Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Химия в интересах устойчивого развития

2000 год, номер 4

1.
Предисловие.

Е. Б. Бурлакова

Аннотация >>
23–26 ноября 1999 г. в Москве проходил международный симпозиум “Жизнь в атомном и химическом мире (химические технологии, пища и лекарства)”. В работе симпозиума приняли участие около 200 человек из России и стран СНГ. На трех секциях: “Характеристики химической и радиационной обстановки”, “Защита окружающей среды и пути снижения эффектов техногенного загрязнения” и “Продовольственные ресурсы. Питание и здоровье” – было заслушано около 40 докладов крупных ученых, в которых были даны обобщающие представления о положении дел, основных идеях, а также результатах исследований больших коллективов в разных областях науки. Рассматривались рекомендации по решению обсуждавшихся проблем.
Масштабы медико-биологических и социально-экономических последствий радиационных и химических аварий и катастроф побуждают ставить вопросы обеспечения безопасности населения, объектов экономики и окружающей природной среды в ряд важнейших научно-технических и прикладных задач современности. В настоящее время наука и медицина во всем мире оказались неготовыми к решению проблем, связанных с загрязнением окружающей среды радионуклидами и генотоксикантами.
На симпозиуме были рассмотрены комплексные проблемы – от токсикологических до философских, вопросы развития атомной промышленности, влияния ее на окружающую среду, здоровье человека и его общественное сознание.
Собрание на едином форуме специалистов различных областей знания позволило не только сформулировать важнейшие экологические проблемы, но и наметить пути их решения.
В настоящем выпуске журнала публикуются некоторые из представленных на симпозиуме докладов.


2.
Биотехнология защиты окружающей среды от загрязнения.

А. М. Боронин
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г. К. Скрябина РАН,
пр-т Науки, 5, Пущино, Московская обл. 142292 (Россия)

Аннотация >>
Приводится обзор состояния проблемы с загрязнением окружающей среды токсичными синтетическими органическими соединениями (ксенобиотиками). Описываются технологии биоремедиации, т. е. использования живых организмов, прежде всего микроорганизмов, для борьбы с загрязнениями окружающей среды. Эти технологии основываются как на стимуляции способности природных микроорганизмов к деградации, так и на использовании биопрепаратов высокоэффективных штаммов микро-организмов-биодеструкторов, предусматривающем их интродукцию в окружающую среду. Проводится сравнительная оценка с другими методами очистки окружающей среды от загрязнения. При рассеянном загрязнении, как в случае с пестицидами, применяемыми на громадных площадях в практике сельского хозяйства, загрязнениями нефтью и нефтепродуктами больших территорий Западной Сибири, взрывчатыми веществами, которыми загрязнены полигоны и стрельбища, альтернативы биоремедиации просто нет. Обсуждается возможность интродукции генно-инженерных модифицированных микроорганизмов в окружающую среду. Разработка теоретических основ процессов биоремедиации, самих технологий и их осуществление требуют междисциплинарного подхода и участия специалистов в области генетики и молекулярной биологии, экологии и эволюционной биологии, науки об окружающей среде, инженерных дисциплин. Однако главную роль в этом содружестве играет микробиологическая наука.


3.
Действие низкоинтенсивных химических и физических факторов окружающей среды и судьба биосферы.

Е. Б. Бурлакова, А. Н. Голощапов, Г. П. Жижина, А. А. Конрадов
Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН,
ул. Косыгина, 4, Москва 117977 (Россия)

Аннотация >>
Рассматриваются новые аспекты закономерностей действия низкоинтенсивного облучения на биофизические и биохимические характеристики биообъектов и популяций. Исходя из представлений о разрыве при низкоинтенсивном облучении связи между возникновением повреждений и работой систем восстановления, описаны дозовые зависимости разных типов – от пороговых до экстремальных и кривых с плато, различающихся между собой лишь соотношением этих процессов. Особенности действия низкоинтенсивного облучения на биообъекты и популяции: изменение структуры популяции, чувствительности к действию внешних стимулов, силы связей между характеристиками регуляторных систем – позволяют считать низкоинтенсивное облучение фактором, способным вызвать непредсказуемый переход квазистационарных систем в новое стационарное состояние.


4.
Экобиокатализ: реакции, скорости, динамика.

С. Д. Варфоломеев, С. В. Калюжный, И. В. Гачок
Московский государственный университет, Ленинские горы, Москва 119899 (Россия)

Аннотация >>
Экобиокатализ представляет собой раздел современной химической энзимологии, изучающий процессы деструкции отходов и ксенобиотиков, попадающих в окружающую среду. В статье рассмотрены основные реакции, по которым развиваются экобиокаталитические процессы, их динамические закономерности и особенности. Обсуждены два типа кинетических зависимостей изменения концентрации поллютанта во времени, понимание которых ведет к двум принципиально различным методам интенсификации процесса их деструкции. Рассмотрен феномен адаптации микроорганизмов к поллютанту на примере биоминерализации продуктов химической нейтрализации иприта и 4-аминосалициловой кислоты. Предложена компьютерная динамическая модель метаногенеза, протекающего под действием симбиотической ассоциации. Модель адекватна экспериментальным данным и позволяет предсказать динамику разложения различных веществ и их смесей. Экобиокатализ является предметом технологии, связанной как с непосредственным уничтожением (биоминерализацией) экотоксикантов, попадающих в окружающую среду, так и с созданием современных биотехнологических процессов конверсии промышленных и сельскохозяйственных отходов.


5.
Химические загрязнения – опасность для будущего России.

В. Г. Горский
ГУП ГосНИИОХТ, шоссе Энтузиастов, 23, Москва 111024 (Россия)

Аннотация >>
Дается анализ состояния химически опасных объектов в России. Описываются специфика химической опасности, проявляющейся в аварийном и систематическом загрязнении окружающей природной среды токсикантами, и возможные негативные последствия для страны; анализируется законотворческая и нормативно-методическая деятельность в России по проблеме химической безопасности. Выявляются недостатки научно-технического обеспечения данной проблемы. Формулируются предложения, направленные на повышение уровня химической безопасности в России.


6.
Биомиметика – перспективный подход к созданию экологически чистых технологий функционализации алканов.

Е. И. Карасевич, А. Е. Шилов
Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН,
ул. Косыгина, 4, Москва 117977 (Россия)

Аннотация >>
Обсуждены результаты исследований в области катализа биологического окисления насыщенных углеводородов молекулярным кислородом и моделирования этого процесса на основе комплексов металлов. Рассмотрены перспективы применения принципов химических процессов живой природы, т. е. биомиметического подхода, к созданию фундаментальных основ экологически чистых технологий будущего.


7.
Особенности воздействия некоторых химически опасных веществ в сверхмалых дозах на клетки крови человека.

В. К. Курочкин, К. А. Аникиенко, А. С. Полезина, М. В. Киселевский*
УП ГосНИИОХТ, шоссе Энтузиастов, 23, Москва 111024 (Россия)
*Онкологический центр РАМН, Москва (Россия)

Аннотация >>
Проведено исследование воздействия физиологически активных веществ (ФАВ) в сверхмалых дозах на состояние мембран клеток форменных элементов крови с целью изучения влияния потенциально токсичных соединений на здоровье человека. С помощью метода ЭПР исследованы структурные изменения клеточных мембран, вызываемые воздействием ряда ФАВ в диапазоне концентраций 10–15–10–4 М, а также изменения их ионной проницаемости и липидного состава. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии изучено воздействие ФАВ на белки эритроцитарной мембраны. Показано, что некоторые ФАВ вызывают структурные и функциональные изменения клеток крови, действуя в сверхнизких концентрациях (10–9–10–13 М). Результаты исследовования могут составить основу методологического подхода к обнаружению повреждающего действия малых доз ФАВ на форменные элементы крови человека и, кроме того, быть использованы для скрининг-отбора и изучения механизма действия лекарственных препаратов.


8.
Энерготехнологии сжигания на основе явления сверхадиабатических разогревов.

Г. Б. Манелис, Е. В. Полианчик, В. П. Фурсов
Институт проблем химической физики РАН,
Черноголовка, Московская обл. 142432 (Россия)

Аннотация >>
В настоящее время практически общепризнанным считается мнение, что промышленные технологии, вовлекающие в оборот значительные объемы природных ресурсов, в частности энергетика, являются источником больших экологических проблем (образование вредных отходов и токсичных выбросов при сжигании ископаемых топлив и т. д.). В настоящей работе предпринята попытка показать, что существуют такие пути решения энергетических и экологических проблем, стоящих перед человечеством, которые не только не противоречат, а, напротив, взаимно дополняют друг друга. Один из таких путей – целенаправленное использование новых технологий на основе способа газификации твердых горючих в режиме фильтрационного горения со сверхадиабатическим разогревом, который открывает широкие возможности для утилизации разного рода горючих отходов и низкосортных твердых топлив с высокой энергетической эффективностью, экологической чистотой и относительно невысокими затратами.


9.
Сопряжение процессов как путь для подражания безотходной технологии природы.

Г. И. Панов
Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН,
пр-т Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия)

Аннотация >>
В настоящее время основной способ защиты окружающей среды от вредных химических выбросов заключается в их предварительной нейтрализации, т. е. превращении в экологически менее вредную форму. Однако быстро растущий объем отходов, даже подвергнутых нейтрализации, представляет серьезную опасность для окружающей среды. Природа подсказывает нам решение более высокого порядка, а именно: создание сопряженных технологий, когда отходы одного процесса использовались бы как исходный материал для другого. Именно этот подход является основой для объединения всех бесчисленных химических превращений, протекающих в живой природе, в единую глобальную безотходную технологию, в рамках которой отсутствует само понятие отходов. В данной работе рассматривается один из первых примеров этого подхода в области каталитической химии. Он связан с разработкой новых процессов окисления, основанных на уникальных окислительных свойствах оксида азота (I), образующегося в качестве отходов при производстве адипиновой кислоты.


10.
Каталитические технологии будущего для возобновляемой и нетрадиционной энергетики.

В. Н. Пармон
Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН,
пр-т Акад. Лаврентьева, 5, Новосибирск 630090 (Россия)

Аннотация >>
Представлен обзор современных тенденций в разработке новых каталитических технологий для исполь- зования ядерных, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, получения механической и электрической энергии из энергии химических энергоносителей, а также для аккумулирования и использования средне- или низкопотенциальных тепловых отходов и температурных градиентов.


11.
Основные принципы экологически чистых технологий уничтожения токсичных агентов при горении.

Н. А. Платэ, Ю. А. Колбановский
Институт нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН,
Ленинский пр-т, 29, Москва 117912 (Россия)

Аннотация >>
Рассматриваются научные основы экологически чистого уничтожения путем сжигания жидких токсичных и высокотоксичных органических отходов. Особое внимание уделено термодинамическим, кинетическим и макрокинетическим аспектам обезвреживания хлоросодержащих соединений, сформулированы научные основы их бездиоксинового уничтожения. Приводится информация о модификации энергетических установок (жидкостных ракетных двигателей и двигателей внутреннего сгорания) в химические реакторы для уничтожения токсичных органических отходов. Рассмотрено применение в качестве окислителя кислорода и воздуха. Приводятся экспериментальные результаты уничтожения токсичных отходов различных типов в химических реакторах на базе модифицированных жидкостных ракетных и дизельных двигателей.


12.
Диоксиновая опасность – фактор риска для жизни в атомном и химическом веке.

А. П. Пурмаль
Институт химической физики РАН, ул. Косыгина, 4, Москва, 117829 (Россия)

Аннотация >>
Дана общая характеристика соединений группы диоксинов, описаны механизм и последствия их воздействия на организм, мера токсичности. Показан масштаб применения огневых методов уничтожения городских отходов, ведущих к выбросу диоксинов в окружающую среду. Проведен термодинамический анализ возможных процессов образования диоксинов при эксплуатации мусоросжигательных предприятий. Приведены доводы в пользу того, что источником атомов хлора при синтезе диоксинов является, скорее, HCl, а не Cl2. Показано, что гомогенный синтез диоксинов из газовых продуктов сгорания невозможен. Такой синтез может осуществляться лишь при наличии в послепламенной зоне в охлаждающихся топочных газах сажевых частиц, т. е. синтез диоксинов имеет гетерогенную природу. По результатам анализа сформулирована рекомендация по вводу в эксплуатацию мусоросжигательных заводов с предварительной газификацией и последующим режимом гомогенного горения. Этот экологически прогрессивный способ заведомо экономнее, чем способ обычного сжигания с адсорбционной очисткой газов от диоксинов. Технология такого метода, опробованного на зарубежных заводах, разработана в Объединенном институте химической физики РАН.


13.
Биомиметика и ее роль в защите окружающей среды.

А. М. Сахаров
Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН,
ул. Косыгина, 4, Москва 117977 (Россия)

Аннотация >>
Показана принципиальная возможность моделирования ферментативных процессов по эффективности катализа в процессах окисления газообразным кислородом с использованием простой каталитической системы [Cu2+…cубстрат…основание]. В отличие от традиционных систем, катализирующих, как правило, окисление органических субстратов по малоэффективному и низкоселективному радикально-цепному механизму, такая система обеспечивает каталитическое окисление субстрата по концертному нерадикальному механизму и характеризуется сверхвысокими скоростями и высокой селективностью реакций. Как и в случае ферментативных процессов, изменение условий проведения процесса (например, лигандного окружения центрального иона металла) может приводить к драматическому изменению направления реакции. На примере окисления диацетон-L-сорбозы, фторированных спиртов-теломеров общей формулы H(CF2CF2)nCH2OH (где n = 1–6) и крахмала показано, что применение такой каталитической системы позволяет создавать практически важные высокоэффективные и безотходные технологии с использованием наиболее дешевого и экологически чистого окислителя – газообразного кислорода.