Беттік белсенді заттардың сулы ерітінділері өнеркәсіптік ағынды суларға және ең соңында су объектілеріне түседі
жүктеу/скачать 16.05 Kb.
|
|
БАЗ-дың қоршаған ортаға әсері Беттік белсенді заттардың сулы ерітінділері өнеркәсіптік ағынды суларға және ең соңында су объектілеріне түседі. Беттік белсенді заттардың ыдырау жылдамдығы төмен болғандықтан, олардың табиғатқа және тірі организмдерге әсер етуінің зиянды нәтижелерін болжау мүмкін емес. Құрамында полифосфатты беттік-белсенді заттардың гидролизі өнімдері бар ағынды сулар өсімдіктердің қарқынды өсуін тудыруы мүмкін, бұл бұрын таза су қоймаларының ластануына әкеледі: өсімдіктер өлген сайын олардың ыдырауы басталады, ал су оттегімен азаяды, бұл өз кезегінде өсімдіктің жағдайын нашарлатады (суда басқа тіршілік формаларының болуы). Ағынды суларды тұндыру цистерналарында тазарту әдістері – беттік белсенді заттарды көбікке айналдыру, белсендірілген көмірмен адсорбциялау, ион алмастырғыш шайырларды қолдану, катионды заттармен бейтараптандыру және т.б. Бұл әдістер қымбат және жеткіліксіз тиімді, сондықтан ағынды суларды тазарту тиімді. беттік белсенді заттар тұнбалардағы (аэротенктер) және табиғи жағдайларда (су қоймаларында) белсенді тұнбаның құрамына кіретін гетеротрофты бактериялардың (басты тұқымды Pseudomonas) әсерінен биологиялық тотығу арқылы. Бұл процеске қатысты беттік белсенді заттар әдетте «жұмсақ» және «қатты» болып бөлінеді. Қатты беттік белсенді заттарға кейбір алкилбензолсульфонаттар (мысалы, тетрапропилбензолсульфонат) және оксиэтилденген изооктилфенолдар жатады; қазіргі уақытта олар іс жүзінде өндірілмейді. Жұмсақ беттік белсенді заттардың биототығу дәрежесі БАЗ молекуласының гидрофобты бөлігінің құрылымына байланысты: оның тармақталуымен биототығу күрт нашарлайды. Теориялық тұрғыдан биототығу органикалық заттардың суға және көмірқышқыл газына айналуына барады, іс жүзінде мәселе тек тотығу уақытына, яғни процестің кинетикасына дейін қысқарады. Егер соңғы тотығу баяу жүрсе, беттік белсенді зат тірі организмдерге және табиғи ортаға зиянды әсер ете алады. Қалыпты құрылымдағы біріншілік және қайталама алкилсульфаттар оңай тотыққан беттік белсенді заттардың қатарына жатады. Тізбектің тармақталуының жоғарылауымен тотығу жылдамдығы төмендейді, ал пропилен тетрамерлері негізінде дайындалған алкилбензолсульфонаттарды жою өте қиын. Қолданылған БАЗ ерітінділерін биохимиялық тазартуда тотығу ферменттердің қатысуымен жүзеге асады. Температура көтерілген сайын тотығу жылдамдығы артады, бірақ 350 ° C-тан жоғары ферменттер жойылады. Анионды беттік белсенді заттар интерфейстің фазааралық беттерінде адсорбцияланады, нәтижесінде майлардың, ақуыздардың және көмірсулардың ферментативті гидролизі төмендейді, бұл бактериялардың өмірлік белсенділігінің басылуына әкеледі. Беттік белсенді заттардың биототығу механизмі аралық ыдырау өнімдерін зерттеу арқылы белгіленеді. Сонымен, алкилбензолсульфонаттардың ыдырауының аралық өнімдерінде мыналар табылды: қысқа алкил тізбегі бар алкилбензолсульфонаттар; тізбегінде орташа 4 С атомы бар сульфофенилкарбон қышқылдары; 5-6 С атомы бар сульфокарбон қышқылдары; сульфодикарбон қышқылдары және сульфон қышқылдары. Бұл биодеградацияның терминалдық метил тобында басталатынын көрсетеді. Қалдық бензол сақинасына жақындаған сайын тотығу баяу жүреді. Соңғы кезең – бензол сақинасының қанықпаған қосылыстарға ыдырауы, олар тез және толық тотығады. Алифаттық беттік белсенді заттар циклдік БАЗ-ға қарағанда тез тотығады, ал сульфонаттар сульфаттарға қарағанда қиынырақ тотығады. Бұл судағы сульфаттардың гидролизденуіне байланысты. Түзу тізбекті біріншілік және қайталама алкилсульфаттар ағынды суларда 1 сағатта толығымен жойылады. Тармақталған тізбекті алкилсульфаттар баяу тотығады, ал түзу тізбекті алкилбензол сульфонаттар 3 күнде ғана толық ыдырайды. Катионды беттік активті заттардың биодеградациясы аз зерттелген, кейбір зерттеушілер оларды ағынды суларға тастауды ұсынбайды.
Температураның төмендеуімен беттік белсенді заттардың тотығу жылдамдығы төмендейді және 0-5 ° C өте баяу жүреді. Беттік белсенді заттардан өзін-өзі тазарту процесі үшін ең қолайлысы бейтарап немесе аздап сілтілі орта (рН = 7-9). Қалыпты заттардың мөлшерінің жоғарылауы және су массасының түбіндегі шөгінділермен айтарлықтай жанасуы кезінде судағы беттік белсенді заттардың концентрациясының төмендеу жылдамдығы әдетте сорбция мен бірге тұнбаға түсу есебінен артады. Аэробты жағдайда түп шөгінділерінде беттік-белсенді заттардың айтарлықтай жинақталуымен түбі шөгінділерінің микрофлорасы тотығады. Анаэробты жағдайда беттік-белсенді заттар түбіндегі шөгінділерде жиналып, коллектордың екінші ретті ластану көзіне айналуы мүмкін. Әртүрлі беттік белсенді заттардың 1мг/дм3 тұтынатын оттегінің максималды мөлшері (BOD) 0-ден 1,6 мг/дм3-ке дейін ауытқиды. Биохимиялық тотығу кезінде олардың ыдырауының әртүрлі аралық өнімдері түзіледі: спирттер, альдегидтер, органикалық қышқылдар және т.б. Құрамында бензол сақинасы бар беттік белсенді заттардың ыдырауы нәтижесінде фенолдар түзіледі. Беткі суларда беттік белсенді заттар еріген және сорбцияланған күйде және су айдынының беткі су қабығында болады. Аздап ластанған жер үсті суларында беттік белсенді заттардың концентрациясы әдетте 1 дм3 миллиграмның мыңнан мыңнан жүзден бір бөлігіне дейін ауытқиды. Судың ластану аймақтарында ол миллиграмның оннан бір бөлігіне дейін көтеріледі, ластану көздерінің жанында 1 дм3 үшін бірнеше миллиграмға жетуі мүмкін. Су қоймалары мен су ағындарына түсе отырып, беттік-активті заттар олардың физикалық және биологиялық жағдайына айтарлықтай әсер етеді, оттегі режимін және органолептикалық қасиеттерін нашарлатады және өте баяу ыдырайтындықтан, онда ұзақ уақыт сақталады. Гигиеналық тұрғыдан алғанда, беттік белсенді заттардың теріс қасиеті олардың жоғары көбік түзу қабілеті болып табылады. Беттік белсенді заттардың су ағзаларына жанама әсері туралы мәліметтер бар. Анионды беттік белсенді заттардың ішінде ең көп таралғаны алкилсульфаттар және алкиларил сульфонаттар. Бастапқы додецилсульфат пен түз тізбекті додецилбензолсульфонат оңтайлы беттік белсенді зат қасиеттеріне ие. Бұл заттар термиялық тұрақты, улылығы төмен (LD501,5-2 г/кг, ақ тышқандар), адам терісін тітіркендірмейді және тармақталған алкиларилсульфонаттарды қоспағанда, су айдындарында қанағаттанарлық түрде биоыдыратылады. Олар басқа беттік белсенді заттармен жақсы үйлеседі, синергизмді көрсетеді, олардың ұнтақтары гигроскопиялық емес. Екіншілік алкилсульфаттардың көбік түзу қасиеті жақсы, бірақ термотұрақсыз және сұйық күйінде қолданылады. Екіншілік алкилсульфонаттар жоғары беттік белсенділікке ие, бірақ өте гигроскопиялық. Гидрофильді бөлігі бірнеше функционалды топтардан тұратын беттік белсенді заттар перспективалы болып табылады. Мысалы, сульфо-қан қышқылының динатрий тұздары кермек суда еріген кезде жоғары коллоидты-химиялық және технологиялық көрсеткіштерімен қатар жақсы санитарлық-гигиеналық қасиеттерге ие. Құрамында сульфониламид тобы бар беттік белсенді заттар биологиялық белсенділікке ие. Додецилфосфаттың да жақсы қасиеттері бар. Ноионды емес беттік белсенді заттардың токсикалық әсері негізінен молекуланың полярсыз бөлігімен анықталады, ал соңғысында ароматты сақина болған кезде айқынырақ болады. жүктеу/скачать 16.05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|