Миграция химических веществ в природе

Биота в переносе загрязнений играет такую же большую роль, как и в биогеохимических циклах превращения веществ. Большинство химических веществ поглощается и усваивается живыми организмами, при этом возможно достижение как равновесного состояния - поступление и выведение вещества из организма осуществляется с одинаковой скоростью, так и аккумуляции (обогащения). Обогащение организмов химическими элементами или веществами по отношению к их содержанию в окружающей среде - одно из важнейших физиологических свойств живых организмов. Характер аккумуляции зависит от вида организма и природы химических соединений. Увеличение концентрации какого-либо вещества в организмах более высокого трофического уровня по отношению к более низкому называется экологическим обогащением. Биоаккумуляция веществ в организмах происходит в основном в результате питания и определяется физико-химическими свойствами веществ. Аккумулирование вредных веществ и их миграция по пищевым цепям - нежелательный процесс для организмов высших трофических уровней. Чем дальше организм отстоит от начала трофической цепи питания, тем больше в его тканях накапливается стойких токсикантов. [c.272]

МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ — перемещение химических элементов в земной коре, происходящее под влиянием непрерывного изменения термодинамических условий. Вследствие М. X. э. происходит перераспределение элементов, концентрация одних и рассеяние других, разделение их и новые сочетания. М. X. э. лежит в основе всех геохимических процессов, происходящих в земной коре, с нею связан круговорот веществ в природе. Различные химические элементы обладают разной миграционной способностью, высокой для элементов, образующих летучие, растворимые и легкоплавкие соединения, и низкой для элементов, образующих тугоплавкие, химически инертные и малорастворимые соединения. Д. И, Мен- [c.161]

В. И. Вернадским была создана и положена в основу учения о микроэлементах наука — биогеохимия. Эта наука объединила биологические, геологические и химические проблемы. В развитие учения В. И. Вернадского о взаимосвязи между химическим составом органического вещества природы и составом земной коры академиком А. П. Виноградовым было введено понятие о биогеохимических провинциях. Это — области, ареалы, в пределах которых у организмов наблюдается определенная реакция на избыток или недостаток макро- и микроэлементов. В основе этого учения лежат представления о миграции микро- и макроэлементов в системе почва — растение — животный организм. [c.254]

Многие эффекты улучшения физико-механических свойств объяснены в аспекте теории химического взаимодействия [236,237]. При химической модификации поверхности силанами аппретирующий силановый слой состоит из прочно хемосорбированного силана, слабо хемосорби-рованного силана и физически сорбированного силана [237 - 239]. Структурный градиент силанового слоя оказывается чувствительным как к условиям обработки, так и к природе поверхности наполнителя. Физическая сорбция зависит от его структуры и с увеличением количества физически сорбированного силана прочностные характеристики стеклонаполненной композиции ухудшаются. Однако экспериментально доказано, что химическое связывание не является основной причиной улучшения адгезии. Например, монослои силанов не имеют оптимальную механическую прочность. Загрязнение поверхности, захваченные пузырьки воздуха, неравномерное покрытие поверхности аппретами и другие факторы влияют на адгезионную прочность, хотя и не являются определяющими. Поэтому предлагаются и другие подходы, дающие возможность объяснить эти эффекты [240 - 243]. Полагают, что на межфазной границе происходит взаимопроникновение и смешение молекул аппретирующего вещества и полимера на молекулярном уровне. Этот эффект эквивалентен образованию взаимопроникающей полимерной сетки. Возможно два типа взаимного смешения, которое включает проникновение молекул матрицы в хемосорбированный слой силана и миграцию физически сорбированного силана в матрицу. При этом в фазе силана сополимеризация не протекает. Такая схема подтверждена анализом ИК-спектров исследуемой системы [242]. [c.83]

Органические вещества почв. Почвоведы считают, что в сформировавшихся минеральных почвах органическая часть на 85—90% представлена собственно гумусовыми веществами и на 10-—15% органическими соединениями индивидуальной природы. По М. М. Кононовой [103], почвенный гумус является специфическим образованием высокомолекулярной природы, устойчивым в биохимическом отношении. Гуминовые кислоты и фульвокислоты составляют 40—60% гумуса и играют важную роль при поступлении гумуса почв в природные, в том числе подземные воды. Они обладают ярко выраженной комплексообразующей способностью, что имеет важное значение для миграции химических элементов. [c.25]

Условия и процессы образования природного газа (ПГ) исключительно разнообразны биохимические и термокаталитические превращения органического вещества (ОВ) химические реакции процессы, протекающие при воздействии на горные породы высоких температур и давлений радиоактивный распад и др. Образующиеся при этом газы по химическому составу весьма различны. Нередко одни и те же процессы приводят к образованию газовых смесей неодинакового состава. Часто одни и те же компоненты способны образовываться за счет разных процессов. Например, метан, азот, оксид углерода(1У) могут быть биохимического генезиса и термокаталитического (абиогенного). Отличить компоненты по генетическому признаку часто практически невозможно. Обладая высокой подвижностью, газы в процессе миграции могут значительно изменять свой первоначальный химический состав в результате процессов сорбции, растворения, окисления и др. В связи с этим генетически чистые ассоциации (скопления) газов в природе практически отсутствуют. Это создает определенные трудности при систематизации ПГ и создании оптимального варианта их классификации. В настоящее время существует более 20 различных классификационных схем, основанных на различиях в происхождении газов, условиях нахождения их в природе, фазовом состоянии и формах проявления, связях газов с породами и флюидами, химическом составе и т. д. Выбор той или иной классификации зависит от полей и задач исследований. Наиболее важными при решении общих и глобальных задач являются генетические [c.20]

Ионный обмен, т. е. обратимые химические реакции между компонентами электролита, находящимися в растворе, и подвижными обмениваемыми катионами или анионами ионита, широко распространен в природе и используется в лабораторной и промышленной практике. Ионообменными свойствами обладают растительные и животные ткани, некоторые минералы и синтетические вещества. Ионный обмен лежит в основе миграции элементов в почвах, изменения их структуры, образования плодородных почв и извлечения питательных элементов корнями растений из почвенного раствора. Он играет значительную роль в формировании природных солевых [c.299]

Плотность нефти зависит от многих факторов химической природы входящих в нее веществ, фракционного состава, количества смолистых веществ, количества растворенных газов и других, поэтому в ГОСТах на реактивные топлива, керосин, некоторые бензины она является нормируемым показателем. Плотность нефти зависит и от глубины залегания, как правило, уменьшаясь с увеличением глубины залегания. Исключение из этого правила объясняют вторичными явлениями, например миграцией легких нефтей в более высокие горизонты залегания. [c.61]

Перенос вещества в поле действия сил адсорбции (в микропорах) по своей природе близок к переносу вещества в жидкости, поскольку плотность конденсированной фазы близка к плотности жидкости. Элементарный акт миграции адсорбированной молекулы можно рассматривать как двухстадийный процесс. Первой стадией является образование вакансии в адсорбционном пространстве по соседству с адсорбированной молекулой. Вторая стадия -- перемещение в эту вакансию органической молекулы, находящейся в поле действия сил адсорбции. Первая стадия характеризуется свободной энергией активации образования вакансии в адсорбционном пространстве, вторая — свободной энергией активации перехода адсорбированной молекулы в активированное состояние. На базе изложенных представлений нами получено соотношение, связывающее величины коэффициентов диффузии адсорбированных молекул различных органических веществ с их физико-химическими характеристиками (молекулярной рефракцией и растворимостью). Было также показано, что при адсорбции низкомолекулярных органических веществ из водных растворов внутридиффузионный массоперенос определяется в основном диффузией адсорбированных молекул. [c.138]

Уменьшение величины поверхности и, следовательно, увеличение размеров частиц ( элементов структуры ), образующих ее, могут быть обусловлены следующими процессами парофазным переносом вещества, благодаря образованию летучих соединений при взаимодействии окисла с окружающей средой или продуктом разложения исходного вещества (примером является взаимодействие 5102 и водяного пара с образованием 51 (ОН) 4) миграцией молекул по поверхности объемной диффузией и вязким течением. Соотношение скоростей этих процессов зависит как от химической природы окислов, так и от условий термической обработки. [c.114]

Химические показатели зрелости, основанные на исследовании битумоида. Количество и химический состав компонентов микронефти (углеводородов, смол и асфальтенов), содержащейся в материнских породах, зависят от природы органического вещества и степени его термической зрелости. В связи с этим для характеристики стадий термической эволюции были разработаны многочисленные методы, основанные на определении количества или состава извлекаемых битумоидов. На количество и состав углеводородов определенное влияние может оказывать их миграция. Некоторые нефтематеринские глины, алевриты или карбонатные породы могут обладать незначительной пористостью и проницаемостью (вследствие образований микротрещин, перекристаллизации и т. д.). В них может произойти миграция на короткие расстояния с селективной аккумуляцией углеводородов, особенно с низким молекулярным весом. Такая ситуация может быть уста-новлена по аномально высокому коэффициенту превращения (полученному с помощью пиролиза) или отношению битумоид/органический углерод. [c.30]

В результате миграции химических веществ, содержащихся в отходах, по воздуху, в воде и путем вымывания йх в нижние слои литосферы, происходит непосредственное соприкосновение их с человеком и живой природой. Распространенным примером является гибель около 4000 человек, страдавших заболеваниями легких и сердца, в результате воздействия смога, образовавшегося в Лондоне в 1952 г. Это событие заставило ученых весьма серьезно заняться исследованием влияния загрязнений на человека и природу. Так, воздействие загрязнителей воздуха на животный мир является причиной сокращения или исчезновения некоторых видов животных [10]. В качестве примеров такого воздействия можно привести флюороз у белохвостых оленей под влиянием фторидов и гибель птиц из отряда воробьиных при действии сероводорода в Канаде, поражение зрения у большерогих баранов и мелких млекопитающих при действии окислителей (США), накопление кадмия у птиц (Англия). [c.25]

В современном химическом анализе значительное место занимают методы, которые часто очень простым способом решают проблему разделения и определения компонентов в сложных смесях. Из этих методов наибольшее распространение имеют все виды хроматографических методов адсорбционная, распределительная, ионообменная хроматография, хроматография на бумаге и электрофорез на бумаге. Природа сил, которые действуют в отдельных хроматографических разделениях, различна, но общим для них является миграция анализируемых веществ в систему двух и более фаз. При определении некоторых веществ, близких по химическим свойствам, например ряда неорганических катионов, количественное разделение которых одной лишь хроматографической техникой часто затруднительно, выгодно объединить два хроматографических способа или использовать в хроматографии еще некоторые характерные свойства отделяемых веществ. При определении катионов, нанример, выгодно сначала получить их комплексные соединения с различными комплексообразующими реагентами, а эти комплексы потом уже можно хроматографически разделить. [c.245]

Вокруг нас в природе непрерывно происходят процессы 1 превращения одних веществ в другие и связанные с ними процессы миграции химических элементов и химических соединений. В результате действия осадков, ветра, темпе-ратурцых колебаний горные породы разрушаются и зна- чительная часть их вместе с потоками воды уноснТса в ре- ки, озера, моря и океаны. Продукты разрушения гарных пород появляются также в почвах. В связи с этим в водах и почве содержатся различные элементы в различных концентрациях. На этом, конечно, миграция элементов не за-канчивается многие из них выделяются вместе с осадочными породами, многие попадают в атмосферу и снова выпадают вместе с атмосферными осадками. В последнее вршя, проявляется все больший интерес к малым концентрациям элементов в водах Мирового окана, горных породах, почве, атмосферных осадках и т. д. [c.8]

Масштабы обмена веществ в живой природе колоссальны. Биомасса Земли, составляющая, по подсчетам ученых, от 1,8 10 до 2,4 10 т (в пересчете на сухое вещество), непрерывно обновляет свой состав, поглощая и вьвделяя огромные количества химических веществ. По подсчетам А. А. Ничипорови-ча, растения Земли за год усваивают из атмосферы около 650 млрд. т СОг и выделяют в атмосферу около 350 млрд. т Ог- За этот же срок растения извлекают из почвы около 5 млрд. т N, около 1 млрд. т Р и 10—15 млрд. т других минеральных элементов, образуя около 380 млрд. т биомассы (в расчете на сухое вещество). Только свободно живущие в почве азотфиксиру-ющие микроорганизмы и клубеньковые бактерии ежегодно связывают около 100 млн. т молекулярного N из воздуха. За 2000 лет весь Ог атмосферы Земли проходит через живое вещество. Выделение кислорода в результате фотосинтеза, протекающего в растениях, водорослях и фотосинтезирующих бактериях, составляет от 2 тыс. до 5 тыс. т в одну секунду. Ежедневно на Земле разрушается до СОг и НгО около 1 млрд. т органических соединений. По данным В. А. Ковды, полное обновление биомассы суши происходит в течение 200 лет. По мнению В. И. Вернадского, все вещество биосферы в течение краткого в геологических масштабах пертода может пройти через живые организмы. Таким образом, ...жизнь—живое вещество—поистине является одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты, а вызываемая ею биогенная миграция атомов представляет форму организованности первостепенного значения в строении биосферы . [c.180]

Любая электрохимическая реакция протекает на поверхности раздела фаз электрод — раствор и является гетерогенной. Как гетерогенная химическая реакция она также является стадийной, текущей через ряд последовательных стадий 1) транспорт вещества к электроду — к зоне реакции 2) собственный электрохимический акт взаимодействия реагирующей частицы с электродом (стадия разряда — ионизация) 3) отвод образовавшихся продуктов реакции от поверхности электрода. Первая и третья стадии имеют одни и те же закономерности и. чазываются стадиями мас-сопереноса, осуществляемыми за счет малых коэффициентов миграции и конвекции. Для всех электродных процессов наличие этих трех стадий обязательно. Однако наряду с этим ряд электрохимических процессов может осложняться предшествующими и последующими химическими реакциями, протекающими в объеме раствора или на поверхности электрода. Кроме того, в ходе электрохимической реа1 ции может происходить передвижение частиц по поверхности электрода (стадия поверхностной диффузии). Скорость электрохимического процесса, состоящего из ряда последовательных стадий, определяется наиболее замедленной, лимитирующей стадией. Для установления природы лимитирующей стадии, скорости ее течения, механизма электродного процесса, необходимо знать закономерности, которым подчиняются поляризационные характеристики / и Л . [c.458]

VПериодический закон не только выявил внешний порядок в системе элементов, но он, по мнению А. Е. Ферсмана, по-новому выразил идею о единстве вещества, открыл общность и внутреннюю связь между химическими элементами, что было не отвлеченной идеей, а реальным выводом из точных наблюдений природы. Так был положен конец старым представлениям о независимом, самостоятельном существовании элементов. Менделеевскую таблицу А. Е. Ферсман определяет как глубочайшее выражение самых сложных природных закономерностей. В основе этой таблицы,— писал А. Е. Ферсман в одной из своих работ,— лежит естественный закон, выражающий внутреннюю связь между элементами, между их свойствами, количеством и распределением вещества в окружающей нас природе, закон, которому подчиняются процессы миграции, строения и рассеяния химических элементов на сложных путях преобразования миров. В глубочайшем синтезе [c.351]

Как показали данные электрофореза, фульвокислоты вод представлены по крайней мере тремя близкими по химической природе веществами, люминесцируюпщми в УФ-свете бесцветной малоподвижной фракцией (8%), окрашенной подвижной с анодной миграцией (79%) и наиболее подвижной, бесцветной люми-несцирующей фракцией (13%). [c.101]

Железо в природе. По распространенности в земной коре (4,65%) железо занимает четвертое место, уступая лишь кислороду, кремнию и алюминию. В горных породах и почвах его считают макроэлементом. По своей значимости для растений и животных оно занимает промежуточное положение между макро- и микроэлементами. Поведение железа в окружающей среде определяется его способностью легко изменять степень окисления и образовывать химические связи с кислородом, серой и углеродом. Увеличение окислительно-восстановительного потенциала и pH почв приводит к осаждению железа. Наоборот, в кислых почвах и в присутствии восстановителей соединения железа растворяются. В почвах железо присутствует главным образом в виде оксидов (гематит, магнетит) и гидроксидов (гётит). В затопляемых содержащих серу почвах в восстановительных условиях образуется пирит FeSg. С органическим веществом почвы железо образует хелаты. Доля растворимых неорганических соединений железа аквакомплексов, [Fe(H20)5(0H]2+, [Fe(H20)4(0H)2]+ составляет незначительную часть общего содержания железа в почвах. Важную роль в миграции железа и обеспечении им корневой системы растений играет образование комплексных соединений с органическими веществами почвы. Большую роль в окислении и восстановлении железа в почвах играют микроорганизмы. Их деятельность сказывается на растворимости, а сле/1,овательно, и на доступности соединений железа для растений. Многие виды бактерий участвуют в образовании некоторых минералов железа. Увеличению подвижности железа способствуют антропогенные факторы кислотные дожди, внесение подкисляющих почву удобрений и избыток органических удобрений. В кислых почвах с низким содержанием кислорода возрастает концентрация соединений Fe +, которые могут быть токсичными для растений. [c.554]

Одновременно изменились и наши представления о независимости химических свойств от массы изотопов. Открытие дейтерия, т. е. изотопа водорода с атомным весом 2, выявило целый новый мир химических реакции, резко отличных от реакций лёгкого водорода. Оказалось, что атомный вес изотопов в известной мере налагает своп отпечаток и на химические и физико-химические свойства вещества, — и эта идея легла в основу методов разделения изотопов, при которых то применяется длительный электролиз многих тысяч кубометров воды, то используются законы тепловых движений в трубках длиной в десяток метров. Оказалось, что изотоп как разновидность элемента наделён своими специфическими чертами. Судьбы атомов в мире различны, различны пути их миграции в природе, различна их роль в живой клетке, особенно чутко реагирующв на мельчайшие изменения того среднего состава атома, который мы считаем обычным. Но самое замечательное пз того, что наметилось в последнее время, это то, что состав элемента, соответствующего каждой клетке таблицы, не только изменчив и непостоянен в разных областях космоса, но в ряде случаев этот состав зависит и от времени. [c.116]

Изучение природы растворенных в речных водах органических веществ имеет большое значение, в частности, в связи с исследованием состояния и форм миграции главных ионов и микроэлементов. Ввиду исключительного многообразия состава и низкого содержания органических веществ в природных водах, проблемы их концентрирования, фракционирования и идентификации во фракциях очень сложны. При концентрировании и фракционировании органических веществ крайне важно избежать их потерь вследствие летучести ряда низкомслекулярных и высаливания высокомолекулярных соединений, а также изменения их химической природы. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет метод концентрирования вымораживанием [1—4] с последующим хроматографическим фракционированием концентрата через сефадексы. [c.153]

При исследовании кинетики и величины влажностных деформаций набухания и усадки и отыскания способов к управлению ими весьма важное значение имеет точное знание их физической природы. Наиболее правильные представления о физической природе процесса набухания могут быть получены при объяснении их с точки зрения физико-химической механики, разработанной академиком П. А. Ребиндером [4]. Согласно П. А. Ребиндеру набухание сорбентов под действием сорбируемых веществ происходит в том случае, если энергия связи сорбирующихся молекул с поверхностью сорбента больше энергии связи частиц сорбента. При наличии микрощелей в твердом теле действие адсорбционных (мономо-лекулярных) слоев сводится к их миграции по поверхностям в устьях микрощелей до статического препятствия, обусловленного собственно размерами адсорбирующихся молекул и соответственно критической толщиной зазора [c.88]

Любой гормон представляет собой вещество, образуемое в малых количествах в одной части организма и транспортируемое затем в другую часть растения, где он производит специфический эффект. Расстояние, на которое транспортируется гормон, может быть относительно большим, например от листа до почки, но оно может быть и меньше—от апикальной меристемы до лежащих ниже клеток — или даже совсем незначительным— от одной органеллы до другой в пределах одной клетки. Решающим критерием является миграция гормона из зоны синтеза к месту его действия, где он выступает в качестве химического курьера . Было установлено, что в высших растениях содержится несколько важных классов регулирующих рост гормонов ауксин, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота и этилен, которые мы сейчас и рассмотрим. Гиббереллины и цитокинины встречаются в виде групп родственных, сходно дейсивую-щих молекул, тогда как каждый из трех остальных классов в природе представлен только одним соединением. Из-за сложных химических и физиологических различий между гормонами мы будем рассматривать их так, как будто бы они действуют на клеточные процессы по отдельности. Но это разграничение искусственное. В любой данный момент в клетке или ткани присутствуют несколько или даже все из этих ростовых веществ. Следовательно, рост или раз1витие той или иной ткани обусловлено присутствием и взаимодействием всех этих соедииений. [c.258]