Влияние абиотических факторов на фильтрационную активность пресноводных двустворчатых моллюсков - Биология и естествознание курсовая работа
Главная
Биология и естествознание
Влияние абиотических факторов на фильтрационную активность пресноводных двустворчатых моллюсков
Загрязнение поверхностных и подземных вод синтетическими моющими средствами, их влияние на водную среду и гидробионтов. Экспериментальный анализ зависимости изменения скорости фильтрации воды пресноводными двустворчатыми моллюсками от вида токсиканта.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Влияние абиотических факторов на фильтрационную активность пресноводных двустворчатых моллюсков
Бурное развитие химического производства, химизация сельского хозяйства, развитие водного транспорта приводит к возрастающему загрязнению внутренних водоёмов промышленными и коммунально-бытовыми стоками, что представляет собой серьёзную угрозу для всего живого. Одними из самых опасных веществ для загрязнения воды являются синтетические моющие средства и входящие в их состав поверхностно-активные вещества. При хроническом сбросе в водоёмы сточных вод, содержащих эти компоненты, возникает контакт живых организмов с новыми чуждыми их природе компонентами среды. Животные реагируют на них различными физиологическими реакциями, в результате которых возникают сильные отклонения от норм, вплоть до постепенного вымирания видов.
Антропогенное воздействие человека на водотоки становиться всё более многообразным. Зарегулирование рек, поступление в них промышленных и бытовых сточных вод, а так же стоков с сельскохозяйственных угодий в значительной степени оказывают отрицательное влияние на их флору и фауну, вызывая не только перестройку структурных сообществ, но и изменение экологии гидробионтов.
Необходимость индексации этих выбросов, равно как и любых других очевидна. Поэтому актуальность работ по исследованию токсических воздействий на физиологические параметры живых организмов, не вызывает сомнений.
Водные сообщества способны сами справляться с внешними помехами, выступая как саморегулирующая система [Синельников В.Е., 1980]. Поэтому представляет особое значение роль организмов участвующих в самоочищении водоёмов.
Важная роль моллюсков-фильтратов в этом хорошо известна. Известно так же, что двустворчатые моллюски весьма чувствительны к влиянию различных факторов окружающей среды [Грасси О.А., Соколова Е.Г., 1984].
В связи с вышесказанным целью нашей работы явилось изучение влияние абиотических факторов на фильтрационную активность пресноводных двустворчатых моллюсков.
Согласно цели работы были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать данные литературы по биологии двустворчатых моллюсков рода Anodonta
2. Изучить методы исследования влияния химических веществ на скорость фильтрации моллюсков.
3. По данным литературы изучить классификацию СМС и СПАВ, область их применения, свойства.
4. Влияние различных химических веществ, в том числе и СМС и СПАВ на фильтрационную активность моллюсков.
токсикант фильтрация моллюск вода загрязнение
I. Биология вида Anadonta stagnalis
Вид Anadonta stagnatis имеет следующее систематическое положение:
Класс: Пластиножаберные Lamellibranchia или Двустворчатые Bivalvia
Отряд: Настоящие пластинчатожаберные Eulamellibranchia
Тело беззубки продолговатое, более или менее сплюснутое с боков и билатерально симметричное. Голова редуцирована, так что тело состоит из туловища и ноги. На переднем конце туловища лежит рот, на заднем порошица. Между ними на брюшной стороне туловища выдаётся нога. Тело покрыто мантией, которая свешивается с боков в виде двух мантийных складок. Между складками и телом остаётся мантийная полость, в которую помещается нога и жабры [Догель В.А., 1981].
С боков тело прикрывают створки, на спинной стороне тела они связаны между собой лигаментом.
Большинство видов семейства Uniodidae питается детритом (72%) в меньшей степени используется диатомеи и зелёные водоросли (14%).
Двустворчатые моллюски в связи с особым строением их тела относятся к специализированной группе животных, приспособленных к питанию при помощи довольно совершенного отфильтровывающего и сортирующего аппарата, состоящего из ресничного механизма жабр и околоротовых лопастей.
Ресничный аппарат жабр способствует разделению пищевых частиц по размерам и направляет пищевую массу в пищевые бороздки и далее к ротовым лопастям. Ротовые лопасти снабжены рядами поперечных бороздок с ресничками, двигаясь к которым пищевая масса попадает в ротовое отверстие, а более крупные частицы, не пригодные для питания, попадают в мантию. Ресничками мантийных краёв частицы собираются к основанию выводного сифона; по мере продвижения они склеиваются, уплотняются и в виде так называемых псевдофекалий выбрасываются наружу.
II. Влияние факторов среды на функциональное состояние моллюсков
Количество воды, пропускаемое моллюсками, может быть меньше, чем то, которое осветляется ими в результате коагуляции взвесей, выделяемой в воду слизью [Константинов А.С., 1986].
Однако от изменения химического состава среды зависит способность двустворчатых моллюсков менять периодичность и продолжительность фильтрационной активности. Также моллюски могут периодически закрывать створки раковин и в зависимости от трудноучитываемых эндогенных факторов, связанных с периодичностью обменных процессов. На реакцию моллюсков, кроме токсикантов, оказывает влияние ряд факторов внешней среды. Наиболее существенные из них - температура воды, содержание растворённого кислорода, активная реакция и количество взвешенных веществ.
Оптимальные параметры тестируемой воды находятся в следующих пределах: 12 о - 25 о С; содержание растворённого кислорода - не ниже 4 мг О 2 /л; рН в пределах от 7,0 до 8,5; содержание взвешенных веществ не более 3 мг/л. Исследованиями установлено, что при благоприятных условиях количество особей с закрытыми створками не превышает 35% от их обшего числа. В связи с этим показателем токсичности среды (наличия в воде ионов меди, кадмия, цинка, ртути, свинца, органических соединений ПАВ, формальдегида, аммиака, n-нитрофенола, Я-нафтола, активного хлора и ряда других соединений) может являться увеличение относительного числа моллюсков с открытыми створками до 70% и более. Таким образом, результатом внезапного изменения условий среды является закрытие створок и отсутствие активной фильтрации у моллюсков, что приводит к снижению очищения воды от взвешенных частиц [Мет. рук., 2002].
Сульфаты могут изменять осмотический баланс биомембран.
Изучалось влияние СПАВ на способность моллюсков открывать и закрывать створки раковины. При помещении ракушек Anadonta cygnea в воду с концентрацией детергента 10 мг/л у всех моллюсков преобладало полное закрытие створок в течении суток. За 24 часа опыта у каждого моллюска отмечалось не более 2 - 3 неполных открываний, тотчас же сменявшихся закрытием створок. Незначительные количества детергента в воде (2,5 и 1 мг/л.) вызывали полное закрытие раковины и прекращение двигательной активности не только в опытные сутки, но и в последующие, когда моллюски снова помещались в обычную воду. Длительность последействия находилась в зависимости от количества детергента. При увеличении количества детергента длительность и интенсивность последействия возрастала. [Сабуров и др., 1976].
III. Синтетические моющие средства
1. Основные компоненты синтетических моющих средств
Синтетические моющие средства (СМС) - смеси сложного постоянного состава, ведущие компоненты в которых - поверхностно активные вещества (ПАВ) составляют 15-30%. Так же в их состав в небольших количествах входят соединения придающие СМС специфические свойства [Сидорин Г.И., Фролова А.Д., 1996]. В состав СМС для смягчения воды входят фосфорно - кислые соли, такие, как тринатрий фосфат, тетрапирофосфат натрия, а так же сульфат натрия и силикат натрия. Для предотвращения повторного осаждения загрязнений на ткани, добавляют карбоксилметилцеллюлозу [Ставская С.С., Тараканова А.Л., Удод В.М., 1982]. Для улучшения пенообразования - алкилопоамиды, для повышения моющей способности ПАВ - тиколифосфат натрия. Так же в состав СМС входят вещества, придающие мягкость тканям и снимающие статические заряды (четвертичная соль замещённого аммония); придающие запах отдушки; отбеливающие средства - перборат натрия (оптический отбеливатель) и тому подобные [Сидорин Г.И., Фролова А.Д., 1996].
СМС можно подразделить на порошкообразные, пастообразные, жидкие и кусковые.
В состав порошкообразных СМС включают алкилсульфаты; оксиэтипированные спирты, амиды; мыла природных и синтетических жирных кислот; алкиламиды жирных кислот; алкилсульфаты.
В состав пастообразных и жидких СМС входят алкилсульфаты С 10 -С 13 , сульфоэтоксилаты на спиртах С 10 -С 13 и С 12 -С 14 на основе натуральных спиртов кашалотового жира и хлопкового масла синтетических первичных и вторичных спиртов; алкилоламиды.
Кусковые СМС включают в себя мыла природных и синтетических жирных кислот; производные сульфоянтарной кислоты; высокооксиэтипированные натуральные и синтетические спирты; амфолитные ПАВ [ПАТ справ., 1980].
Из года в год во всех странах мира наблюдается увеличение производства СМС, изготовляемых на основе ПАВ. Помимо экономии ценных пищевых жиров применение СМС, которые могут быть приготовлены с заранее заданными свойствами, значительно повышает качество стирки всех видов тканей и облегчает все процессы, связанные с чисткой помещений, мытьём посуды и тому подобное [Лукиных Н.А., 1972].
3. Загрязнение поверхностных и подземных вод СМС
Незначительное содержание в воде водоёмов ПАВ (десятые доли мг/л) приводит к образованию на их поверхности пены, что вызывает нарушение кислородного режима водоёма, создаёт неблагоприятные условия для развития флоры и фауны [Лукиных Н.А., 1972].
При наличии пены ухудшается аэрация воды, вследствие чего замедляются процессы самоочищения и угнетения жизнедеятельности гидробионтов [Ставская С.С., Удод В.М., Таранова А.Л., 1988].
В настоящее время в быту и промышленности широко используются синтетические моющие средства (СМС). В состав коммерческих СМС обычно входят одна или более групп синтетических поверхностно-активных агентов (СПАВ), несколько связывающих компонентов, а также отбеливающие и придающие блеск вещества.
СПАВ наиболее активно деградируют в водах, богатых органикой или бактериально - обсеменённых. Аэрация ускоряет деградацию СПАВ.
Связывающие компоненты могут взаимодействовать с ионами Ca 2+ и Mg 2+ , присутствующими в виде солей в воде (жёсткая вода), а также в твёрдых загрязнениях и текстиле [Химия окружающей среды, 1982]. Для смягчения воды вводят фосфорнокислые соли, такие, как полифосфат, тетрапирофосфат натрия, тринатрийфосфат, сульфат натрия и силикат натрия. Для предотвращения повторного осаждения загрязнений на ткань добавляют карбоксиметилцелюллозу [Ставская, 1981].
Отбеливатели окисляют окрашенные вещества, последние бывают чаще лучше растворимы или не так сильно адсорбированы и легко удаляются, следовательно, отбеливание улучшает внешний вид очищенных предметов.
СМС можно подразделить на порошкообразные, пастообразные, жидкие и кусковые.
В состав порошкообразных СМС включают алкилсульфаты С 12 - С 16 ; алкилбензолсульфонаты; оксиэтилированные спирты, амиды; мыло природных и синтетических жирных кислот; алкилоламиды жирных кислот; алкилсульфаты.
В состав пастообразных и жидких СМС входят алкилсульфаты С 10 - С 13 сульфоэтоксилаты на спиртах С 10 - С 13 и С 12 - С 14 на основе натуральных спиртов кашалотового жира и хлопкового масла, синтетических первичных и вторичных спиртов; алкилоламиды.
Около 20% CMC расходуется на "легкую" стирку вручную малозагрязненных изделий из тонких тканей. CMC для "легкой" стирки, во-первых, не должны оказывать раздражающего действия на кожу рук и создавать обильной пены, во-вторых, должны хорошо отстирывать при температуре воды 25-45°С.
Несмотря на то, что наступила эпоха CMC, мыло еще не сдало своих позиций: его рекомендуется использоваться для ручной стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей.
Хозяйственное твердое мыло - это смесь натриевых солей природных и синтетических жирных кислот. В зависимости от способа переработки твердое хозяйственное мыло подразделяют на пилированное (перетертое на вальцах), содержащее 72% натриевых солей жирных кислот, и обычное, содержание 60 и 70% натриевых солей жирных кислот.
Пилированное мыло имеет светло-желтый цвет; обычное, содержащее 70% солей жирных кислот, - желтый и темно-желтый, а мыло содержащее 60% - темно-коричневый (применяется, главным образом, для технических целей). Из твердого хозяйственного мыла механическим путем в небольших объемах изготавливают мыльные порошки, гранулы, стружку.
4. Влияние СМС на водную среду и гидробионтов
Биологическое действие СПАВ является важным предметом исследования. Большой интерес представляет изучение механизма, который лежит в основе влияния ПАВ на живые организмы, т. е. изучение их действия с физиологической и биохимической точки зрения. В некоторых случаях эффект может наблюдаться непосредственно по взаимодействию ПАВ со специфическими белками. В другом случае - его можно проследить по изменениям поверхностной активности и некоторых других свойств биологических дисперсных систем, вызванным ПАВ [Шварц и др., 1960].
По данным литературы, ПАВ обладают относительно низкой активностью для человека и теплокровных животных [Давыдова, Козлова, 1982; Можаев, 1976; Грушко, 1982].
Можно принять в качестве общего правила, что неионогенные вещества наименее токсичны, а катионактивные - самые токсичные. Анионактивные вещества по своей токсичности занимают промежуточное положение между катионактивными и неионогенными ПАВ [Шварц с соавт., 1960]. ЛД 50 для теплокровных животных 1000 -- 10300 мг/кг (анионные), 3500 -- 9650 мг/кг (неионогенные) [Грушко, 1982].
Токсическое воздействие СМС на животных обусловлено составом моющих средств и композициями смесей.
IV. Синтетические поверхностно активные вещества
ПАВ - вещества, которые при растворении в воде понижают её поверхностное натяжение на границе с воздухом, а так же на границе раздела с другими телами.
ПАВ - полярное соединение, состоящее из гидрофобной и гдрофильной частей. Гидрофильная часть способствует растворению молекулы ПАВ в воде, а гидрофобная - в масле [Лукиных Н.А., 1972].
С начала ХХ века стали всё больше применять синтетические ПАВ, ранее получаемые на основе натуральных жиров, а в настоящее время - из синтетического сырья [Ставская С.С., Тараканова А.Л., Удод В.М., 1982].
Выделяют два больших класса ПАВ, различающихся характером абсорбции и механизмом стабилизации дисперсных систем.
К первому классу относят низкомолекулярные соединения дифильного характера, то есть соединения, имеющие гидрофильную «голову» (одну или несколько неполярных групп, например: -OH, -COOH, -SO 3 H, -OSO 3 H, -COOMe, -NH 2 ) и гидрофобный «хвост» (как правило, алифатическую цепь, иногда включающую и ароматическую группу). По своему применению ПАВ данного класса делят на смачиватели, солюбилизаторы, эмульгаторы, моющие агенты, пенообразователи и так далее.
По химическим свойствам (характеру гидрофильных групп) они разделяются на ионогенные и неионогенные. Ионогенные делятся на анионактивные и катионактивные ПАВ [Абрамзон А.А., 1981,Давыдова А.И., Козлова В.Н., 1982,Дзасохова Н.Г., Канаева А.И.,Метелев В.В, 1972] и амфолитные [Ставская С.С., Тараканова А.Л., Удод В.М., 1982].
- С одной гидрофильной группой на конце молекулы;
- С одной гидрофильной группой в середине молекулы;
- С несколькими гидрофильными группами;
2) алифатические - циклические с изоциклическими и кольцевыми системами:
- гидрированные алкилбензосульфонаты;
2) Алифатические - циклические соли пиридина [Давыдова А.И.,
В) Амфолитные (амфотерные) [Ставская С.С., Тараканова А.Л.,
- полиэтиленовые эфиры жирных спиртов;
- полиэтиленовые эфиры жирных кислот;
- полиэтиленовые эфиры жирных меркантанов;
- полиэтиленовые эфиры жирных аминов;
- полиэтиленовые эфиры жирных полиаминов;
2) Алифатические - циклические полиэтиленовые эфиры из алкилфенолов [Давыдова А.И., Козлова В.Н., 1982]. Ко второму классу относятся высокомолекулярные соединения, в которых чередуются гидрофильные и гидрофобные группы равномерно распределённые по всей длине полимерной цепи.
От них следует отличать высокомолекулярные ПАВ, построенные из двух или трёх отрезков, каждый из которых состоит из гидрофильного или гидрофобного блоков - мономеров [Абрамзон А.А., 1981].
По внешнему виду ПАВ представляют собой пасты, жидкости или твёрдые мылообразные продукты, белого или желтоватого цвета с ароматическими запахами. Все они сравнительно хорошо растворяются в воде, образуя в определённых концентрациях большое количество пены.
В пене на поверхности водоёма концентрируются сами ПАВ, другие органические загрязнения, а так же микроорганизмы, в том числе потогенные, что создаёт эпидемиологическую угрозу населению при разнесении пены ветром [Ставская С.С., Тараканова А.Л., Удод В.М., 1982].
Важнейшими свойствами ПАВ так же являются способность к адсорбции на поверхностях, смачиванию, эмульгированию и солюбилизации (повышению коллоидальной растворимости) других, плохо растворимых в воде веществ.
Моющие свойства ПАВ улучшаются при добавлении к ним ряда других соединений, чем и пользуются при изготовлении СМС.
Для гигиенической практики большое значение имеет стабильность ПАВ в воде. Отмечают, что в отличие от мыл ПАВ в общем являются соединениями относительно устойчивыми в воде. Однако стабильность их неодинакова и зависит не только от характера веществ, но и условий среды водоёмов: температуры, количества растворённого в воде кислорода, присутствия микрофлоры и тому подобное. Известно, что обычная микрофлора воды и почвы способна использовать синтетические ПАВ в качестве пищи. Скорость такого разрушения веществ зависит от их молекулярной структуры. Вещества с прямой алкильной цепью в молекуле, как правило, легче усваиваются микрофлорой, чем соединения с разветвлённой цепью.
Анионные и неионогенные ПАВ обладают гораздо менее выраженным действием на микрофлору, чем катионные ПАВ [Можаев Е.А., 1976].
К неионогенным ПАВ относятся соединения различного строения, самую большую группу которых составляют продукты присоединения окси этилена к гидрофобным основаниям (алкилфенолам, жирным спиртам, жирным кислотам, жирным аминам и другим), а так же производные жирных кислот, окси алкиламинов [Обзор. инф., 1979].
Неионогенные ПАВ в водном растворе не образуют ионов, растворимость их обусловлена функциональными группами, имеющими сильное сродство к воде [Лукиных Н.А., 1972].
Неионогенные ПАВ обладают наибольшей пенообразующей способностью [Лукиных Н.А., 1972].
Возросшее применение неионогенных ПАВ связано с быстрым снижением стоимости их получения и расширяющимися возможностями их использования в разных областях народного хозяйства. В результате их применения в промышленности, стали возникать затруднения при очистке производственных сточных вод, так как биоочистка с помощью активного ила не всегда оказывается эффективной. Поэтому неионогенные ПАВ вместе со сточными водами попадают в водоёмы, где изменяют санитарно гигиенический режим. Необходимость удаления неионогенных ПАВ из сточных вод требует разработки соответствующих методов и средств [Самооч. и биоинд., 1980].
Развитие химической промышленности обусловило применение многочисленных веществ в различных отраслях народного хозяйства. Широкое применение в мире получило производство синтетических ПАВ и моющих средств на их основе. ПАВ нередко называют детергентами (от латинского слова deterge - очищать). Детергенты широко используются в различных отраслях народного хозяйства [Давыдова А.И., Козлова В.Н., 1982]. Основные объекты применения связаны с использованием тех физических свойств ПАВ, которые обуславливают их адсорбционную и солюбилизационную способности [Абрамзон А.А., 1981].
Основным потребителем ПАВ является текстильная промышленность, большой процент их идёт на бытовые нужды. В производстве строительных материалов они используются, как связывающий материал, как заменители при производстве алебастра, а так же как стабилизаторы для почв. ПАВ находят применение в медицине.
Смачивающая способность их обусловила применение в косметических композициях. Наличие эмульгирующих способностей ПАВ привело к их употреблению в фармацевтической промышленности для приготовления водных экстрактов, эмульсий, оснований для мазей.
ПАВ широко применяются в кожевенной, меховой и бумажной промышленности в качестве компонентов моющих средств для обеззараживания, в сельском хозяйстве - для улучшения Физических свойств удобрений, для стимуляции роста сельскохозяйственных животных, в качестве инсектицидных, гербицидных и фунгицидных опрыскиваний.
В пищевой промышленности ПАВ используются в качестве замедлителей очерствения хлебобулочных изделий, для улучшения физических свойств кондитерских изделий и молочных продуктов.
В нефтяной промышленности они употребляются при бурении скважин, диэмульгировании сырой нефти, при операциях по очистке и транспортировке.
В химической промышленности эти вещества используются в качестве стабилизаторов веществ, обладающих способностью денатурировать белки, входят в состав пенообразующих, противопожарных средств и предотвращающих пенообразование средств.
ПАВ используются в борьбе с запотеванием стёкол и прозрачных пластмасс, для очистки промышленных дымов, в приготовлении типографических красок, чернил для шариковых ручек, при производстве киноплёнок и тому подобное [Давыдова А.И., Козлова В.Н., 1982,Мет. рук., 1988,ПАТ справ., 1980].
ПАВ, входящие в состав определённых моющих средств, выбирают исходя из условий использования и типа предполагаемой обработки [Хим. окр среды, 1982]. Анионактивные синтетические ПАВ применяются преимущественно в бытовых моющих средствах, катионактивные применяются в качестве дезинфицирующих средств.
5. Комбинированное действие СМС и СПАВ
Можно предположить, что не только отдельные гpуппы СМС и их компоненты, оказывают губительное действие на гидробионтов, но еще большую опасность представляют смеси веществ.
Сведения в литературе о механизмах взаимодействия различных моющих средств и их компонентов отсyтствуют, но, поскольку, введение дополнительного компонента в состав СМС резко изменяет его свойства, причём, эти свойства иногда даже невозможно предсказать, можно предположить, какое многообразие вариантов и комбинационных взаимодействий возможно между моющими средствами.
СПАВ представляют собой обширную группу соединений, различных по своей структуре, относящихся к разным классам. Эти вещества способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать вследствие этого поверхностную энергию (поверхностное натяжение). В зависимости от свойств, проявляемых СПАВ при растворении в воде, их делят на анионактивные вещества (активной частью является анион), катионактивные (активной частью молекул является катион), амфолитные и неионогенные, которые совсем не ионизируются.
Главными факторами понижения их концентрации являются процессы биохимического окисления, сорбция взвешенными веществами и донными отложениями. Степень биохимического окисления СПАВ зависит от их химического строения и условий окружающей среды.
С повышением содержания взвешенных веществ и значительным контактом водной массы с донными отложениями скорость снижения концентрации СПАВ в воде обычно повышается за счет сорбции и соосаждения. При значительном накоплении СПАВ в донных отложениях в аэробных условиях происходит окисление микрофлорой донного ила. В случае анаэробных условий, СПАВ, могут накапливаться в донных отложениях и становиться источником вторичного загрязнения водоема.
Максимальные количества кислорода (БПК), потребляемые 1 мг/дм 3 различных ПАВ колеблется от 0 до 1,6 мг/дм 3 . При биохимическом окислении СПАВ, образуются различные промежуточные продукты распада: спирты, альдегиды, органические кислоты и др. В результате распада СПАВ, содержащих бензольное кольцо, образуются фенолы.
В поверхностных водах СПАВ находятся в растворенном и сорбированном состоянии, а также в поверхностной пленке воды водного объекта.
Попадая в водоемы и водотоки, СПАВ оказывают значительное влияние на их физико-биологическое состояние, ухудшая кислородный режим и органолептические свойства, и сохраняются там долгое время, так как разлагаются очень медленно. Отрицательным, с гигиенической точки зрения, свойством ПАВ является их высокая пенообразующая способность. Хотя СПАВ не являются высокотоксичными веществами, имеются сведения о косвенном их воздействии на гидробионтов. При концентрациях 5-15 мг/дм 3 рыбы теряют слизистый покров, при более высоких концентрациях может наблюдаться кровотечение жабр. [Т. В. Гусева, Я. П. Молчанова, Е.А. Заика, В. Н. Винниченко, Е. М, Аверочкин. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы. М: Эколайн, 2000].
7. Разрушение СПАВ (персистентность)
Для гигиенической практики больщое значение имеет стабильность ПАВ в воде. Снижение концентрации детергентов определяется комплексом физико-географических условий водоёмов, характером водообмена, физическими свойствами и химическим составом воды, физико-химическими свойствами и химической структурой самих ПАВ [Волощенко, Мудрый,1991]. Биохимический распад детергентов - это сложный, многостадийный процесс, в котором каждая стадия катализируется собственными ферментами. Окисление детергентов под влиянием ферментов активного ила обычно начинается с конечной метильной группы алкильной цепи, у анионных ПАВ - наиболее удаленной от сульфатной или сульфонатной группы. Окисление метильной группы, являющееся наиболее трудным этапом в цепи биохимического распада ПАВ, начинается с окисления конечного атома углерода, с образованием гидроперекиси путем присоединения кислорода. Затем гидроперекиси превращаются в спирт, альдегид и далее в карбоновую кислоту, которая, в свою очередь подвергается в окислению [цит. по Волощенко, Мудрый, 1991].
Образующаяся в процессе в - окисления уксусная кислота легко используется микроорганизмами в качестве источника энергии, окисляясь до углекислоты и воды. При этом ПАВ с четным числом атомов в алкильной цепи, аналогично природным карбоновым кислотам, окисляются быстрее, чем соединения с нечетным числом атомов углерода. После завершения окисления алкильных цепей в таких соединениях, как алкилбензолсульфонаты, начинается расщепление бензольного кольца с образованием в процессе ряда последовательных реакций в - кетоадипиновой кислоты, которая также подвергается в - окислению. Процесс окисления анионных ПАВ резко затормаживается при наличии в алкильной цепи четвертичного атома углерода или при присоединении бензольного кольца к алкильной цепи с помощью четвертичного атома углерода. Отсутствие у четвертичного атома углерода атома водорода препятствует протеканию в - окисления. Распад алкилбензолсульфонатов приостанавливается, как только процесс доходит до четвертичного атома углерода. Поэтому к биохимическому окислению наиболее устойчивы алкилбензолсульфонаты, у которых четвертичный атом углерода находится в конце алкильной цепи при отсутствии другого открытого конца. Биохимический распад неионогенных ПАВ также зависит от длины и степени разветвления алкильной цепи и от длины полиэтиленгликолевой цепи. Неионогенные соединения с длиной алкильной цепи менее 6 - 7 атомов углерода распадаются биохимически медленно. Наиболее полно и быстро разрушаются соединения, полученные на основе нормальных первичных и вторичных спиртов, алкильная цепь которых содержит более 7 атомов углерода, а полиэтиленгликолевая -- не более 10 - 12 молей окиси этилена.
V. Влияние токсикантов на скорость фильтрации моллюсков
Для проведения эксперимента в лабораторных условиях направленного на изучение зависимости изменения скорости фильтрации воды пресноводными двустворчатыми моллюсками от вида токсиканта, необходимо:
Заполнить сосуды отстоянной водопроводной водой до метки 1 л. Приготовить взвесь тонкодисперсного мела для каждого сосуда в концентрации 300 мг/л. Определить первоначальную мутность раствора в каждом сосуде (концентрация мела во взвеси по показаниям ФЭК будет отличаться от навески в 300 мг/л, так как наиболее крупные частицы мела быстро оседают на дно). Для этого, тщательно перемешав взвесь в сосуде, отобрать в кювету пробу воды из центральной части сосуда с помощью стеклянной трубки и проколориметрировать её на ФЭКе (Е 0 ).
Рассчитать скорость фильтрации по формуле Виллиамсена:
где F- объём воды профильтрованной моллюсками в единицу времени (скорость фильтрации (мл/ч)), V- объём воды в сосуде (1000 мл), Co- начальная (в момент времени t 1 ) концентрация взвеси (мг/л), Ct- конечная (в момент времени t 2 ) концентрация взвеси (мг/л), t- продолжительность опыта в часах, - поправка на небиологическое оседание в сосуде № 1, равная разности логарифмов концентраций в моменты времени t 1 и t 2 в сосуде без моллюска, делённая на время t [Мет. рук., 2002].
Поданным исследования в лабораторных условиях (на моллюсках Anadonta cygnea) и в условиях естественного водоёма (на моллюсках Unio pictorum), получены данные о действии хлорфенолов в концентрациях 1,10 и 20 мг/л. По данной методике определилась фильтрационная способность перловиц в норме и после 48 - часового воздействия на них диметилсульфида, фенола, пирогаллола, гидрохинона, резорцина и пирокатехина (0,01 мг/л). Экспозицию в токсических растворах производили в аквариумах объёмом 10 л, куда помещали по 2 - 3 моллюска; токсические растворы готовились на речной воде. Всего поставлено 150 опытов.
Изучение скорости фильтрации беззубок показало, что в норме моллюски фильтровали воду со скоростью 825,0 ± 190,3 мл/час. Моллюски, помещенные в токсические растворы различных хлорфенолов заметно снижали свою фильтрационную активность. Так, трихлорфенол в концентрации 1 мг/л снижал процесс фильтрации на 61,5%, дихлорфенол на 72,4%, но наибольшее угнетение биофильтрации происходило при воздействии парахлорфенола: при той же концентрации фильтрация снизилась до 210,4 мл/час и составляла 24,0% от контроля.
При увеличении концентрации токсикантов до 10 мг/л происходило дальнейшее угнетение фильтрационной активности моллюсков. Ди - и трихлорфенолы почти одинаково снижали скорость фильтрации, которая составляла в данном случае 215,3 и 217,8 мл/час. Моллюски помещённые в раствор парахлорфенола концентрации 10 мг/л, имели минимальную фильтрационную активность - 105,0 мл/час, что составило всего 12,0% от контроля.
Увеличение концентра
Влияние абиотических факторов на фильтрационную активность пресноводных двустворчатых моллюсков курсовая работа. Биология и естествознание.
Курсовая Работа Разработка Бизнес План
Курсовая Работа На Тему Проблемы Определения Морали В Этической Науке
Реферат: Распространение ультразвука
Реферат: An Interpretation Of Earnest Hemingway
Сочинение По Литературе 6 Класс После Дождя
Курсовая работа по теме Разработка программного модуля 'Органайзер'
Реферат На Тему Рекреационные Ресурсы
Переход К Выводу В Сочинении
Реферат: Українська і радянська цивільні школи
Небольшое Сочинение По Произведению Недоросль
Сочинение Про Осень 4 Строчки
Реферат: Психология массового сознания. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Анализ оборотных активов предприятия
Аргументы К Итоговому Сочинению Про Войну
Эссе На Тему Осенняя Москва С Фразеологизмами
Курсовая работа по теме Социальный конфликт: содержание, причины, кумулятивная природа, структура, механизмы разрешения
Контрольная Работа Функции Линейная Функция
Реферат: Я лиру посвятил народу своему. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Деловая этика — архитектоника кадрового менеджмента
Курсовая работа по теме Налаштування DNS-сервера локальної мережі
Чрезвычайные ситуации экологического характера - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда контрольная работа
Разработка рабочего проекта охранной безопасности на предприятии - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа
Программа по профилактике детского травматизма "Безопасность – залог здоровья" - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда презентация