Е.А. Зилов
Гидробиология и водная экология
Учебное пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.
Раздел 4. Загрязнение водных экосистем
20. Консервативные токсиканты в водных экосистемах
20.4. Синтетические поверхностно-активные вещества
Обычные мыла изготавливаются нагреванием сала с каустической
содой. Основной активный компонент такого мыла – стеарат натрия:
(СH3–(CH2)16–СO–O)– Na+,
легко разлагается в водной среде и представляет опасность для окружающей среды
не большую, чем другие легкоокисляемые органические вещества, входящие в состав
бытовых сточных вод.
Но с 1950-х г. начали применяться более эффективные
синтетические моющие средства (СМС). В таких моющих средствах содержатся
активные соединения – сурфактанты (детергенты), обладающие более сильными
поверхностно-активными свойствами, чем «натуральное» мыло. Кроме того, СМС или
синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) лучше стирают в жесткой
воде, в которой применение обычного мыла, как известно, затруднено.
Обычно такое поверхностно-активное вещество растворено в
триполифосфате натрия или в четырехзамещенном трифосфате натрия. Если мыло в
воде подвергается полному гидролизу и разлагается до легко усвояемых водной
микрофлорой соединений, то СМС обладают многими нежелательными свойствами
(вспенивание воды, возникновение кислородного дефицита, токсичность для
гидробионтов). Кроме того, входящие в состав СМС фосфатные наполнители вызывают
эвтрофирование водоемов. В связи с последней опасностью в настоящее время
фосфорсодержащие детергенты в развитых странах заменены сульфатсодержащими
веществами, например, такими как
- алкилбензолсульфонат натрия (Эткинс, 1991):
- лорилсульфат натрия:
(СH3–(CH2)11–O–SO2–O)– Na+.
Кроме того, они содержат добавочные ингредиенты:
ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты),
токсичные для водных организмов.
В настоящее время, СПАВ – одни из самых распространенных
химических загрязнителей водоемов. Они поступают в водные объекты в результате
их широкомасштабного применения с бытовыми, промышленными и
сельскохозяйственными стоками. В сельском хозяйстве поверхностно-активные
вещества используются для эмульгирования пестицидов. В подземные воды
поверхностно-активные вещества попадают в результате применения почвенных
методов очистки сточных вод, при пополнении запасов подземных вод из открытых
водоемов и при загрязнении почвы этими веществами.
Среднее потребление детергентов на одного жителя планеты
составляет 2,5 г сут-1. При нормах водоотведения в
пределах 125–350 л на человека в сутки среднее расчетное содержание
поверхностно-активных веществ в бытовых сточных водах колеблется в пределах
7,1-20 мг л-1.
Кроме описанных выше ионных детергентов, производятся и неионные
детергенты. Примером их может служить полиоксиэтилен (Эткинс, 1991):
СH3–(CH2)11–O–CH2–CH2–OH
Их используют, как правило, для эмульгации нефтяных
загрязнений больших масштабов.
Поверхностно-активные вещества – «экологически жесткие»
вещества. На их окисление расходуется много растворенного кислорода, который,
таким образом, отвлекается от процессов биологического окисления. Кроме этого
косвенного вреда, детергенты оказывают и прямое токсическое действие на водных
животных. Они нарушают функции биологических мембран. Это вызывает жаберные
кровотечения и удушье у рыб и беспозвоночных животных. Для теплокровных они
усиливают токсическое и канцерогенное влияние других загрязняющих веществ. Как
было сказано выше поверхностно-активные вещества бытового назначения – анионные
детергенты. Обычно они менее токсичны, чем неионные (см. табл. 40). Последние
особенно трудно ассимилируются природной средой и крайне отрицательно влияют на
состояние водных экосистем.
Таблица 41
Содержание в воде детергентов,
приводящее к 50 %-ной смертности через 48 ч среди типичных морских
беспозвоночных, мг л-1 (Сытник, 1989)
Вид
|
Анионные
|
Неионные
|
Полихета Capitella capitata
|
1,0-10
|
1,0-5,0
|
Полихета Scolepsis fuliginosa
|
10-25
|
0,5-5,0
|
Креветка Crangon crangon
|
100
|
33-100
|
Изопода Sphaeroma serratum
|
800
|
10-100
|
Мидия Mutilus galloprovincialis
|
800
|
1,0-25
|
Моллюск Cardium edule
|
10-33
|
10-100
|
***
Рассмотренные материалы свидетельствуют об опасности внесения
в гидросферу, несвойственных для нее веществ. Для любого органического
вещества, производимого биосферой (даже для Бензапирена и нефтепродуктов) в
природе существуют ферменты, способные это вещество разложить до минеральных
компонентов. Синтетические же вещества, попав в биосферу, практически не
разлагаются ею, и, накапливаясь в пищевых цепях, как и тяжелые металлы,
способны представить опасность для здоровья и жизни человека.
|