WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Гумусові речовини та їх роль у процесах комплексоутворення й детоксикації у водосховищах Дніпра - Реферат

Гумусові речовини та їх роль у процесах комплексоутворення й детоксикації у водосховищах Дніпра - Реферат


Реферат на тему:
Гумусові речовини та їх роль у процесах комплексоутворення й детоксикації у водосховищах Дніпра
Гумусові речовини (ГР) поверхневих вод - це складна суміш органічних поліелектролітів, що відрізняються між собою розмірами молекул, молекулярною будовою та наявністю різноманітних функціональних груп. Джерелами ГР у поверхневих водоймах є грунтовий гумус, а також наземні та водяні рослини. ГР характеризуют ься високою стійкістю і практично мало зазнають деструкції. В залежності від розчинності в кислотах та лугах ГР поділяють на гумінові кислоти (ГК), фульвокислоти (ФК) та гуміни [1, 2]. ГК добре розчиняються в розбавлених розчинах лугів, але коагулюють і потім осаджуються при підкисленні лужного екстракту нижче рН 2. На відміну від ГК, ФК добре розчинні в розбавлених розчинах як лугів, так і кислот. Хімічну основу ГР складають ароматичні кільця ізо- та гетероциклічної будови. ФК характеризуються менш вираженою ароматичною частиною, ніж ГК, тому їх розчинність у поверхневих водах завжди значно вища. ГР містять у своєму складі карбоксильні, фенольні, гідроксильні та аміногрупи, завдяки чому в цих макромолекулярних лігандах є багато потенціальних зв'язуючих центрів для іонів металів [2, 3]. Комплексним сполукам металів з ГР властива достатньо висока стійкість [4]. Існує думка, що іони металів можуть зв`язуватись ГР не тільки у вигляді форм, здатних до дисоціації, але також у вигляді внутрішньо сферичних комплексів, або ж знаходитись всередині макромолекулярних лігандів [5]. Комплексоутворюючі властивості ГР відрізняються стосовно різних металів і в значній мірі залежать від розмірів молекул цих органічних сполук [6].
Комплексоутворення за участю ГР у більшості випадків призводить до детоксикації металів, що було встановлено на прикладі алюмінію, міді, цинку, ртуті, кадмію, свинцю та деяких інших металів [4, 6, 7]. Утворюючи водорозчинні комплекси, ГР сприяють підвищенню міграційної здатності металів у водній товщі. Завдяки комплексоутворюючим властивостям, ГР здатні вилучати важкі метали з донних відкладів водойм і таким чином підвищувати їх міграційну здатність в системі "донні відклади - вода", що може бути причиною вторинного забруднення водного середовища. При цьому комплексоутворююча здатність ФК приблизно у 2-3 рази вища, ніж ГК [4].
Дослідження останніх років показали, що ГР можуть утворювати з іншими органічними речовинами водневі, ван-дер-ваальсові та гідрофобні типи зв`язків. Така взаємодія впливає на поведінку цих речовин у водоймах, а саме на швидкість їх хімічної деградації, фотолізу, на міграційну рухливість та біологічне споживання. Зокрема, високі концентрації ГР сприяють збільшенню розчинності небезпечних токсикантів, таких як ДДТ, поліароматичних вуглеводнів [3], що може негативно впливати на життєдіяльність гідробіонтів. В той же час результати дослідження токсичності цих сполук методом біотестування свідчать про те, що внаслідок зв'язування токсикантів ГР утворюються нетоксичні аддукти [3].
В доповіді наведено результати багаторічних досліджень ГР, як домінуючої групи органічних сполук у водосховищах Дніпра, та їх ролі у зв'язуванні іонів металів у комплекси. Розглянуто дані про кінетику комплексоутворення та взаємозв'язок між токсичністю металів і концентрацією їх вільних (гідратованих) іонів.
Розподіл гумусових речовин у воді дніпровських водосховищ та молекулярна маса гумінових і фульвокислот. Дніпровські водосховища належать до високо продуктивних водойм і характеризуються значним вмістом органічних речовин, що змінюється в залежності від пори року та їх каскадного розташування. Результати багаторічних досліджень компонентного складу розчинених органічних речовин (РОР) показали, що його основу складають ГР (табл.1). При цьому концентрація ФК приблизно в 30-40 разів вища, ніж ГК. Вміст ГР у водосховищах зменшується з півночі на південь (табл. 2).
Таблиця 1. Компонентний склад РОР води дніпровських водосховищ в липні 1992 р., середні значення
Водосховище Сорг, мг/дм3 ГК ФК БПР Вуглеводи
Київське 12,57 1,10
4,37 21,20
84,29 0,63
2,52 0,80
3,18
Кременчуцьке 8,59 0,56
3,26 11,80
68,63 0,45
2,61 0,70
4,06
Каховське 8,90 0,60
3,37 10,90
61,20 0,94
5,29 0,99
5,58
Примітка: над рискою - середні значення, мг/дм3, під рискою - масова частка компонента в загальній сумі органічних речовин, %. БПР - білковоподібні речовини.
Таблиця 2. Вміст гумусових речовин у воді дніпровських водосховищ у 1990-1994рр., мг/дм3
Водосховище ГК ФК
Київське 0,42 - 3,49
1,29 21,20 - 54,30
32,85
Кременчуцьке 0,27 - 0,70
0,44 11,80 - 29,63
18,36
Каховське 0,21 - 0,82
0,34 10,90 - 19,24
13,72
Над рискою - граничні значення, під рискою - середні.
Вода Київського водосховища найбільш збагачена гумусовими речовинами і їх вміст в загальній сумі РОР досягає майже 90%. В Кременчуцькому водосховищі ГР складають близько 70 %, а в Каховському - 65 %. Максимальні величини концентрації ГР спостерігаються, як правило, в період весняної повені (березень - квітень). Влітку та восени на формування компонентного складу РОР в значній мірі впливають водяні організми, внаслідок чого утворюється певна кількість так званого "планктонного гумусу" й інших органічних речовин, зокрема білковоподібних сполук, вуглеводів та ін. Поверхневий збір в цей час зберігає своє першочергове значення лише під час злив та довготривалих дощів. Так, наприклад, в серпні 1993 р. під час дощів біхроматна окисність (БО) у воді Київського водосховища змінювалась в межах 27,3 - 81,4 мг О/дм3, а вміст ГР досягав 27,4 - 114 мг/дм3 , що значно перевищував аналогічні дані навіть в період весняної повені.
ГР - це сполуки з широким діапазоном молекулярної маси - від сотень до декількох сотень тисяч дальтон. Їх середня молекулярна маса залежить як від джерела походження, так і від фракційного складу. За величинами середньої молекулярної маси ГР можна розмістити в ряд: ГФК вод < ФК грунтів < ГК грунтів 1000 Да) може досягати навіть 35%. В Кременчуцькому водосховищі частка такої фракції менша і складає біля 24% а в Каховському - 20%. Відповідно, у воді Каховського водосховища переважають більш низькомолекулярні фракції ФК (1000 Да, 2 - 800-600, 3 - 600-400, 4 - 400-200, 5 - 60 тис. Да.
Кінетика комплексоутворення. Швидкість зв'язування іонів металів у комплекси з РОР поверхневих вод слід розглядати як важливий фактор з екологічної точки зору. Більш швидке комплексоутворення є запорукою того, що токсичність металів знижуватиметься внаслідок зменшення концентрації їх вільних іонів як найбільш токсичної форми. Результати наших багаточисленних досліджень показали, що зв'язування металів
Loading...

 
 

Цікаве