Z razvojem kemične industrije in vsesplošno uporabo kemikalij pride v okolje po različnih poteh veliko število kemičnih sintetičnih organskih spojin. Nekatere od teh spojin lahko mikroorganizmi v vodi ali zemlji hitro razgradijo.
Vendar pa obstaja tudi veliko spojin, ki imajo drugačno kemijsko strukturo in lastnosti od naravnih organskih snovi. Trenutno ni bil najden mikrobni sistem, ki bi lahko učinkovito razgradil takšne spojine. Posledično imajo take spojine lastnosti, da jih mikroorganizmi težko razgradijo, zaradi česar te spojine dolgo časa obstajajo in se kopičijo v okolju. Nekateri od njih so zelo strupeni in imajo lahko učinke "trojnih nevarnosti", kar predstavlja nevarnost za zdravje ljudi.
-Aktivator-
Osnovna sestavina sintetičnega detergenta je površinsko aktivna snov, za njeno molekularno zgradbo pa je značilna asimetričnost. Celotno molekulo površinsko aktivne snovi lahko razdelimo na dva dela: eden je nepolarna skupina, ki je lipofilna (lipofilna), imenovana tudi hidrofobna skupina (C hidrofobna skupina) ali lipofilna skupina: druga dva sta hidrofilni polarni skupini, imenovani hidrofilne skupine (hidrofobna skupina).
Zato imajo molekule površinsko aktivnih snovi amfifilne lastnosti. Gospodinjske odplake in industrijske odpadne vode, ki uporabljajo površinsko aktivne snovi, vsebujejo veliko količino površinsko aktivnih snovi. Na primer, aktivna sestavina pralnega praška je dodecil sulfonat, ki je tipična površinsko aktivna snov. Njegova hidrofilna skupina je -OS03, hidrofobna skupina pa je ogljikovodikova veriga, ki vsebuje benzenski obroč.
Površinsko aktivne snovi običajno delimo na več vrst glede na kemijsko strukturo molekule površinsko aktivne snovi. Ker hidrofilna skupina površinsko aktivne snovi običajno vsebuje samo ogljik in vodik, razlika v lipofilnosti ni zelo očitna. Vendar so lahko hidrofilne skupine v različnih molekulah površinsko aktivnih snovi zelo različne, zato ljudje vedno razvrščajo vrste površinsko aktivnih snovi glede na strukturo in lastnosti hidrofilnih skupin v molekulah površinsko aktivnih snovi.
Glede na njihovo ionsko vrsto jih lahko razdelimo na ionske površinsko aktivne snovi in neionske površinsko aktivne snovi, ionske površinsko aktivne snovi pa lahko razdelimo na anionske površinsko aktivne snovi, kationske površinsko aktivne snovi, amfoterne površinsko aktivne snovi itd. Glede na vrsto površinsko aktivnih ionov, ki nastanejo v vodi. Poleg tega obstaja nekaj posebnih površinsko aktivnih snovi.
V zadnjih letih se je industrija detergentov v moji državi hitro razvila in njena proizvodnja se je iz leta v leto povečevala. Obstajata dve vrsti površinsko aktivnih snovi: 1, 2-aminobenzen sulfonat, splošno znan kot trdi detergent (na kratko ABS), vsebuje fosfor in zlahka proizvede veliko pene, ker ima njegova osnova veliko verig in ima 4 ogljike atomov, je težko biorazgradljiva organska snov.
Običajno uporabljen pred šestdesetimi leti prejšnjega stoletja: linearni 2-aminobenzen sulfonat, splošno znan kot mehki detergent (na kratko LAS), spada med biološko razgradljive organske snovi, nadomestil je ABS, pena je močno zmanjšana, vendar še vedno vsebuje fosfor. Fosfor je eden glavnih elementov, ki povzročajo evtrofikacijo vodnih teles.
Med površinsko aktivnimi snovmi, ki se trenutno pogosteje uporabljajo v moji državi, predstavljajo anionske površinsko aktivne snovi (predvsem linearni 2-aminobenzen sulfonat LAS) 70 % celotne količine, neionske površinsko aktivne snovi predstavljajo 20 % celotne količine, druge pa 10 %
LAS je težko biološko razgradljiva snov. Njegova široka uporaba neizogibno povzroča onesnaženje vodnega okolja. V okoljskih standardih moje države je navedeno kot drugorazredno onesnaževalo.
Površinsko aktivne snovi (CLAS) v odpadni vodi obstajajo v dveh oblikah: razpršeno stanje in adsorpcija na površini koloidnih delcev. Anionske površinsko aktivne snovi imajo funkcijo zaviranja in ubijanja mikroorganizmov ter zavirajo razgradnjo drugih strupenih snovi. Hkrati bo penjenje površinsko aktivnih snovi v vodi zmanjšalo stopnjo reoksigenacije in stopnjo oksigenacije vode, kar bo povzročilo poslabšanje kakovosti vode. Če se izpusti neposredno v vodno telo brez čiščenja, bo povzročil težave z evtrofikacijo v jezerih, rekah in drugih vodnih telesih: LAS lahko emulgira druga onesnaževala v vodnem telesu, poveča koncentracijo onesnaževal in poveča toksičnost drugih onesnaževal, povzročajo posredno onesnaženje.
Sintetični detergenti se pogosto ne uporabljajo samo v vsakdanjem družinskem življenju, ampak tudi v industriji tekstilnih vlaken, papirni industriji, usnjarski industriji in živilski industriji.
-Plastifikator-
Odkar je Hyatt leta 1868 uporabil paličaste možgane kot mehčalo za celulozni nitrat, so se mehčala hitro razvila. Ima največjo proizvodnjo in porabo med vsemi dodatki za predelavo gume in plastike ter ima največ sort.
Proizvodnja plastifikatorjev se je v moji državi začela sredi-1950ih let, vendar je bila hitrost razvoja relativno počasna. Od devetdesetih let prejšnjega stoletja se hitro razvija. Od leta 2023 je v vseh provincah, avtonomnih regijah in občinah, razen v Tibetu, več kot 300 večjih proizvajalcev plastifikatorjev. Letna proizvodna zmogljivost naj bi dosegla 2 milijona ton, obstaja pa na desetine velikih podjetij z letno proizvodno zmogljivostjo nad 10,000 ton.
Trenutno so sorte plastifikatorjev popolne. Plastifikatorje lahko glede na njihovo kemijsko strukturo razdelimo na ftalate, druge benzoate, estre alifatske dvobazične kisline, fosfatne estre, epokside, benzenske polikislinske estre, naftni kis, kloriran parafin in poliestrske mehčalce.
Mehčala, ki zavirajo gorenje, vključujejo kloriran parafin, utekočinjeni parafin in fosfatne mehčala, mehčala, odporna na vremenske vplive in svetlobo, vključujejo epoksi sojino olje, epoksi olje bombaževcev, epoksi laneno olje, epoksi encim in druga epoksi mehčala, mehčala, odporna na onesnaženje, vključujejo BBP, ekstrakcijsko odporen mehčala vključujejo poliestrska mehčala, nestrupena mehčala vključujejo tributil butil acetat itd., mehčala, odporna na mraz, vključujejo DOS DOA DOG ED3 itd. Poleg tega obstajajo izolacijski razred, živilski razred in farmacevtski DOP.
Danes obstaja od 30 do 40 pogosto uporabljenih mehčalcev. Na spodnji sliki je prikazanih več pogostih mehčalcev.
Plastifikatorji so predvsem spojine ocetne kisline, ki so glavne sestavine sintetične plastike. So težko biorazgradljive spojine in so tudi strupena onesnaževala. Industrijska odpadna voda prinaša mehčala ocetne kisline v naravno okolje. Ko vstopijo v človeško telo skozi prehransko verigo, lahko povzročijo toksični nefritis ter imajo zaviralne in anestetične učinke na centralni živčni sistem.
-Sintetični pesticidi-
Trenutno se na svetu proizvaja in uporablja več kot 1000 vrst sintetičnih pesticidov. Globalna proizvodnja kemičnih pesticidov (glede na učinkovine) je približno 2 milijona ton, predvsem organoklor, organofosfor in karbamat, med katerimi je herbicidov 800,000 ton (40%), insekticidov 700,{{7 }} ton (35 %), fungicidov 400,000 ton (20 %), ostalih pa okoli 100,000 ton. Z nenehnim povečanjem prizadevanj za varstvo okolja v razvitih državah se je proizvodnja pesticidov postopoma preusmerila v države v razvoju, proizvodnja pesticidov v moji državi pa se je še naprej povečevala in trenutna letna proizvodnja je dosegla več kot 200,000 ton.
Organoklorni pesticidi (OCP) so razred strupenih, težko razgradljivih organskih snovi s stabilnimi kemijskimi lastnostmi. Na splošno so topni v maščobah, lipidih ali organskih topilih. Njihova relativna molekulska masa je običajno 300–400, vključno z najzgodnejšimi in najbolj razširjenimi insekticidi DDT in heksaklorobenzenom (CHCH), kot tudi lindan, DDT, klordan, heptaklor, aldrin, dieldrin itd.
Čeprav se kemijske strukture in toksičnost organoklorovih pesticidov razlikujejo, so njihove fizikalne in kemijske lastnosti v bistvu podobne, kot so nizka hlapnost, stabilne kemijske lastnosti, težko razgradljivost in dolga rezidualna doba.
DDT, aldrin, klordan, dieldrin, endrin, mireks in toksafen so vključeni na seznam obstojnih organskih onesnaževal Stockholmske konvencije. HCH je eno od 129 prednostno nadzorovanih onesnaževal, ki jih je opredelila PA ZDA.
Organoklorni pesticidi so slabo topni v vodi in se bodo po vstopu v okolje adsorbirali z delci zemlje, retenzijska doba pa je lahko dolga tudi več let. Poleg tega imajo vodni organizmi v okolju močno sposobnost obogatiti organoklorne pesticide. Po vstopu v človeško telo skozi prehransko verigo se organoklorni pesticidi lahko kopičijo v tkivih, kot so jetra, ledvice in srce.
Ker so organoklorni pesticidi izjemno strupeni in jih je težko razgraditi, se bodo še naprej kopičili v naravi in povzročali sekundarno onesnaženje. Zato je moja država od leta 1970 prepovedala njihovo proizvodnjo in uporabo.
Organofosforni pesticidi, ki se običajno uporabljajo zdaj, so bili razviti za nadomestitev organoklorovih pesticidov. Organofosforni pesticidi predstavljajo več kot 80 % celotne količine pesticidov, vključno s triklorfonom, dimetoatom, diklorvosom, metil parationom, malationom in parationom itd., z relativno molekulsko maso 275 ~ 375, kar je biološko težko razgradljivo. organske snovi.
Logaritemska vrednost topnosti organofosfornih pesticidov v vodi je 1~2mg/L. Tovrstno spojino je lažje razgraditi kot organoklorne pesticide, zato je njen čas zadrževanja v okolju krajši. Zaradi dobre topnosti v vodi sta njegova adsorpcija v usedlinah in proces bioakumulacije manj pomembna, vendar je zelo strupena snov, njen mehanizem toksičnosti pa je zaviranje encima holinesteraze v organizmih.
-Sintetično barvilo-
Barvila se nanašajo na organske snovi, ki lahko obarvajo vlakna in druge materiale, in jih delimo v dve kategoriji: naravne in sintetične.
Naravna barvila delimo na rastlinska, kot je alizarin itd.: živalska, kot je triholoma. Sintetična barvila, znana tudi kot umetna barvila, so večinoma destilirana iz premogovega katrana (ali obdelana z nafto) in obdelana s kemično obdelavo, splošno znano kot "barvila premogovega katrana". Ker so bila sintetična barvila v zgodnjih fazah razvoja večinoma izdelana iz fenilnih udov kot surovin, jih včasih imenujejo "anilinska barvila".
V primerjavi z naravnimi barvili imajo sintetična barvila prednosti svetlih barv, pralnosti in obstojnosti. Četrtič, lahko so množično proizvedeni. Široko se uporabljajo v panogah, kot so tekstilna industrija, tiskanje in barvanje, izdelava papirja, medicina in hrana.
Barvila delimo po kemijski strukturi na azo barvila, direktna barvila, disperzna barvila in žveplova barvila. Med njimi so po raznolikosti ali količini najbolj razširjena azo barvila. Struktura molekul azo barvil vsebuje benzenske obroče in vezi "-N=N-", molekularna struktura pa je relativno stabilna. Odpadna voda, izpuščena iz proizvodnega procesa azo barvil, ima visoko koncentracijo organskih snovi in barvnost ter se po izpustu v okolje težko naravno razgradi. Pogosto tovarna barvil povzroči onesnaženje podtalnice reke ali dveh vasi in ima "povzročilni" učinek. Ni ga lahko razgraditi, tudi če ostane v okolju dalj časa, kar je izjemno škodljivo za zdravje ljudi.
Trenutno so barvila, ki se uporabljajo v državah po vsem svetu, večinoma sintetična barvila, z ocenjeno letno proizvodnjo približno 800,000 ton, raznolikost in količina barvil pa še vedno naraščata. Industrija barvil je pomembna industrija fine kemikalije. Številne industrije uporabljajo različna barvila, na primer tekstilna, tiskarska in barvalna, papirna, živilska industrija itd., ki v okolje izpuščajo velike količine odpadne vode, ki vsebuje različna sintetična barvila.
Glavne značilnosti sintetičnih barvil so kompleksna sestava, visoka koncentracija, visoka kromatičnost, težka razgradljivost in slaba biorazgradljivost. Če se izpusti neposredno, bo povzročil resno onesnaženje okoliških vodnih teles. Precejšnje število sintetičnih barvil je težko biorazgradljivih, nekatera pa so dokazano strupena za ljudi. V visokih koncentracijah imajo skoraj vsa barvila zaviralni učinek na organizme, kationska barvila pa tudi v nizkih koncentracijah.