Исследование аварийной экотоксикологической ситуации и меры по ее устранению

Реактивы и оборудование: ступка с пестиком, пробирки, пипетки, 1 % раствор мочевины, 0,02 % спиртовой раствор фенолфталеина, дистиллированная вода, экстракт фермента, рабочие растворы токсикантов.

Приготовление экстракта уреазы

Очистить 3–4 арбузных семечка от кожуры и растереть ядра в ступке с 10 мл воды. Данный экстракт слить в пробирку и использовать для проведения опытов.

Ход оп

ыта

Для опытов взять 2 мл суспензии ферментативного препарата. В пробирку добавить 1 мл воды или токсиканта (соли тяжелого металла), встряхнуть и добавить 2 мл раствора мочевины. Следует подчеркнуть, что необходимо добавлять реагенты в той последовательности, о которой сказано выше. Затем в пробирку добавить 2–3 капли спиртового раствора фенолфталеина, оставить при комнатной температуре на 3–5 мин. По интенсивности появляющейся окраски фенолфталеина судят об ингибировании фермента. Если окраска появляется, значит, уреаза сохраняет свою активность, так как выделяется аммиак, а если окраска индикатора не появляется, значит, реагент ингибирует фермент. В опытах используются различные концентрации токсикантов. Готовить растворы солей и фенола необходимо с учетом разбавления при проведении опыта. Токсиканты в одних концентрациях ингибируют фермент, в других нет. Исследовательский компонент эксперимента состоит в нахождении такой концентрации фактора, при которой начинается ингибирование уреазы.

Влияние катионов тяжелых металлов на активность фермента

Поступая в биосферу, тяжелые металлы активно включаются в различные миграционные циклы эко- и геосистем и представляют потенциальную опасность для всего живого. Соединения тяжелых металлов способны сохранять токсичность практически бесконечно, так как при их превращении металл остается без изменений. Катионы металлов, поступающие в организм человека или животного из окружающей среды, образуют прочные связи с карбоксил-анионами и часто вызывают разрывы ионных взаимодействий между ионизированными боковыми радикалами аминокислотных остатков в глобуле, что приводит к потере активной структуры белка. Они снимают электрическую поляризацию белка, уменьшая его растворимость. Вследствие этого находящийся в растворе белок выпадает в осадок. Попадая в клетки, хром, как и многие другие тяжелые металлы, дезактивирует ферменты, взаимодействуя с SH - группами белков - составляющих ферментов.

Опыт

Изучение влияния солей тяжелых металлов на активность уреазы. В качестве токсиканта надо использовать раствор двухромовокислого калия К2Сr2O7 в различных концентрациях (10-6, 10-7, 10-8, 10-9 моль/л). Эксперимент следует проводить по вышеприведенной методике.

Результаты опыта занести в таблицу.

Таблица 3 Результаты опыта

В таблице ставят знаки:

"+" - реагент ингибирует фермент;

"-" - реагент не ингибирует фермент.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Неконтролируемое загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами угрожает здоровью людей.

В связи с этим необходимо максимально снизить уровень поступления тяжелых металлов в организм человека. В частности, путем получения продукции растениеводства (пищи для человека и сельскохозяйственных животных, которые в свою очередь также являются источником продуктов питания для человека) свободной от загрязнения тяжелыми металлами. Следовательно, необходимо проводить химический анализ почв на содержание каждого из наиболее опасных металлов.

В Нидерландах разработана нормативная база концентрации тяжелых металлов. Установлено три уровня содержания их в почве: А – фоновые концентрации; В – концентрации, указывающие на необходимость проведения дополнительных исследований и мероприятий; С – пороговые концентрации, свидетельствующие о необходимости проведения срочных мер по очистке почв. В таблице 4 представлены уровни содержания тяжелых металлов в почве:

Таблица 4 Уровни содержания тяжелых металлов в почве

Для получения продукции растениеводства, свободной от тяжелых металлов, на почвах с повышенным их содержанием необходимо:

§ провести агрохимическое обследование пашни, определить содержание тяжелых металлов в почве

§ сопоставить содержание тяжелых металлов с содержанием калия и кальция

§ произвестковать кислые почвы

§ повысить содержание обменного калия в почве

§ исключить применение минеральных удобрений, содержащих тяжелые металлы

§ подобрать культуры, минимально потребляющие эти элементы; на сильно загрязненных полях можно выращивать культуры для технической переработки

§ периодически проводить контроль продукции на содержание тяжелых металлов

Кроме того, снизить воздействие тяжелых металлов на здоровье населения можно путем решения следующих задач:

1. организация точного и оперативного контроля выбросов тяжелых металлов в атмосферу и воду;

2. прослеживание цепей миграции тяжелых металлов от источников до человека;

 Скачать реферат