Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Скурлатов Ю.И. -> "Введение в экологическую химию" -> 82

Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.

Скурлатов Ю.И. Введение в экологическую химию: Учеб.пособие — М.: Высш.шк., 1994. — 400 c.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка): 1994_vved_ecochem.pdf
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 151 >> Следующая

3. Возможно двухэлектронное восстановление 02 до Н202 в редокс-
каталитическйх процессах по реакции
Си2+/Си* ^ 02 + БН2 ' > В + Н202 (2)
Конечно же в редокс-каталитических процессах пероксид водорода может образовываться и через одноэлектронные стадии восстановления 02 и тогда его предшественником вновь будет супероксидный радикал.
Отмеченное В.Е. Синельниковым увеличение содержания Н2О2 в зоне выброса неочищенных городских сточных вод указывает на то, что вклад каталитических процессов' окисления легкоокисляемых органических веществ в образование Н2О2 может быть существенным.
4. Биологическая эмиссия служит наиболее существенным источником Н202 при наличии в воде микроводорослей. Известны многие виды водорослей, выделяющие Н202 во внешнюю среду в процессе фотосинтеза. Практически все микроводоросли продуцируют Нг02 при действии УФ-составляющей солнечного излучения. Происходит это вследствие протекания внутриклеточных фотохимических реакций с участием светочувствительных водорастворимых компонентов клетки.
Образующиеся под действием УФ-света радикалы Ог рекомбинируют
209
в клетке (с участием супероксиддисмутазы) и избыточный пероксид водорода выводится во внешнюю среду.
Помимо микроводорослей известны некоторые бактерии, выделяющие Н2О2 во внешнюю среду в процессе жизнедеятельности.
5. К образованию Н2Ог могут приводить некоторые гидроперокси-ды, образующиеся в фотохимических и каталитических процессах при окислении органических веществ синглетным кислородом или свободными радикалами:
ЮОН КОН + Н202
(3)
Содержание ИООН в природных водах обычно примерно в 10 раз меньше, чем Н202.
В общем виде скорость образования Н2Ог в природных водах складывается из абиотического и биотического вкладов и может быть представлена в виде
где ад/д Л77[Нг02],М

wf — «уд + аз^гД
скорость абиотических реакций образования Н2О2; аз/,2 —
эффективная константа скорости образования Н2О2 в биотическом канале; В — биомасса микроводорослей.
Содержание пероксида водорода в водной среде изменяется в течение суток (рис. 26), что свидетельствует о протекании наряду с образованием также и процессов разложения Н2О2. Размах суточных колебаний и средний уровень содержания Н2Ог в водной среде зависят от сезона (температура), погодных факторов (солнечный свет) и гидрологических особенностей водоема (проточность, эффективность перемешивания слоев воды и т.д.).
Если добавить пероксид водорода в природную воду, то скорость его распада зависит от многих факторов, прежде всего от присутствия микроводорослей и от интенсивности солнечного излучения. В филь-' 210
18 24
6 12 18 Время суток
2*
Рис. 26. Суточное изменение содержания Н2О2 в природных водах (р. Днепр, июнь 1985 г.):
I, 2 — прибрежная заводь; 3, 4—фарватер (сплошная линия — поверхностная проба воды, пунктирная — проба природного слоя воды)
трованной воде скорость разложения Н^СЬ, как правило, крайне низка. На солнечном же свету в нефильтрованных пробах она даже ниже, чем в темноте. Последнее обстоятельство связано с тем, что скорость образования Н2Ог при фотолизе водорослей выше, чем скорость ее фотохимического разрушения.
В фильтрованных пробах основной процесс разложения Н202 — его каталитический распад на содержащихся в воде ионах меди и железа, а также фотохимическое разложение.
В нефильтрованных „< пробах скорость разложения Н2О2 пропорциональна биомассе микроводорослей и сопутствующих им бактерий. Характерная особенность кинетики разложения Н2О2 в природных водах — осуществление двух процессов: первого и нулевого порядка по концентрации Н2О2 (рис. 27).
Реакция первого порядка дает больший вклад при высоких концентрациях Н2О2. Наличие двух процессов связано с действием различных ферментативных систем микроорганизмов. Реакция первого порядка обусловлена вкладом каталазного процесса разложения Н202 до кислорода и воды. Механизм реакции нулевого порядка более сложен. Хотя в разрушении Н2О2 непосредственно участвует пероксидаза, но субстраты пероксидазного окисления поставляются дегидрогеназными реакциями, в ходе которых образуются вещества восстановительной природы - доноры Н. В стационарных условиях скорость реакции разложения Н2О2 нулевого порядка определяется скоростью образования восстановителей, взаимодействующих с Н2Ог с участием пероксидазы в качестве катализатора.
Скорость биологических реакций разрушения Н2Ог как первого, так и второго порядка пропорциональна биомассе водорослей:
Щ = («41 + 8е(?(2[Н202])Д

[нгог]и
Рис. 27. Зависимость начальной скорости разложения пероксида водорода от концентрации ШОг и видового состава водорослей: 1 — Chlorella vulgarus; 2 — Ankistrodesmus fuslformis; 3 — Synechocystis sp.
причем
211
аз<2дВ = щ = аегД
где аз^д, 8е^,2, аег — эффективные константы скорости соответствующих процессов; 1УГ — скорость образования восстановительных эквивалентов — перехватчиков Н202 в дегидрогеназных реакциях, пропорциональная биомассе водорослей.
Если природную воду или культуру водорослей одновременно подвергать воздействию солнечного УФ-излучения и добавлять туда разные количества Н2О2, то по прошествии некоторого времени независимо от исходной концентрации Н2О2 в воде установится примерно одна и та же стационарная концентрация Н2О2 (рис. 28). Может быть подобрана такая исходная концентрация Н2О2, при которой она не изменяется во времени. Значение этой стационарной концентрации сильно зависит от вида водорослей или состава природного альгоценоза. В случае водорослевых культур стационарная концентрация достигает Ю-5 — 3 • Ю-5 М и, по-видимому, соответствует содержанию внутриклеточной Н202 при воздействии УФ-излучения.
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed