С развитием химической промышленности и широким применением химикатов в окружающую среду различными путями попадает большое количество химических синтетических органических соединений. Некоторые из этих соединений могут быстро разлагаться микроорганизмами в воде или почве.
Однако существует также множество соединений, которые имеют химическую структуру и свойства, отличные от природных органических веществ. В настоящее время не обнаружено микробной системы, способной эффективно разлагать подобные соединения. В результате такие соединения трудно разлагаются микроорганизмами, что приводит к тому, что эти соединения существуют и накапливаются в окружающей среде в течение длительного времени. Некоторые из них высокотоксичны и могут иметь эффекты «трех опасностей», представляя угрозу здоровью человека.
-Активатор-
Основным компонентом синтетического моющего средства является поверхностно-активное вещество, а его молекулярная структура характеризуется асимметрией. Всю молекулу поверхностно-активного вещества можно разделить на две части: одна представляет собой неполярную группу, которая является липофильной (липофильной), называемой также гидрофобной группой (гидрофобная группа С) или липофильной группой: две другие представляют собой гидрофильные полярные группы, называемые гидрофильные группы (гидрофобная группа).
Следовательно, молекулы ПАВ обладают амфифильными свойствами. Бытовые и промышленные сточные воды с применением ПАВ содержат большое количество ПАВ. Например, активным ингредиентом стирального порошка является додецилсульфонат, который является типичным поверхностно-активным веществом. Его гидрофильная группа - OS03, а гидрофобная группа представляет собой углеводородную цепь, содержащую бензольное кольцо.
Поверхностно-активные вещества принято разделять на несколько типов в зависимости от химического строения молекулы ПАВ. Поскольку гидрофильная группа ПАВ обычно содержит только углерод и водород, разница в липофильности не очень очевидна. Однако гидрофильные группы в различных молекулах ПАВ могут сильно различаться, поэтому люди всегда классифицируют типы ПАВ по строению и свойствам гидрофильных групп в молекулах ПАВ.
По типу ионов их можно разделить на ионные ПАВ и неионогенные ПАВ, а ионные ПАВ можно разделить на анионные ПАВ, катионные ПАВ, амфотерные ПАВ и т. д. в зависимости от типа ионов ПАВ, образующихся в воде. Кроме того, существуют специальные поверхностно-активные вещества.
В последние годы индустрия моющих средств в моей стране быстро развивалась, и ее объем производства увеличивался из года в год. Существует два типа поверхностно-активных веществ: 1, 2-аминобензолсульфонат, широко известный как твердое моющее средство (сокращенно ABS), содержит фосфор и позволяет легко образовывать много пены, поскольку его основа имеет множество цепей и содержит 4 атома углерода. атомы, это трудно биоразлагаемое органическое вещество.
Обычно использовался до 1960-х годов: линейный 2-аминобензолсульфонат, широко известный как мягкое моющее средство (сокращенно LAS), принадлежит к биоразлагаемым органическим веществам, заменил АБС, пенообразование значительно уменьшается, но все еще содержит фосфор. Фосфор является одним из основных элементов, вызывающих эвтрофикацию водоемов.
Среди поверхностно-активных веществ, которые в настоящее время больше используются в моей стране, анионные поверхностно-активные вещества (в основном линейный 2-аминобензолсульфонат LAS) составляют 70% от общего количества, неионогенные поверхностно-активные вещества составляют 20% от общего количества, а другие составляют 10%.
ЛАС — трудно биоразлагаемое вещество. Его широкое использование неизбежно приводит к загрязнению водной среды. Согласно экологическим стандартам моей страны, он отнесен к загрязнителям второго класса.
ПАВ (КЛАС) в сточных водах существуют в двух формах: дисперсном состоянии и адсорбции на поверхности коллоидных частиц. Анионные поверхностно-активные вещества обладают функцией ингибирования и уничтожения микроорганизмов, а также препятствуют разложению других токсичных веществ. В то же время вспенивание ПАВ в воде снижает скорость реоксигенации и степень оксигенации воды, что приводит к ухудшению качества воды. Если его сбрасывать непосредственно в водоем без очистки, это вызовет проблемы эвтрофикации в озерах, реках и других водоемах: LAS может эмульгировать другие загрязняющие вещества в водоеме, увеличивать концентрацию загрязняющих веществ и повышать токсичность других загрязняющих веществ. вызывая косвенное загрязнение.
Синтетические моющие средства широко используются не только в повседневной семейной жизни, но и в текстильной, бумажной, кожевенной и пищевой промышленности.
-Пластификатор-
С тех пор, как в 1868 году Хаятт использовал мозговой мозг в качестве пластификатора нитрата целлюлозы, пластификаторы начали быстро развиваться. Он имеет самый большой объем производства и потребления среди всех добавок для переработки резины и пластмасс и имеет наибольшее количество разновидностей.
Производство пластификаторов в моей стране началось в середине-1950 прошлого века, но темпы разработки были относительно медленными. Он быстро развивался с 1990-х годов. По состоянию на 2023 год во всех провинциях, автономных регионах и муниципалитетах, кроме Тибета, действует более 300 крупных производителей пластификаторов. Годовая производственная мощность оценивается в 2 миллиона тонн, и существуют десятки крупных предприятий с годовой производственной мощностью более 10,000 тонн.
В настоящее время разновидности пластификаторов имеют тенденцию к полноте. Пластификаторы можно разделить на фталаты, другие бензоаты, сложные эфиры алифатических двухосновных кислот, сложные эфиры фосфорной кислоты, эпоксидные смолы, сложные эфиры бензолполикислот, нефтяной уксус, хлорированный парафин и полиэфирные пластификаторы в зависимости от их химической структуры.
К огнезащитным пластификаторам относятся хлорпарафин, сжиженный парафин и фосфатные пластификаторы, к атмосферостойким и светостойким пластификаторам относятся эпоксидное соевое масло, эпоксидное хлопковое масло, эпоксидное льняное масло, эпоксидные ферментные и другие эпоксидные пластификаторы, к устойчивым к загрязнениям пластификаторам относятся ББП, экстракционно- устойчивые пластификаторы включают полиэфирные пластификаторы, нетоксичные пластификаторы включают трибутил. бутилацетат и др., к морозостойким пластификаторам относятся ДОС, ДОА ДОГ ЭД3 и др. Кроме того, различают ДОФ изоляционного, пищевого и фармацевтического качества.
В настоящее время широко используются от 30 до 40 пластификаторов. Несколько распространенных пластификаторов показаны на рисунке ниже.
Пластификаторами являются в основном соединения уксусной кислоты, которые являются основными компонентами синтетических пластмасс. Они трудно поддаются биологическому разложению, а также являются токсичными загрязнителями. Промышленные сточные воды приносят в природную среду пластификаторы уксусной кислоты. Попадая в организм человека по пищевой цепи, они могут вызывать токсический нефрит и оказывать угнетающее и обезболивающее действие на центральную нервную систему.
-Синтетические пестициды-
В настоящее время в мире производится и используется более 1000 видов синтетических пестицидов. Мировой объем производства химических пестицидов (по действующим веществам) составляет около 2 млн тонн, в основном хлорорганических, фосфорорганических и карбаматов, из них гербицидов - 800,000 тонн (40%), инсектицидов - 700,{{7 }} тонн (35%), фунгициды - 400,000 тонн (20%), остальные - около 100,000 тонн. Благодаря постоянному увеличению усилий по защите окружающей среды в развитых странах, производство пестицидов постепенно переместилось в развивающиеся страны, и производство пестицидов в моей стране также продолжает расти, и текущий годовой объем производства достиг более 200,000 тонн.
Хлорорганические пестициды (ХОП) представляют собой класс токсичных, трудно поддающихся разложению органических веществ со стабильными химическими свойствами. Они обычно растворимы в жирах, липидах или органических растворителях. Их относительная молекулярная масса обычно составляет 300–400, включая самые ранние и наиболее широко используемые инсектициды ДДТ и гексахлорбензол (CHCH), а также линдан, ДДТ, хлордан, гептахлор, альдрин, дильдрин и т. д.
Хотя химическая структура и токсичность хлорорганических пестицидов различаются, их физические и химические свойства в основном схожи, такие как низкая летучесть, стабильные химические свойства, трудность разложения и длительный остаточный период.
ДДТ, альдрин, хлордан, дильдрин, эндрин, мирекс и токсафен включены в список стойких органических загрязнителей Стокгольмской конвенции. ГХГ является одним из 129 приоритетных контролируемых загрязнителей, определенных ПА США.
Хлорорганические пестициды имеют низкую растворимость в воде и адсорбируются частицами почвы после попадания в окружающую среду, а период хранения может достигать нескольких лет. Более того, водные организмы в окружающей среде обладают сильной способностью обогащать хлорорганические пестициды. Попадая в организм человека по пищевой цепи, хлорорганические пестициды могут накапливаться в таких тканях, как печень, почки и сердце.
Поскольку хлорорганические пестициды чрезвычайно токсичны и трудно разлагаются, они будут продолжать накапливаться в природе и вызывать вторичное загрязнение. Поэтому моя страна запретила их производство и использование с 1970-х годов.
Фосфорорганические пестициды, широко используемые сейчас, были разработаны для замены хлорорганических пестицидов. Фосфорорганические пестициды составляют более 80% от общего количества пестицидов, в том числе трихлорфон, диметоат, дихлофос, метилпаратион, малатион и паратион и др. с относительной молекулярной массой 275~375, что является трудно биоразлагаемым веществом. органическое вещество.
Логарифмическое значение растворимости фосфорорганических пестицидов в воде составляет 1–2 мг/л. Этот тип соединения легче разлагается, чем хлорорганические пестициды, поэтому время его удерживания в окружающей среде короче. Из-за его хорошей растворимости в воде процессы адсорбции осадка и биоаккумуляции менее значительны, но это высокотоксичное вещество, и механизм его токсичности заключается в ингибировании фермента холинэстеразы организмов.
-Синтетический краситель-
Красители относятся к органическим веществам, способным окрашивать волокна и другие материалы, и делятся на две категории: натуральные и синтетические.
Природные красители делятся на красители растительного происхождения, например ализарин и др.: красители животного происхождения, например трихолома. Синтетические красители, также известные как искусственные красители, в основном перегоняются из каменноугольной смолы (или перерабатываются нефтью) и обрабатываются путем химической обработки, широко известной как «красители каменноугольной смолы». Поскольку на ранних стадиях разработки синтетические красители в основном изготавливались из фенильных конечностей в качестве сырья, их иногда называют «анилиновыми красителями».
По сравнению с натуральными красителями синтетические красители обладают преимуществами ярких цветов, легкости стирки и долговечности. В-четвертых, их можно производить серийно. Они широко используются в таких отраслях, как текстильная, полиграфическая и красильная, бумажная, медицинская и пищевая.
Красители по химическому строению делятся на азокрасители, прямые красители, дисперсные красители и сернистые красители. Среди них азокрасители наиболее широко используются с точки зрения разнообразия и количества. Структура молекул азокрасителей содержит бензольные кольца и связи «-N=N-», молекулярная структура относительно стабильна. Сточные воды, сбрасываемые в процессе производства азокрасителей, имеют высокую концентрацию органических веществ и цветность, и их трудно разлагать естественным путем после сброса в окружающую среду. Нередко красильный завод становится причиной загрязнения грунтовых вод реки или двух деревень, и это оказывает «причиняющее» воздействие. Его нелегко разложить, даже если он долгое время остается в окружающей среде, что крайне вредно для здоровья человека.
В настоящее время красители, используемые в странах по всему миру, представляют собой в основном синтетические красители, годовой объем производства которых оценивается примерно в 800000 тонн, а разнообразие и количество красителей продолжают расти. Красильная промышленность является важной отраслью тонкой химической промышленности. Различные отрасли промышленности используют различные красители, например, текстильная, полиграфическая и красильная, бумажная, пищевая промышленность и др., что сбрасывает в окружающую среду большое количество сточных вод, содержащих различные синтетические красители.
Основными характеристиками синтетических красителей являются сложный состав, высокая концентрация, высокая цветность, трудность разложения и плохая биоразлагаемость. При прямом сбросе это приведет к серьезному загрязнению окружающих водоемов. Значительное количество синтетических красителей трудно поддается биологическому разложению, а некоторые из них, как было доказано, токсичны для человека. В высоких концентрациях почти все красители оказывают ингибирующее действие на организмы, а катионные красители оказывают ингибирующее действие на микроорганизмы и в низких концентрациях.