View
47
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
A LEVEGŐSZENNYEZÉS ÉS A GLOBÁLIS VÁLTOZÁSOK. Természetes levegőszennyezők: vulkánok, villámlás, erdőtüzek, mocsarak Antropogén szennyeződések: az első ipari forradalom óta, 150 éve mérik A légszennyeződések típusai: helyi, regionális, globális - gázok, aeroszolok - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
A LEVEGŐSZENNYEZÉS ÉS A GLOBÁLIS VÁLTOZÁSOK
Természetes levegőszennyezők: vulkánok, villámlás, erdőtüzek, mocsarak
Antropogén szennyeződések: az első ipari forradalom óta, 150 éve mérik
A légszennyeződések típusai: helyi, regionális, globális- gázok, aeroszolok- vizes depozíció: vízben
oldott anyagok (levélfelvétel),
eső, köd- száraz depozíció: levél,
talaj
Globális változások: megnövekedett hőmérséklet
(aeroszolok, üvegházhatást okozó gázok)
2.1 oC globális hőmérséklet növekedés 2050-re
megnövekedett CO2 koncentráció:(280 µl /l 230 éve, 365 µl/l most)megnövekedő fotoszintézis, biomassza produkció
megnövekedett UV-B sugárzás (Ok: ózonlyuk a sztratoszférában)
Növényi válaszreakciók: rezisztens növények
elterjedése, szelektálása
Üvegházhatást okozó gázok
A környezetszennyező gázok élettartama a légkörben
A légszennyező gázok fitotoxikus hatásai
LÉGSZENNYEZŐDÉST OKOZÓ HALOGÉNEZETT SZÁRMAZÉKOK
Legtöbbjük antropogén eredetű:
előfordulás: ppb koncentráció tartományban
nagy stabilitás (néhány hét –
10 000 év);
lipofil sajátság; inertek;
nem gyúlékonyak
Fő csoportjaik:
halogénezett alifás szénhidrogének:
klórozott szénhidrogének
halonok (és egyéb CFC származékok)
klórozott dioxin és furán származékok
klórozott aromás származékok
Biofilterek
A levegőben és vízben lévő szennyeződések kivonása: porózus adszorbens, folyadékfilm borítással, mikroorganizmusok (pl. diklórmetán)
1./ Rövid szénláncú, halogénezett alifás származékok (RHALF)(széntetraklorid, diklór-metán, triklór-etilén,
halon) műanyaggyártás, vízhatlanító anyagok, oldószerek,
textiltisztítók, fémfeldolgozó ipar teljesen halogénezett metánszármazékok: halonok
(tűzoltás)a./ Az egész légkörben eloszlanak, hosszú élettartam.
A termelés mértéke meghaladja a természetes degradáció mértékét.A SZTRATOSZFÉRA ÓZONRÉTEGÉNEK CSÖKKENÉSÉT OKOZZÁK!
Kis reakcióképesség: ellenállnak a mineralizálódásnak
Aerob és anaerob mikroorganizmusok is degradálják.
A széntetraklorid és a tetraklóretilén reduktív deklorinációja.
b./ Toxicitás: állati szervezetre: CCl4, CHCl3 - májkárosodás növényekre:adszorbeálódnak a kutikulában (fenyőtű)Hosszútávú hatás, különösen más stresszorokkal kombinálódva: napfény + RHALF - fotoaktiváció:
pigment degradáció UV-B + RHALF - aktív RHALF intermedierek: pigment és tilakoid membrán degradáció
Oka: szabad gyökök képződéseoxidatív stresszenzimatikus folyamatok gátlásaDNS és RNS molekulák sérülése
Növényi védekező mechanizmusok:konjugátum képzés glutationnal glutation S-transzferáz aktivitás
aktiválódikc./ A természetes depozíció sebessége:
tetraklóretilénnél 0.1 0.052 mm s-1 , a fenyőtűben mért koncentrációk: ng g-1 FW
2./ Klórozott dibenzodioxin, dibenzofurán és bifenil származékok
a./ hőcserélő, vákuumolaj komponens, kondenz folyadék, festékek, tinták, ragasztók
alapanyaga hosszú élettartam, a talajban,
szedimentumban is feldúsulhatnak.b./ Hatás a növényekre: gyökérfelvétel is lehet
levélben akkumulálódhat,speciális szervekben koncentrálódhat:
barka, fenyőtűNövényekre nem jelentős mértékű a hatás:
felhalmozódhatnak azonban a táplálékláncban.
metabolizálódhatnak a növényekbenkonjugátumképzés O-glukoziltranszferázok által
A halogénezett anyagok (dioxinok, halogénezett bifenilek) bioremediációs stratégiái:
1. tápanyagadagolás a mikróbáknak (N, P) és felületaktív anyagok használata
2. Levegőztetés (amennyiben vízből vonják ki)
3. A környezet beoltása jól degradáló baktériumokkal
4. Fitoremediáció: az algák és a növények jól felveszik, átalakítják és degradálják a szerves szennyezések egy részét.
Levegőztető rendszer
A talajfelszíni vizek szennyeződése
A Föld vízkészleteinek 2%-a édesvíz. Magyarország vízkészletének 5%-a ered az ország
területéről.Az édesvíz formái a szárazföldön: csapadékvíz
felszín alatti vizekfelszíni vizek
A vízben található idegen anyagok: oldott gázokoldott sók és szerves anyagoklebegő szennyezések, mikroszennyezők
Vízminőség: Kémiai vízminősítés:
a vízek lágyságaNa+ , foszfát és nitrát tartalomoldott oxigén (szennyezők oxidálódása)SZERVES ANYAGOK:
Mennyiségüket azzal az oxigénmennyiséggeljellemezzük, ami oxidálódásukra elfogy.Biokémiai oxigénigény (BOI): a vízben levő szerves
anyag earob eloxidálásához szükséges oxigénmennyiség (mg/l-ben, átlag 5 nap időtartam alatt).
Kémiai oxigénigény (KOI): a vízminta kálium-permanganáttal történő egyórás forralása során elhasználódott vegyszerrel egyenértékű oxigénfogyás.
Mikroszennyezők: Íz és szagkárosítók, egészségre ártalmasak.
szervetlenek: nehézfémekkőolajszármazékok,
fenantrén, fenol, mosószerek, herbicidek, inszekticidek, fungicidek, klórozott szénhidrogének
Biológia vízminőség:Négy tulajdonságcsoport:
halobitás - biológiailag fontos sók összessége
trofitás - az vízi ökoszisztéma elsődleges szervesanyag termelése
szaprobitás - a holt szerves-anyag lebontásának mértékeélőlények táplálékául alkalmas
toxicitás - algatoxinok, bomlás-
termékek, H2S, NH3 Eutrofizálódás: megoldás a szervetlen anyagok eltávolítása.
Cylindrospermum raciborskii
Hepatotoxikus alkaloidot termel, cilindrospermopszin a neve.
A felszíni vizeket is meg lehet tisztítani szerves szennyeződésektől növényekkel
A metolachlor és az atrazin herbicidek degradációjának hatékonysága a vízinövények, a
Ceratophyllum>Elodea>Lemna szöveteiben
Elodea canadensis Lemna minor
A DDT-t a „seaweed” kitűnően degradálja
A talaj szennyeződése
A talajszennyezések típusai:radioaktív anyagokfluor, ólom, berillium, arzén, réz, kénnövényvédőszerek:
2.4-D 2-4 hétig marad meg,Monuron20-200 hétig
higany, rézpoliciklusos szénhidrogének
Rákkeltőek közülük: 3.4-benzpirén, 3.4-bezfluorantén, 1.2-benzatracén
Származnak: ipari üzemek, gázgyárak kőolajfinomítók, közlekedés szennyezéseként.ásványiolaj származékok
SZERVES SZENNYEZŐDÉSEK FELVÉTELE ÉS
TRANSZPORTJA A NÖVÉNYEKBEN a./ Gyökéren keresztül történő felvétel: nincs kutikula
diffúzió a PM-iga felvétel mechanizmusa a vízoldékonyságtól, töltéstől függpH viszonyok
b./ Levélfelvételnél: a kutikula döntőlipofil tulajdonság, szénatomszámnövényvédőszereket felületaktív anyagokkal
Szisztemikusan transzlokálódó anyagok: végigfutnak a növényen (fluometuron, gyapot)
A kezelés helyén maradó vegyületek(Cyperus esculentus,chlorimuron, a gumóban marad)
c./ Exkréció lehetősége: levélen (Scirpus lacustris,
gyökéren fenolt vesz fel, hajtásban kiválasztja)volatilis halogénszármazékokat is (1,2-dibrómetán)
gyökéren: levélen alkalmazott 2,4-D-t,Dicamba-t, napraforgó, repce)
Szerves szennyeződések inaktiválódásának
lehetőségei a növényekben I. Konjugátum képzés
a./ Az alkoholos és fenolos -OH csoportok glükozilációjapl. -D-glükozid; O-malonil--D-glükozid konjugálódik a pentaklórfenolhoz
b./ Karboxil csoport glükozilációjapl. 2,4-D glükozilészterei, Triticum dicocconban egyéb cukrok: nikotinsav arabinózzal
c./ Aminocsoportok glükozilációjapl. 3,4-diklór-anilin glükózzal
d./ Karboxil csoport konjugációja aminosavakkalpl. Glycine-ben a szenzitív genotípus aminosavakkal, a toleráns glükózzal konjugálta a 2,4-D-t.
e./ Konjugáció peptidekkel
GLUTATION (GSH) konjugátumok:Fontos példa: atrazin, a kukorica
gyomirtószere- Rezisztens növények: GSH-val
konjugálják(Andropogon qerardii, Panicum virgatum)
- Szenzitív növények: N-deetilálták. Homoglutation konjugátumok:
Gly helyett AlaAlacsony mólsúlyú egyéb peptidek:
pl. fenollal kapcsolódnak
II. Oxidációa./ Hidroxiláció
N-alkil származékok:az alkil csoport hidroxilálódik
C1-C5 alkánok: CO2-ig oxidálódnakaromás szénhidrogének oxidációjának első
lépése (benzpirén, benzantracén)benzoesav: o- és p-pozícióban
b./ Hidrolitikus hasítás: a xenobiotikumok észtercsoportja hasítódik
c./ A gyűrű felhasadásad./ központi szerep a herbicid metabolizmusban
A növényvédőszerek degradációja is hasonló módon történik
III. A folyamatban szereplő enzimeka./ Citokróm P450-dependens monooxigenázok
Diverz géncsalád: 300 gén az ArabidopsisbanVannak konzervált funkciójú izoenzimek: hormon, szterol és oxigenált zsírsavszintézis
Biokémiai jellemzők:- hem proteinek - elektrontranszfer a NADPH-ról az O2-re- monooxigenáz reakció, oxidált szubsztrát + víz
R-H +O2 +NADPH +H+ R-OH + H2O + NADP+
- NADPH Cyt P450 reduktázok (FAD és FMN koenzimmel) Cyt P450- az ER citoplazmatikus felszínéhez kötődnek N--terminusukkal- CO gátolja, a CO-Cyt P450 komplex fénnyel felbontható
A cytP450 működése és a géncsaládok közti kapcsolatok szorossága
Biokémiai jellemzők (P450):
inaktiválódhat: epoxid, aldehid, peroxid keletkezhet a reakcióban, az enzimfehérje degradálódik,H2O2 keletkezik a reakció során, suicide inhibitor,eltűnik a szövetek öregedése folyamán
Gyors növényvédőszer metabolizmusra azok a fajok képesek:
hipermetabolizálók, mert a CYT P450 pontmutációt szenvedett,
új izoenzimek indukálódtakP450 gént tartalmazó transzformáns növények:
baktérium vagy emlős gént vittek be előszörStreptomyces griseolus talajbaktérium génjétvitték be dohányba, tranzit peptid a plasztiszba,
ferredoxin a redukáló erő ez egyidejűleg aktiválhat is proherbicideket
Bioremediáció céljából: A Rhodococcus baktérium képes tiokarbamát
herbiciden, mint N és S forráson élni, P450 génjét bevitték a kukorica rhizoszférában lakó baktériumokba, amelyek eltávolították az EPTC (tiokarbamát) herbicidet.b./ Polifenoloxidáz rendszer a plasztiszban
o-difenol oxidázp-difenoloxidázmonofenol monooxigenáza plasztisz a fenolok, alkánok és arének oxidálásában fontosak
c./ peroxidáz, kataláz
Recommended