Контрольная работа по "Химии"

  Жесткость, хлориды, сульфаты, аммиак, нитриты инитраты, содержащиеся  в исходной воде в обычных  концентрациях практически не  влияют на поглощение бактерицидного  УФ-излучения.

 

Задача 74. Особенности размножения микроорганизмов.

При изучении процесса размножения бактерий необходимо учитывать, что бактерии всегда существуют в виде более или менее многочисленных популяций, и развитие бактериальной популяции в жидкой питательной среде в периодической культуре можно рассматривать как замкнутую систему. 

В этом процессе выделяют 4 фазы:

1-я -  начальная, или лаг-фаза, или фаза задержки размножения.  Характеризуется началом интенсивного роста клеток, но скорость их деления остается невысокой;

2-я -  логарифмическая, или лог-фаза, или экспоненциальная фаза. Характеризуется постоянной максимальной скоростью деления клеток и значительным увеличением числа клеток в популяции;

3-я -  стационарная фаза, наступает тогда, когда число клеток в популяции перестает увеличиваться. Это связано с тем, что наступает равновесие  между числом вновь образующихся и гибнущих клеток. Число живых бактериальных клеток в популяции на единицу объема питательной среды в стационарной фазе обозначается как М-концентрация. Этот показатель является характерным признаком для каждого вида бактерий;

4-я -  фаза отмирания (логарифмической гибели). Характеризуется преобладанием в популяции числа погибших клеток и прогрессивным снижением числа жизнеспособных клеток популяции.  Прекращение  роста численности  (размножения) популяции микроорганизмов наступает в связи с истощением питательной среды и/или накоплением в ней продуктов метаболизма микробных клеток. Поэтому, удаляя продукты метаболизма и/или заменяя питательную среду, регулируя переход микробной популяции из стационарной фазы в фазу отмирания, можно создать открытую биологическую систему, стремящуюся к устранению  динамического   равновесия  на  определенном  уровне развития популяции.

 

Задача 88. Процессы самоочищения водоемов, самоочищение от патогенной флоры, принципы, влияние внешних условий.

Поступающие в водоем загрязнения вызывают в  нем нарушение естественного  равновесия. Способность водоема  противостоять этому нарушению, освобождаться от вносимых загрязнений  и составляет сущность процесса самоочищения. Самоочищение представляет собой сложный  комплекс физических, физико-химических, химических и биохимических явлений.

Гидродинамические процессы смешения стока с водой  водоема во многом определяют интенсивность  самоочищения, так как понижают концентрацию загрязнений. К числу физических факторов самоочищения относятся также  процессы осаждения нерастворимых  примесей, поступающих в водоем со сточными водами.

Физические  явления осаждения тесно связаны  с жизнедеятельностью гидробионтов — фильтраторов и седиментаторов. Они извлекают из воды огромные количества взвешенных веществ и выбрасывают  непереваренный материал в виде фекальных  комочков, легко оседающих на дно. Еще большее значение имеет процесс  образования моллюсками псевдофекалий. Таким образом, гидробионты ускоряют процессы осаждения, способствуя очистке  воды от взвешенных веществ иx осаждению  их в донные отложения.

В водоеме  протекают и чисто химические реакции нейтрализации, гидролиза, окисления. Например, при самоочищении от ионов Fe, Mg, Al преобладающим процессом  является реакция образования гидроксидов  этих металлов с последующим их осаждением.

Минерализация органических загрязнений происходит главным образом за счет биохимических  процессов, протекающих с участием разнообразных гидробионтов. Биохимические  превращения в водоемах осуществляются как в водной среде, так и в  донных отложениях.

Главенствующую  роль в окислении растворенных органических веществ играют бактерии. Поступление  в водоем органических загрязнений  вызывает в нем бурное развитие сапрофитных  бактерий. При этом видовой состав бактериального населения определяется характером внесенных загрязнений. В воде развиваются виды, способные  использовать те или иные внесенные  вещества в качестве источников питания.

Постепенное истощение запасов питательных  веществ приводит к уменьшению числа  бактерий. Снижение числа бактерий происходит и за счет поедания их представителями  зоопланктона (простейшими, коловратками, ракообразными), которые, удаляя из воды коллоиды и мелкие взвешенные вещества, одновременно уничтожают и бактерии.

Органические  вещества, как внесенные извне, так  и образовавшиеся в результате отмирания  фито- и зоопланктона, частично оседают  на дно. В донных отложениях процессы минерализации протекают столь  же интенсивно, как и в водном слое. В этих процессах принимают  участие бактерии, черви, моллюски, простейшие, личинки насекомых.

Процессы  минерализации заметно усиливаются, если в водоеме присутствуют макрофиты. На стеблях и листьях водных растений обильно развиваются организму  перифитона, принимающего участие в  окислении органических веществ. В  зарослях макрофитов бентос, как правило, более богат разнообразными организмами  — минерализаторами. Макрофиты стимулируют  процессы аэробного биохимического разложения органических веществ, выделяя  в воду значительные количества кислорода.

Кроме того, установлено, что в присутствии  макрофитов интенсифицируется деятельность многих бактерий, в частности нефтеокисляющих. Объясняется это явление выделением макрофитами в среду метаболитов, стимулирующих обменные процессы у  бактерий.

В процессах  самоочищения принимает участие  комплекс биоценозов, образованных различными гидробионтами. Большинство из них  принимает непосредственное участие  и в освобождении водоема от бактериальных  загрязнений, в том числе от патогенных микробов.

Механизм  антибактериального действия гидробионтов достаточно разнообразен. Одни из них  поглощают бактерии в качестве питания, другие вызывают лизис клетки, третьи выделяют в среду бактерицидные  вещества. Между бактериальным населением и другими гидробионтами складываются взаимоотношения разного типа. Преобладающими среди них помимо пищевых являются метабиоз и антагонизм.

Антагонистические отношения между водорослями  и бактериями обусловлены несколькими  причинами. Это может быть конкуренция  за источники азотного питания или  то обстоятельство, что в процессе фотосинтеза водоросли подщелачивают  среду до рН = 9. Кроме того, многие водоросли (например, зеленые водоросли Chlorella и Scenedesmus) выделят в среду  вещества (метаболиты), обладающие бактерицидным  действием.

Установлено, что бактерицидное действие зеленых  водорослей распространяется и на бактерии группы Coli, и на возбудителей многих кишечных инфекций. В уничтожении  патогенных бактерий принимают участие  н бактериофаги.

В водоемах с богатым микронаселением болезнетворные микробы гибнут скорее, чем в водоемах с незначительным количеством гидробионтов. Объясняется это действием антагонистических  отношений между бактериями и  другими микроорганизмами.

В зимних условиях процессы бактериального самоочищения протекают медленнее, и патогенная микрофлора сохраняется в воде дольше, так как биологические факторы  самоочищения при пониженных температурах действуют с малой интенсивностью.

 

 

 

 

 

 

 

 Список литературы:

1. Шепелев В. В. Фазовые переходы воды - основа природных водообменных циклов // Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия. - Томск: Изд-во НТЛ, 2000.
2. Шепелев В. В. О круговороте природных вод // Водные ресурсы. - 2001.
3. Алекин O.A., Бражникова Л.В. Сток растворенных веществ с территории СССР. М. Наука. 1964.
4. Вернадский В.И. История природных вод. Избр. соч. T.IV. кн.2. М. Изд-во АН СССР. 1960.
5. Химическая энциклопедия. Гл. ред. И.Л. Кнунянц, М.: Сов. энциклопедия. Т. I., А - Дарзана. 1988.
6. Кнорре Д.Г., Крылова Л.Ф., Музыкантов В.С. Физическая химия. М.: «Высшая школа», 1990. 
7. Германов И.И. «Микробиология», изд. Просвещение, М. 1969г.;
8. Алехина Г.П. Лизоцамная и антилизоцимная активность альгофлоры вводных биоценозах. //Автореф. дисс. канд. биол. наук. Оренбург, 1996.
9. Бухарин О.В., Литвин В.Ю. Патогенные бактерии в природных экосистемах. Екатеринбург 1997.  
    
    
    
   

 

7 января 2013 г.       Ю.А. Беляшов