Влияние сернистого газа на живые организмы на клеточном и субклеточном уровнях.





Диоксид серы (общая характеристика)

В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты Растворяется также в этаноле и серной кислоте. Один из основных компонентов вулканических газов.

Сернистый газ, являющийся одним из наиболее вредных компонентов загрязнений, накапливается в атмосфере в результате переработки и горения органических веществ (каменного и бурого угля, нефти, нефтепродуктов, древесины), при производстве и использовании серной кислоты, плавке серосодержащих руд. Его выбрасывают тепловые электростанции, предприятия черной и цветной металлургии, коксохимические и цементные заводы, заводы по производству синтетических волокон, аммиака, целлюлозы.

В промышленных районах концентрация диоксида серы обычно достигает 0,05–0,1 мг/м3; в сельских районах она в несколько раз меньше, а над океаном меньше в 10–100 раз. В сельской местности фоновая концентрация близка к 0,5 мкг/м3, а концентрация в городах в 50-100 раз выше. Из-за химических превращений время жизни диоксида серы в атмосфере невелико (порядка нескольких часов). В связи с этим возможность загрязнения и опасность воздействия непосредственно диоксида серы носят, как правило, локальный, а в отдельных случаях региональный характер.

По данным на 1978 г., в атмосферу ежегодно поступало 110 млн. т сернистого газа, из них 75% приходилось на долю Северной Америки и Западной Европы. Возрастание выброса сернистого газа за последние годы - прямое следствие дефицита энергоресурсов. Раньше, когда он еще не ощущался, высокосернистые угли и мазуты почти не использовались в качестве топлива. Однако сейчас они активно сжигаются и служат одной из главных причин загрязнения атмосферы.

Химические методы определения диоксида серы в атмосферном воздухе

 

2.1 Ультрафиолетовый флуоресцентный метод измерений содержания диоксида серы в атмосферном воздухе с применением автоматических газоанализаторов.
Настоящий стандарт применяют при определении массовой концентрации диоксида серы в диапазоне от нескольких мкг на кубический метр до нескольких мг на кубический метр.

На показания газоанализатора влияют температура окружающей среды и атмосферное давление. По сравнению с другими используемыми в настоящее время методами для этого метода характерно меньшее влияние мешающих химических веществ на результат измерения. Однако на точность определения содержания ЭСОДВА могут влиять: сероводород, ароматические углеводороды, оксид азота, вода. В случаях, когда различные загрязняющие вещества присутсвуют в воздухе в больших количествах, рекомендуется определять их вляние на выходной сигнал газоанализатора.

Ультрафиолетовые флуоресцентный метод основан на флуоресцентом излучении света молекулами SO2, предварительно возбужденными с помощью УФ излучения.

2.2 Метод основан на улавливании диоксида серы из воздуха пленочным сорбентом или поглотительным раствором, его окислении до сульфат-ионов и их спектрофотометрическом (турбидиметрическом) определении по помутнению в результате взаимодействия сульфат-ионов с хлоридом бария; интенсивность помутнения пропорциональна концентрации диоксида серы.

Биоиндикация диоксида серы

Влияние сернистого газа на живые организмы и биоиндикация.

Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется, прежде всего, в поражении верхних дыхательных путей. Сернистый газ может нарушить углеводный и белковый обмен, снизить сопротивляемость организма к возбудителям инфекций. Под влиянием сернистого газа и серной кислоты ухудшается фотосинтез и дыхание, повышается уровень содержания углекислого газа, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких дозах воздействия растительность погибает.

В ботанике к числу организмов, применение которых возможно для обнаружения специфических загрязнений воздушного бассейна и для слежения за динамикой этого загрязнения, относят низшие растения, лишайники, грибы, многие высшие растения.

Влияние сернистого газа на живые организмы на клеточном и субклеточном уровнях.

Влияние диоксида серы на биомембраны.Сернистый газ проникает в лист через устьица, попадает в межклеточное пространство, растворяется в воде с образованием SO32-/HSO3-ионов, разрушающих клеточную мембрану. В итоге снижается буферная емкость цитоплазмы клетки, изменяются ее кислотность и редокс-потенциал.

Действие диоксида серы на ферменты влияет на процесс нормального присоединения фермента к субстрату. В итоге нарушаются различные процессы, например:

 

· ассимиляция углекислого газа в процессе фотосинтеза.

· взаимодействие SO2 с HS-группами белков, что ведет к разрушению ферментов

В клетках растений под действием различных загрязнений накапливаются определенные защитные вещества. Биоиндикация SO2 связана с определением концентрации этого вещества в растениях:

§ пролин - аминокислота, считающаяся индикатором стресса;

§ аланин - аминокислота, накапливалась в клетках водоросли требо-уксии, сосны и кукурузы при загрязнении;

§ пероксидаза и супероксиддисмутаза.

При загрязнении в клетках растений происходят следующие изменения пигментов:

ü уменьшается содержание хлорофилла;

ü понижается отношение хлорофилл а / хлорофилл в;

ü замедляется флуоресценция хлорофилла.

При загрязнении в клетках уменьшается концентрация растворимых белков.Газовые выбросы ведут к уменьшению содержания миристиновой, пальмитиновой и лауриновой кислот и к увеличению линолевой и линоленовой кислот в составе липидов.

Показано, что при газодымном загрязнении:

Ø увеличиваются клетки смоляных ходов у хвойных деревьев;

Ø уменьшаются клетки эпидермиса листьев.

В зоне загрязнения воздуха сернистым газом растения интенсивно накапливают в своих тканях серу. Обычно чем больше содержание этого элемента в растениях, тем сильнее выражено повреждение листьев. Сначала на них возникают ожоги, потом листовые пластинки сморщиваются, отмирают и опадают. При концентрации сернистого газа порядка 1:1000000 хвоя сосны опадает. Если концентрация будет увеличиваться, хвоя может погибнуть за несколько часов.

Хвойные породы, особенно сильно страдают от сернистого газа. Как известно, продолжительность жизни хвои сосны в нормальных условиях составляет 3-4 года. За это время она накапливает такое количество сернистого газа, которое существенно превышает пороговое значение. Под влиянием токсиканта хвоя сосны в зонах сильного загрязнения приобретает темно-красную окраску, которая распространяется от основания иглы к ее острию, а затем отмирает и опадает, просуществовав всего один год.

По наблюдениям Гертеля, толщина воскового слоя на хвое сосны тем больше, чем выше концентрация или продолжительнее воздействие на нее сернистого газа. Это обстоятельство послужило основанием для разработки количественного метода индикации данного соединения в атмосфере. Суть метода заключается в том, что определенное количество хвои кипятится в воде. Принимается, что степень помутнения экстракта прямо пропорциональна количеству воска, покрывающего хвою. Чем выше мутность, устанавливаемая с помощью приборов, тем больше концентрация сернистого газа в воздухе. Такой метод получил название "тест помутнения по Гертелю".

Дальнейшие исследования показали, однако, что помутнение водного экстракта из хвои вызвано не только воском, но и целым рядом других веществ, присутствующих в растительных тканях.

Между тем накопление эпикутикулярного воска под влиянием сернистого газа обнаружено не только у хвойных, но и у других растений. По этой причине, возможно, следует определять не интенсивность помутнения экстракта, а непосредственно содержание воска в растительном материале.





Читайте также:
Основные направления модернизма: главной целью модернизма является создание...
Конфликтные ситуации в медицинской практике: Наиболее ярким примером конфликта врача и пациента является...
Социальные науки, их классификация: Общество настолько сложный объект, что...
Жанры народного творчества: Эпохи, люди, их культуры неповторимы. Каждая из них имеет...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.058 с.