109637 (708466), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

В природных условиях ПАУ разлагаются под воздействием комплекса многочисленных факторов: микробной деструкции климатических условий и некоторых других. Солнечный свет несомненно должен оказывать влияние на ПАУ. Для проверки этого предположения нами была создана лабораторная установка (рис.3.) с газоразрядной лампой ПРК-7 (l=257,3 нм). Кюветы с измельченными фрагментами пропитанной креозотом древесины (фрагменты 5 мм) помещали в кюветы и подвергали облучению. Во избежание перегрева поверхности субстрата установка работала периодически, не более 4-х часов в сутки. Пробы отбирали по истечении 16-ти и 20-ти часов облучения. Анализ содержания ПАУ проводили по методике, описанной раннее. Результаты экспериментов представлены в таблице 8:

таблица 8

Из таблицы 8 видно, что под воздействием ультрафиолетового излучения происходит деструкция ПАУ. Зафиксировано снижение содержания нафталина, антрацена, флуорена и фенантрена в 10-20 раз. Содержание аценафтилена уменьшилось в 170 раз. Аналогично ведут себя большинство компонентов смеси.

Следует отметить, что обнаруженное нами явление фотолиза ПАУ хорошо совпадает с раннее опубликованными данными. Так французские исследователи показали благоприятное воздействие фотолитической деструкции антрацена и его превращение в антрахинон для последующей деструкции ассоциацией морских микроорганизмов /47/. Авторы отмечают, что разрушение 50% антрахинона в глубинных условиях происходит за 10 суток. Анализ продуктов распада показал наличие следовых количеств бензойной и фталевой кислот (рис.7.).

Рис.7.Процесс фотолитической деструкции антрацена

Необходимо отметить, что окисление антрацена и его превращение в антрахинон, по видимому, является инициирующим фактором для последующей микробной деструкции.

Анализ экспериментальных данных показывает, что бензперилен и инденопирен являются наиболее устойчивыми к действию облучения. Аналогичная картина наблюдалась и при микробной деструкции ПАУ. По-видимому, это явление, обнаруженное при деструкции ПАУ различными методами, может объясняться увеличением реакционной способности продуктов фотолитической и микробной деструкции ПАУ.

Из раннее приведенных данных видно, что первоначальной общей стадией разложения ароматического кольца является его окисление. В дальнейшем такие структуры, как, например о-оксибензойная кислота, продукт разложения нафталина, легко вступают в реакции присоединения с более сложными продуктами деструкции, например, с окисленной формой пирена, с образованием и накоплением в системе инденопирена (рис.8.):

Рис.8.Образование инденопирена

Высказанное предположение и возможный механизм протекания реакций между продуктами деструкции нуждается в дополнительной экспериментальной проверке. Однако, явление фотолитической деструкции ПАУ можно использовать для предобработки этих веществ при проведении их микробной утилизации.

7.2.4.Происхождение микроорганизмов-деструкторов ПАУ

Интенсивное промышленное воздействие на окружающую среду началось сравнительно недавно - в XIX веке. Очевидно, что за столь короткий промежуток времени не могли эволюционировать ферментные системы, способные разрушать ПАУ. Однако литературные данные /4,6,11,14,37,/ и наши собственные эксперименты показывают, что современные микроорганизмы такой способностью обладают, то есть в их геноме уже есть гены деструкции этих веществ.

Вероятнее всего, что появление первых микроорганизмов, разрушающих ПАУ следует отнести к эпохе появления первых сосудистых растений, содержащих лигнин в клеточной стенке - древовидных папоротников. Возраст самых древних папоротникообразных составляет около 380 млн. лет (конец Силурийского периода) /48/. Древесина современных растений содержит ряд веществ, имеющих в своем составе нафталиновое ядро /15/. Под воздействием солнечного света и микроорганизмов (собственные данные), а также при горении биомассы /49/, могут образовываться (в результате процессов конденсации) более сложные ПАУ. Таким образом на Земле были все условия для естественного отбора микроорганизмов-деструкторов ПАУ, естественным резервуаром являются почва и лесная подстилка. Логично предположить, что эти микроорганизмы, после интродукции могут приобрести способность разрушать полиароматические вещества и фенолы. В случае низкой субстратной специфичности ферментной системы микроорганизма возможно разрушение ароматических экотоксикантов-ксенобиотиков (нитротолуолы, нитрофенолы, хлорфенолы ит.д.).

7.2.5.Анализ возможности создания систем по утилизации твердых ПАУ-содержащих отходов

В связи с ухудшением экологической обстановки перед исследователями встала задача разработки методов утилизации вредных отходов производства и коммунального хозяйства.

Предложенные нами методы фотолитической предобработки техногенных, ПАУ содержащих субстратов, и их микробной деструкции позволяют создать производство по утилизации коммунальных отходов, содержащих ПАУ. Примером таких отходов является листовой опад крупных городов, загрязненнй как ПАУ, так и маслами, смолами и жидкими нефтепродуктами. Предобработку фотолизом можно осуществлять без особых затрат выдерживая субстраты на специальных площадках. Летом для качественной предобработки будет достаточно 4-5 солнечных дней. Далее субстраты перемещают в ферментационные ангары и вносят увлажняющую среду и посевной материал. Инкубацию ведут при температуре 20-30^ОС в течении 40-60-ти суток (в зависимости от ПДК экотоксикантов). Производственный процесс желательно вести в теплое время года (с мая по октябрь) так как в этот период не требуется расходовать энергию на обогрев ферментационных ангаров. В процессе ферментации образуется компост, который можно использовать как почвообразователь. Схема установки по переработке ПАУ содержащих отходов представлена на рисунке 9:

Рис.9.Схема установки по утилизации ПАУ содержащих отходов

8.Стандартизация

В работе использовались материалы, приборы, оборудование, посуда, отвечающие государственным и отраслевым стандартам. Перечень стандартов приведена в таблице 9:

таблица 9

9.Охрана труда и окружающей среды

Мероприятия, проводимые в разделе ’’Охрана труда и окружающей среды’’ очень важны, так как их выполнение обеспечивает безопасность проводимых экспериментов для человека и окружающей среды.

9.1.Характеристика опасных и вредных производственных факторов

Согласно /50/ ,опасные и вредные производственные факторы делятся на следующие группы: физические, химические, биологические и психофизические. К физическим опасным и вредным производственным факторам относят электричество, ультрафиолетовое излучение. Группа химических опасных и вредных производственных факторов и их воздействие на человека представлены в таблице 10, которая составлена в соответствии с /1,51,52,53/.

Биологические опасные и вредные производственные факторы отсутствуют, так как используемые микроорганизмы являются непатогенными.

9.2.Пожаробезопасность

Так как мы не можем рассчитать пожарную нагрузку, то нельзя определить категорию помещения по /54/. Согласно ПУЭ-85 /55/, класс взрывоопасной зоны лаборатории В-1б. На случай пожарной опасности в лаборатории имеются средства огнетушения: огнетушители марки ОХЛ-10, ОУ-2, ящик с песком, асбестовые одеяла. В целях электробезопасности все приборы в лаборатории заземлены.

Характеристика физико-химических, пожаровзрывоопасных и токсичных свойств сырья, готового продукта и отходов производства

таблица 10

9.3.Санитария и гигиена

Характеристики

Список файлов реферата