Адсорбция и биологические процессы

Затруднения, вызываемые синтетическими ПАВ в определенных концентрациях при осуществлении процессов биологического окисления, обусловили необходимость предварительного извлечения ПАВ из промышленных сточ ных вод перед биохимической очисткой. В существующих методах очистки сточных вод от ПАВ используют в основном следующие процессы деструктивное разрушение, ионный обмен, адсорбцию на активных углях или на инертных материалах и природных сорбентах, коагуляцию с добавлением различных коагулянтов, экстракцию, осаждение с помощью химических реагентов. Анализ существующих методов очистки производственных сточных вод от ПАВ свидетельствует об их сложности и высокой стоимости [209]. [c.320]

Адсорбция и биологические процессы [c.365]

Процесс хроматографического разделения основан на сорбции, с которой мы встречаемся в повседневной жизни — это поглощение веществ твердой поверхностью (адсорбция) или растворение газов и жидкостей в жидких растворителях (абсорбция). Самое известное применение адсорбции — очистка воздуха в противогазах адсорбент (активный уголь), заполняющий коробку противогаза, удерживает вредные примеси или ОВ, содержащиеся в воздухе. Абсорбция характерна для многих биологических процессов, в частности для процесса дыхания. Поглощение кислорода гемоглобином крови в легких — тоже в определенной степени хроматографический процесс, так как при этом происходит сорбционное отделение кислорода от других газов, присутствующих во вдыхаемом воздухе. К сожалению, содержащиеся в воздухе вредные для организма примеси тоже поглощаются кровью и иногда необратимо. [c.7]

Процессы разделения жидких систем играют важную роль во многих отраслях народного хозяйства. Для осуществления этих процессов уже давно применяют разнообразные способы перегонку и ректификацию, абсорбцию и адсорбцию, экстракцию и др. Однако природа за миллионы лет эволюции живых организмов выработала наиболее универсальный и совершенный метод разделения с использованием полупроницаемых мембран. Действительно, биологические мембраны обеспечивают направленный перенос необходимых организму веществ из внешней среды в клетку, и наоборот. Без мембран невозможны были бы дыхание, кроветворение, синтез белка, усвоение пищи, удаление отходов и другие процессы. [c.13]

Разделение смесей при помощи адсорбции используется в адсорбционных методах анализа, в особенности хроматографических, которые будут описаны далее. Эти методы позволяют анализировать смеси, содержащие очень большое число компонентов ( 10и). Современные наука и техника требуют анализа смесей, которые играют особенно большую роль в биологических процессах, медицине, нефтехимии и т. д. Достаточно сказать, что прн анализе примесей в воде необходимо определить количество многих десятков веществ, в том числе и таких, которые присутствуют в очень малых концентрациях. [c.381]

Ширины ЛИНИИ, связанные с временем парамагнитной релаксации, позволяют судить о характере взаимодействия парамагнитного координационного центра с окружением, о характере колебаний этого окружения, о прочности связей и др. [247—25, 305]. В настоящее время использование метода ЭПР в больщинстве случаев связано с изучением кинетики химических процессов, образования радикалов, исследованием координированных состояний на поверхности твердого тела в адсорбции и катализе, процессов переноса электронов, ряда биологических процессов и др. [c.173]

Выражение (9.43) позволяет высказать предположения о возможном механизме преодоления сил структурного отталкивания в биологических системах в процессе слияния мембран. Известно, что слияние мембран происходит лишь в том случае, когда в растворе, омывающем мембраны, в достаточном количестве присутствуют ионы Са + [430]. Одна из особенностей взаимодействия этих ионов с фосфолипидными бислоями заключается в том, что ионы Са + могут легко связываться с полярными головками фосфолипидных молекул и способны соединять две такие молекулы, образуя между ними кальциевые мостики [430]. Следовательно, адсорбция ионов Са + на поверхности бислоя приводит к стабилизации, цементированию его структуры. Другая особенность связана с тем, что ионы Са +, проникая в область полярных головок бислоя, вытесняют оттуда молекулы воды, т. е. дегидратируют поверхности бислоя [460]. [c.167]

Так как с помощью физико-химических процессов невозможно удалить столько органических веществ, сколько удаляется в результате биологических процессов, то их используют в основном для обработки стабилизированных биологической очисткой фильтрующихся вод. Ни один из испытанных физико-химических способов очистки химическая коагуляция и осаждение, адсорбция активным углем, обратный осмос, адсорбция на полимерах, химическое окисление (включая озонолиз), выпаривание и облучение — не оказался полностью эффективным. Например, озонолиз, адсорбция на активном угле, катионный и анионный обмен и обратный осмос понижали концентрацию органического углерода на 48, 86, 53, 82—85 и 91—96% соответственно. Напротив, химическая коагуляция и осаждение в присутствии извести, квасцов, хлорида железа(III), сульфата железа(II) и полимеров удаляет малую часть органических веществ, но большую— тяжелых металлов и взвешенных частиц [287]. [c.158]

В гуминовых веществах благодарный объект для изучения процессов набухания и пептизации. В результате почвовед не только узнал об основном обмене как о причине чрезвычайно важной для агрохимии способности почвы к накоплению питательных веществ, но и обнаружил такие объекты, как кислые глины и гумус, а также получил представления об обменной кислотности, о кислотности почв и способности их к буферированию значения pH и др. Большое биологическое значение имела также констатация того факта, что явление ионного обмена наблюдается и между частицами почвы и корнями растений при их непосредственном контакте . Новые данные о большой роли обменной адсорбции в процессе жизнедеятельности растительного, животного и человеческого организмов приведены сравнительно недавно в работах Берзина и Бете . Так, благодаря изучению ионообменников были получены ценные научные результаты в самых различных направлениях. [c.8]

На действующих производствах пластмасс из существующих методов обезвреживания сточных вод наибольшее распространение получили биологическая очистка и термическое обезвреживание в печах сжигания. Используются также для очистки локальных стоков методы коагуляции, адсорбции, отгонки, экстракции, осаждения, фильтрования, выпаривания. Разрабатываются методы мембранной очистки (гипер- и ультрафильтрации), пенной (флотации, сепарации), электрохимической (электрокоагуляции, электрофлотации, электролиза, электродиализа), ионного обмена, низкотемпературного каталитического окисления, озонирования, радиационной очистки, локальной биологической очистки с применением современных методов интенсификации биологических процессов. [c.7]

Следует отметить большую распространенность в физико-химических системах, в том числе и в биологических, процессов переноса в жидкостях (например, осмос, набухание), обусловленных различием потенциальной энергии и энтропии подсистем. Последним определяются также все другие процессы, протекающие в растворах (адсорбция, экстракция, высаливание и др.) [610]. [c.143]

Стоимость добавляемого угля зависит от типа активного угля (производительность — цена), количества и вида удаляемых примесей, влияния биологических процессов разложения и способа реактивирования. При выборе подходящего сорта активного угля общая площадь поверхности (измеренная по иоду) и цена не являются единственными решающими факторами. Важно, чтобы распределение размеров пор угля наилучшим образом соответствовало размеру молекул, т. е. для оптимальной адсорбции мелких молекул необходимы поры наименьших размеров, а для крупных молекул— соответственно широкие поры. Для такой оценки необходимы предварительные испытания. Следует отметить, что адсорбционная способность тонкопористого угля, пригодного для адсорбции мелких молекул, снижается в процессе реактивирования в значительно большей степени, чем у крупнопористого угля, так как тонкие поры при реактивировании расширяются. Для гранулированных углей важна прочность на удар и на истирание. [c.184]

Биологический способ регенерации активного угля в аэробных условиях, как правило, используется в процессе биохимической очистки сточных вод в случае адсорбции биологически разрушаемых органических веществ. [c.26]

Порошкообразный активированный уголь применяется также для удаления из сточных вод химикатов, ингибирующих биологические процессы очистки. В частности, в сточные воды коксохимического завода добавляют 30-50 мг/л ПАУ для адсорбции химикатов, ингибирующих процесс нитрификации. Кроме того, ПАУ добавляют в сточные воды при температуре ниже 12"С для удаления органических вешеств, аэробное окисление которых затрудняется при низких температурах. [c.107]

В случае, когда локальные концентрации ферментов, клеток и самого ксенобиотика вблизи поверхности увеличиваются, или на поверхности протекают абиотические реакции трансформации, сопряженные с биологическим процессом, адсорбция стимулирует деградацию. [c.351]

Харвей (1948), исследовавший химические и биологические процессы, происходившие в морях, предположил, что имеются два основных фактора, влияющие на концентрацию меди и других тяжелых металлов на дне океанов 1) адсорбция металлов отдельными твердыми частичками, находящимися в морской воде во взвешенном состоянии, и 2) соединение меди с крупными oip-ганическими молекулами с образованием нерастворимых солей или координационных соединений. Харвей показал, что организмы планктона, илы, детрит (с большим содержанием углерода) хорошо извлекают медь из морской воды. [c.235]

АДСОРБЦИЯ — поглощение газов или растворенных веществ из раствора поверхностью твердого тела нли жидкости. А.— один из видов сорбции. Происходит под влиянием молекулярных сил поверхностного слоя адсорбента. В некоторых случаях молекулы адсорбата (вещества, которое поглощают) взаимодействуют с молекулами адсорбента и образуют с ними поверхностные химические соединения (см. Хемосорбция). При постоянной температуре физическая А. увеличивается при повышении давления или концентрации раствора. Процесс, обратный адсорбции, называется десорбцией. А. сопровождается выделением теп 1а. При повышении температуры А. уменьшается. А. применяется в промышленности для разделения смесей газов и растворенных веществ, для осушки и очистки газов (например, воздуха в противогазах), жидкостей (этиловый спирт очищают от сивушных масел активированным углем). А. играет большую роль во многих биологических и почвенных процессах. Большое значение имеет адсорбция радиоактивных элементов стенками посуды или поверхностью других твердых тел, что приводит к трудностям во время проведения эксперимента и к радиоактивному загрязнению. [c.8]

Известны различные способы очистки сжатого воздуха, но сам процесс глубокой очистки состоит из трех стадий. Это очистка от механических примесей, капельной влаги и минеральных масел (механическая очистка) тонкая очистка и осушка от аэрозолей и паров влаги и минеральных масел со снижением температуры точки росы (адсорбция, фильтрация) биологическая очистка (тонкая фильтрация, ультразвуковая обработка). Стабильность и эффективность работы оборудования на первой стадии очистки определяет экономичность и эффективность очистки сжатого воздуха в целом. [c.230]

Процессы специфической адсорбции широко представлены в биологических объектах и в почвах. Согласно С. Н. Алешину, ион водорода (протон) в отличие от других катионов может адсорбироваться многими минералами необменно, что играет большую роль в выветривании различных горных пород и образовании обменной почвенной кислотности. [c.365]

Наиболее типичный процесс для коллоидных систем — коагуляция, т. е. слипание отдельных агрегатов под действием межмолекулярных (не химических) сил. Такие процессы, как физическая адсорбция, электрофорез и т. д., также являются физическими. При взаимодействии коагулятора (вещества, вызывающего коагуляцию) со стабилизатором (веществом, обеспечивающим агрегативную устойчивость системы), а также при получении коллоидных растворов происходят химические реакции. Таким образом, коллоидная химия, как и физическая химия, строится на основе двух наук — химии и физики — с преобладанием второй. В связи с этим коллоидную химию можно было бы переименовать в физическую химию гетерогенных высокодисперсных систем. Связь между физической и коллоидной химией вполне очевидна. При этом обе дисциплины связаны не только между собой, но и с химией неорганической, аналитической, органической, биологической, фармацевтической, а также со специальными дисциплинами. Все они пользуются физико-химическими закономерностями и физико-химическими методами для решения общих и конкретных задач. [c.5]

Следует отметить, что в разбавленных растворах ПАВ концентрация в поверхностном слое может увеличиваться на порядок и более в результате адсорбции, особенно для биологически активных веществ (холевые кислоты, белки и др.). Это имеет большое значение для биологии, ибо в соответствии с законами кинетики во много раз увеличивается скорость процессов (в частности, ферментативных), идущих на границах раздела. [c.85]

В курсе коллоидной химии рассматривается общая теория двойного электрического слоя и электрических межфазных явлений, значение которых выходит далеко за рамки данной науки. Кроме ионообменной адсорбции, электрокинетических явлении, стабилизации и коагуляции дисперсных систем и других процессов, изучаемых в данном курсе, электрические межфазные явлеиия в значительной мере определяют электродные процессы (электрохимия), процессы массопереноса через межфазиую поверхность, каталитические, мембранные, биологические процессы, обусловливают свойства полупроводниковых и других материалов. [c.44]

Сточные воды направляются на биофильтры после их осветления в первичных отстойниках. При фильтрации сточных вод через слой загрузки происходит адсорбция биологической пленкой тонко диспергированных веществ, оставшихся в жидкости после первичных отстойников, а также коллоидных и растворенных веществ. Органическая часть загрязнений, задержанных биопленкой, подвергается биохимическому окислению (минерализации) при помощи аэробных бактерий. Кислород, необходимый для жизнедеятельности бактерий, поступает в тело биофильтра путем его естественной или искусственной вентиляции. Величину нагрузки на капельные биофильтры определяют по их окислительной мощности (ОМ). Окислительная мощность — это количество кислорода, получаемое с 1 фильтрующего материала в сутки для снижения БПК направляемых на биофильтры сточных вод. Сущность процесса биологической очистки сточных вод на биофильтрах не отличается от процесса очистки на полях орошения и полях фильтрации. Однако вследствие искусственно созданных благоприятных условий для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов процесс биохимического окисления в биофильтрах происходит значительно интенсивнее, чем на полях орошения и полях фильтрации. Поэтому и размеры сооружений для биологической очистки сточных вод в искусственно созданных условиях во много раз меньше сооружений в естественных условиях. [c.410]

Явления адсорбции и сорбции находят большое и разнообразное применение. Они играют важную роль во многих биологических процессах, в катализе, при крашении. Действие разнообразных моющих веществ (детергентов) основано на адсорбции. В результате адсорбции меняется молекулярная природа поверхности адсорбента она из гидрофильной может стать гидрофобной и наоборот. Это очень важно для процессов смачивания и диффузии (в том числе и в живом организме). Методы анализа, основанные на адсорбции, позволяют определять малые и ультрамалые количества веществ в сложных смесях. Например, таким путем удается исследовать системы, содержание радиоактивных изотопов в которых составляет 10 и даже 10-11 г на 1 г смеси или раствора (ультраразбавленные системы). Особенно большую роль адсорбция играет в области коллоидной химии (гл. 16). [c.135]

Мы уже отмечали, что для фракционирования (со)полимеров АА по ММ был успешно применен метод гель-проникающей хроматографии. Была найдена возможность использования сополимеров АА и в качестве адсорбента для гель-проникающей хроматографии. По ряду показателей гели на основе пространственно сшитых (со)полимеров АА превосходили наиболее широко применяемые гели Sefadex[l, 2]. Важным позитивным фактором при использовании сшитых гелей ПАА в качестве адсорбента оказалась их высокая биологическая стойкость-они не поддерживают роста бактерий [1, 3]. В отличие от дек-страновых гелей полиакриламидные гели не дают большой усадки при высоких ионных силах (сопоставление проводится для слабосшитых гелей) [4]. Проницаемость (р) полиакриламидных гелей может регулироваться не только концентрацией сшивающего агента, но и концентрацией мономера в исходном субстрате С Для 3% < С <30% справедливо эмпирическое соотношение р= К С-0.5, К - константа [4]. Промышленный выпуск полиакриламидных гелей различной пористости освоен фирмой Biorad Laboratories (США). Преимуществом этих гелей является отсутствие ионогенных групп, что резко снижает вероятность селективной адсорбции в процессе фракционирования полимеров (и особенно сополимеров) по ММ. Рабочая область pH для гелей на основе ПАА находится в пределах от 2 до 11, равновесное набухание гелей при резких изменениях ионной силы изменяется не более чем на 2-3% [4]. [c.168]

Шваб и Валь [265] исследовали в этом отношении кремневую кислоту, выделенную из гриба Еизроп 1а и японской глубоководной губки, и нашли, что она не обладает оптической активностью и не способна проводить асимметрическую адсорбцию. Оказалось, что строение этой кремнекислоты напоминает структуру силикагеля. Поэтому она не может служить асимметризующим агентом в биологических процессах. [c.53]

Кроме особо специализированных олеращий, ионообмен нашел широкое применение для обычных процессов фармацевтической технологии. Удаление избытка кислоты или электролитов, обмен катионов или анионов органических солей являются обычными операциями. В области биологии ионообмен еще не достиг такой степени развития, но интерес к нему увеличивается. Многие возможные области применения находятся в разных стадиях разработки наибольший интерес, видимо, представляет применение ионитов для разделения компонентов крови и фракционирования протеинов плазмы. В этих и в некоторых других биологических процессах не только оказались полезными обычные операции, деионизации, обмена ионов, нейтрализации и адсорбции, но разработана новая специальная техника, основанная на биологических реакциях, позволяющая осуществить специфические разделения. Собирание крови с применением анти-коагуляции ее ионитами развилось до промышленного масштаба будущее возможных применений ионитов в технологии кро- [c.577]

Явление адсорбции было открыто во второй половине XVIII века. Шееле в 1773 г. в Швеции и Фонтана в 1777 г. во Франщш наблюдали поглощение газов углем, а Т. Е. Ловитц в 1785 г. в России наблюдал поглощение углем органических веществ нз водных растворов. Явление адсорбции газов активным углем было использовано Н. Д. Зелинским при создании противогаза для защиты от отравляющих веществ, применявшихся во время первой империалистической войны,—в противогазе пары отравляющих веществ хорошо адсорбировались из тока воздуха активным углем. Разделение веществ на основе их различной адсорбируемости широко используется в настоящее время как в промышленности, так и для аналитических целей. Впервые возможность использования адсорбции смесей для их анализа была открыта М. С. Цветом в 1903 г. в Варшаве, который применил адсорбенты для разделения окрашенных биологически активных веществ и в связи с этим назвал этот метод хроматографическим адсорбционным разделением смесей. В настоящее время хроматографические методы широко используются для анализов сложных смссей и для автоматического регулирования технологических процессов (см. Дополнение). [c.437]

Процессы разделения углеводородов на цеолитах широко применяются в промышлепиости. Так, адсорбцией на цеолите СаА из керосино-газойлевых фракций выделяют нормальные алкены Сю— i8, которые далее используют для микробиологического получения белков, а также для производства биологически разлагаемых моющих веществ. Адсорбция проводится, как правило, в паровой фазе, так как в случае жидкофазного процесса трудно с достаточной полнотой отделить несорбируемь е компоненты от слоя сорбента. Прп десорбции алканов в качестве вытеснителей используют пентан, гексан, аммиак. [c.74]

Обобщая вышеизложенные сведения о трансформащ1и буровых реагентов, нефтешламов, нефти и нефтепродуктов в почве и воде, следует еще раз подчеркнуть, что это сложный процесс, на который оказывают влияние особенности гранулометрического состава почв, содержание органического вещества и обменных катионов, а также химический состав нефти и ее свойства. Большое значение также имеет характер их распространения в среде, включая процессы испарения и конденсации, диффузии, адсорбции и десорбции, биодеградации под воздействием микроорганизмов и различные реакции абиотического расщепления. При этом важно также учитывать физико-химические характеристики растворимость углеводородов, точку кипения, давление паров и др., а также условия, при когорых протекает биологическое окисление загрязнителей, адсорбированных частичками почвы, роль органических и неорганических почвенных коллоидов и т. д. Необходимо принимать во внимание и характер миграционных процессов, которые, с одной стороны, приводят к широкому распространению загрязнения за пределы исходного района за счет горизонтальной миграции низко- и среднемолекулярных углеводородов, а с другой - приводят к концентрации в зоне загрязнения высокомолекулярных компонентов нефти и буровых реагентов в верхних слоях почвы. [c.190]

Анализ литературы и результатов исследований других авторов показывает, что метод заводнения с ПАВ очень чувствителен к геолаго-физическим условиям пласта и химическому составу пластовой среды, в которой используется определенный тип ПАВ или мицеллярная система на их основе. Результаты опытнопромысловых экспериментов показали, что предполагаемая эффективность практически не достигается. Низкая эффективность поверхностно-активных веществ объясняется процессами адсорбции на породе, переходом на нефтяную фазу и биологической деструкцией [28, 29]. [c.18]

Большую роль адсорбционные явления играют в процессе биологической очистки сточных вод. В любом очистном сооружении — на полях орошения, полях фильтрации, на биофильтрах, биоокислителях, в аэротенках и метантенках — первым этапом очистки является адсорбция загрязняющего воду вещества активным илом, активной пленкой или септическим илом. И только вторым этапом является его разрушение (минерализация). [c.99]

В процессе очистки сточных вод используются следующие приемы 1) удаление грубой взвеси путем отстаивания и коагулирования 2) экстрагирование загрязняющих воду веществ 3) адсорбция загрязняющих воду веществ 4) отгонка их с водяным паром (эва-порация) 5) нейтрализация кислот и оснований 6) флотация загрязняющих воду веществ 7) хлорирование — дезинфекция сточных вод 8) химическая очистка 9) кристаллизация 10) биологическая очистка И) сбраживание осадка сточных вод в анаэробных условиях. [c.227]

Колонны с неполярными или слабополярными адсорбентами весьма важны для анализа и моделирования многих биологических систем, так как процессы адсорбции, происходящие на таких адсорбентах, особенно на поверхндстях, полученных направленным химическим модифицированием или адсорбировавших соответствующие макромолекулы, близки к процессам, происходящим в живых организмах, так как в обоих случаях адсорбция происходит из водных сред. В лекции 16 было, однако, показано, что и на полярных адсорбентах из водных растворов могут положительно адсорбироваться даже смешивающиеся с водою органические вещества. [c.308]

Следует подчеркнуть, что уравнение Гиббса имеет не только естественно-научное (для химии, биологии, почвоведения, геологии и др.), но и философское значение, сообщая новые черты коллоидно-химическому восприятию мира. В отличие от обычных процессов, идущих в сторону выравнивания интенсивных факторов (давления, температуры, концентрации, химических и электрических потенциалов), в коллоидно-химических и биологических системах процесс адсорбции направлен в сторону самопроизвольного увеличения градиентов концентрации на межфазных границах и такая система в процессе уменьшения дисперсности всегда сможет совершить полезную (осмотическую) работу за счет grad х. [c.84]

Регулирование к о л л о и д н о - х и м, и ч е с к и х, ч-. е. м и к р о г е т е р о -генных, процессов, в частности, таких, как солюбилизация (включение масло-растноримых компонентов в углеводородные ядра мицелл — своеобразных фазовых агрегатов поверхностно-активных молекул) так, холевые кислоты и их соли обусловливают транспорт и усвоение жиров в организме. Адсорбция — концентрирование вследствие поверхностной активности биологически активных веществ нл границах раздела клеток и внутриклеточных поверхностях обусловливает возможность интенсивного течения процессов ферментативного катализа, обмена веществ, или, например, фармакологическое действие многих лекарств. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология