Verbum

БРАДЖЭ́ННЕ,

анаэробны ферментатыўны акісляльна-аднаўляльны працэс расшчаплення (катабалізму) арган. рэчываў, што адбываецца ў жывых арганізмах і эксперым. умовах пераважна пад уздзеяннем мікраарганізмаў або вылучаных з іх ферментаў. Зыходным субстратам для браджэння з’яўляюцца гал. ч. вугляводы, арган. к-ты, пурыны і пірымідзіны. Пры браджэнні ў выніку шэрагу спалучаных акісляльна-аднаўляльных рэакцый вызваляецца энергія, неабходная для жыццядзейнасці арганізмаў, і ўтвараюцца хім. злучэнні, што выкарыстоўваюцца імі для біясінтэзу амінакіслот, бялкоў, тлушчаў і інш. «будаўнічых» кампанентаў цела (некаторыя бактэрыі, мікраскапічныя грыбы і прасцейшыя жывуць толькі за кошт энергіі браджэння). Адначасова назапашваюцца канчатковыя прадукты браджэння: у залежнасці ад віду зброджвальнага субстрату і шляхоў яго метабалізму ўтвараюцца спірты (этанол і інш.), карбонавыя к-ты (малочная, алейная і інш.), ацэтон і інш. арган. злучэнні, вуглякіслы газ, у шэрагу выпадкаў — вадарод. Паводле ўтварэння асн. прадуктаў адрозніваюць браджэнне спіртавое, малочнакіслае, масленакіслае, прапіёнавакіслае, ацэтона-бутылавае, ацэтона-этылавае і інш. Характар і інтэнсіўнасць браджэння, колькасныя суадносіны канчатковых прадуктаў, а таксама кірунак залежаць ад асаблівасцяў яго ўзбуджальніка і ўмоў, пры якіх яно адбываецца (pH, ступень аэрацыі, від субстрату і інш.). Найб. вывучана спіртавое браджэнне.

Спіртавое браджэнне адкрыў франц. вучоны Каньяр дэ ла Тур (1836), які вызначыў, што яно звязана з ростам і размнажэннем дражджэй. Хім. ўраўненне спіртавога браджэння — C₆H₁₂O₆∙2C₂H₅OH + 2CO₂ выведзена франц. хімікамі А.​Лавуазье (1789) і Ж.​Гей-Люсакам (1815). Л.​Пастэр (1857) вызначыў, што спіртавое браджэнне выклікаюць толькі жывыя дрожджы ў анаэробных умовах. Ням. хімік Э.​Бухнер (1897) высветліў, што яго могуць ажыццяўляць таксама выцяжкі з дражджэй. Пры т-ры, роўнай або большай за 50 °C, працэс браджэння спыняецца. Вылучаны і ідэнтыфікаваны 11 метабалітаў гэтага працэсу — прамежкавых прадуктаў спіртавога браджэння глюкозы і 11 ферментаў, што паслядоўна каталізуюць усе рэакцыі і спіртавога браджэння (сумарнае ўраўненне якога C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2АДФ → 2CH₃CH₂OH + 2CO₂ + 2АТФ). Існуе цесная сувязь паміж браджэннем і дыханнем мікраарганізмаў, раслін і жывёл. У прысутнасці кіслароду спіртавое браджэнне прыгнечваецца ці зусім спыняецца. Працэс ператварэння глюкозы ў жывых арганізмах (гліколіз) падобны да спіртавога браджэння і ідзе з удзелам тых жа ферментаў (адметныя рысы ён набывае на апошніх этапах). Зброджванне вугляводаў (глюкозы, ферментатыўных гідралізатаў крухмалу, кіслотных гідралізатаў драўніны) шырока выкарыстоўваецца ў многіх галінах прам-сці з мэтай атрымання этылавага спірту, гліцэрыну і інш. тэхн. і харч. прадуктаў. На спіртавым браджэнні заснаваны прыгатаванне цеста ў хлеба-пякарнай прам-сці, малочнакіслых прадуктаў, вінаробства і піваварэнне. Малочнакіслае браджэнне бывае гомаферментатыўнае (яго асн. прадукт — малочная к-та; выклікаецца бактэрыямі Streptococcus lactis, S. diacetilactis, Lactobacillus delbrückii) і гетэраферментатыўнае (акрамя малочнай утвараюцца бурштынавая і воцатная к-ты, этанол і інш.; выклікаецца бактэрыяй Escherichia coli — кішачнай палачкай). Малочнакіслае браджэнне выкарыстоўваюць пры вырабе кісламалочных прадуктаў, малочнай к-ты, у хлебапячэнні, квашанні агародніны, сіласаванні кармоў і інш. Масленакіслае браджэнне вугляводаў з утварэннем масленай к-ты ажыццяўляюць многія анаэробныя бактэрыі з роду Clostrobium; выкарыстоўваецца для атрымання масленай к-ты, пры вымочванні валакністых раслін (лёну, канапель, джуту і інш.). Ацэтона-бутылавае браджэнне вугляродаў з утварэннем бутылавага спірту і ацэтону (таксама невял. колькасці вадароду, вуглякіслага газу, воцатнай і масленай к-т і этылавага спірту) выклікае бактэрыя Clostridium acetobutilicum; выкарыстоўваюцца для прамысл. атрымання бутылавага спірту і ацэтону, неабходных для хім. і лакафарбавай прам-сці. Некаторыя бактэрыі з роду Clostridium (гніласныя анаэробы) здольныя зброджваць таксама амінакіслоты бялкоў. Гэты працэс мае вял. значэнне ў кругавароце рэчываў у прыродзе. Прапіёнавакіслае браджэнне вугляводаў з утварэннем вуглякіслага газу, прапіёнавай і воцатнай к-т выклікаюць некалькі відаў бактэрый з роду Propionibacterium. На гэтым працэсе заснавана сыраробства. Ёсць віды браджэння, якія суправаджаюцца і аднаўленчымі працэсамі, напр. зброджванне цукру плесневым грыбам Aspergillus niger, які да 90% засвоенага ім цукру ператварае ў лімонную к-ту, што выкарыстоўваецца ў харч. прам-сці для мікрабіял. сінтэзу лімоннай к-ты. Традыцыйна браджэнне называюць таксама кіслародныя акісляльныя працэсы, напр. воцатнакіслае і глюконавакіслае браджэнне, што ажыццяўляюць аэробныя бактэрыі з роду Acetobacter і некаторыя плесневыя грыбы, якія акісляюць этылавы спірт з утварэннем воцатнай, а глюкозу — глюконавай к-т.

Літ.:

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 2. М., 1985;

Кретович В.Л. Биохимия растений. 2 изд. М., 1986.

А.​М.​Ведзянееў.

т. 3, с. 228

НА́ФТА (тур. neft праз перс. ад грэч. naphtha),

вадкі гаручы карысны выкапень; складаная сумесь вуглевадародаў розных класаў з інш. арган. злучэннямі. Пашырана ў асадкавай абалонцы Зямлі. Утвараецца звычайна на глыб. больш за 1,2—2 км. Выкарыстоўваюць для атрымання вадкага паліва, змазачнага масла і інш. (гл. Нафтапрадукты), а таксама як сыравіну ў хім. прам-сці (гл. Нафтахімія, Нафтахімічная прамысловасць).

Масляністая вадкасць ад светла-рудога да цёмна-бурага (амаль чорнага) колеру з характэрным пахам, шчыльн. 730—1050 кг/м³ (звычайна 820—950 кг/м³); падзяляюць на лёгкую і цяжкую (шчыльн. меншая і большая за 900 кг/м³ адпаведна). Характарызуецца т-рай пачатку кіпення — звычайна 20—30 °C, часам 100 °C і вышэй Цеплата згарання 43,7—46,2 МДж/кг. У звычайных умовах не раствараецца ў вадзе, але можа ўтвараць з ёй устойлівыя эмульсіі. Фіз. ўласцівасці Н. абумоўлены яе хім. саставам. Н. ўяўляе сабой сумесь парафінавых, нафтэнавых (з 5- і 6-членнымі цыкламі) і араматычных вуглевадародаў, гетэраатамных арган. злучэнняў, пераважна сярністых, кіслародных і азоцістых. Кампанентамі Н з’яўляюцца таксама раствораныя ў ёй вуглевадародныя газы (гл. Газы нафтавыя спадарожныя), мінер. рэчывы і вада. Асн. элементы ў саставе Н. — вуглярод (82—87%) і вадарод (11—14%), ёсць таксама сера (ад 0,1 да 5%), азот і кісларод (звычайна не больш за 0,3—0,5%, часам да 1%); у Н. выяўлена больш за 50 розных элементаў. Н. розных радовішчаў адрозніваецца колькасцю вуглевадародаў розных класаў і прымесей. Класіфікуюць Н. паводле вуглевадароднага саставу фракцыі, што выкіпае пры т-ры 250—300 °C (хім класіфікацыя), колькасці серы і якасці вырабленых нафтапрадуктаў (тэхнал. класіфікацыя) Паводле хім. класіфікацыі адрозніваюць: Н. парафінавыя, нафтэнавыя і араматычныя (маюць больш за 50% вуглевадародаў адпаведнага класа), а таксама — змешаных тыпаў (разам з вуглевадародамі асн. класа маюць больш за 25% вуглевадародаў інш. класа). Па колькасці серы падзяляюць на маласярністыя (да 0,5% серы), сярністыя (0,51—2%) і высокасярністыя (больш за 2% серы), паводле якасці нафтапрадуктаў адрозніваюць 3 падкласы Н., якія падзяляюцца на гатункі.

Лічыцца, што Н ўтварылася з рэшткаў арган. рэчываў, рассеяных у асадкавых адкладах, пад уздзеяннем высокіх т-ры і ціску; некат. даследчыкі паходжанне Н. звязваюць з глыбіннымі магматычнымі працэсамі. Найбуйнейшыя нафтагазаносныя асадкавыя басейны прымеркаваны да ўнутрыплатформавых, унутрыскладкаватых, складкавата-платформавых і краявых прагінаў, а таксама перыакіянічных платформ. Радовішчы Н. (агульная пл. каля 80 млн. км²) выяўлены на ўсіх кантынентах акрамя Антарктыды (каля 50 млн. км²) і на шэльфавых плошчах акваторый (30 млн. км²); гл. Мінеральныя рэсурсы. У свеце каля 30 тыс. радовішчаў Н., агульныя запасы 155 073,4 млн. т (1997), з іх 15—20% — газанафтавыя. Адзін з найб. (па запасах) — Персідскага заліва нафтагазаносны басейн, дзе толькі ў 2 радовішчах Гавар (Саудаўская Аравія) і Бурган (Кувейт) сканцэнтравана больш за 12% разведаных нафтавых запасаў свету. Найб. запасы Н. (1997, млн. т.: Саудаўская Аравія — 35 863, Расія — 21 252,9, Ірак — 15 342,5, Кувейт — 12 972,6, Іран — 12 397,3, Венесуэла — 9945,6, Аб’яднаныя Арабскія Эміраты — 8718.

На Беларусі першы фантан Н. атрыманы ў 1953, на Ельскай структуры. Першае прамысл. Рэчыцкае радовішча нафты адкрыта ў 1964. Усяго адкрыта 62 радовішчы Н. (1999). Яны знаходзяцца ў Рэчыцкім, Светлагорскім, Акцябрскім, Калінкавіцкім, Петрыкаўскім р-нах Гомельскай вобл. і Глускім р-не Магілёўскай вобл.; прымеркаваны да паўн. ч. Прыпяцкага прагіну. Н. залягае ў пратэразойскіх адкладах, у падсалявых тэрыгенных (полацкі і ланскі гарызонты) і карбанатных (саргаеўскі, сямілуцкі, варонежскі), міжсалявых (задонскі, ялецкі, петрыкаўскі) і ўнутрысалявых (лебядзінскі) адкладах верхняга дэвону. Паклады Н. шматпластавыя (падсалявыя), масіўныя (міжсалявыя), літалагічныя (унутрысалявыя), скляпенневыя, тэктанічна і літалагічна экранаваныя. Глыб. залягання ад 1612 м (Бярэзінскае радовішча) да 4580 м (Першамайскае). Пл. нафтавых пакладаў ад менш за 1 км² да 50 км² (Рэчыцкае). Калектары асн. гарызонтаў кавернаватрэшчынныя карбанатныя пароды, у тэрыгеннай падсалявой тоўшчы — порыстыя пясчана-алеўрытавыя. Магутнасць нафтанасычаных парод ад 1—2 да 180 м (Паўд.-Аляксандраўскае). Паводле вуглевадароднага саставу Н. метанава-нафтэнавага тыпу, шчыльн. 787—985 кг/м³. Выхад светлых фракцый да 300 °C ад 24 да 68%. Колькасць парафіну да 15%, смол да 53%, серы 0,03—4,79%. У пластавых умовах умяшчае спадарожныя газы — 14—439 м³/т. Якасць Н. мяняецца па пл. Прыпяцкага прагіну: на Пн пераважаюць парафіністыя, смалістыя, маласярністыя, сярэдняй шчыльнасці, на Пд — цяжкія, высокасмалістыя, высокасярністыя, малапарафіністыя. Здабываюць Н. фантанным і механізаваным спосабамі. Разведка Н. вядзецца ВА «Белгеалогія» (б. «Беларусьгеалогія») і ВА «Беларусьнафта», здабыча — ВА «Беларусьнафта», гл. таксама Нафтаздабыўная прамысловасць. Частка здабытай Н. транспартуецца па нафтаправодзе «Дружба». Перапрацоўка Н. ажыццяўляецца на Наваполацкім вытворчым аб’яднанні «Нафтан» і «Мазырскім нафтаперапрацоўчым заводзе (гл. таксама Нафтаперапрацоўчая прамысловасць). Рэалізацыя нафтапрадуктаў здабываецца праз нафтабазы і аўтазаправачныя станцыі. Каардынацыйная дзейнасць па пытаннях пошуку, разведкі, здабычы, транспарціроўкі, перапрацоўкі Н. і забеспячэння нар. гаспадаркі нафтапрадуктамі вядзецца Бел. дзярж. канцэрнам па нафце і хіміі «Белнафтахім». Даследаваннямі Н. займаюцца Бел. н.-д. геолага-разведачны ін-т ВА «Белгеалогія» і Беларускі н.-д. і пракатны ін-т нафтавай і газавай прам-сці ВА «Беларусьнафта».

Літ.:

Егиазаров Ю.Г., Козлов Н.С., Куликов В.И. Химия промышленных нефтей Белоруссии. Мн., 1972;

Петров А.А. Углеводороды нефти. М., 1984;

Химия нефти и газа. 3 изд. СПб., 1995;

Геология и нефтегазоносность запада Восточно-Европейской платформы Мн., 1997.

У.​А.​Багіна, Ю.​Р.​Егіязараў, А.​Ф.​Мікуленка.

т. 11, с. 214

АТМАСФЕ́РА (ад грэч. atmos пара + сфера) Зямлі, газавая абалонка вакол Зямлі, якая ўтрымліваецца яе прыцяжэннем, верціцца разам з ёю і забяспечвае жыццядзейнасць расліннага і жывёльнага свету. Маса атмасферы каля 5,15×10​¹⁵ т (адна мільённая доля масы Зямлі). Палавіна яе заключана ў слоі да 5 км, 90% — да 16 км, вышэй за 100 км — толькі мільённая частка. Выразнай верхняй мяжы не існуе, атмасфера паступова пераходзіць у касм. прастору (гл. Космас). За фіз. мяжу прымаюць выш. 1000—1200 км, тэарэтычная мяжа — 42 тыс. км, дзе цэнтрабежная сіла вярчэння Зямлі ўраўнаважваецца яе прыцяжэннем. З вышынёй мяняюцца фіз. ўласцівасці атмасферы: ціск, шчыльнасць, т-ра. Ціск атмасферы на ўзр. м. на 1 см² 1013,25 гПа, на выш. 5 км ён змяншаецца на ½. Залежнасць ціску ад вышыні выражаецца бараметрычнай формулай. Шчыльнасць паветра на ўзр. м. 1,27—1,30 кг/м³, на паверхні Зямлі ў Еўропе ў сярэднім 1,25 кг/м³, на выш. 20 км 0,087 кг/м³, на выш. 750 км менш за 10-13 кг/м³. Т-ра характарызуецца больш складанай залежнасцю ад вышыні.

Будова. Атмасфера мае выразную слаістую структуру. У аснову падзелу пакладзена вертыкальнае размеркаванне т-ры, паводле якога вылучаюць сферы і слаі-паўзы паміж імі. Ніжняя частка атмасферы — трапасфера, знаходзіцца над паверхняй Зямлі да выш. 8—10 км у палярных, 16—18 км у экватарыяльных шыротах. Характарызуецца паніжэннем т-ры з вышынёй каля 6,5 °C на 1 км. Пераходнаму слою (таўшчынёй ад соцень метраў да 2 км) паміж трапасферай і стратасферай — трапапаўзе — уласціва ізатэрмія. Стратасфера распасціраецца да 50 км, у ніжняй частцы яе т-ра пастаянная, з выш. 25—30 км павышаецца ў сярэднім на 0,3 °C на 100 м (у азанасферы). Паміж стратасферай і мезасферай размяшчаецца стратапаўза, у якой т-ра блізкая да 0 °C. У мезасферы (да выш. 80 км) т-ра зніжаецца на 0,35 °C на 100 м вышыні (да -90 °C), развіваецца канвекцыя (вертыкальнае перамешванне), утвараюцца серабрыстыя воблакі. У мезасферы адзначаецца іанізацыя часцінак газу. Мезапаўза знаходзіцца на выш. 80—85 км, ёй уласціва ізатэрмія ці слабае зніжэнне т-ры. Вышэй размешчана тэрмасфера (да 800—1000 м), дзе т-ра зноў рэзка павышаецца за кошт паглынання прамога сонечнага выпрамянення і дасягае 1500—2000 °C. Тэрмасфера адпавядае іанасферы, дзе паветра моцна іанізаванае ў выніку дысацыяцыі малекул газаў пад уздзеяннем ультрафіялетавай, рэнтгенаўскай і карпускулярнай радыяцыі, што з’яўляецца прычынай высокай т-ры, палярных ззянняў, свячэння атмасферы. Знешняя атмасфера — экзасфера, дзе адбываецца дысіпацыя газаў, іх часцінкі (пераважна атамы вадароду) рассейваюцца ў касм. прасторы і ўтвараюць карону Зямлі.

Састаў. Атмасфера паветра — сумесь газаў з дамешкам завіслых цвёрдых і вадкіх часцінак. Паводле хім. саставу вылучаюць гамасферу (да 90—100 км) з нязменнымі суадносінамі асн. газаў і гетэрасферу, дзе стан газаў і іх суадносіны вельмі зменлівыя. У сухім паветры гамасферы азот складае 78%, кісларод — 21, аргон — 0,9, вуглякіслы газ — 0,03%, астатняе — крыптон, ксенон, неон, гелій, вадарод, азон, ёд, радон, метан, аміяк і інш. Сучасны састаў атмасферы спрыяльны для жыцця на Зямлі: кісларод служыць для дыхання жывых арганізмаў, вуглякіслы газ — для стварэння арган. рэчываў раслін у працэсе фотасінтэзу. У фіз. працэсах, якія адбываюцца ў атмасферы, найб. актыўныя вадзяная пара, азон, вуглякіслы газ і атм. аэразолі. Вадзяная пара канцэнтруецца ў ніжніх слаях трапасферы (ад 0,1—0,2% у палярных шыротах да 3% у экватарыяльных), з вышынёй яе колькасць памяншаецца (на выш. 1,5—2 км на 50%), у нязначнай колькасці ёсць да выш. 15—20 км. Азон затрымлівае асн. частку ультрафіялетавага выпрамянення Сонца, гібельнага для ўсяго жывога на Зямлі. Канцэнтруецца ў азанасферы. Вуглякіслы газ здольны паглынаць даўгахвалевае выпрамяненне Зямлі і ствараць парніковы эфект атмасферы. Колькасць вуглякіслага газу павялічваецца ў сувязі з узмацненнем антрапагеннага ўздзеяння на атмасферу (мяркуюць, што да 2000 г. яго будзе 0,0375%). Атмасферныя аэразолі (завіслыя ў паветры цвёрдыя і вадкія часцінкі) таксама затрымліваюць цеплавое выпрамяненне паверхні Зямлі і ўплываюць на бачнасць у атмасферы. Прымеркаваныя да прыземных слаёў, частка іх пранікае ў стратасферу, дзе на выш. 15—20 км утвараецца аэразольны слой Юнге.

У гетэрасферы павялічваецца колькасць лёгкіх газаў, адбываецца дысацыяцыя малекул паветра і значная іанізацыя. Выразная змена стану газаў атмасферы адбываецца на выш. 100—210 км, дзе пераважае атамарны кісларод над малекулярнымі азотам і кіслародам. На выш. 500 км малекулярнага кіслароду практычна няма, вышэй за 600 км пераважае гелій, на выш. ад 2 да 20 тыс. км пашырана вадародная карона Зямлі. З верхняй часткай атмасферы звязаны радыяцыйныя паясы Зямлі: унутраны на выш. 500—1600 км і вонкавы, утвораныя электронамі з высокай энергіяй.

Паветраныя плыні. Вынікам неаднароднасці т-ры атмасферы па вертыкалі і нераўнамернага награвання палярных і экватарыяльных шырот, сухазем’я і мора з’яўляецца сістэма буйнамаштабных працэсаў — агульная цыркуляцыя атмасферы. Да яе належаць плыні ніжняй часткі трапасферы: пастаянныя — пасаты і сезонныя — мусоны, заходні перанос паветраных мас, канвекцыя, цыклоны і антыцыклоны і інш. Паблізу трапапаўзы, дзе існуе кантрастнасць т-ры, а таксама ў азонавым слоі на выш. 20—25 км утвараюцца магутныя струменныя плыні. Скорасць ветру ў верхняй стратасферы дасягае 100—150 м/сек. У тэрмасферы яна павялічваецца, тут адбываюцца прыліўныя рухі пад уздзеяннем Месяца і Сонца. Рухомасць атмасферы надае ёй ролю рэгулятара цеплаабмену Зямлі з космасам, радыяцыйнага і воднага балансу. Працэсы ўзаемадзеяння атмасферы і акіяна істотна ўплываюць на клімат Зямлі. Атмасфера мае электрычнае поле, якое фарміруецца пад уздзеяннем адмоўнага электрычнага поля Зямлі.

Паходжанне. Сучасная зямная атмасфера мае другаснае паходжанне, яна ўтварылася пасля ўзнікнення Зямлі ў выніку ўзаемадзеяння працэсу дэгазацыі з пародамі літасферы. Састаў атмасферы зменьваўся на працягу ўсёй гісторыі Зямлі, у т. л. і пад уплывам дзейнасці чалавека. Вылучаюць 2 асн. этапы — бескіслародны (2 млрд. гадоў назад) і кіслародны; маса кіслароду значна павялічылася ў фанеразоі пасля з’яўлення расліннасці на сушы.

Вывучэнне атмасферы пачалося ў антычны час. Навука пра атмасферу — метэаралогія сфарміравалася ў 19 ст. Для назіранняў за атмасферай створана сетка метэаралагічных станцый і пастоў, выкарыстоўваюцца метады вертыкальнага зандзіравання атмасферы, радыёлакацыя, пеленгацыя, самалёты, аўтам. аэрастаты, спец. судны, ракеты і метэаралагічныя спадарожнікі. У Беларусі назіранне за атмасферай праводзіцца на метэастанцыях гідраметэаралагічнай службы, у прамысл. цэнтрах вывучаюць і прагназіруюць ступені тэхнагеннага забруджвання; праводзяцца даследаванні радыенукліднага забруджвання атмасферы пасля катастрофы на Чарнобыльскай АЭС.

Літ.:

Атмосфера: Справ. Л., 1991;

Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л., 1985;

Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы: Пер. с англ. М., 1988.

Г.​В.​Валабуева.

т. 2, с. 74