Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Скурлатов Ю.И. -> "Введение в экологическую химию" -> 83

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 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 151 >> Следующая

Стационарная концентрация Нг02 в водной среде в естественных условиях определяется из равенства скоростей ее образования и разрушения. Приравнивая выражения для этих скоростей, легко получить

80 Время, мин
Рис. 28. Кинетические кривые наработки и разрушения Н2О2 в присутствии культуры водорослей Microcystis aeruginosa: 1 — кинетика образования Н2О2 под действием фильтрованного света (hv > 300 нм) ртутной лампы ДРШ-1 ООО; 2,3 — кинетика разрушения Н2О2 на свету
[Н20
21$
(ав/,1 + аз/,2Б) — аэ^дБ
или, опуская абиотический вклад в образование Н202 (при аэ^д й эег)> находим
[H202]s * ^
— 8Вг
Наличие разности двух величин в этих выражениях указывает на возможность реализации двух принципиально различных состояний природной водной среды (если разность положительна, то поток Н202 превышает поток восстановителей; если отрицательна — поток восста-212 новителей превышает поток реакционноспособных окислительных эквивалентов).
Следует подчеркнуть, что восстановительные эквиваленты, продуцируемые биотой, могут более эффективно окисляться пероксидом водорода, чем растворенным кислородом. В противном случае эти восстановители служат дополнительным источником Н202 в водной среде:
Например, аскорбиновая кислота каталитически окисляется кислородом воздуха более эффективно, чем пероксидом водорода. Соответственно при окислении ее кислородом в среде накапливается Н202. Напротив, гидрохинон более эффективно окисляется пероксидом водорода. При каталитическом окислении гидрохинона кислородом воздуха Н202 в среде не накапливается.
Поскольку стационарное содержание Н202 в природных водах применено на два порядка ниже, чем растворенного 02, восстановители, регулирующие содержание в водной среде Н202, должны окисляться кислородом по крайней мере на два порядка менее эффективно, чем пероксидом водорода. При низкой природной концентрации катализаторов, в частности ионов меди, такой относительный выигрыш в эффективности процессов окисления Н202 по сравнению с 02 может быть объяснен тем, что восстановление 02, как правило, требует участия двух восстановленных ионов металла, тогда как восстановление Н202 — одного.
При преобладании потока восстановителей над потоком Н202 стационарная концентрация БН2 будет превышать концентрацию перок-сида водорода. В этом случае при определении окислительно-восстановительных эквивалентов "быстрой" подсистемы методом титрования вместо окислителя (Н202) будет обнаруживаться восстановитель (ОН2). Наиболее наглядно качественное различие между двумя редокс-состоя-ниями водной среды следует из сравнения графиков титрования проб воды пероксидом водорода (рис. 29).
В том случае, если отрезок отсекается на оси ординат (в воде присутствует Н202 природного происхождения), речь идет о нормальном окислительном состоянии среды. Если же отрезок отсекается на оси абсцисс, то можно говорить о квазивосстановительном состоянии аэробной водной среды. Приставка "квази" указывает на временный характер такого состояния, поскольку при наличии в воде растворенного кислорода рано или поздно (в замкнутой "медленной" подсистеме) произойдет окисление всех восстановительных эквивалентов.
ВЯ2 + 02 -+ ТУ + Н202 Ш2 + И202 ~+В + 2Н20
(4) (5)
213
#[H20jUJM)M

/ 2 3 ^5[Нг07]бо5,М
Рис. 29. Графики титрования проб воды пероксидом водорода:
1 — дистиллированная вода; 2 — в воде присутствует Щ02 (5 « 10 м); 3 — в воде присутствует восстановитель (2 * 10 М)
Продуцентами восстановителей, формирующих квазивосстановительное редокс-состояние среды, являются сине-зеленые водоросли. В их присутствии более выражен нулевой порядок в разложении ЩОг (см. с. 211). Кроме того, эти водоросли "не любят" Н2О2: пероксид водорода даже при концентрации 10~6—10"5 М заметно подавляет фотосинтез сине-зеленых водорослей. По-видимому, с целью нейтрализации токсичного действия Н2Ог эти водоросли и приспособились синтезировать вещества-восстановитеЛи, эффективно взаимодействующие с пероксидом водорода (рис. 30).

0,2 0,4 0,6 ОМ 1,0 %2 1,4 1О%02]тМ
Рис. 30. Продукция титруемых Н2О2 веществ-восстановителей в природном альгоценозе в темновых условиях (доминантный вид Microcystis aeruginosa)
214
Видно, что в темповых условиях в природной воде при конкурентной борьбе сине-зеленых водорослей за среду обитания идет процесс накопления веществ-восстановителей, титруемых Н2О2- Скорость образования БН2 зависит от экологической обстановки и изменяется в широких пределах.
Природа восстановителей пока не ясна, но известно, что среди них присутствуют серосодержащие (тиольные) соединения.
Особенностью тиольных соединений является взаимодействие их с ионами меди, сопровождающееся восстановлением Си2+ в Си+ и образованием прочных, малореакционноспособных комплексов с Си*. Так,, механизм окисления глутатиона (ОБН) — одного из природных восстановителей, регулирующих внутриклеточные редокс-процессы, — ионами меди в присутствии 02 и Н202, — описывается следующими реакциями:
2Си2+ + вБИ 2Си+ + аБЭС (б)
Си+ + гОЭН -> Си+(С8Н)2 (7)
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed