Влияние гуминовых кислот на устойчивость растений и микроорганизмов к воздействию тяжелых металлов

• Автор: Семенов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Металлгумусовые взаимодействия и природа биологического действия гуминовых кислот.

1.1. Взаимодействие ионов тяжелых металлов с гумусовыми кислотами

1.2. Устойчивость металлгумусовых комплексов

1.3. Функции гуминовых веществ в биосфере

1.4. Биологическое действие гуминовых веществ

1.5. Основные гипотезы природы биологического действия гуминовых веществ

1.6. Детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к живым организмам, подвергнутым воздействию тяжелых металлов

1.7. Использование биологических объектов в тестировании.

ГЛАВА 2. Объекты и методы

2.1. Выделение и характеристика гуминовых кислот и препаратов гуматов
2.1.1. Источники, методы выделения и очистки гуминовых кислот
2.1.2. Элементный состав гуминовых веществ.
2.1.3. Электронные спектры поглощения гуминовых веществ
2.1.4. Инфракрасные спектры гуминовых веществ
2.1.5. Молекулярномассовые распределения гуминовых веществ
2.1.6. Кислотноосновные свойства и содержание функциональных групп в гуминовых веществах
2.1.7. Металлгумусовые взаимодействия.
2.1.7.1. Потенциометрическое титрование гуминовых веществ с использованием ионселективных электродов
2.1.7.2. Определение констант устойчивости и максимальной емкости связывания гуминовых веществ с ионам Си2 и 2.
2.2. Биотестирование гуминовых кислот
2.2.1. Эксперименты на культуре клеток дрожжей vi
2.2.2. Эксперименты на семенах кресссалата ii iv сорта Дукат
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение.
3.1. Характеристика гуминовых кислот и препаратов гуматов
3.1.1. Элементный состав гуминовых веществ.
3.1.2. Электронные спектры поглощения гуминовых веществ
3.1.3. Инфракрасные спектры гуминовых веществ
3.1.4. Молекулярномассовые распределения гуминовых веществ
3.1.5. Кислотноосновные свойства и содержание функциональных групп в гуминовых веществах
3.1.6. Величины констант устойчивости и максимальной емкости связывания
гуминовых кислот с ионам Си2ь и 2.
3.2. Биотестирование гуминовых кислот
3.2.1. Биологическое действие ГК на дрожжи vii
3.2.2. Детоксицирующие действие гуминовых кислот по отношению к ионам кадмия II.
3.2.3. Детоксицирующие действие гуминовых кислот на дрожжи, подвергнутые воздействию ионов меди Си II
3.2.4. Биологическое и детоксицирующее действия ГК на проростки кресс
салата ii iv, подвергнутого действию тяжелых металлов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В результате анализа ИКспектров соединений гуминовых кислот, выделенных из бурого угля, с ионами , , 3 , 2 , i2 , 2 , 2 и 2 были получены данные о том, что Си2 и 2i могут реагировать как с карбоксильными так и фенолгидроксильными группами Григорьева и др. ИКспектрах. СООНгруппами, при этом Со и i вытесняли из них протоны только частично. На ИКспектрах гуматов 3 и А не наблюдается значительных изменений в области см1 полоса поглощения СООНгруппы, что, по мнению авторов, указывает на иной механизм взаимодействия III и А1Шионов с гуминовыми кислотами. Анализ ИКспектров продуктов взаимодействия ФК с ионами металлов позволил i и i предположить что, этот реакция может идти двумя путями 1 катионы взаимодействуют как с карбоксильными так и с фенолгидроксильными группами и 2 взаимодействие идет только с карбоксильными группами. Близкие результаты были получены Дорфман , предложившей помимо двух приведенных выше схем еще одну. Комплексы типа 2, в которых фрагмент ФК или ГК играет роль бидентатного лиганда, относятся к хелатным соединениям. На возможность образования соединений данного класса в реакциях гумусовых кислот с ионами Си2 и ионами других тяжелых металлов указывалось и раньше Манская и др. АнтиповКаратаев, Цюрупа, Дроздова, . Следует отметить, что в году Ларина и Касаточкин предложили структуру комплекса, в которой центральный ион металла координировал две и более молекул гуминовой кислоты через их карбоксильные группы. Есть основания сомневаться в существование соединений подобного типа. ООО Да, взаимодействуя с ионом металла в растворе, создает значительные пространственные затруднения для координирования последующих молекул ГК, тем более что они могут нести значительный заряд одного с ним знака. Вероятно, поэтому в дальнейшем исследователи, рассматривая взаимодействие ионов металлов с гумусовыми веществами, отдавали предпочтение схемам, в основе которых лежали хелатные комплексы, сходные с теми, которые предложили i и i . Следует отметить, что в семичленном цикле 5 возникает некоторое структурное напряжение, которое понижает устойчивость комплекса. При наличии двойной связи в цикле более устойчивыми являются комплексы с шестичленным циклом Гринберг, . С помощью ИКспектроскопии было обнаружено, что наряду с атомами кислорода карбоксильных и фенольных i во взаимодействии с ионами металлов могут принимать участие атомы кислорода карбонильных групп i, v, . Но авторам не удалось установить, в какой степени связь Ме2ООС Ме2 Си2, РЬ2 и Са2 является ионной или ковалентной. Характер связи Си2 и с карбоксильными группами гуминовых кислот был специально исследован методом ИКспектроскопии . Из трех возможных структур 6 выбор был сделан в пользу первой. СООН и ОНфенольными группами. ii и с помощью метода ИКснекгроскопии и флуоресцентного анализа продуктов реакции ионов Си2 и i2 с гумусовыми кислотами обнаружили взаимодействие этих ионов с атомами в молекулах органических веществ. Происходило образование комплексов этих металлов с флуоресцентноактивными электронодонорными группами 2 и ОНфенолов кислотный гидролиз не влиял на флуоресцентную активность металлорганических соединений. Vi . ИКизлучения в области см1 колебания СООгрупп соединений ряда металлов с гумусовыми кислотами. Смещение полосы в коротковолновую область см1, указывающее на образование преимущественно ковалентных связей, было характерно для соединений с участием А и Сг3 ионов. ООС преимущественно ионная, было характерно для соединений , Мп7ь , и Са2. Полосы поглощения комплексов переходных металлов с гумусовыми кислотами занимали промежуточное положение область см1 в соответствии с величиной смещения полосы в коротковолновую область ионы располагались в ряд Со Си . Для ионов Мп наряду с образованием ионной связи . ФК и гидратированным катионом.