Углеводороды - Деструкция органического вещества в водных экосистемах
Существует группа очень стабильных соединений: насыщенные алифатические и ароматические углеводороды, стероиды, каротиноиды, терпены и порфирины, которые легко окисляются и минерализуются при участии кислорода. В анаэробных условиях эти соединения накапливаются, так как при дефиците кислорода микроорганизмы не синтезируют специализированные ферменты оксигеназы.
При деструкции медленно разлагаемых органических соединений образуются самые разнообразные промежуточные продукты. Наиболее распространенными являются ароматические соединения фенольного ряда, которые составляют основную долю лигнинсодержащих субстратов, входят в состав сырой нефти, горюче-смазочных материалов, содержатся в угольной пыли, выделяются водорослями и макрофитами, содержатся в сточных водах промышленных и транспортных предприятий, сельскохозяйственных комплексов.
Независимо от происхождения ароматических соединений (природного или антропогенного) в их расщеплении принимает участие большое разнообразие микроорганизмов и образуется огромное множество промежуточных продуктов. Однако разные пути их деструкции в конце концов сводятся к образованию либо пирокатехина, либо протокатеховой кислоты, ближайших родственников фенола.
Процесс расщепления ароматических соединений может остановиться при недостатке кислорода на стадии накопления фенольных соединений.
При контакте с кислородом и при участии микробных ферментов происходит разрыв ароматического кольца либо в орто-, либо в метаположении. В первом случае образуются промежуточные продукты - муконовая и 3-карбоксимуконовая кислоты, которые в ходе кометаболизма (в присутствии других источников питания) через общий продукт (3-оксоадипиновая кислота) вступают в широко распространенные среди организмов циклы.
При мета-расщеплении ароматического кольца образуются полуальдегиды, которые затем превращаются в пировиноградную кислоту, ацетальальдегид, фумаровую и уксусную кислоты, оксалоацетат и ацетоацетат. Эти продукты имеют специфические запахи и могут вовлекаться в промежуточный метаболизм живых организмов, обитающих в водоеме.
Зимой многие микробиологические процессы протекают очень медленно, либо вовсе прекращаются. Но самое главное, что в ходе биохимических реакций, происходящих при низких температурах, и при резком снижении насыщенности воды кислородом могут накапливаться промежуточные токсичные продукты или образовываться совершенно иные конечные продукты, значительно отличающиеся от образуемых в летний период.
Одной из причин накопления фенольных соединений в зимний период является особый характер взаимодействия двух микробных ферментов пероксидазы и каталазы.
Пероксидаза катализирует окисление полифенолов (пирогаллол, гидрохинон, пирокатехин, п-крезол) и ароматических аминов в присутствии органических перекисей или перекиси водорода. Температурный оптимум активности фермента составляет 20°С, ниже этой температуры его активность падает.
Каталаза разлагает перекись водорода, и ее температурный оптимум составляет 0-10 ° С, т. е. при пониженных температурах происходит распад катализатора, способствующего проявлению пероксидазной активности. Как следствие наблюдается накопление промежуточных продуктов распада органических соединений, имеющих фенольную природу.
Ароматические соединения, имеющие несколько колец в молекуле (бифенилы, нафталин, фенантрен, антрацен и др.), расщепляются после целого комплекса ферментативных превращений, вследствие чего в среде могут накапливаться промежуточные продукты различной степени токсичности.
Похожие статьи
-
Полисахариды и белки - Деструкция органического вещества в водных экосистемах
При микробиологическом разложении полисахаридов (крахмал, целлюлоза) в аэробных условиях образуются углеводы. Далее сахара либо потребляются...
-
В соленых озерах непрерывно протекают процессы образования и разложения ОВ при участии различных физиологических групп бактерий. В таких водоемах высокие...
-
Общие сведения. Ртуть - это металл с уникальными свойствами. Он единственный из металлов находится в жидком состоянии при обычных условиях (температура...
-
Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов на нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав...
-
Кадмий (Kd) Общие сведения. Серебристо-белый металл. Т. плавл. 321,03°; т. кип. 767°; плотн. 8,642 г/см ?. Наряду с ртутью и свинцом кадмий относится...
-
В этом варианте, учитывается: - разбавление сточных вод водой водного объекта; - качество воды выше места сброса сточных вод; - естественное...
-
Методы очистки газов - Техника защиты водных ресурсов и атмосферного воздуха
Адсорбционные методы очистки газов используют для удаления из них газообразных и парообразных примесей. Методы основаны на поглощении примесей пористыми...
-
Альдрин (аглюкон, вератокс) - инсектицид, отличающийся большой устойчивостью, кумулятивностью и токсичностью. Это сильнодействующее ядовитое вещество,...
-
Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС),...
-
К пестицидам относят химические вещества, применяемые для борьбы с различными вредными организмами: растительноядными клещами (акарициды), насекомыми...
-
Общие сведения. Железо -- типичный металл, в свободном состоянии -- серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные...
-
Общие сведения. Тяжелый металл голубовато-серого цвета, очень пластичный, мягкий. Т. плавл. 327,4 °C; т. кип. 1725 °C; плотность 11,34 г/см? (20°C)....
-
Потоки энергии и вещества в экосистемах - Энергия экосистемы
Любая жизнь требует постоянного притока энергии и вещества. Энергия расходуется на осуществление основных жизненных реакций, вещество идет на построение...
-
Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды - Мониторинг водных ресурсов
Три важных стадии круговорота воды: - испарение (А); - конденсация (Б); - атмосферные осадки (В). Если в него вовлечено слишком много...
-
Общие сведения. СПАВ представляют собой обширную группу соединений, различных по своей структуре, относящихся к разным классам. Эти вещества способны...
-
Фотосинтез, разложение и растворение органического вещества. - Изменение климата
Деятельность морской биоты практически полностью ограничена поверхностными слоями океана, где происходит интенсивный фотосинтез в фотической зоне и...
-
Круговорот веществ и поток энергии в экосистемах - Экологическая система
Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ, которые необходимы для поддержания жизни. Главным источником энергии для...
-
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ, Основные загрязняющие вещества - Загрязнения атмосферы
Основные загрязняющие вещества Свой контрольную я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих...
-
Атмосферный воздух, представляющий собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, - важнейшая жизнеобеспечивающая среда для всего живого на...
-
Компостирование органических отходов - Утилизация отходов биотехнологических производств
Компостирование - это экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной...
-
Основные загрязняющие вещества Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот...
-
Химические превращения загрязняющих кислотных веществ в атмосфере. - Кислотные дожди
Попадающие в воздух загрязняющие вещества в значительной мере подвергаются физическим и химическим воздействиям в атмосфере. Эти процессы идут...
-
Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2 . На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов:...
-
Общие сведения. Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. Нефть и продукты ее...
-
Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Анионоактивные...
-
Бутапон (2,4-Д БЭ, фенагон) - бесцветная жидкость, практически нерастворимая в воде. Технический препарат имеет запах и окрашен в коричневый цвет. Меры...
-
Понятие экосистемы является ключевым для каждого, кто пожелает узнать и понять, как устроен мир. Экосистемы являются своего рода "кирпичиками", из...
-
Органические и биологические загрязнения. - Охрана водных ресурсов
Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие...
-
Технологические процессы на многих предприятиях железнодорожного транспорта (таких как: локомотивные и вагонные депо, вагоноремонтные и шпалопропиточные,...
-
Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми...
-
Вермикуляция как способ утилизации органических отходов
В начале третьего тысячелетия как никогда ранее проявилось главное противоречие нашей эпохи: противоречие между потребностямиобщества в жизнеобеспечении...
-
Диоксиновые источники - Диоксины и диоксиноподобные вещества
Диоксины - не вражеская диверсия, это 200 с небольшим видов соединений хлора, побочные продукты технологий. Источниками этих ядов являются предприятия...
-
Органические загрязнения - Загрязнение Мирового океана, виды загрязнений, источники
Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и...
-
Основные свойства водной среды - Специфика адаптации гидробионтов
Плотность воды - это фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. Для дистиллированной воды плотность равна...
-
Органические загрязнители Десятки миллионов тонн органических соединений, в том числе миллионы тонн ПАВ, ежегодно поступают в атмосферу и водоемы из...
-
Соединяясь с водой, оксиды серы образуют серную и сернистую кислоты, которые, взаимодействуя с пылевыми частицами, образуют сульфаты и сульфиды....
-
Удобрения - Загрязнение веществами и соединениями, применяемыми в растениеводстве
Применение удобрений в сельском хозяйстве имеет важное значение для управления плодородием почв, повышения урожайности и пищевой ценности...
-
Регуляторы роста растений - Загрязнение веществами и соединениями, применяемыми в растениеводстве
Регуляторы роста растений ( РРР ) применяют с целью влияния на процессы роста, развития и жизнедеятельности растений, обеспечения урожайности, улучшения...
-
Заключение - Загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами
За последние сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона...
-
Особенности сточных вод, в зависимости от источника их образования - Охрана водных ресурсов
Сточный вода охрана очистка Бытовые: В бытовых сточных водах содержатся загрязнения минерального и органического происхождения. Те и другие находятся в...
Углеводороды - Деструкция органического вещества в водных экосистемах