Контрольная работа по «Агроэкология»

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2011 в 22:28, контрольная работа

Описание работы

1. Летучие органические соединения, воздействие их на экосистемы, растения, животных человека. 2. Роль микроэлементов в почвенной экосистеме. 4. Геохимическая система элементов по Заварницкому. 5. Лекарственные средства в пищевых продуктах.

Файлы: 1 файл

химия окр.среды.doc

— 291.50 Кб (Скачать файл)

ФГОУ  ВПО «Саратовский ГАУ им.Н.И.Вавилова» 

Кафедра экологии 

Дисциплина  «Химия окружающей среды» 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Вариант 5

Студентки IV курса

Специальности «Агроэкология»

Группы  АЭ-42

Денисовой А.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Саратов 2011

  1. Летучие органические соединения, воздействие их на экосистемы, растения, животных человека.
 

Летучее органическое соединение (ЛОС) - химические вещества, чья начальная точка  кипения, измеренная при стандартном  давлении 101,3 кПа, ниже или равна 250°С.

Содержание  летучих органических соединений это масса ЛОС, выраженная в граммах на литр (г/л) в описании состава химических продуктов. Масса летучих органических соединений в данном продукте, подверженных химической реакции при сушении для образования поверхностного покрытия, не считается частью содержания ЛОС.

Органические  растворители это летучие органические соединения, используемые самостоятельно или в совокупности с другими  химическими реактивами для растворения  или разбавления материалов, красок или отходов, или используемое в качестве чистящего вещества при растворении загрязняющих веществ, или как корректор вязкости, или как дисперсионная среда, или корректор поверхностного напряжения, консервант или пластификатор.

Употребление  термина "летучие органические соединения" в последнее время связано с ратификацией и ДИРЕКТИВЫ 2004/42/ЕС ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА ЕВРОПЫ о снижении эмиссий летучих органических соединений, причиной которых является применение органических растворителей в некоторых красках и лаках, а также в веществах для перекрашивания транспортных средств.

В качестве летучих компонентов (пропеллентов) в аэрозольных упаковках широко применяются фторхлоруглеводороды (фреоны). Для этих целей использовалось около 85% фреонов и только 15% - в холодильных установках и установках искусственного климата. Специфика использования фреонов такова, что 95% их количества попадает в атмосферу через 1-2 года после производства. Считают, что почти все произведенное количество фтортрихлор- и дифтордихлорметана (5,27 млн т и 7,75 млн т соответственно в 1981 году) рано или поздно должно поступить в стратосферу и включиться в каталитический цикл разрушения озона.

В выбросах вентиляционных систем жилых домов  идентифицировано более 40 токсичных  и дурнопахнущих веществ: меркаптанов и сульфидов, аминов, спиртов, предельных и диеновых углеводородов, альдегидов и некоторых гетероциклических соединений. При сжигании в горелке кухонной плиты 1 м3 природного газа образуется до 150 мг формальдегида, а в сумме в продуктах горения газа обнаружено 22 различных компонента.

Источниками одорантов служат сооружения по очистке  сточных вод и свалки твердых  отходов. Сточные воды содержат до 0,025% органических веществ. После отстаивания  и первичной обработки вода направляется в установки бактериальной деградации органических компонентов. Очистка, продолжающаяся около недели, сопровождается выделением одорантов, прежде всего серо- и азотсодержащих производных. Из минеральных компонентов сточных вод, в том числе солей тяжелых металлов, при микробиологическом метилировании образуются опасные летучие органические токсиканты, такие, как метил- и диметилртуть (СН3НgСН3 и CH3HgCl), тетраметилсвинец (CH3)4Pb, диметилселен (CH3)2Se.

Высокой биологической активностью обладает еще один из компонентов летучих органических соединений (ЛОС) - этилен. Исследования показали влияние этилена на скорость созревания плодов, а также на опадение листьев. Это позволило назвать этилен гормоном созревания. В результате его действия на некоторые клеточные структуры происходят снижение интенсивности обменных процессов, замедление роста, опадение листвы и переход растения в состояние покоя. Полагают, что этилен продуцируется всеми наземными лиственными растениями. Недостаточно изучен биосинтез и осмыслена биологическая роль других выделяемых растениями легких углеводородов, гомологов метана и этилена. Установлено, что этан, пропан, бутан и пентан - продукты окисления ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов клеточных мембран. Опыты на растениях и отдельных элементах растительных клеток говорят о малой биологической активности этана и пропилена, еще менее выраженной у их высших гомологов. Так же обстоит дело с проблемой выделения низших спиртов. Экзогенные защитные функции низших алифатических спиртов едва ли значимы: при тех концентрациях, которые способны создать растения, метанол и этанол проявляют слабый эффект в качестве бактерицидных и фунгицидных агентов. Сильное токсическое действие на производящие их органеллы оказывают низшие карбонильные соединения. Как и спирты, они изменяют проницаемость клеточных мембран и ингибируют метаболизм. Карбонильные соединения, особенно низшие альдегиды (формальдегид и ацетальдегид), проявляют фунгицидные свойства уже при малых концентрациях.

Действие  ЛОС может быть направлено не только против микроорганизмов, но и против высших растений других видов. В этом случае они выступают чаще всего в качестве химических ингибиторов, подавляющих прорастание семян растений-конкурентов. Эти вещества называют колинами. Яркий пример такого рода взаимодействия - распределение растительности в зарослях жестколиственных кустарников (чапарраля) в горах Калифорнии. Листвой входящих в состав чапарраля растений в атмосферу выделяется большое количество летучих соединений, оказывающих ингибирующее действие на другие виды.

Часть выделяемых в атмосферу соединений участвует и во взаимодействиях  растений с животными. Они служат для привлечения насекомых-опылителей (аттрактанты) и отпугивания вредителей (репелленты). Например, a-пинен является аттрактантом жуков-лубоедов. Такую же роль для насекомых-опылителей многих видов орхидных выполняют терпены 3-цинеол и эвгенол. В то же время a- и b-пинены выступают как репелленты жука короеда, а ментол - тутового шелкопряда. Таким образом, накопленные в мировой литературе данные позволяют предполагать, что ЛОС, выделяемые растениями в атмосферу, являются важным фактором формирования биоценозов.

Важна роль ЛОС в терморегуляции растений. Многие компоненты, особенно интенсивно выделяемые в атмосферу в жаркую погоду (например, терпены), обладают высокой теплотой испарения, и поэтому их выделение сопровождается отводом большого количества тепла от тканей и предохраняет растения от перегрева.

Важна роль ЛОС в глобальных геофизических  процессах. Прежде всего речь идет об окислении некоторых фитогенных органических соединений, что приводит к образованию атмосферных аэрозолей. В частности, голубоватую дымку над хвойными лесами, наблюдающуюся в летнее время на склонах Скалистых гор на западе США, связывают именно с этим процессом. Инициируемое озоном и радикалами гомогенное газофазное окисление терпенов имеет сложный механизм и приводит к образованию кислородсодержащих соединений (СО, альдегидов, кетонов, кислот). Поток токсичного СО за счет окисления терпенов оценивают величиной 222 млн т/год. Суммарный же поток монооксида углерода при окислении биогенных неметановых углеводородов составляет 560 млн т/год. Образование при окислении ЛОС больших количеств низших карбоновых кислот сказывается на кислотности атмосферных осадков. Например, дождевая вода в лесном районе Австралии имела рН 4-5, что было вызвано присутствием НСООН и СН3СООН (такие же данные получены для незагрязненных районов в бассейне Амазонки).

Важный  аспект воздействия ЛОС связан с  процессами удаления и образования  озона. В незагрязненной атмосфере озон может вступать в реакции с фитогенными олефинами и, таким образом, как бы нейтрализоваться. Это важно, так как озон относится к сильнейшим фитотоксикантам и мутагенам. Напротив, в период повышенной фотохимической активности концентрация озона в городском шлейфе увеличивается за счет взаимодействия техногенных оксидов азота с чрезвычайно реакционноспособными фитогенными непредельными углеводородами. Обработка данных наблюдений в обсерватории Монсур во Франции (1876-1910 годы) и на севере Италии (1868-1893 годы) свидетельствует о более чем двукратном возрастании средних концентраций О3 в конце 80-х годов по сравнению с концом XIX века.

Значимый  негативный эффект оказывают некоторые  другие продукты газофазного окисления  фитогенных ЛОС. В частности, под пологом леса идет образование гидропероксидных компонентов: пероксида водорода H2O2 и алкилпероксидов (ROOH). По наблюдениям в сосновом лесу в Швеции, максимальное содержание пероксида водорода приходилось на дневные часы. Естественные и культивируемые насаждения сильно страдают в результате образования таких фитотоксикантов. В последние годы все большее внимание исследователей привлекает новый тип поражения лесной растительности в Центральной и Восточной Европе - так называемый Waldschadensyndrome, проявляющийся в пожелтении и преждевременном опадении хвои и дефиците магния в листве.

Земная  кора содержит различные газы в свободном  состоянии, сорбированные разными  породами и растворенные в воде. Часть этих газов по глубинным  разломам и трещинам достигает поверхности Земли и диффундирует в атмосферу. О существовании углеводородного дыхания земной коры говорит повышенное (иногда в 3 раза) по сравнению с глобальным фоновым содержание метана в приземном слое воздуха над нефтегазоносными бассейнами.

Можно предположить, что дегазация недр планеты происходит по всей ее поверхности, но наиболее интенсивно по бесчисленным разломам коры. В связи с этим большой интерес представляет изучение спонтанных газов гидротермальных  источников в районах сейсмической активности. В результате таких исследований в пробах газов было идентифицировано более 60 неорганических и органических соединений. Последние представлены углеводородами, легколетучими карбонильными соединениями и спиртами, галогенуглеводородами.

Впервые полученные данные о присутствии  в геологических выделениях летучих  галогенуглеводородов представляют наибольший интерес. Они показывают, что концентрации СFС13 и CF2Cl2 в вулканических газах в 2,5-15 раз больше их содержания в морском воздухе. Для хлороформа и CCl4 эта разница достигала 1,5-2 порядков величины. К сожалению, пока еще отсутствуют надежные данные об общих масштабах геологической эмиссии галогеноуглеродов, равно как и других ЛОС, включая метан.

Выживаемость  любой популяции, в конечном счете, зависит от ее генетического разнообразия. Существование различий между отдельными представителями популяции дает возможность приспособиться к изменениям, происходящим в окружающей среде, и тем самым обеспечить выживание вида. С течением времени наиболее приспосабливающиеся экземпляры и виды становятся доминирующими, и могут рассматриваться в качестве стабильных компонентов экосистемы.

Генетическое  разнообразие популяции служит причиной того, что изменения окружающей среды  приводят к возникновению преимуществ одних экземпляров перед другими. В условиях стресса, вызванного очень сильным загрязнением воздуха, могут погибнуть все растения, однако такие явления наблюдаются исключительно редко.

В тех  случаях, когда семенная популяция  выработала определенную устойчивость к действию загрязнителей, из семян вырастает новое поколение растений. Однако развитие органов, ответственных за половое размножение, может быть нарушено из-за присутствия в атмосфере высоких концентраций SO2. Вследствие этого большими преимуществами обладают растения, размножающиеся неполовым путем, например за счет подземных столонов, корневых или ползучих побегов. Таким образом, клоны, то есть вегетативное потомство устойчивых экземпляров, могут селиться и размножаться в районах с высоким уровнем загрязнения. Загрязняющие вещества, образующиеся в результате фотохимических процессов, также оказывают воздействие на лесные экосистемы. Наблюдается гибель наиболее чувствительных экземпляров, хлороз и преждевременное опадание листвы. 

2.2 Воздействие оксида углерода на человека 

Оксид углерода, или угарный газ, - очень  ядовитый газ без цвета, запаха и  вкуса. Он образуется при неполном сгорании древесины, ископаемого топлива  и табака, при сжигании твердых  отходов и частичном анаэробном разложении органики. Примерно 50% угарного газа образуется в связи с деятельностью человека, в основном в результате работы двигателей внутреннего сгорания автомобилей. В закрытом помещении (например, в гараже), наполненном угарным газом, снижается способность гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются реакции, ослабляется восприятие, появляются головная боль, сонливость, тошнота. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.

Угарный газ, или оксид углерода, смертельно опасен в больших дозах, но небольшое  его количество предотвращает отторжение донорских органов. Ученые использовали газ в водорастворимой форме  для поддержания жизни органов  и снижения риска их отторжения.

Информация о работе Контрольная работа по «Агроэкология»