Mit der Entwicklung der chemischen Industrie und der weit verbreiteten Verwendung von Chemikalien gelangt eine große Anzahl chemisch-synthetischer organischer Verbindungen über verschiedene Kanäle in die Umwelt. Einige dieser Verbindungen können durch Mikroorganismen im Wasser oder Boden schnell abgebaut werden.
Allerdings gibt es auch viele Verbindungen, deren chemische Struktur und Eigenschaften sich von der natürlichen organischen Substanz unterscheiden. Derzeit wurde kein mikrobielles System gefunden, das solche Verbindungen wirksam abbauen kann. Infolgedessen weisen solche Verbindungen die Eigenschaft auf, dass sie von Mikroorganismen nur schwer abgebaut werden können, was dazu führt, dass diese Verbindungen über einen langen Zeitraum in der Umwelt existieren und sich dort ansammeln. Einige von ihnen sind hochgiftig und können „Drei-Gefahren“-Wirkungen haben, die eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen.
-Aktivator-
Der Grundbestandteil synthetischer Waschmittel ist ein Tensid, dessen Molekülstruktur durch Asymmetrie gekennzeichnet ist. Das gesamte Tensidmolekül kann in zwei Teile unterteilt werden: Der eine ist eine unpolare Gruppe, die lipophil (lipophil) ist und auch als hydrophobe Gruppe (hydrophobe C-Gruppe) oder lipophile Gruppe bezeichnet wird. Die anderen beiden sind hydrophile polare Gruppen hydrophile Gruppen (hydrophobe Gruppe).
Daher haben Tensidmoleküle amphiphile Eigenschaften. Häusliche Abwässer und Industrieabwässer, die Tenside verwenden, enthalten große Mengen an Tensiden. Der Wirkstoff von Waschpulver ist beispielsweise Dodecylsulfonat, ein typisches Tensid. Seine hydrophile Gruppe ist -OS03 und seine hydrophobe Gruppe ist eine Kohlenwasserstoffkette, die einen Benzolring enthält.
Tenside werden üblicherweise entsprechend der chemischen Struktur des Tensidmoleküls in verschiedene Typen eingeteilt. Da die hydrophile Gruppe des Tensids normalerweise nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthält, ist der Unterschied in der Lipophilie nicht sehr offensichtlich. Da die hydrophilen Gruppen in verschiedenen Tensidmolekülen jedoch sehr unterschiedlich sein können, werden die Tensidtypen immer nach der Struktur und den Eigenschaften der hydrophilen Gruppen in den Tensidmolekülen klassifiziert.
Entsprechend ihrer Ionenart können sie in ionische Tenside und nichtionische Tenside unterteilt werden, und ionische Tenside können entsprechend der Art der im Wasser erzeugten Tensidionen in anionische Tenside, kationische Tenside, amphotere Tenside usw. unterteilt werden. Darüber hinaus gibt es einige spezielle Tenside.
In den letzten Jahren hat sich die Waschmittelindustrie meines Landes rasant entwickelt und ihre Produktion ist von Jahr zu Jahr gestiegen. Es gibt zwei Arten von Tensiden: 1, 2-Aminobenzolsulfonat, allgemein bekannt als Hartwaschmittel (kurz ABS), enthält Phosphor und erzeugt leicht viel Schaum, da seine Basis viele Ketten und 4 Kohlenstoffatome aufweist Atome ist es eine schwer biologisch abbaubare organische Substanz.
Vor den 1960er Jahren häufig verwendet: lineares 2-Aminobenzolsulfonat, allgemein bekannt als Weichwaschmittel (kurz LAS), gehört zu den biologisch abbaubaren organischen Stoffen, ersetzt ABS, der Schaum ist stark reduziert, enthält aber immer noch Phosphor. Phosphor ist einer der Hauptverursacher der Eutrophierung von Gewässern.
Unter den Tensiden, die derzeit in meinem Land am häufigsten verwendet werden, machen anionische Tenside (hauptsächlich lineares 2-Aminobenzolsulfonat LAS) 70 % der Gesamtmenge aus, nichtionische Tenside machen 20 % der Gesamtmenge aus und andere machen einen Anteil von 70 % aus 10 %.
LAS ist eine schwer biologisch abbaubare Substanz. Seine weit verbreitete Verwendung führt zwangsläufig zu einer Verschmutzung der Wasserumwelt. In den Umweltstandards meines Landes wird es als Schadstoff zweiter Klasse aufgeführt.
Tenside (CLAS) im Abwasser liegen in zwei Formen vor: im dispergierten Zustand und durch Adsorption an der Oberfläche von Kolloidpartikeln. Anionische Tenside haben die Funktion, Mikroorganismen zu hemmen und abzutöten und hemmen auch den Abbau anderer toxischer Substanzen. Gleichzeitig verringert das Schäumen von Tensiden im Wasser die Reoxygenierungsrate und den Sauerstoffanreicherungsgrad des Wassers, was zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führt. Wenn es ohne Behandlung direkt in das Gewässer eingeleitet wird, führt es zu Eutrophierungsproblemen in Seen, Flüssen und anderen Gewässern: LAS kann andere Schadstoffe im Gewässer emulgieren, die Schadstoffkonzentration erhöhen und die Toxizität anderer Schadstoffe erhöhen. was zu indirekter Umweltverschmutzung führt.
Synthetische Waschmittel werden nicht nur im täglichen Familienleben häufig verwendet, sondern auch in der Textilfaserindustrie, der Papierindustrie, der Lederindustrie und der Lebensmittelindustrie.
-Weichmacher-
Seit Hyatt im Jahr 1868 Stäbchenhirn als Weichmacher für Cellulosenitrat verwendete, haben sich Weichmacher rasant weiterentwickelt. Unter allen Additiven für die Gummi- und Kunststoffverarbeitung weist es die größte Produktion und den größten Verbrauch sowie die meisten Sorten auf.
Die Produktion von Weichmachern begann in meinem Land Mitte der {0}}er Jahre, die Entwicklungsgeschwindigkeit verlief jedoch relativ langsam. Es hat sich seit den 1990er Jahren rasant entwickelt. Im Jahr 2023 gibt es in allen Provinzen, autonomen Regionen und Gemeinden außer Tibet mehr als 300 große Weichmacherhersteller. Die jährliche Produktionskapazität wird auf 2 Millionen Tonnen geschätzt, und es gibt Dutzende großer Unternehmen mit einer jährlichen Produktionskapazität von über 10.{6}} Tonnen.
Derzeit ist die Auswahl an Weichmachern tendenziell vollständig. Weichmacher können entsprechend ihrer chemischen Struktur in Phthalate, andere Benzoate, aliphatische dibasische Säureester, Phosphatester, Epoxide, Benzolpolysäureester, Petroleumessig, chloriertes Paraffin und Polyesterweichmacher unterteilt werden.
Flammhemmende Weichmacher umfassen chloriertes Paraffin, verflüssigtes Paraffin und Phosphatweichmacher, wetterbeständige und lichtbeständige Weichmacher umfassen Epoxid-Sojaöl, Epoxid-Baumwollsamenöl, Epoxid-Leinöl, Epoxidenzym und andere Epoxid-Weichmacher, verschmutzungsbeständige Weichmacher umfassen BBP, Extraktions- Zu den beständigen Weichmachern gehören Polyester-Weichmacher, zu den ungiftigen Weichmachern gehören Tributylbutylacetat usw. und zu den kältebeständigen Weichmachern gehört DOS DOA DOG ED3 usw. Darüber hinaus gibt es DOP in Isolierqualität, Lebensmittelqualität und pharmazeutischer Qualität.
Heutzutage gibt es 30 bis 40 häufig verwendete Weichmacher. In der folgenden Abbildung sind mehrere gängige Weichmacher dargestellt.
Weichmacher sind hauptsächlich Essigsäureverbindungen, die Hauptbestandteile synthetischer Kunststoffe sind. Sie sind schwer biologisch abbaubare Verbindungen und außerdem giftige Schadstoffe. Industrieabwässer bringen Essigsäure-Weichmacher in die natürliche Umwelt. Nachdem sie über die Nahrungskette in den menschlichen Körper gelangt sind, können sie toxische Nephritis verursachen und hemmende und anästhetische Wirkungen auf das Zentralnervensystem haben.
-Synthetische Pestizide-
Derzeit werden weltweit mehr als 1{1} Arten synthetischer Pestizide hergestellt und verwendet. Die weltweite Produktion chemischer Pestizide (bezogen auf die Wirkstoffe) beträgt etwa 2 Millionen Tonnen, hauptsächlich Organochlor, Organophosphor und Carbamat, darunter Herbizide 800.000 Tonnen (40 %), Insektizide 700.{{7 }} Tonnen (35 %), Fungizide sind 400,000 Tonnen (20 %) und andere etwa 100,000 Tonnen. Mit der kontinuierlichen Steigerung der Umweltschutzbemühungen in den Industrieländern hat sich die Produktion von Pestiziden allmählich in Entwicklungsländer verlagert, und auch die Pestizidproduktion meines Landes ist weiter gestiegen, und die aktuelle Jahresproduktion hat mehr als 200 erreicht.000 Tonnen.
Organochlorpestizide (OCPs) sind eine Klasse giftiger, schwer abbaubarer organischer Substanzen mit stabilen chemischen Eigenschaften. Sie sind im Allgemeinen in Fetten, Lipiden oder organischen Lösungsmitteln löslich. Ihre relative Molekülmasse beträgt im Allgemeinen 300–400, einschließlich der frühesten und am weitesten verbreiteten Insektizide DDT und Hexachlorbenzol (CHCH) sowie Lindan, DDT, Chlordan, Heptachlor, Aldrin, Dieldrin usw.
Obwohl die chemischen Strukturen und die Toxizität von Organochlor-Pestiziden variieren, sind ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften grundsätzlich ähnlich, wie z. B. geringe Flüchtigkeit, stabile chemische Eigenschaften, schwierige Zersetzung und lange Restlaufzeit.
DDT, Aldrin, Chlordan, Dieldrin, Endrin, Mirex und Toxaphen sind in der Liste der persistenten organischen Schadstoffe des Stockholmer Übereinkommens aufgeführt. HCH ist einer der 129 vorrangig kontrollierten Schadstoffe, die von der US-amerikanischen Behörde identifiziert wurden.
Organochlorpestizide haben eine geringe Wasserlöslichkeit und werden nach Eintritt in die Umwelt von Bodenpartikeln adsorbiert. Die Verweildauer kann mehrere Jahre betragen. Darüber hinaus haben Wasserorganismen in der Umwelt eine starke Fähigkeit, Organochlor-Pestizide anzureichern. Nachdem Organochlor-Pestizide über die Nahrungskette in den menschlichen Körper gelangt sind, können sie sich in Geweben wie Leber, Niere und Herz ansammeln.
Da chlororganische Pestizide extrem giftig und schwer abbaubar sind, reichern sie sich weiterhin in der Natur an und verursachen Sekundärverschmutzung. Daher hat mein Land ihre Herstellung und Verwendung seit den 1970er Jahren verboten.
Die heute üblicherweise verwendeten Organophosphor-Pestizide wurden entwickelt, um Organochlor-Pestizide zu ersetzen. Organophosphor-Pestizide machen mehr als 80 % der Gesamtmenge an Pestiziden aus, darunter Trichlorfon, Dimethoat, Dichlorvos, Methylparathion, Malathion und Parathion usw., mit einer relativen Molekülmasse von 275 bis 375, die schwer biologisch abbaubar ist organische Substanz.
Der logarithmische Wert der Löslichkeit von Organophosphor-Pestiziden in Wasser beträgt 1–2 mg/L. Diese Art von Verbindung lässt sich leichter abbauen als chlororganische Pestizide, sodass ihre Verweildauer in der Umwelt kürzer ist. Aufgrund seiner guten Wasserlöslichkeit sind seine Sedimentadsorption und sein Bioakkumulationsprozess weniger bedeutsam, aber es ist eine hochgiftige Substanz, und ihr Toxizitätsmechanismus besteht darin, das Cholinesterase-Enzym von Organismen zu hemmen.
-Synthetischer Farbstoff-
Farbstoffe beziehen sich auf organische Substanzen, die Fasern und andere Materialien färben können, und werden in zwei Kategorien unterteilt: natürliche und synthetische.
Natürliche Farbstoffe werden in pflanzliche Farbstoffe wie Alizarin usw. und tierische Farbstoffe wie Tricholoma unterteilt. Synthetische Farbstoffe, auch künstliche Farbstoffe genannt, werden hauptsächlich aus Kohlenteer destilliert (oder durch Erdöl verarbeitet) und durch chemische Verarbeitung verarbeitet, allgemein bekannt als „Kohlenteerfarbstoffe“. Da synthetische Farbstoffe in den frühen Entwicklungsstadien hauptsächlich aus Phenylresten als Rohstoff hergestellt wurden, werden sie manchmal als „Anilinfarbstoffe“ bezeichnet.
Im Vergleich zu natürlichen Farbstoffen haben synthetische Farbstoffe die Vorteile leuchtender Farben, Waschbarkeit und Haltbarkeit. Viertens können sie in Massenproduktion hergestellt werden. Sie werden häufig in Branchen wie Textil, Druck und Färberei, Papierherstellung, Medizin und Lebensmittel eingesetzt.
Farbstoffe werden entsprechend ihrer chemischen Struktur in Azofarbstoffe, Direktfarbstoffe, Dispersionsfarbstoffe und Schwefelfarbstoffe unterteilt. Unter ihnen sind Azofarbstoffe hinsichtlich Vielfalt und Menge die am weitesten verbreiteten Farbstoffe. Die Struktur von Azofarbstoffmolekülen enthält Benzolringe und „-N=N-“-Bindungen, und die Molekülstruktur ist relativ stabil. Das aus dem Produktionsprozess von Azofarbstoffen abgeleitete Abwasser weist eine hohe Konzentration und Chromatizität organischer Stoffe auf und lässt sich nach der Einleitung in die Umwelt nur schwer auf natürliche Weise abbauen. Oft führt eine Färberei dazu, dass das Grundwasser eines Flusses oder zweier Dörfer verschmutzt wird, und das hat eine „verursachende“ Wirkung. Es lässt sich nicht leicht abbauen, selbst wenn es längere Zeit in der Umwelt verbleibt, was äußerst schädlich für die menschliche Gesundheit ist.
Derzeit werden in Ländern auf der ganzen Welt hauptsächlich synthetische Farbstoffe verwendet, mit einer geschätzten jährlichen Produktion von etwa 800.{1}} Tonnen, und die Vielfalt und Menge der Farbstoffe nimmt immer noch zu. Die Farbstoffindustrie ist eine wichtige Industrie der Feinchemie. In vielen Branchen werden verschiedene Farbstoffe verwendet, beispielsweise in der Textil-, Druck- und Färbereibranche, in der Papierherstellung, in der Lebensmittelindustrie usw. Dadurch werden große Mengen an Abwasser mit verschiedenen synthetischen Farbstoffen in die Umwelt abgegeben.
Die Hauptmerkmale synthetischer Farbstoffe sind komplexe Zusammensetzung, hohe Konzentration, hohe Chromatizität, schwerer Abbau und schlechte biologische Abbaubarkeit. Bei direkter Einleitung führt dies zu einer erheblichen Verschmutzung der umliegenden Gewässer. Viele synthetische Farbstoffe sind biologisch schwer abbaubar und einige haben sich nachweislich als giftig für den Menschen erwiesen. Fast alle Farbstoffe wirken in hohen Konzentrationen hemmend auf Organismen, auch kationische Farbstoffe wirken in geringen Konzentrationen hemmend auf Mikroorganismen.