«Биокаталитические системы для защиты окружающей среды»



Скачать 359.89 Kb.
страница3/11
Дата03.10.2019
Размер359.89 Kb.
Название файлакурсовая работа, биокатализ и нанотехологии,.docx
ТипКурсовая
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Введение


Термин "окружающая среда" интерпретируется каждым из нас по-разному. Обезоруживающее по своей простоте определение этого понятия было предложено А.Эйнштейном: "Окружающая среда - это все, что не я". Как и всё гениальное, это определение лаконично объясняет, почему в третьем тысячелетии человек имеет так много экологических проблем. В самом деле, окружающая среда - это типичный пример "трагедии общего": она принадлежит всем и никому. Как результат, все мы (как на Западе, так и на Востоке), следуя поведенческим критериям "общества второй волны" (определение экономиста А.Тоффлера), проэксплуатировали окружающую среду до катастрофического предела.

Решение экологических проблем зиждется, в основном, на фундаменте биокаталитических методов из-за их относительной дешевизны и высокой производительности, а вся подчиненная область называется природоохранной биотехнологией, являющейся в настоящее время крупнейшей областью промышленного применения биокатализа, принимая во внимание объемы перерабатываемых веществ. Философия в рамках современной природоохранной биотехнологии должна быть целостной по отношению ко всем компонентам окружающей среды, а это требует интеграции многих научных дисциплин, и, в первую очередь, детальных знаний о механизмах протекающих биокаталитических процессов, а также их эффективного инженерного оформления.

Очевидно, что в биотехнологии защиты окружающей среды акцент должен быть сделан на компоненте "био", по крайней мере, не в меньшей степени, чем на компоненте "технология". Хотя в исторической перспективе, решение проблем окружающей среды было почти исключительно монополизировано санитарной инженерией.

К настоящему времени существует ряд биокаталитических и инженерных подходов, для защиты трех основных компонентов окружающей среды - почвы, воды и атмосферы.

Биокаталитические системы (biocatalytic systems) [греч. bio(s) — жизнь и katalysis — разрушение; греч. systema — целое, составленное из частей; соединение] — комплексы, состоящие из множества метаболически связанных между собой ферментов, которые в совокупности осуществляют протекание определенных биологических процессов. Существуют полиферментные биокаталитические системы и биокаталитические системы на основе целых микроорганизмов, которые чаще всего находятся в иммобилизованной форме. В настоящее время созданы биокаталитические системы, осуществляющие разнообразные хозяйственно полезные процессы: конверсию СО2, ремедиацию(восстановление,очищение) окружающей среды, фиксацию азота и др.

Проблема сохранения окружающей среды решается по двум направлениям:



  1. создание новых технологических процессов с минималь­ным уровнем отходов ксенобиотиков — химических соединений, нарушающих равновесие процессов в природе и вызывающих ги­бель живых организмов;

  2. разработка высокоэффективных процессов деструкции ксе­нобиотиков с образованием продуктов, нетоксичных для среды обитания.

Биокатализаторы в большинстве случаев способны обеспечить полную конверсию ксенобиотиков (пестицидов, препаратов бы­товой химии, отходов промышленных производств и т.п.) в про­дукты, совместимые с окружающей средой. Любой продукт, внесенный в окружающую среду, например в почву, претерпевает деструкцию во времени. Однако зачастую эти процессы протекают малоинтенсивно, по сложным динамиче­ским законам. Поскольку на конечном этапе процессы деструк­ции идут под действием ферментов, их можно назвать экобиокаталитическими. Очевидно, что главной задачей экобиокатализа яв­ляется исследование кинетики реакций деструкции ксенобиоти­ков с участием микроорганизмов и ферментов с целью их интен­сификации.

Особенностью биокаталитических процессов в природе явля­ется то, что деструкция веществ, в конечном итоге, происходит до минеральных компонентов (С02, NH3, H3P04, H2S и др.). Эти процессы можно назвать биоминерализацией вещества, и именно они представляют наибольший интерес. При этом процессы де­струкции могут проходить как непосредственно в окружающей среде (биоминерализация выбросов нефти и нефтепродуктов), так и в специальных аппаратах, обеспечивающих предельную полноту и интенсивность превращений (например, анаэробная деструк­ция отходов сельскохозяйственного производства или пищевой промышленности).





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База данных защищена авторским правом ©danovie.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница