Agenți tensioactivi sintetici (surfactanți)
Agentul tensioactiv este un grup extins de compuși cu structură diferită, aparținând diferitelor clase. Aceste substanțe sunt capabile să fie adsorbite pe interfața de fază și astfel să reducă energia de suprafață (tensiunea superficială). În funcție de proprietățile expuse prin dizolvarea detergenților în apă, acestea sunt împărțite în substanța anionică (partea activă este anionul), cationic (parte activă a moleculei este un cation), amfolitic și neionic, care nu ionizează.
Surfactanții anionici într-o soluție apoasă sunt ionizați pentru a forma ioni organici încărcați negativ. Dintre agenții tensioactivi anionici s-au utilizat în mare măsură săruri de esteri sulfați (sulfați) și săruri ale acizilor sulfonici (sulfonați). Radicalul R poate fi alchil, alchilaril, alchilnaftil, având legături duble și grupări funcționale.
Surfactanții cationici sunt substanțe care sunt ionizate într-o soluție apoasă cu formarea de ioni organici încărcați pozitiv. Acestea includ săruri cuaternare de amoniu, constând din: un radical hidrocarbonat cu lanț drept conținând 12-18 atomi de carbon; metil, etil sau benzii; clor, brom, iod sau un reziduu de metil sau etil sulfat.
Surfactanții amfoliți sunt ionizați într-o soluție apoasă în diferite moduri, în funcție de condițiile de mediu: proprietățile cationice sunt expuse într-o soluție acidă și într-o soluție alcalină sunt anionice.
Agenții tensioactivi neionici sunt compuși cu înaltă moleculară care nu formează ioni în soluția apoasă.
Aposul obiecte detergenți vin în cantități semnificative din piața internă, de uz casnic (utilizarea detergenților acasă) și apele uzate industriale (textile, petrol, industria chimică, cauciuc sintetic), precum și scurgerile de teren agricol (ca emulgatori sunt incluși în compoziția insecticidelor, fungicidelor, erbicidelor și defolienților).
Principalii factori pentru reducerea concentrației acestora sunt procesele de oxidare biochimică, sorbția prin materii în suspensie și sedimente de fund. Gradul de oxidare biochimică a surfactanților sintetici depinde de structura lor chimică și de condițiile de mediu.
Prin stabilitatea biochimic definit structura moleculara, surfactanți sunt împărțite în ușoară, intermediar și rigid cu constante biochimice rata de oxidare, respectiv, cel puțin 0,3 zile -1; 0,3-0,05 zi-1; mai puțin de 0,05 zile-1. Surfactanții cei mai ușor oxidați sunt sulfații alchilici primari și secundari cu structură normală. Odată cu creșterea ramificării lanțului, viteza de oxidare scade, iar alchilbenzensulfonații preparați pe baza tetramerilor de propilenă sunt cel mai greu de descompus.
Pe măsură ce temperatura este scăzută, viteza de oxidare a agentului tensioactiv scade și la 0-5 ° C se procedează foarte lent. Mediul neutru sau ușor alcalin (pH 7-9), cel mai favorabil procesului de auto-purificare din surfactanți sintetici.
Cu o creștere a conținutului de substanță suspendată și a unui contact semnificativ al masei de apă cu sedimente de fund, viteza de reducere a concentrației surfactanților în apă este de obicei crescută prin sorbție și coprecipitare. Cu o acumulare semnificativă de agenți tensioactivi în sedimente de fund în condiții aerobe, micro flora nămolului de fund este oxidată. În cazul condițiilor anaerobe, agenții tensioactivi se pot acumula în sedimente de fund și pot deveni o sursă de poluare secundară a rezervorului.
Cantitățile maxime de oxigen (BOD) consumate de 1 mg / dm3 de diferite surfactanți variază de la 0 la 1,6 mg / dm3. În oxidarea biochimică a surfactanților se formează diferite produse de degradare intermediară: alcooli, aldehide, acizi organici etc. Ca urmare a descompunerii surfactanților care conțin inelul benzenic, se formează fenoli.
În apele de suprafață, agenții tensioactivi sunt într-o stare dizolvată și sorbată, precum și în pelicula de apă de suprafață a unui corp de apă.
În apele de suprafață puțin contaminate, concentrația agenților tensioactivi variază de obicei în mii și sute de miligrame în 1 dm3. În zonele de poluare a obiectelor de apă, concentrația se ridică la zeci de miligrame, în apropierea surselor de poluare se poate ajunge la mai multe miligrame pe 1 dm3.
Odată ajuns în iazuri și fluxuri, agenți activi de suprafață au un impact semnificativ asupra stării lor fizice și biologice, deteriorarea condițiilor de oxigen și proprietățile organoleptice sunt conservate și există o lungă perioadă de timp de când DECOMPOSE foarte lent. Un negativ, din punct de vedere igienic, proprietatea surfactanților este capacitatea lor mare de spumare. Deși agenții tensioactivi nu sunt substanțe foarte toxice, există indicii ale efectelor lor indirecte asupra hidrobionților. La concentrații de 5-15 mg / dm3, peștii pierd acoperirea mucoasă, la concentrații mai mari pot fi observate sângerări ale ghiarelor.
MPC în agentul tensioactiv este de 0,5 mg / dm3, MPCvp - 0,1 mg / dm3.
Agenți tensioactivi neionici (NPAA)
Efectul toxic al surfactant neionic este determinată în principal de fragmentul nepolare, în timp ce este mai pronunțată în prezența în urmă a inelului aromatic.
majoritatea MPCw de surfactant neionic (Preparate OP-7, OP-10, OC-20, oxanolului CS-9, A-7 oxanolului, proksamin 385 Proxanol 186 Syntamide, sintanolov, CC-7, etc.) 0,1 mg / dm3 , indicatorul limitator al dăunătorilor este organoleptic (spumare). Deoarece acești compuși au același standard cu același indice de pericol, cu control sanitar-chimic, se poate limita la determinarea conținutului total.
Contaminarea care a intrat în rezervor este implicată într-un complex de procese fizice, fizico-chimice, chimice și biologice de transformare. In primul rand prins în rezervor zagryaz neniya dilutie supus (dispersie) a părții (de exemplu, asfalturi) stabilește la fundul rezervorului (contaminanti de decantare pe fundul rezervorului are loc implicând sedimenter și alimentatoare de filtrare acvatice), iar cealaltă parte apare ca un film sau spumă. Unele contaminare la suprafață se evaporă de pe suprafața rezervorului (volatile organic) este supus altor descompunere camping de razele ultraviolete. Cel mai important factor al auto-purificării este hidroliza, în urma căreia impuritățile contaminate în rezervor suferă modificări profunde. De exemplu, hidroliza sărurilor de amoniu, cu formarea hidroxidului de amoniu, scade concentrația datorită volatilității amoniacului.
Principalul rol în procesele de auto-purificare îl joacă microorganismele și, mai presus de toate, bacteriile. Toate bacteriile din rezervor sunt împărțite în două grupe: autohtonă - inerentă în acest rezervor, și alohtonă - a intrat în el din afară. În cazul unor condiții de mediu favorabile bacterii alothone să prindă rădăcini în iaz, dar mor mai treptat, care este, de asemenea, factor de NYM favorabil, deoarece multe dintre ele sunt patogene. cercetătorii moderni distinge trei biologice-ra facto de auto-curățare a rezervorului de microorganisme patogene en tibiotichesky (substanțe antibiotice fitoplancton macrofitele zoogidrobiontov, antagoniști microbiene); (liză bacteriofagi de acțiune, adică dizolvarea sau perturbarea celulei microbiene) cal-parazit și bakteriotrofny (bacterio-trofnaya Activity - mâncând Metaioa protozoare și bacterii).
Primul nivel trofic, care oxidează contaminarea organică, este bacteria; al doilea - infuzoria, consumul de bacterii; al treilea este zooplanctonul care hrănește infuzorii și bacteriile. Peștii și alte hidrobionți mănâncă zooplancton, alge și unele plante acvatice mai mari. Potrivit A.S. Konstantinov, pe Volgogradsky rezervor exclude algele respiratorii și mikrozoobentosa în perioada de vegetație, mineralizarea totală de 1590 g / m2 de substanță uscată organiches-unu. Din această sumă, 42% bacterii oplanktonom mineralizate, 40% - Bakteriobentos, 10% - infuzorii planctonice, 5% - scoici, 1,5% - cladocere și mai puțin de 15% - restul de grupări zooplanctonului.
Algele sunt, de asemenea, capabile să absoarbă direct compușii organici simpli, precum și compușii de azot și fosfor, care intensifică procesul de auto-purificare a rezervorului. În plus, algele contribuie la saturarea apei cu oxigen. Cu toate acestea, dezvoltarea excesivă a algelor poate duce la contaminarea secundară a rezervorului după ce acestea mor. Pentru rezervoare, este caracteristică dezvoltarea de diatome, organisme verzi unicelulare (Chlorella, Scenedesmus, Ankistrodesmus).
Algele pot provoca, de asemenea, așa-numita înflorire a rezervorului, care este caracteristic lacurilor inactive, iazurilor, rezervoarelor de apă. "Înflorirea" este un fenomen sezonier și poate fi cauzată de diverse alge. La începutul primăverii, există o "înflorire" a diatomilor (Asterionella, Synedra, Melosim), în timp ce apa are o culoare maro-gălbuie; în mijlocul verii se observă adesea "înflorire" de alge albastru-verde (Anabaena, Oscillatoria), dând apă o culoare verde albastru, un gust și un miros neplăcut.
rol mai important în procesul de auto-purificare a corpurilor de apă joacă macrofite vă sshaya-vegetație-apă, care nu numai că se retrag nutrienți, metale grele, fenoli, produse petroliere și alți contaminanți, dar furnizează, de asemenea, lorodom iaz pis din cauza aerare fotosintetică. În locurile în care timp Vitia vegetație acvatică mai mare este aproape fără respectarea etsya „înflorire“ a rezervorului, ca urmare a retragerii nutrientii de baza.
De exemplu, stuf, cu un randament de 44 t / ha de uscat vesche-stvu poate retrage din apa 667 kg / ha de azot, 276 kg / ha de fosfor, 419 kg / ha de potasiu, 408 kg / ha de compuși de clor și 198 kg / ha de calciu . Rogoz angustifolia captează mai puțin azot, fosfor și compuși ai clorului, dar calciul, și mai ales sodiul, durează de 2-3 ori mai mult decât stufa.
Sa observat capacitatea selectivă a plantelor acvatice superioare de a retrage elementele chimice individuale și compușii lor, care este folosită recent pentru a crea iazuri biologice cu o vegetație acvatică mai înaltă. Mai mult, tulpini de mac rofitov care sunt în apă, sub rezerva Depunerile cu vivace microorganisme, care contribuie semnificativ la procesul de auto-curățare a rezervorului out-mineralizant.