Дәріс. БАЗ-дардыңнегізгісипаттамалары. Беттік-активтізаттардыңбиологиялықыдырауы

БАЗ-дардың өндiрiсiнiң масштабын анықтайтын көрсеткiштер: олардың бағасы, шикiзат көзi және экологиялық залалсыздығы. Тензидтердің экологиялық залалсыздығы олардың концентрациясының еселенiп азаю уақытымен, яғни биологиялық ыдырағыштығымен сипатталады. Биоыдырағыш БАЗ-дарды алу проблемасы олардың табиғи су қоймаларының бетiнде адсорбцияланып, оттек алмасуын азайтып, әр түрлi организмдердiң тiршiлiк ету жағдайын өзгертуiмен байланысты. Бұл тұрғыдан әсiресе су бетiнде БАЗ адсорбциясы нәтижесiнде түзiлетiн тұрақты көбiктер қауiптi. Биологиялық ыдырау сызықты көмiрсутек тiзбектi БАЗ-дарда жылдам жүредi, ал ароматтық және тармақталған алифаттық радикалды, әсiресе онда төртiншілік көмiртек атомы бар БАЗ-дар микроорганизмдердiң әсерiне тұрақты болып келедi.

Суды биохимиялық әдіспен тазарту беттік-активті заттардың судағы бактериялар немесе басқа микроорганизмдер түзетін энзимдердің әсерінен тотығуына негізделеді. Биологиялық тазалау стансаларында энзимдер көзі болып белсенді лай саналады. Ағынды сулардағы органикалық қосылыстардың биохимиялық ыдырауы бойынша жүргізілген зерттеулер олардың 40%-ға жуығы көмірқышқыл газ бен суға айналатындығын, ал қалған 60% - микроорганизмдердің жасушалық материалы болып кететінін көрсетті.

Биохимиялық тазалау дәрежесі көптеген жағдайларда белгілі мерзімде пайдаланылған оттек мөлшері бойынша бағаланады.

Биохимиялық тотығу жылдамдығы және бұл процестiңөнiмi БАЗ-дарда әр түрлi болғандықтан, оларды осы белгiлер бойынша үш буынға бөледi.

Бiрiншi буын – биоыдырамайтын немесе биоыдырғыштығы 80%-дан төмен БАЗ-дар. Бұл топқа тетрапропилбензолсульфонаттар, ал ионданбайтын БАЗ-дар iшiнде – барлық оксиэтилденген алкилфенолдар жатады.

Екiнiшi буын – биоыдырағыштығы 80%-дан артық, бiрақ ыдырау нәтижесiнде бейорганикалық заттарға айналмайтын БАЗ-дар. Бұл топқа сызықты алкилбензолсульфонаттар жатады.

Үшiншi буын – толығымен биологиялық жолмен ыдырайтын заттар. БАЗ-дардың бұл буынына алкилсульфаттар, алкилсульфонаттар және олефинсульфонаттар жатады.

БАЗ-дардың ыдырау қарқындылығы олардың химиялық құрылымына байланысты. Мысалы, аниондық детергенттердің биохимиялық тотығуының жылдамдығы мен толықтығы олардың алкил радикалдарының құрылымы мен ұзындығына тәуелді. н-алкил тізбекті қосылыстар тізбектері тармақталған қосылыстарға қарағанда тез ыдырайды. БАЗ-дың молекуласының тармақталу дәрежесі көбейген сайын оның ыдырауы қиындай береді. Алкилдік тізбектері көміртек атомдарының жұп санынан құралған заттар көміртек саны тақ заттардан тез ыдырайды.

Белгілі синтетикалық аниондық БАЗ-дар ішінде биохимиялық әдіспен тазалау барысында аса тез ыдырайтыны н-алкил тізбекті біріншілік және екіншілік алкилсульфаттар.

Биологиялық ыдырағыштығы бойынша төмен тұратын БАЗ-дар болып алкилбензолсульфонаттар есептеледі. Олардың тотығыштығына алкил радикалының ұзындығы мен тармақтылығының әсері басымдау, ал фенил топтарының орналасу реттілігі бұл көрсеткішке соншалықты әсер етпейді.

Көмірсутек тізбегінің әсеріне келетін болсақ, тізбек ұзындығы С₅-ке дейін жатқан детергенттер биологиялық ыдырауға мүлдем шалдықпайтындығын айту керек.

Ыдырау жылдамдығы алкил тізбектегі көміртек атомдары С₁₄-ке дейін өзгергенде өсіп, одан кейін төмендейді. Сонымен, биохимиялық ыдырауға ыңғайлы болып алкил тізбектің С₁₀ – С₁₄ аралығындағы ұзындығы саналады. Бұл жерде бір тізбекті алкилден тұратын БАЗ-дарға қарағанда жалпы ұзындығы дәл сондай 2 тізбекті алкилден тұратын БАЗ-дар биологиялық тотығуға тұрақты болатынын айта кету жөн.

Біріншілік және екіншілік н-алкандар негізінде алынған иондық емес БАЗ-дар этилен оксидінің мөлшері 10-12 мольден аспаған жағдайда биологиялық тотығуға бейім болып келеді. Этиленоксидтік тізбек ұзындығы одан үлкен болған жағдайда биохимиялық тотығу жылдамдығы азаяды.

Құрамына 2-3 моль этилен оксиді кіретін оксиэтилденген н-біріншілік және н-екіншілік алкандар сульфаттары да биологиялық ыдырағыштығы тұрғысынан «жұмсақ» БАЗ-дарға жатады.

Биологиялық ыдырағыштығы төмен иондық емес детергенттерге этиленоксид пен пропиленоксидтің сополимерлері – проксамолдар жатады. Олардың молекулаларының үлкенөлшемдігі бактериялық жасушалардың ішіне енуге бөгет жасайды. Сол себепті тотығу тек микроорганизмдердің сыртқа шығатын ферменттері арқылы ғана іске асады.

Катиондық детергенттердің, әсіресе төртіншілік аммоний тұздарының да биологиялық жолмен ыдырайтындығы туралы мәліметтер бар. Сонымен бірге жуғыш заттардың құрамына кіретін көбік тұрақтандырғыштары мен гидротроптардың да толық ыдырайтындығы белгілі.

Синтетикалық беттік-активті заттардың су бассейндерінің флорасы мен фаунасына және адам ағзасына келтіретін залалына байланысты олардың токсикалық әсерін, яғни улылығын бағалай білу қажет. Улылықтың жалпы критериі ретінде тәжірибеде қолданылған жануарлар санының жартысының өміріне қауіпті мөлшері LD₅₀ (г/кг тірі масса) пайдаланылады. Заттың улылығы өскен сайын бұл шама төмендейді.

Токсикалық әсері өте төмен болып иондық емес БАЗ-дар есептеледі, олардан кейін бұл қатарда аниондық БАЗ-дар орналасады. Олардың ішінде, өз кезегінде, ең төмен улылыққа жәй сабындар иеленеді.

Белгілі БАЗ-дар топтарының ішінде катиондық детергенттер аса улы болып келеді. Олардың ағзаларға токсикалық әсері аниондық БАЗ-дардікінен 10 есе жоғары. Сол себепті жуғыш заттар құрамына КБАЗ-дар тек иондық емес және аниондық БАЗ-дармен қоспалар ретінде кіреді.

БАЗ-дардың биологиялық ыдырауын қарастырғанда олардың су арқылы ағзаға қауiп төндiретiнiн есепке алу керек. Бұл заттардың тiптi аз мөлшерiнiңөзi судың бетiнде көбiк түзiп, бiр жағынан оның беттiк керiлуін төмендетедi, ал екiншiден – ауа мен судың оттек алмасуын азайтады. Судағы БАЗ-дың 2 г/л концентрациясына дейiнгi мөлшерi ондағы балықтарға зиян келтiрмейдi екен. Әрине, мұндай концентрацияларда БАЗ-дар суда болмайды да. Тiршiлiкке қауiп төндіретін жағдай – беттiк керiлудiң төмендеуi, БАЗ-дың 10 мг/л мөлшерiнде судың беттiк керiлуi балықтардың тiршiлiк етуiне қатерлi мәнге жетедi. Бұл жағдайда олар судан оттегi ала алмай қалады – желбезегiне су толып, оттегiмен демалу қабiлетiнен айырылады.

Судың беттiк керiлуінiң 50 дин/см шамасына дейiн түсуi тiршiлiкке қауiпті деп есептеледi. Сондықтан тазартудан өткен судың беттiк керiлуi 60-70 дин/см-ден кем болмау керек.

Дегенмен, судың беттік керілуін әрқашан анықтау мүмкін бола бермейді. Сондықтан өндірістің ағын суларына және табиғи қоймалардағы суға БАЗ-дың мөлшері бойынша шекті рауалы концентрация белгіленген (ШРК). Көптеген елдерде табиғи сулар үшін оның мәні 0,2-0,8 мг/л құрайды, ал қалалық ағынды сулардағы БАЗ мөлшері 2,5-5,0 мг/л-ден аспау керек. Жүн, тері өңдейтін фабрикалардың және мақта-мата өндірістерінің ағынды суларындағы детергенттер концентрациясы 5-200 мг/л аралығында жатады. Тұрмыстық және өндірістік ағынды суларда беттік-активті заттардың болуы, оларды биохимиялық әдіспен тазалау кезінде тазартқыш енгізу құбырлардың жұмысына нұқсан келтіреді.

Дата добавления: 2015-08-09