Трансформация соединений азота

Атмосферный азот непрерывно обновляется в результате циклических процессов массообмена, связывающих атмосферу с Мировой сушей, океаном и осадочными отложениями. В водных и почвенных экосистемах соединения азота подвергаются трансформации, что приводит к накоплению азота, его потерям, изменению доступности для растений, изменению путей и скорости миграции в природных средах. [c.59]

В настоящем пособии освещены актуальные вопросы современного состояния окружающей среды и происходящих в ней под влиянием антропогенной деятельности изменений. Обсуждены источники химического загрязнения, общие закономерности распределения химических загрязняющих веществ в биосфере. Проанализированы промышленные источники химического загрязнения, особенности транспортного и сельскохозяйственного загрязнения, дана оценка вкладу коммунального хозяйства городов в общее химическое загрязнение окружающей среды. Рассмотрены важнейшие группы химических соединений и элементов, представляющих экологическую опасность. К ним относятся соединения серы, азота, фосфора, галогены, озон и фреоны, оксиды углерода и углеводороды, соединения тяжелых металлов, полициклические ароматические соединения, нефть и нефтепродукты, детергенты, пестициды и радионуклиды. Обсуждены пути их миграции, трансформации и аккумуляции в различных компонентах биосферы. Отдельное внимание уделено вопросам устойчивости природных систем, техногенным потокам химических загрязняющих веществ в биогеоценозе. Подробно изложены понятия о предельно допустимых концентрациях (ПДК), приведены установленные нормативы для атмосферы, вод, почв и пищевых продуктов. Даны общие представления об экологическом мониторинге окружающей среды, описаны причины, задачи, контролируемые показатели и методы почвенно-химического мониторинга. [c.4]

Трансформация органических веществ или их микробная деструкция, используемая человеком в процессе народнохозяйственной деятельности, становится возможной потому, что многие микроорганизмы способны удовлетворять свои пищевые потребности за счет углерода и азота разнообразнейших органических соединений, в том числе и синтетических, а энергетические за счет утилизации химической энергии, освобождаемой при трансформации либо расщеплении этих органических веществ на более простые. [c.100]

У1.3. ТРАНСФОРМАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА [c.158]

Биогенные вещества, участвующие в биологическом круговороте (природные биополимеры, минеральные формы азота и фосфора, легкоусвояемые органические соединения). В природных средах (почве и воде) их судьбу определяют в основном биохимические процессы, метаболизм водной и почвенной биотой, т.е. их биологическая трансформация и деструкция. [c.246]

Трансформация соединений азота в почвах включает следующие процессы (рис. 3) [c.68]

В связи с особой актуальностью охраны окружающей среды от загрязнения химическими реагентами большое внимание уделяется изучению способности ПАВ к биологическому разрушению в водной, почвенной и других средах. Биологическим разложением называют любое изменение (трансформацию) молекулы химического соединения, ведущее к упрощению структуры и изменению его различных свойств (физико-химических, токсикологических и др.) под влиянием живых организмов. Различают первичное и полное биологическое разложение. Так, гидрологическое отщепление от молекулы ПАВ активной сульфогруппы приводит к утрате веществом поверхностной активности, а с ней и способности к пенообразованию. В данном случае приемлемое для окружающей среды биоразложение совпадает с первичным разложением. Полное биоразложение — это распад вещества до простых неорганических соединений с образованием воды, углекислого газа, азота, аммиака и др. Известно, что алкилсульфаты разрушаются в результате гидролиза с образованием соответствующих спиртов которые окисляются до жирных кислот. В свою очередь последние подвергаются деструкции путем а- и р-окисле-ния. Вторичные жирные спирты (ВЖС) могут разлагаться по такому механизму ВЖС- спирт->кетон->оксикетон- дион альдегид-V кислота. Деструкция анионных ПАВ,, ведущая к потере поверхностной активности, может происходить либо путем отщепления от молекулы вещества гидрофильной группы, либо в результате последовательного окисления алкильного радикала. Отщепление гидрофильной, группы у синтетических алкилсульфатов, алкилсульфена-тов и алкиларилсульфенатов осуществляется в результате каталитического воздействия ферментов сульфатаз. [c.93]

Аммонийные соединения и сероводород подвергаются дальней-щей биохимической трансформации до тех пор, пока снова усваиваются живые организмы. Таким образом осуществляется круговорот азота и серы. [c.406]

Балансовая математическая модель трансформации соединений азота в водотоках рассмотрена в работе [Васильев, Еременко, 1980. Решения уравнений для стационарных условий позволяют прогнозировать качество воды. Они удобны для получения быстрых решений, представляемых в виде линейных зависимостей для концентра- [c.287]

Наряду с традиционными исследованиями динамики БПК, как интегрального показателя качества воды, все более важной тенденцией становится изучение трансформации индивидуальных соединений С, Ы, Р. Ниже мы остановимся на современных представлениях трансформации органических соединений и соединений азота и фосфора. [c.150]

При снижении концентрации кислорода (замене воздуха на азот) прежде всего уменьшается образование новых нерастворимых продуктов окисления в топливе, а также предотвращается трансформация уже имеющихся смолистых соединений в осадки. Дан- [c.110]

Аналогичное можно сказать и о кислороде (естественное содержание тяжёлого изотопа кислорода 0 в атмосфере 0,2039%) и углероде (естественное содержание тяжёлого изотопа углерода в углекислом газе атмосферы — 1,107%). Различие изотопного состава названных элементов в различных природных соединениях связано с изотопным эффектом. Однако, если в экспериментах используются соединения с относительно высоким, по сравнению с естественным, содержанием тяжёлых изотопов, то влияние изотопного эффекта практически не скажется на результатах исследований. Метод метки химических соединений с использованием стабильных изотопов азота, кислорода и углерода базируется на измерении изотопного состава газов (N2, N0, N02, О2. СО и СО2), в который переводят исследуемый элемент. Изотопный состав измеряют с помощью масс-спектрометров или спектрально-изотопных анализаторов. При этом следующие термины и понятия используются для расчёта количества меченых стабильными изотопами препаратов при их трансформации в биологическом круговороте. [c.539]

В каждом конкретном случае соотношение анализируемых азотсодержащих соединений может быть результатом-не только активности денитрификаторов, но и неучтенной активности микроорганизмов других физиологических групп, принимающих участие в трансформации азота. [c.126]

В отечественных исследованиях также уделяется большое внимание моделям, описывающим трансформацию соединений азота, фосфора, кислорода в водной среде для анализа динамики компонентов в водных объектах, в частности, евтрофных озерах [Леонов, 1989 Моделирование режима..., 1995. [c.291]

Леонов A.B. Математическая модель совместной трансформации соединений азота, фосфора и кислорода в водной среде ее применение для анализа динамики компонентов в евтрофном озере // Водные ресурсы. 1989. № 2. С. 105-123. [c.478]

В торфе встречаются микроорганизмы почти всех физиологических групп, способные участвовать в разложении органического вещества. Но в торфе мало бактерий, участвующих в биогенной трансформации соединений азота нитрифицирующих бактерий и азотфиксаторов. Большое количество микроорганизмов в низинном торфе объясняется досточно высоким содержанием в нем биогенных элементов. С увеличением доступа воздуха ускоряются аэробные процессы окисления органических веществ торфа, что приводит к увеличению количества почти всех микроорганизмов, за исключением целлюлозоразрушающих денитрификаторов и грибов. Торф не содержит фитопатогенных микроорганизмов. [c.162]

В учебном пособии изложены фундаментальные вопросы использования биологических методов очистки окружающей среды от техногенных загрязнений и переработки отходов. Описаны природные экосистемы, основные закономерности их формирования и функционирования. Даны представления о приоритетных антропогенных загрязнениях (химических, биологических), путях их миграции в окружающей среде, абиотической и биологической трансформации. Описаны свойства микроорганизмов-биодеструкторов, методы их селекции и закономерности функционирования в природных средах. Рассмотрены закономерности биотрансформации органических ксенобиотиков, природных полимеров, соединений азота, серы и металлов. [c.2]

Создана новая общая концепция использования реакции амидоалки-лирования как > ниверсального метода для конструирования и селективных трансформаций различных гетероциклических соединений с двумя атомами азота, в том числе функционально замещенных имидазолов, пиримидинов, 1,3-тиазинов, пиразолов и многих других. Разработанные методы значительно дополняют известные литературные способы синтеза соответствующих гетероциклов. В некоторых случаях становится возможным получать ранее недоступные типы гетероциклических соединений. В развитие данного направления предполагается осуществить синтезы ряда известных биологически активных препаратов, а также соединений с потенциальной биологической активностью. [c.102]

После этих наблюдений интерес к таким радикалам резко возрос и была осуществлена целая серия исследований в этом направлении. В настоящий момент проведены исследования кинетики и механизма ряда радикальных процессов, для которых возникновение долгоживущих радикальных состояний является определяющим. Рассмотрены механизм образования и структура долгоживущих перфторуглеродных радикалов [58, 62, 63]. В этой связи изучены радикальные процессы с участием фторугле-родных радикалов. Объектами исследования служили перфторолефины, фторсодержащие ароматические соединения, линейные и разветвленные перфторалканы, фторсодержащие полимеры, азот- и кислородсодержащие фторорганические соединения. Кроме того, привлекла внимание возможность трансформации долгоживущих радикалов в химически активные состояния [63]. [c.230]

Экспериментальные данные о свойствах структур в форме ленты Мёбиуса (типа лестницы 129а) или узла (типа 127) еще весьма скудны. Однако теоретический анализ особенностей таких молекулярных конструкций (см. [18а-с1, 21Ь,с] и цитированную там литературу) приводит к заключениям общего значения. Так, было установлено, что для соединений, молекулы которых имеют форму ленты Мёбиуса или тройного узла, должно наблюдаться новое явление, а именно топологическая хиральность. Все те хиральные молекулы, которые знакомы химикам уже более столетия, обладают тем свойством, что их энантиомеры могут быть в принципе превращены друг в друга путем непре-рьгвных деформаций (т. е. топологически такие энантиомеры неразличимы). Так, например, хиральный тетраэдр А можно превратить в его зеркальное изображетше С путем деформации углов через симметричную плоскую конформацию В (схема 4.45), причем для такой трансформации не требуется разрыва ковалентных связей. Такое обращение конфигурации давно и хорошо известно для тетраэдрических молекул производных трехвалентного азота типа (из-за чего энантиомерно устойчивые хиральные производные образуются только при введении четвертого заместителя вместо неподеленной электронной пары у азота, препятствующего выворачиванию азотного зонтика , либо в специально построенных высоконапряженных трехчленных циклах). Для хирального 5/Р-углеродного атома подобная инверсия практически невозможна из-за необходимости преодоления огромного энергетического барьера, связанного с возникновением плоского переходного состояния типа В (о высоте этого барьера и реальной возможности его преодоления [c.433]

В последние полтора десятилетия в биологии произошли события, повлекшие за собой фундаментальные изменения наших представлений о функционировании самых различных биологических систем. Было обнаружено, что оксид азота - NO, является одним из универсальных и необходимых регуляторов функций клеточного метаболизма [1-12]. Неожиданно оказалось, что газ, и газ токсичный, молекула которого является, к тому же, свободным радикалом, соединением коротко-живущим и легко подвергающимся самым разнообразным химическим трансформациям, непрерывно ферментативно продуцируется в организме млекопитающих, оказывая ключевое воздействие на ряд физиологических и патофизиологических процессов. Оксид азота участвует в регуляции тонуса кровеносных сосудов, ингибирует агрегацию тромбоцитов и их адгезию на стенках кровеносных сосудов, функционирует в центральной и вегетативной нервной системе, регулируя деятельность органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы. Существуют две стороны проблемы NO в организме млекопитающих. Первая - это образование NO в организме в недостаточных количествах, что приводит к ряду тяжелых последствий (сердечно-сосудистые, инфекционные, воспалительные заболевания, тромбозы, злокачественные опухоли, заболевания мочеполовой системы, мозговые повреждения при инсультах и др.). Другая, и не менее важная, сторона проблемы - продукция в организме избыточных количеств оксида азота. Из-за "вездесущей природы" NO, способного в результате простой диффузии проникать практически через любые биологические мембраны, слишком большой выброс этого медиатора приводит к целому ряду тяжелых патологических состояний. К таким болезням относятся септический шок (остро развивающийся, угрожающий жизни патологический процесс, обусловленный образованием очагов гнойного воспаления в органах и тканях), нейродегенеративные заболевания, различные воспалительные процессы. Поскольку хорошо известно, что генерация эндогенного NO в организме - результат окисления L-аргинина ферментами NO-синтазами, очевидно, что во избежание перепродукции этого соединения необходимо использование ингибиторов NOS. [c.30]

Фторсодержащие гетероциюты привлекают внимание химиков и биологов, так как многие производные обладают выраженным биологическим эффектом. Введение атома фтора в гетероциклические соединения повышает их растворимость в липидах, а также способность проникать через клеточные мембраны. Продолжая исследования фторированных азот- и серусодержащих гетероциклов [1, 2], мы осуществили синтез фторированных производных бензофуроксана и исследовали химические трансформации последних под действием нуклеофилов. [c.119]

Для ввода пробы в хроматограф трубку для отбора пробы в (фиг. 79) снимают и подключают к системе дозатора с помощью фиттингов, оставляя ее — а (фиг. 80) — погруженной в жидкий азот. Во время подключения ловушку с обоих концов закрывают резиновыми пробками, чтобы избежать загрязнения. Кран в открывают и через линию д создают вакуум для уменьшения давления примерно до 50 ш рт. ст. Затем кран в закрывают, жидкий азот удаляют и ловушку а нагревают, пропуская через нее электрический ток от низкоомного транс рматора е и трансформатора ж с переменным коэффициентом трансформации. Продолжительность и температуру нагрева определяют экспериментально. Летучие соединения пробы вводят, пропуская поток гелия через линию д при открытых кранах бив под давлением, превышающим на 0,4 ат давление в колонке. [c.231]

Основными миграционными формами нефтяных загрязнений в природных водах являются загрязнения в виде масляной фазы, а также раст-ворейная, эмульгированная и адсорбированная на диспергированных частичках нефть или нефтепродукты. Наиболее опасной для подземных вод является растворенная форма, ввиду возможности миграции на большие расстояния. При этом особенную опасность для загрязнения подземных вод представляют нефти и нефтепродукты, обладающие малой вязкостью и заметной растворимостью. Такими нефтепродуктами прежде всего являются бензины, керосины, а также дизельные топлива и сама нефть. По данным газохроматографических исследований, в истинный раствор переходят преимущественно моноядерные ароматические углеводороды (71—99 %) бензол и его гомологи С7—С9 и в меньшей степени олее высокомолекулярные, в том числе и нафталины. Большинство из этих углеводородов высокотоксичны. При этом общая молекулярная растворимость указанных видЬв топлив варьирует в интервале, мг/л для бензина 5—505, керосина 2-5, дизельного топлива 8-22, нефти 10-20. Следует также учитывать возможность повышения их растворимости (коллоидной) в присутствии ПАВ, в роли которых могут выступать как искусственные, так и природные (соединения гумусовых, высокомолекулярных жирных кислот и др.) вещества. На данном уровне наших знаний пока трудно оценить все опасности загрязнения подземных вод нефтепродуктами. Из-за сложностей аналитического контроля понятие нефтепродукты ограничено суммой неполярных и малополярных углеводородов (алифатических, ароматических, алициклических), составляющих главную и наиболее характерную часть нефти и продуктов ее переработки. С неразработанностью аналитических методов связано отсутствие или недостаточная информация об уровнях поступления в водный раствор канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) при загрязнениях различными видами топлив в различной природной обстановке, попадании в водные источники имеющихся в нефтепродуктах серо-, азот-, кислородсодержащих соединений. Еще очень мало данных о процессах трансформации нефтепродуктов в подземных водах. Между тем деградация особенно высокомолекулярной части и неуглеводородных примесей может сопровождаться появлением и более токсичных и опасных для здоровья продуктов, чем исходные. [c.180]

Редкие изотопы С и в норме не содержатся в клетках в достаточных количествах, однако их можно вводить в специфические макромолекулы, имеющие биологическое значение. С помощью ЯМР удается следить впоследствии за их химической трансформацией. Если, например, выращивать клетки на среде с глюкозой С, то, измеряя в течение некоторого времени спектр ЯМР образца, можно определять скорость многих реакций, в которых участвует глюкоза. Используя другие меченные С и соединения, можно в принципе следить за перемещением атомов углфода и азота по любым метаболическим путям. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология