В последние годы в городе Дубна значительно возросла техногенная нагрузка. Значительную часть городской территории занимают производственные площади легкой и тяжелой промышленности. В городе Дубна образуются 29 видов промышленных отходов различных классов опасности. Все перечисленные ниже виды отходов образуются на территориях предприятий города и относятся к пяти классам опасности. Промышленные отходы города вывозятся на специализированные предприятия и полигоны Московской и Тверской областей, которые занимаются утилизацией, хранением и обезвреживанием отходов, в том числе опасных.

В системе по обращению с отходами в городе Дубна существуют следующие проблемы: например, различные емкости, дерево, опилки стружки передаются населению города вместо того чтобы использоваться повторно. Градообразующие предприятия в том числе ООО «Конта» и ООО ПК «Экомебель» влияют на экологическую обстановку в городе. И даже учитывая небольшое количество промышленных производств и градообразующих предприятий, расположенных на территории Дубны, необходимо вести постоянный анализ и контроль их деятельности, принимать меры по минимизации негативного воздействия на компоненты окружающей среды, в том числе на атмосферный воздух, на поверхностные воды.

Из всех видов отходов деревообрабатывающих производств требуют особого рассмотрения опилки, стружка древесины и фанеры в силу больших объемов образования (третья часть всего объема отходов), а также сухой остаток краски, так как в странах СНГ системы утилизации этого вида отходов на данный момент не существует, как уже указано выше.

Вопрос утилизации непригодных к дальнейшему использованию остатков краски остается открытым на многих производствах. Хотя и считается, что остатки краски в отвердевшем виде подлежат переработке в качестве строительных отходов или утилизации как бытовой мусор. Утилизация этого вида отхода может осуществляться с помощью установок регенерации, если уровень содержания растворителей достаточен для процесса дистилляции. В иных случаях остатки красок и дистиллятов утилизируются как специальные отходы. Современные направления в этой области:

Существует три вида красок: спирто-, водоразбавляемые и УФ-отверждаемые. Все они имеют свои преимущества и недостатки. Возможно, целесообразным является изучение рынка в этой области для выбора самых приемлемых с экологичной точки зрения красок в производстве. Проблема с утилизацией сухого остатка краски до сих пор не решена и остается важной проблемой. Для примера приведена система обращения с отходами на ООО «Конта»

Существует способ применения декантеров для переработки отходов окрасочных производств. Осадок краски при этом уменьшается до 40—50% сухого остатка, благодаря чему значительно сокращаются расходы на утилизацию.

Наиболее приемлемыми методами переработки опилок и обрезков древесины для предприятий, подобных ООО «Конта» являются следующие (табл. 9):

- метод брикетирования,

- выпуск строительных материалов на базе вторичного сырья,

- производство топливных пеллет,

- метод сжигания,

- метод термоокислительной деструкции древесины.

Несанкционированные свалки являются одним из значимых факторов загрязнения, оказывающих негативное воздействие на природные компоненты: атмосферу, водные источники, почву, растительный и животный мир.

Размещаясь непосредственно на почвенном покрове, свалки выводят из сельскохозяйственного оборота и биосферы значительную часть земель, привнося в них загрязняющие вещества.

При возгорании отходов, размещаемых на несанкционированных свалках, в атмосферу попадают ядовитые и токсичные вещества, а также дурнопахнущие газы: окислы азота, окись углерода, фенол, аммиак, сероводород, толуол, ксилол, метан, водород и другие.

Основные проблемы, связанные с влиянием свалок твердых отходов на почву: вымывание веществ и загрязнение почв и грунтовых вод, биологическое загрязнение, образование биогаза и уплотнение грунта. Наиболее серьезной из перечисленных является первая проблема. В процессе складирования отходов в результате инфильтрации сквозь слои отходов атмосферных осадков образуется фильтрат. Это сложная по химическому составу полупрозрачная или непрозрачная жидкость от желтовато-бурого до темно-коричневого цвета с ярко выраженным неприятным запахом биогаза. По мере просачивания воды через свалочное тело в ней растворяются различные химические вещества. Фильтрат загрязнен органическими и неорганическими веществами, находящимися в растворенном, нерастворенном и коллоидном состоянии. Фильтрат также ухудшает качество водных объектов. Самоочищение почв от загрязнения практически не происходит, или происходит очень медленно. В таком случае токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Попадающие в почву загрязняющие вещества вызывают гибель живых организмов, которые вырабатывают гумус, соответственно снижается плодородие почв.

Большую часть ТБО составляют пищевые отходы. Вследствие этого свалки являются источником биологического загрязнения почв. К биологическому загрязнению относится наличие патогенных микроорганизмов, кишечных палочек, яиц гельминтов, личинок и куколок синантропных мух. Биологическое загрязнение опасно тем, что оно может переноситься грызунами и птицами. Заражение почв патогенными организмами вдали от свалок, является опасным для здоровья человека. Так же высокую степень бактериального загрязнения имеет фильтрат.

Образование биогаза – это еще одна проблема свалок. Так как внутри кучи мусора практически нет доступа к кислороду, разложение отходов идет анаэробно. Биогаз образуется в результате жизнедеятельности метанобразующих бактерий и сопровождается выделением теплоты, поддерживающей в толще отходов сравнительно невысокую (30…40^о) температуру. Метан может распространяться в почве как вертикально, так и горизонтально. Известны случаи, проникновения метана со свалок в подвалы домов. В процессе эмиссии из почвы на поверхность биогаз вытесняет воздух, присутствующий в верхних слоях отходов и укрывающей их в почве. В результате этого у большинства растений, растущих вблизи свалки, особенно у культурных, задерживается рост и они могут даже погибнуть из-за снижения количества кислорода в корнеобитаемом слое. Наконец, с течением большого количества времени, которое отходы проводят на свалках, происходит уплотнение грунта, меняется механический состав и другие физические свойства почвы.

Отчет по летней производственной практике

Я, Жолобова Мария Николаевна, проходила летнюю производственную практику 2008 года на предприятии ООО «Конта» в период с 23 июля по 25 августа 2008 года. Моим руководителем практики является к.б.н., доцент кафедры экологии и наук о Земле Савватеева О.А., а консультантом на названном производстве — инженер по охране труда и технике безопасности ООО «Конта» Воронина В.М.

Практика этого года является продолжением выполненной в прошлом учебном году производственной практики и бакалаврской работы 2006 года.

Основными целями работы являлись:

· Доработка и корректировка аудиторских протоколов и написание экоаудиторского заключения и отчета

· Пробоотбор почвы и биологического материала для дальнейшего анализа в лаборатории, расчеты и построение картосхем.

· Составление геоботанических описаний мест пробоотбора.

Результаты практики

За время работы я регулярно общалась со своим руководителем — Савватеевой Ольгой Александровной, а также Ворониной Валентиной Михайловной, которая оказывала помощь и консультации при проведении аудита предприятия методом интервьюирования и заполнения протоколов.

За время прохождения практики я проработала соответствующую литературу, на предприятии продолжила заполнение аудиторских протоколов и уточнение нюансов, что явилось продолжением практики прошлого года и работы последних двух лет. В рамках углубленного изучения влияния мебельных производств на окружающую среду был представлен доклад и подготовлена статья на Международную конференцию «Молодежь за безопасную окружающую среду для устойчивого развития» на тему «Анализ эколого-экономической эффективности методов утилизации древесных отходов в г.Дубна на примере ООО «Конта» и ООО ПК «Экомебель», а также в Вестник Университета «Дубна» представлена для печати статья «Оценка экологического воздействия мебельного предприятия на окружающую среду города» в соавторстве с Савватеевой О.А. и Каманиной И.З.

В настоящее время влияние промышленных производств невозможно переоценить: они загрязняют все возможные сферы – атмосферный воздух, поверхностные и грунтовые воды, почву, биоту. Именно поэтому необходимо комплексно исследовать влияние ООО «Конта» на прилегающие территории, а исследовать его в полевых условиях. Согласно методике пробоотбора почв были выбраны 8 румбов – направлений по розе ветров – 8 точек (карта приведена в Приложении к данному отчету), на которых осуществлены: геоботанические описания, отбор почвенных образцов, отбор образцов хвои сосны обыкновенной и листьев сныти обыкновенной (растений-биоиндикаторов); собран фотоматериал анализируемых точек и процесса пробоотбора.

Геоботанические описания находятся в полевом варианте и нуждаются в компьютерной обработке. По растениям-биоиндикаторам проведены промеры и расчеты (представлены в Приложения). Почвенные пробы просушены и подготовлены к дальнейшему в лаборатории. Все указанные этапы работы отражены в дневнике по практике.

Кроме того, по литературным источникам я изучала литературу по практическому экологическому аудиту, нормативные документы и такие аспекты, как основы геоботаники, биоиндикация по хвойным и лиственным растениям. Начала изучение вопросов экологического моделирования ЧС, потенциально возможных на промышленной площадке ООО «Конта» (пожар, переполнение бункера с опилками, разгерметизация газоочистного оборудования). Планируется реализация модели совместно со студентами кафедры системного анализа и управления.

Также приняла участие в полевых практиках и маршрутах по оценке влияния Дмитровского шоссе на фауну прилегающих территорий в июне- августе 2008 года.

Отчет по производственной практике

Жолобова Мария Николаевна, студентка 4 курса Международного Университета природы, общества и человека «Дубна» проходила производственную практику на предприятии ООО «Конта» с 02 июля по 28 августа 2007 года под руководством Саватеевой Ольги Александровны и Ворониной Валентины Михайловны(инженер по охране труда, инженер-эколог).

Данная работа представляет собой отчет по прохождению практики на предприятии ООО «Конта», целями которой является знакомство с предприятием, с производственным циклом, с правилами техники безопасности, изучение экологической документации и экологической отчетности предприятия, освоение различных методик проведения экологического аудита, изучение вопроса системы экологического менеджмента на предприятии, проведение экологического аудита, проведение оценки жизненного цикла предприятия и разработка экологического паспорта природопользователя с перспективой внедрение на предприятии системы экологического менеджмента.

За время работы общалась с Саватеевой Ольгой Александровной, инженером по охране труда и технике безопасности ООО «Конта» - Ворониной Валентиной Михайловной - проводила аудит предприятия методом интервьюирования и заполнения протоколов, с Кликодуевой Ниной Александровной – инженером-экологом РЭЦ «Дубна» - обсуждался вопрос расчета экологических плат предприятиями за загрязнение окружающей природной среды.; в ближайших планах – анализ составленных аудиторских протоколов, разработка основных разделов экологического паспорта, лабораторный анализ опилок образующихся в процессе производства. В ближайших планах встреча с Поповой Татьяной Григорьевной - планируется обсуждение вопросов возникших при разработке таблиц экологического паспорта. За время прохождения практики я заполнила аудиторские протоколы-, рабочие документы аудиторов, анкеты по экспресс аудиту, ознакомилась с нормативно-правовой базой экологического аудита в России так и с зарубежной литературой, изучила какие формы статистической отчетности сдаются предприятии(2ТП воздух, 2ТП водхоз, 2ТП токсичные отходы, 2ТП отходы, 4 ОС, 18 КС), ознакомилась с материалами ГОСТ Р ИСО 14010-98 «Руководящие указания по экологическому аудиту. Процедура аудита систем управления окружающей средой», ГОСТ Р ИСО 14012-98 «Руководящие указания по экологическому аудиту. Квалификационные критерии для аудиторов в области экологии», Концепцию ФЗ «об экологическом аудите», приказы Госкомэкологии России, и региональные нормативно-правовые акты; в том числе изучила статьи в сети Интернет и иностранную литературу.

Кроме того, по литературе изучала такие аспекты как экологический менеджмент и более детально – на предприятии.

В работе планируется провести экологический аудит, оценить влияние производства на город, разработать экологический паспорт природопользования и провести оценку жизненного цикла предприятия.

Также приняла участие в полевых практиках и маршрутах по оценке влияния Дмитровского шоссе на фауну прилегающих территорий в июне- августе и по Ратминскому бору (экскурсию проводил Тагиров Э.А.) и берегам рек Дубна и Волга с целью ознакомления с основными проблемами этой территории.

Отчет по производственной практике

Жолобова Мария Николаевна проходила производственную практику на предприятии ООО «Конта» с 1 августа по 15 сентября.

Данная работа представляет собой отчет по прохождению практики на предприятии ООО «Конта», целями которой является знакомство с предприятием, с производственным циклом, правилами техники безопасности, экологическим разделом проектной документации, изучение экологического управления предприятием.

За время работы общалась с Саватеевой Ольгой Александровной, инженером по охране труда и технике безопасности ООО «Конта» - Ворониной В.М.; в ближайших планах – встреча с главным инженером Лимониным С.В, и с экологом – который разрабатывала проектную документацию.. За время прохождения практики я ознакомилась и попыталась максимально разобраться с проектом ООО «Конта», ПДВ за 2000 и 2001 годы, с Лимитами размещения отходов производства за 2004 год, с проектом котельной, ПДС за 2004 год, с Техническим отчетом продления лимита размещения отходов производства и потребления; в том числе в сети Интернет и иностранную литературу.

Кроме того, по литературе изучала такие аспекты как экологический аудит и более детально аудит экологической документации предприятия; экологический менеджмент, и более детально – на предприятии. Также ознакомилась с правовым регулированием – федеральными законами, ГОСТами, ISO 14000, 9000; методикой ОНД-86, действующими в областях экологического аудита, менеджмента, контроля и мониторинга на предприятиях России.

С руководителем обсудила первоначальный план бакалаврской работы. Приступила к написанию глав по литературному обзору, проблемам аудита, характеристике предприятия и методике проведения аудита экологического паспорта природопользователя.

В работе планируется, кроме анализа экологической документации по изученной методике провести картографическую оценку распределения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе(с использованием программы «»), а также оценить схему обращения с отходами(при консультации с экологом ООО РФК «Экосистема»).

Мониторинг (monitor-надзирающий)- по Быкову - система долгосрочных наблюдений за изменением внешней среды, экосистем(экологический) и биосферы целиком(биосферный), производится на специальных станциях (в том числе гидрометеорологических) и в биосферных заповедниках

Экологический мониторинг – представляет собой системным образом организованный мониторинг природных сред, природных объектов, геоэкосистем и источников антропогенного воздействия на них. составные части: Полигоны, Маршруты и Эталонные (реперные)участки

Экологический мониторинг позволяет:

• Обеспечить постоянную оценку экологических условий среды обитания человека, выявить текущее состояние среды обитания человека, выявить текущее состояние природных сред и биологических объектов(растений, животных, микроорганизмов), а также целостность экосистем;
• Определить корректирующее действие в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;
• Установить причины негативного воздействия на природные среды, природные объекты, геоэкосистемы, а также их воздействие до того, как будет нанесен значительный ущерб;
• Сделать прогноз изменения состояния экологической обстановки на ближайшую и отдаленную перспективу;
• Выдать решения, рекомендации, консультации на всех властных и хозяйственных уровнях по предупреждению экстремальных ситуаций, выходу из них, управлению направленностью и эффективностью экосистем.

Биоиндикация - Биоиндикация (от греч bios жизнь, indicator - указатель) по Быкову - оценка состояний и изменений окружающей среды в городских экосистемах исследованием поведения, в частности миграций и особенно численности животных и растений. [экологический словарь, Быков Б.А.,1988]

Биоиндикация применяется в трех случаях

1. Установления таксона почвы и ее происхождения;

2. Выявление отдельных свойств почвы и почвенных процессов;

3. Оценки антропогенного вмешательства(рекреация, загрязнение, эвтрофикация почв;

Биоиндикаторы - это биологические объекты(от клеток и биологических макромолекул до экосистем биосферы) используемые для оценки состояния среды.

Существуют критерии отбора биоиндикатора:

· Быстрый ответ

· Надежность(ошибка <20%)

· Простота

· Мониторинговые возможности(постоянно присутствующий в природе объект)

Тест организмы – это биологические биоиндикаторы(растения и животные) которые используют для оценки качества почвы, воздуха или воды в лабораторных условиях.

• Одноклеточные зеленые водоросли(Clorella-Algua, Trobouksia-Lichenes)
• Простейшие (Paramecium caudatum-инфузория туфелька)
• Членистоногие: рачки дафния и артемия
• Цветковые: злак плевел и кресс-салат

Земное формирование как отличное тело: 4.6*109 года назад (1*109 лет = 1 миллиард лет).

Самые старые известные континентальные скалы {камни} - начало геологической истории Земли: 3.9*109 года назад.

Самый старый анаэробный одноклеточный прокариот: 4.6*109 года назад. Прокариот - одноклеточный организм, который не имеет никакого ядра или других внутренних органоидов; единственная хромосома является круглой; все бактерии – прокариоты.

Аэробный одноклеточный прокариот: 2.8*109 года назад.

Эукариот подобные морской водоросли организмы (одноклеточные предшественники фотосинтезаторов современных морей): 1.8*109 года назад.

Клетка эукариот - клетка, которая имеет явно очевидное "истинное ядро" и другие перепончатые органоиды. Эукариоты включают все клетки кроме бактерий и нескольких других микроскопических форм (типа архебактерий).

Многоклеточные организмы: 1.1*109 года назад.

Самые старые животные: 600*106 лет назад (1*106 лет = 1 миллион лет)/

Фанерозой - промежуток геологического времени, расходуя приблизительно от 540 миллионов лет назад, чтобы представить. В течение фанерозоя быстрое расширение и развитие жизни формируют конфигурацию и физические особенности.

Первые наземные растения: 450*106 лет назад.

Конец мезозойской эры, начало кайнозойской эры: 65*106 лет назад.

Новые периоды широко распространенного оледенения произошли в течение эпохи плейстоцена (от 1600000 до 10000 лет назад).

Происхождение человечества: 2-1.5*106 года назад. Анатомически современные люди появились в Африке и возможно в Азии возможно 100000 лет назад и, в конечном счете, прибыли в Европу.

Исследование, проводимое на ДНК сегодняшних человеческих поселений, показывает, что современ-ные люди могут быть оставшимися в живых сокращения, возможно от 100000 до 10000, в чис-лах{номерах} наследственного человека. Это заглядывает населению, вероятно произо-шел{встречался} 80000 - 100000 лет назад во время последнего ледникового периода Плейстоцена. Ос-тавшиеся в живых медленно распространяются по Старому Свету и затем начали расширяться бы-стро в разное время в различных{других} местах: 80000 лет назад в Африке, во многих других поселе-ниях приблизительно 50000 лет назад и 40000 лет назад в Европе. Население было только приблизи-тельно 5 или 10 миллионами из людей (примерно{грубо} тысячный из существующего мирового населе-ния) приблизительно 10000 - 8000 лет назад. Человеческое население приблизило 300 миллионов 8000 лет спустя, и было очевидно маленькое увеличение до года нашей эры 1000.
Главные стадии{сцены} развития экономики{экономии}:
- люди обнаружили, как использовать огонь{пожар} - приблизительно 1 миллион лет назад;
- обнаруженный, как использовать и сделать инструменты - прежде 100000 до н.э;
- начал практиковать примитивное сельское хозяйство примерно 10000 - 12000 лет назад, после то-го, как ледники отступали;
- развитое сельское хозяйство, изученное, чтобы одомашнить животных, и основало первые города - между 8000 до н.э к 3000 до н.э, в течение так называемого местного сельскохозяйственного (произ-водящего пищу) развития;
- развитые науки, сельское хозяйство, и промышленность - в восемнадцатом столетии.
Последующий прирост населения показывают на графе ниже:
Человеческий прирост населения за прошлые две тысячи лет.
Особенности{Характеристики} энергии образов жизни некоторого последовательного человека в различных{других} стадиях{сценах} социального развития (“экологических ниш” последовательно за-нятый людьми).
1. Ниша собирателя.
Химическая энергия в пище{еде}, в конечном счете зависящей от солнечной энергии, происхо-дит{встречается} в углеводах, жирах, и белках. Тело нуждается в диетической энергии в количестве, равном энергии, израсходованной во внешней механической работе ежедневных физических действий, в работе внутренних органов и в поддержании температуры тела, в восстановлении тканей в случае болезни или раны, и, в случае детей, в росте. Энергия, взятая{предпринятая} в пище{еде} и это исполь-зовало в ежедневной жизни, может быть измерен. Имеющая размеры единица была килокалорией (ки-локалория), но диетологи теперь входят в линию с другими ветвями{отделениями} науки и используют джоули как единица энергии и ватт как единица власти{мощи}.
Люди и их предшественники были на Земле в течение по крайней мере 1.5 миллионов лет. В течение 99 процентов этого времени они жили как охотник-собиратели; сельское хозяйство не сделало быть пока 10000 лет назад.
Власть{Мощь} потребления собирателей (не используя огонь{пожар}): P1 = Pb ≈ 134 Вт на человека (1 Ватт = 20.643 килокалории/дни); Pb - власть{мощь} биологически необходимого потребления человече-ского организма; S1 = 500 гектар на человека - “область потребления” собирателя.
Продолжительность пребывания в нише минимального (биологического) потребления энергии - больше чем 100000 лет.
2. Ниша “разреза и жжет” культивирование.
"Резать-и-жечь{Сокращать-и-жечь}" - метод культивирования, когда области леса сожжены и очищены для установки; пепел{зола} обеспечивает немного оплодотворения, и заговор{участок} отно-сительно свободен от сорняков. После нескольких лет культивирования, изобилие уменьшает-ся{снижается} и увеличение сорняков; область оставляют паровой и возвращается к вторичному лесу кустарника. Культивирование тогда перемещается{изменяется} к новому заговору{участку}; после приблизительно десятилетия может многократно использоваться старый участок{сайт}.
P2 = 2Pb = 300 Вт на человека (134 Вт на человека для пищи{еды} + 170 Вт на человека в результа-те использования огня{пожара}).
S2 = 8.3 гектар на человека.
Продолжительность пребывания в нише ≈ 10000 лет.
3. Ниша традиционного сельского хозяйства (использование пашут, лошадь, и т.д.).
P3 = 4P3 = 540 Вт на человека (134 Вт на человека для пищи{еды} + 200 Вт на человека для ог-ня{пожара} + 210 Вт для лошади).
S3 = 0.83 гектар на человека.
Продолжительность пребывания в нише ≈ 1000 лет.
4. Ниша современного человеческого потребления энергии, основанного на энергии ископаемого топ-лива.
P4 = 20Pb = 2.5 кВт на человека (≈ 1/3 S4, или 700 - 800 Вт на человека, используется для транспор-тировки). Доля{акция} земли, используемой человеком{мужчиной} в целях экономики{экономии} со-ставляет приблизительно 60 % земли полной земли.
S4 = 0.28 гектар на человека; полная пахотная область равняется 1.4 109 гектар. Продолжитель-ность пребывания в нише ≈ 100 лет.
Отметьте, что метаболический Pb власти{мощи} человека, который получает полезную{здоровую} пищу, - 134 Вт на человека, который является равным 280 кг/год зерна на человека (зерно тепловой эк-вивалент). Уравновешенное{сбалансированное} требование диеты - то, что 12 % пищи{еды} должны быть пищей{едой} животных, то есть 33.6 кг/год пищи{еды} животных на человека. Необходимое ко-личество зерна, используемого как пища{еда} домашнего скота, чтобы произвести 33.6 кг/год произ-водства животных обычно вычисляется как 33.6 * 7 = 235.2 кг/год зерна (множитель 7 соответству-ет “10-процентному принципу”). Следовательно, ≈ 500 кг/год зерна обязан получать уравновешен-ную{сбалансированную} диету на человека.

Биоиндикационные методы в оценке качества окружающей природной среды урбанизированных территорий

M. Жолобова

Аннотация

Данная работа посвящена биоиндикационным методам оценки качества почв урбанизированных территорий.

В настоящее время биоиндикация почв может быть использована когда , во-первых, мы определяем таксон почвы, во вторых выявление. отдельные свойства почвы и почвенных процессов, и третье, при оценке антропогенного воздействие на почву(например загрязнение). Например, одноклеточные зеленые водоросли (Хлорелла, Тробоуксия), простейшие(инфузория туфелька) и членистоногие: рачки и дафнии – являются тест –организмами при оценке качества почв.

Биоиндикационный метод позволяет:

Обеспечить постоянную оценку экологических условий среды обитания человека, выявить текущее состояние среды обитания человека.

Установить причины негативного воздействия на природные среды, природные объекты, и предсказать ущерб.

Сделать прогноз изменения состояния экологической обстановки на ближайшую и отдаленную перспективу.

Работа выполнена под научным руководством к.б.н И.З.Каманиной на кафедре Экологи и наук о Земле Государственного университета природы общества и человека «Дубна» в 2006 году.

Bioindication methods to estimate the quality of the environment in urban territories

M. Zholobova

Annotation

The work is devoted to the bioindication methods of estimation of the quality of urban soils.

Today, bioindication is used: firstly to identify soil tacson, secondly to reveal the particular properties of soil and soil processes, third to estimate antropogenic impact (for example, pollution).

For example, singlecelled green algae (Clorella-Algua, Trobouksia-Lichenes), the Protists (Paramecium a caudatum-infusorian) and arthropods serve as test organisms to determine the quality of soils.

The bioindication allows: envestidators to providing monitoring of constant estimation of ecological conditions of humans habitation.

To establish causes of the negative influence on the natural media as well as natural objects, and to predict possible damage.

Long-terns and short-term forecasts can be made with the help of the method.

The work was performed under scientific supervision of Cand. biol. Sci., I.Z. Kamanina at Ecology Faculty of the State University of Nature, Society and Man “Dubna” in 2006.

¨ НЕМНОГО ИСТОРИИ

Оксид азота (II) NO(или окись азота) был открыт 1774 году английским исследователем Джозефом Пристли (1733 – 1804), который впервые выполнил реакцию 3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

¨ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА

К тому времени были хорошо изучены свойства этого вещества. NO может быть как и восстановителем так и окислителем. Оно чрезвычайно легко окисляется под действием кислорода и галогенов, например хлора:

NO₂ + CL = 2NOCL (хлористый нитрозил)

Легкое окисление кислородом было использовано еще в ХVIII веке, при камерном способе получения серной кислоты, где окись азота играет роль катализатора-переносчика кислорода, что видно из следующих реакций: 2NO + O₂ = 2NO₂ SO₂ + H₂O = H₂SO₃ NO₂ + H₂SO₃ = NO + H₂SO₄

NO охотно реагирует с восстановителями, причем восстановление обычно идет до тармодинамически стабильного молекулярного азота:

2NO + H₂S = N₂ + 2S + 2H₂O NO + 2H₂ = N₂ + 2H₂O

2NO + 2CO = N₂ + 2CO₂

хотя, в принципе подбором условий можно превратить NO и в другие соединения со степенями окисления от –1 до 3, как это, например, происходит в реакции синтеза N₂O.

¨ Строение молекулы

Окиси азота, во многом сходной с молекулами кислорода, оксида углерода(II) и HCN: :N=O: :O=O: :C=O: H-C=N: сообщает ей такое общее с ними свойство, как способность к образованию комплексов. Примером образования комплекса с участием NO служит обнаруженная еще Пристли реакция на нитрат-ион, называемая реакцией “БУРОГО КОЛЬЦА”. Сначала под действием сульфата железа нитрат-ион восстанавливается в NO:

6FeSO₄ + 2KNO₃ + 4H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄) + 2NO +4H₂O

а затем с избытком FeSO₄ образуется окрашенный в бурый цвет комплекс:

FeSO_4(изб.) + NO +H₂O = [Fe(H₂O)₅ NO]SO₄

¨ УЧАСТИЕ В ФИКСАЦИИ АЗОТА

В конце ХIХ века промышленность стала нуждаться в больших количествах азотосодержащих соединений для производства красителей, взрывчатых веществ, удобрений. В настоящее время основной схемой фиксации азота является синтез аммиака, а окись азота играет важную роль в технологическом процессе последующего превращения аммиака в азотную кислоту. Она получается каталитически окислением аммиака.

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

Выполнение реакции на практике натолкнулось на некоторые трудности, важнейшей из которых является возможность сгорания не до окиси азота, а до молекулярного азота. Для предотвращения этого контакт газовой смеси с катализатором должен быть минимальным, в результате выход окиси азота достигает 98%.

¨ СТАРТЕР ФОТОХИМИЧЕСКОГО СМОГА. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОКСИДАМИ АЗОТА.

В настоящее время уже до 0,7х10⁸ т азота в год связывается при взаимодействии азота с кислородом воздуха в результате высокотемпературных процессов, вызванных хозяйственной деятельностью. Половина производимой человеком окиси азота образуется в результате сжигания топлива в промышленных установках и другая половина – за счет работы транспорта. Оксиды азота (N_xO_y) способны вызывать двоякое загрязнение окружающей среды. Во-первых, они растворяются в воде с образованием азотистой и азотной кислоты. Во-вторых, оксиды азота могут соединяться с углеводородами, что приводит к возникновению фотохимического смога. Окислы азота – пусковые вещества фотохимического смога, а образующиеся вещества химически активны и разрушают живые ткани, вызывая удушье, а в экстремальных случаях гибель людей, увядание растений, коррозию металлов, разрушение резины, красителей и других материалов. Итак, оксид азота – важный фактор, определяющий состояние окружающей нас атмосферы и внешние условия существования.

¨ 1992 ГОД – МОЛЕКУЛА ГОДА

Однако это же вещество, как казалось, является и мощным внутренним биорегулятором. В организме человека NO образуется из аминокислоты – аргинина в результате реакции, которая катализируется

ферментом, получившим название NO- синтетаза (синтетаза окиси азота – СОА). Общая продукция окиси азота в организме превышает 100 мг в сутки. Окись азота попадает в клетки стенок кровеносных сосудов, где действует на белки, содержащие геминовое железо. Это вызывает расслабление гладких мышц сосудов, посредством чего осуществляется локальная ауторегуляция кровотока. Ослабление действия этого механизма приводит к развитию гипертонии. Избыточная продукция NO чревата тяжелыми немедленными последствиями. Это реализуется при эндотоксическом шоке, когда грамотририцательные бактерии вызывают мощное образование NO в гладких мышцах сосудов, что приводит к падению кровяного давления и развитию характерных для шока нарушений кровообращения.

Важны функции NO в головном мозгу. Диффузия NO от нейронов к пресинаптическим мембранам является необходимым –условием феномена, связанного с функционированием механизмов памяти и формированием устойчивых патологических связей в нервной системе.

С окисью азота связаны регуляция секреции инсулина и развитие диабета вследствие гибели клеток поджелудочной железы при вирусных инфекциях, регуляция почечной фильтрации, регуляция репаративных процессов в костной и кожной тканях, регуляция слизеобразования в кишечном эпителии. Нельзя не отметить терапевтические воздействия, направленные на процессы образования NO, для пульмонологии при острой респираторной недостаточности, отеке легкого, синдроме шокового легкого. Ингаляция газовой смеси, содержащей NO,снижает уровень легочной гипертонии. Учёным удалось предотвратить развитие ишемической болезни сердца. Следовательно, этот считавшийся крайне токсичным газ становиться лекарственным препаратом. Лекарственное воздействие окиси азота используется уже давно. Нитроглицерин – типичный пример пролекарства. Пролекарство – химически модифицированное форма лекарственного средства, которое в биосредах в результате метаболических процессов превращается в само лекарственное средство. Гемоглобин крови и железосодержащие ферментные системы гладкомышечных клеток восстанавливают нитрат-ион с образованием окиси азота (см. реакцию «бурого кольца»):

3 Fe²⁺ + NO^- + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

Окись азота и оказывает терапевтическое действие. Введение ингибиторов СОА (Синтетазы окиси Азота) до начала ишемии приводило к противоположному результату. Это указывает на возможность разностороннего действия NO в патогенезе инсульта.

¨ NO-физиология

Складывается новое направление в теоретической медицине, именуемое NO-физиологией, которое занимается исследованием роли этого вещества в тех или иных жизненных процессах, изучением их тонких механизмов и клинических проявлений, конструированием новых лекарственных препаратов. В связи с этой проблемой заслуживает отдельного комментария ситуация, связанная с ролью нитрат-иона в практической деятельности человека и с его воздействием на организм.

Принято считать, что нитрат-ион, поступающий в организм вследствие загрязнения окружающей среды азотсодержащими промышленными и бытовыми отходами, оказывает отрицательное воздействие на состояние здоровья. По оценкам, в развитых странах человек в сутки получает с едой и питьем до 400 мг нитрат-иона.

Таким образом, требуется более глубокий анализ роли нитрат-иона в организме. Это, конечно, не распространяется на случаи отравления нитрат-ионом при одноразовом поступлении аномально высоких количествах нитрат-иона. Последняя ситуация особенно часто возникает при неумеренном употреблении овощей и фруктов, обработанных повышенными количествами нитрата. Продукты метаболизма нитрат-иона вызывают превращение гемоглобина в неспособный к связыванию с кислородом метгемоглобин, что вызывает удушье.

¨ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренный пример демонстрирует роль двухатомной молекулы и ее реакцией в самых различных областях человеческой практики – от промышленных процессов и работы двигателя внутреннего сгорания до тонких механизмов биорегуляции. Последний и самый современный аспект открывает новые возможности для науки о здоровья человека. В частности, обращено внимание на возможную роль в биорегуляции таких метаболитов с родственным строением, как CO и HCN, и уже имеются данные, что эти вещества, которые в ничтожных средах присутствуют в биосредах, выполняют важную физиологическую роль.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Джуа М. История химии. М.: Мир, 1982.

2. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М.: Химия, 1989.

3. Химия и общество. М.: Мир, 1995.

4. Химия окружающей среды. М.: Химия, 1982.

5. Проблемы фиксации азота. М.: Мир, 1982.

6. Голубев А.Г.//Междунар. Мед. Обзоры. 1993, т.1

7. Цыганенко О.И. и др. //Гигиена и санитария. 1989. №4

8. Соросовский образовательный журнал, № 10, 1997.