БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021

УДК 574.24

Савинова А. А.

К. с.-х. наук, доцент Дон ГАУ Фалынскова Н.П.

К. с.-х. наук, доцент Дон ГАУ п. Персиановский, РФ

БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ

Аннотация

Биогенные элементы, их способность образовывать комплексы, их роль в живых организмах; образование и разрушение комплексных соединений, поддержание баланса металл-лиганд; определение зависимости свойств материалов от их структуры; обобщение знаний о типах химических реакций, протекающих в живых организмах, об участии соединений биогенных элементов в биохимических процессах; анализ глобальных и региональных экологических проблем

Ключевые слова:

биогенные элементы, живые организмы, химические реакции, биохимические процессы, экологические проблемы

Savinova Alla Anatolyevna

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Don GAU

Falynskova Natalia Petrovna

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Don GAU

P. Persianovsky, Russian Federation

BIOGENIC ELEMENTS IN THE ENVIRONMENT AND IN LIVING ORGANISMS

Abstract

Biogenic elements, their ability to form complexes, their role in living organisms; formation and destruction of complex compounds, maintenance of the metal-ligand balance; determination of the dependence of the properties of materials on their structure; generalization of knowledge about the types of chemical reactions occurring in living organisms, the participation of biogenic element compounds in biochemical processes; analysis of global and regional environmental problems

Key words:

biogenic elements, living organisms, chemical reactions, biochemical processes,

environmental problems.

Основоположник биогеохимии - науки о роли химических элементов в динамике живых существ -выдающийся русский ученый В.И. Вернадского. Одна из важнейших задач биогеохимии - изучение воздействия геохимической среды на живые организмы.

Биогенные элементы соединяют живые и неживые компоненты экосистем. Почти все химические элементы (а не только биогены) в экосистемах циркулируют из внешней среды к организмам и снова во внешнюю среду. Эти более или менее замкнутые пути называются биогеохимическими циклами (термин введен В. И. Вернадским).

ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021

Неполное замыкание этих циклов (т.е. дисбаланс) - важнейшее свойство. В результате в атмосфере накопились кислород и азот, а также различные химические элементы и их соединения в литосфере. Следует иметь в виду, что доля материала, покидающего биосферный цикл (длящийся от десяти до тысяч лет) в геологическом цикле (длящемся миллионы лет), очень мала каждый год.

Заболевания, связанные с отсутствием или избытком химического элемента в данном географическом районе, называются эндемическими. Эндемические болезни поражают людей, животных и растения.

Подобные эндемики известны стронцием (хондродистрофия), бором (борный энтерит), эндемическим зобом с йодной недостаточностью, кобальтом, витамином В12 при отсутствии гипо- и авитаминоза, избыток стронция и бария приводит к болезни Уровского (болезнь Кашина-Бека). Овечья медь описывается как эндемический цирроз печени, дефицит фтора вызывает кариес и избыточный флюороз. В Краснодарском крае и Республике Адыгея наблюдается нехватка йода и фтора в почве и воде, что приводит к увеличению заболеваемости эндемическим зобом и кариесом.

Из-за неравномерного распределения селена в разных регионах мира из-за факторов окружающей среды заболевания, связанные с его дефицитом, выявляются во многих странах (Канада, США, Австралия, Германия, Франция, Китай, Финляндия и др.). Дефицит селена может вызывать заболевания различных органов и систем, в том числе рак, который является основной причиной преждевременного старения и снижения продолжительности жизни.

Согласно исследованиям Института диетологии РАМН и результатам клинических исследований, дефицит микроэлементов селена ощущается практически на всей территории России. Наиболее селенодефицитные Свердловск, Челябинск, Тюмень, Новосибирск, Иркутск, Чита, Магадан, Амурская область, Красноярск, Хабаровск, Приморский край, Саха-Якутия, Коми, Республика Мари, где суточное содержание селена в рационе человека составляет30-60 мкг, при физиологической потребности 180-220 мкг.

Общество глубоко озабочено экологическими проблемами, химическая суть которых состоит в защите биосферы от избыточных оксидов углерода и метана, создающих «парниковый эффект», оксидов серы и азота, которые приводят к «кислотным дождям»; галогенированные производные углеводородов (хлор, фтор), нарушающие «озоновый щит земли»; канцерогены (полиароматические углеводороды и продукты их неполного сгорания) и другие продукты.

В наше время актуальной становится не только проблема защиты окружающей среды, но и защита внутренней среды. Увеличивается количество веществ, попадающих в живой организм, называемых чужеродными, чужеродными и ксенобиотиками. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 4 миллионов человек попадают в организм с пищей, водой и воздухом, а также лекарствами (лекарственными формами).

Кислотные дожди - одна из самых серьезных форм загрязнения окружающей среды (Рисунки 1, 2). Кислотность обычной дождевой воды характеризуется рН от 5,6 до 6,0. Пары атмосферной воды и загрязняющие вещества: оксиды серы (IV), (VI), азот (II), (IV) и соляная НС1 приводят к образованию серной, азотной, соляной кислоты в атмосферной влаге, которые в виде дождя, снега или в виде аэрозолей, которые особенно вредны для верхних дыхательных путей и легких человека.РН кислотных дождей иногда достигает 2-3, что соответствует кислотности лимонного сока. Кислотные осадки могут выпадать несколько дней спустя, за сотни и тысячи миль от источника загрязнения. Так идут дожди в Норвегии и Швеции, из Германии и Англии, в Канаде - из США. Из-за кислотных дождей рН пресноводных водоемов снижается, что приводит к гибели рыб. Когда почва подкисляется, не только погибают растения, но и повышается растворимость многих соединений металлов, включая токсичные металлы, которые представляют риск токсического загрязнения питьевой воды, растений, потребляемых людьми и животными.

ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021

Рисунок 1 - Схема образования кислотных осадков

Основными методами решения проблемы кислотных дождей являются: установка на промышленных предприятиях специальных фильтров для снижения выбросов в атмосферу оксидов серы и азота, хлористого водорода, использование современных установок для очистки технической и питьевой воды на водоочистных сооружениях и водозаборах. Постоянное загрязнение окружающей среды промышленными отходами и различными химическими веществами также является глобальной проблемой.Ежегодно в биосферу попадает до 100 000 различных химикатов, из которых 60 миллионов тонн синтетических материалов, 500 миллионов тонн минеральных удобрений, 5 миллионов тонн пестицидов, 50 миллионов тонн железа. В результате сжигания топлива ежегодно в атмосферу выбрасывается более 20 миллиардов тонн диоксида углерода и более 700 миллионов тонн газа, пара и твердых частиц, в том числе около 150 миллионов тонн диоксида серы.

Существенным источником загрязнения являются неочищенные бытовые сточные воды крупных городов, т.е. попадает в природные воды в загрязненном виде. Количество сточных вод в мире достигает 450 км3

Рисунок 2 - Влияние кислотных дождей на окружающую среду

ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №5 / 2021

Из-за неполного сгорания топлива в автомобилях в атмосферу попадает окись углерода СО. Другой окись углерода, СО2, накапливается в атмосфере как в результате естественных процессов, так и в результате деятельности человека. Из-за сильного увеличения концентрации СО2 в атмосфере температура на нашей планете повысилась на 1 градус за последние 100 лет. На международной конференции в Киото (1997 г.) развитые страны мира подписали соглашение об ограничении выбросов промышленных газов в атмосферу.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), используются практически 500 000 из более чем 6 миллионов известных химических веществ. Около 40 000 из них вредны для человека с вредными свойствами, а 12 000 - токсичны. Ассортимент химикатов растет на 5% в год. Основными загрязнителями воздуха являются оксиды углерода, азот, сера, углеводороды, альдегиды, свинец и другие тяжелые металлы. Вредные вещества также попадают в организм с водой и пищей.

Токсичные элементы в настоящее время являются основными загрязнителями окружающей среды. Когда гипомикроэлементоз (эссенциальныйдефицит) вызывает недостаточность, существуют различные формы воздействия на организм токсичных элементов - болезни и синдромы отравлений. Наиболее опасные последствия действия ксенобиотиков: канцерогенез, тератогенез (негативное влияние на развитие плода человека), мутагенез (генетические изменения в организме, токсикопатия).

Сейчас наука не может полностью объяснить механизм очевидной взаимосвязи между организмом и природной средой. Понятно, что вещества из естественной среды попадают в организм, концентрируются в скелете, влияют на обмен веществ и определяют процессы роста.

Понятно, насколько важно знать законы, по которым живет и развивается среда. Только тогда мы сможем отделить то, что человек приносит миру то, что дает природа - главный источник и носитель химических элементов нашей планеты.

Список использованной литературы:

1. Введение в химию биогенных элементов. Доступ: https://www.bsmu.by/downloads/kafedri/ к^сЫт^^2014-1Лек 1.pdf

2. Химические элементы в организме. Доступ: https://narfu.ru/university/library/books/0709.pdf

3. Биогенные элементы. Комплексные соединения. Доступ: http://stgmu.ru/userfiles/depts/general_bioorganic _chemistry/speciaПtet/Lechebny) /07-57-57-litvinova-biogennye_elementy-21-08-09.pdf

4. Микроэлементы, как экологический фактор. Доступ: http://mstu.edu.ru/science/conferences/ 11ntk/materials/section16/section16_12.html

5. Понятие биогенных элементов. Доступ: http://mstu.edu.ru/science/conferences/11ntk/ materials/section16/section 16_12.html

© Савинова А. А., Фалынскова Н.П., 2021

УДК53

Шкителева К.М., студент Крыльский Е.Д., к.б.н., доцент Попова Т.Н., д.б.н., профессор Сафонова О.А., к.б.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУ»

ВОЗДЕЙСТВИЕ 6-ГИДРОКСИ-2,2,4-ТРИМЕТИЛ-1,2-ДИГИДРОХИНОЛИНА НА АКТИВНОСТЬ ГЛУТАТИОНПЕРОКСИДАЗЫ И ГЛУТАТИОНРЕДУКТАЗЫ В ПЕЧЕНИ КРЫС В УСЛОВИЯХ

РАЗВИТИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ГЕПАТИТА

Аннотация

Проведена оценка влияния 6-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина на активность