.1.1. Получение пестицидов
3.1.2. Синтез металлокомплексов с гербицидом лонтрел.
3.1.3. Определение констант комплексообразования пестицидов и металлокомплексов гербицида лонтрел с ЛТФ.
3.1.4. Токсикологический анализ
3.2. Экспериментальная часть
3.2.1. Токсикологический анализ пестицидов.
3.2.2. Токсикологический анализ металлокомплексов гербицида лонтрел.
3.2.3 Заключение к Главе
ГЛАВА 4. Применение биотестирования как метода токсимстрии при оценке эффективности процесса очистки сточных вод
4.1. Методическая часть
4.1.1. Модельные токсиканты.
4.1.2. Фотолиз растворов
4.1.3. Токсикологический анализ.
4.2. Экспериментальная часть
4.2.1. Изменение токсических свойств модельных токсикантов при УФоблучении в присутствии допоров ОНрадикалов
4.2.2. Эффективность облучения ППДМА в присутствии нитритов и нитратов при различных источниках облучения.
4.3.4. Заключение к Главе 4.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В связи с этим, одними из объектов исследования в данной работе были выбраны микроколлоидные частицы сульфида железа. Известно, что железо является наиболее распространенным металлом как в природных водах, так и в донных отложениях. Однако механизмы окисления Бей в водной среде слабо изучены, литературные данные малочисленны и противоречивы. Во многом это связано с отсутствием выраженных аналитических свойств как РеБ, так и промежуточных продуктов трансформации восстановленной серы. И практически не изучено токсическое воздействие РеБ и продуктов его окисления на живые организмы. Таким образом, изучение механизмов образования и окисления РеБ, токсических свойств сульфида железа и продуктов его окисления кислородом и пероксидом водорода с применением методов биотестирования является актуальной темой исследования. Объектами исследований были выбраны также действующие вещества пяти широко используемых в сельском хозяйстве пестицидов различной химической структуры зенкор, базагран, лонтрел, раундап, тачигарен. Пестициды смываются осадками с сх угодий в водоемы и водотоки, накапливаются в донных отложениях и водных организмах, практически не включаются в биологический круговорот. В то же время многие пестициды могут образовывать достаточно прочные комплексы с жизненноважными молекулами, такими как нуклеотиды, АТФ, белки. Попадая в природные и сточные воды, пестициды, имеющие в своем составе дентатные группы, могут образовывать комплексы с ионами переходных металлов, которые могут обладать собственной токсичностью. С целью установления влияния комплексообразования на токсичность пестицидов в работе были изучены токсические свойства комплексов лонтрела, как бидентатного лиганда, с ионами переходных металлов, наиболее часто присутствующими в природных водах Си, Со, Мо, Мп, Ре, 1п, Щ. Актуальность данного направления исследований обусловлена необходимостью выяснения химических механизмов формирования токсичности, без чего невозможно прогнозировать и предотвратить последствия применения пестицидов в сельском хозяйстве. В последнее время широкое распространение получила фотохимическая обработка воды ультрафиолетовым излучением. Зачастую при такой обработке происходит образование в воде рсакционноспособных промежуточных частиц свободных радикалов, что может сопровождаться изменением химического состава воды. Однако изза значительных аналитических трудностей, контроль за побочными продуктами УФобработки, как правило, трудноосуществим. Среди распространенных компонентов природных и сточных вод фотохимическим превращениям в наибольшей степени подвержены нитрат и нитритионы. В связи с этим, актуальным представляется изучить роль нитрит и нитрат ионов в процессе УФобработки природных и сточных вод. Э до Б состояния, что обуславливают возможность образования большого количества серосодержащих соединений. Она входит в состав около 0 минералов, а также является одним из наиболее важных биогенных элементов и входит в состав аминокислот и белков, эфирных масел у растений, витаминов и целого ряда веществ, выступающих в качестве катализаторов окислительновосстановительных процессов в организме и активизирующих некоторые ферменты. Из природных соединений наибольшее распространение имеют сульфаты, сульфиды, полисульфиды и свободная элементная сера. Ю и ,7т . На Рис. Ежегодно с суши в атмосферу поступает 0 млн. Примерно половина этой серы имеет природный характер продукты вулканической деятельности, испарения с поверхности суши, биогенный сероводород, а около приходится на техногенные источники промышленные выбросы химической, металлургической промышленности, продукты сжигания природного газа, реактивного топлива и т. Возвращаются на сушу 6 млн. Рис. Круговорт серы в природе цифрами указан среднегодовой поток в млн. Примерно млн. СЬ. В водоемы сера поступает также из литосферы при вымывании или выветривании горных пород, из удобрений в сумме до млн. Таким образом, океан является поглотителем серы и увеличение поступления техногенной серы в глобальный круговорот в первую очередь негативно сказывается на общем экологическом состоянии природных вод.