Синтетические поверхностно-активные вещества в воде

К распространенным в городских реках загрязнителям относятся синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ).

В обиходе под СПАВ обычно подразумевают продукт, который входит в состав моющих и чистящих средств (детергентов). На самом деле СПАВ представляют собой обширную группу соединений, различных по своему составу, относящихся к разным химическим классам и широко применяемых также в качестве эмульгаторов, при флотационном обогащении руд, как текстильно-вспомогательные вещества, в сельском хозяйстве, химической технологии (производство синтетического каучука, химического волокна), в металлообработке, строительной промышленности и др. Но, тем не менее, основным источником поступления их в реки в промышленно-урбанизированных районах долгое время являлись детергенты, представляющие собой относительно сложные смеси различных веществ.

В зависимости от свойств, проявляемых СПАВ при растворении в воде, их делят на анионоактивные, катионоактивные, амфолитные и неионогенные.

До 60% применяемых в настоящее время СПАВ – анионоактивные вещества, которые в водном растворе ионизируются с образованием отрицательно заряженных органических ионов. Типичным примером является мыло, состоящее, как правило, из соединений солей щелочных металлов (до 10%) с высшими жирными кислотами.

Катионоактивные СПАВ, доля которых достигает 30%, представляют собой вещества, ионизирующихся в водном растворе с образованием положительно заряженных органических ионов (метиламин, этиламин, пропиламин и другие алифатические амины).

Амфолитные СПАВ ионизируются в воде различным образом в зависимости от условий среды: в кислом растворе они проявляют катионоактивные свойства, в щелочном – анионоактивные свойства.

Неионогенные СПАВ в водном растворе не образуют ионов.

В слабозагрязненных речных водах концентрации СПАВ обычно колеблются в пределах тысячных и сотых долей миллиграмма на 1 л воды; в зонах сильного загрязнения они могут достигать нескольких миллиграммов в 1 л воды. Мигрируют СПАВ в поверхностных водах в растворенном и сорбированном (на взвесях) состоянии, чрезвычайно интенсивно концентрируясь в поверхностной пленке воды. Последнее явление – главная причина образования устойчивой пены на водной поверхности.

Долгое время считалось, что СПАВ не являются высокотоксичными веществами. В последние годы получены многочисленные факты, свидетельствующие об их безусловной экологической опасности. Действие, оказываемое различными СПАВ, изменяется в широком диапазоне – от высокотоксичного до неспецифического, которое выражается в по¬вышении биологической продуктивности водоемов, в результате чего эти соединения косвенно влияют на водные биоценозы. Важным следствием их повышенных содержаний в речных водах является изменение многих гидрохимических и гидрофизических процессов и параметров. Они существенно ухудшают кислородный режим водных объектов и органолептические свойства природных вод. В их присутствии растворимость в речной воде многих углеводородов заметно повышается. СПАВ придают воде специфический горький привкус и мыльно-керосиновый запах, причем хлорирование воды еще более их усиливает.

Процессы деструкции многих СПАВ в природных водах происходят очень медленно, так как у микроорганизмов водных объектов отсутствует адаптация к этим веществам. Тем не менее, они подвержены процессам биохимического окисления, скорость которых зависит от структуры их молекул, температуры воды (чем выше температура, тем интенсивнее идет окисление), рН, содержания взвешенных веществ и т.д. Единственной группой организмов, вносящей реальный вклад в разрушение СПАВ в воде, являются бактерии.

При подготовке публикации использовались материалы статьи Янина Е.П. Органические вещества техногенного происхождения в водах городских рек //экологическая экспертиза, 2004, № 4, с. 42-67