Dengan perkembangan industri kimia dan penggunaan bahan kimia yang meluas, sejumlah besar sebatian organik sintetik kimia memasuki alam sekitar melalui pelbagai saluran. Sebahagian daripada sebatian ini boleh terdegradasi dengan cepat oleh mikroorganisma dalam air atau tanah.
Walau bagaimanapun, terdapat juga banyak sebatian yang mempunyai struktur dan sifat kimia yang berbeza daripada bahan organik semula jadi. Pada masa ini, tiada sistem mikrob yang boleh menguraikan sebatian tersebut dengan berkesan telah ditemui. Akibatnya, sebatian tersebut menunjukkan ciri-ciri sukar didegradasi oleh mikroorganisma menyebabkan sebatian ini wujud dan terkumpul di persekitaran dalam jangka masa yang lama. Sesetengah daripadanya adalah sangat toksik dan mungkin mempunyai kesan "tiga bahaya", yang menimbulkan ancaman kepada kesihatan manusia.
-Pengaktif-
Komponen asas detergen sintetik adalah surfaktan, dan struktur molekulnya dicirikan oleh asimetri. Keseluruhan molekul surfaktan boleh dibahagikan kepada dua bahagian: satu adalah kumpulan bukan kutub yang lipofilik (lipofilik), juga dipanggil kumpulan hidrofobik (kumpulan hidrofobik C) atau kumpulan lipofilik: dua lagi adalah kumpulan kutub hidrofilik, dipanggil kumpulan hidrofilik (kumpulan hidrofobik).
Oleh itu, molekul surfaktan mempunyai sifat amphiphilic. Kumbahan domestik dan air sisa industri menggunakan surfaktan mengandungi sejumlah besar surfaktan. Sebagai contoh, bahan aktif serbuk pencuci ialah dodecyl sulfonate, yang merupakan surfaktan biasa. Kumpulan hidrofiliknya ialah -OS03 dan kumpulan hidrofobiknya ialah rantai hidrokarbon yang mengandungi cincin benzena.
Surfaktan biasanya dibahagikan kepada beberapa jenis mengikut struktur kimia molekul surfaktan. Oleh kerana kumpulan hidrofilik surfaktan biasanya hanya mengandungi karbon dan hidrogen, perbezaan lipofilisiti tidak begitu ketara. Walau bagaimanapun, kumpulan hidrofilik dalam pelbagai molekul surfaktan boleh menjadi sangat berbeza, jadi orang sentiasa mengklasifikasikan jenis surfaktan mengikut struktur dan sifat kumpulan hidrofilik dalam molekul surfaktan.
Mengikut jenis ion mereka, mereka boleh dibahagikan kepada surfaktan ionik dan surfaktan bukan ionik, dan surfaktan ionik boleh dibahagikan kepada surfaktan anionik, surfaktan kationik, surfaktan amfoterik, dan lain-lain mengikut jenis ion surfaktan yang dihasilkan dalam air. Di samping itu, terdapat beberapa surfaktan khas.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, industri detergen negara saya telah berkembang pesat, dan pengeluarannya telah meningkat dari tahun ke tahun. Terdapat dua jenis surfaktan: 1, 2-aminobenzena sulfonat, biasanya dikenali sebagai detergen keras (pendek kata ABS), mengandungi fosforus dan mudah menghasilkan buih yang banyak, kerana asasnya mempunyai banyak rantai dan mempunyai 4 karbon atom, ia adalah bahan organik terbiodegradasi yang sukar.
Biasa digunakan sebelum tahun 1960-an: linear 2-aminobenzene sulfonate, biasanya dikenali sebagai detergen lembut (pendek kata LAS), tergolong dalam bahan organik terbiodegradasi, ABS diganti, buih sangat berkurangan, tetapi masih mengandungi fosforus. Fosforus adalah salah satu unsur utama yang menyebabkan eutrofikasi badan air.
Antara surfaktan yang lebih banyak digunakan di negara saya pada masa ini, surfaktan anionik (terutamanya linear 2-aminobenzene sulfonate LAS) menyumbang 70% daripada jumlah keseluruhan, surfaktan bukan ionik menyumbang 20% daripada jumlah keseluruhan, dan yang lain menyumbang untuk 10%.
LAS ialah bahan terbiodegradasi yang sukar. Penggunaannya yang meluas tidak dapat tidak menyebabkan pencemaran kepada persekitaran air. Ia disenaraikan sebagai bahan pencemar kelas kedua dalam piawaian alam sekitar negara saya.
Surfaktan (CLAS) dalam air sisa wujud dalam dua bentuk: keadaan tersebar dan penjerapan pada permukaan zarah koloid. Surfaktan anionik mempunyai fungsi menghalang dan membunuh mikroorganisma, dan juga menghalang degradasi bahan toksik lain. Pada masa yang sama, pembuih surfaktan dalam air akan mengurangkan kadar reoksigenasi dan tahap pengoksigenan air, menyebabkan kualiti air merosot. Jika ia dilepaskan terus ke dalam badan air tanpa rawatan, ia akan menyebabkan masalah eutrofikasi di tasik, sungai dan badan air lain: LAS boleh mengemulsi bahan pencemar lain dalam badan air, meningkatkan kepekatan bahan pencemar, dan meningkatkan ketoksikan bahan pencemar lain, menyebabkan pencemaran tidak langsung.
Detergen sintetik bukan sahaja digunakan secara meluas dalam kehidupan keluarga seharian, tetapi juga dalam industri serat tekstil, industri pembuatan kertas, industri kulit dan industri makanan.
-Plasticizer-
Sejak Hyatt menggunakan otak kayu sebagai plasticizer untuk selulosa nitrat pada tahun 1868, plasticizer telah berkembang pesat. Ia mempunyai pengeluaran dan penggunaan terbesar di antara semua bahan tambahan pemprosesan getah dan plastik, dan mempunyai paling banyak jenis.
Pengeluaran pemplastik di negara saya bermula pada pertengahan-1950, tetapi kelajuan pembangunan agak perlahan. Ia telah berkembang pesat sejak tahun 1990-an. Sehingga 2023, terdapat lebih daripada 300 pengeluar plasticizer utama di semua wilayah, wilayah autonomi dan majlis perbandaran kecuali Tibet. Kapasiti pengeluaran tahunan dianggarkan mencecah 2 juta tan, dan terdapat berpuluh-puluh perusahaan besar dengan kapasiti pengeluaran tahunan melebihi 10,000 tan.
Pada masa ini, jenis plasticizer cenderung lengkap. Pengplastis boleh dibahagikan kepada phthalates, benzoat lain, ester asid dibasic alifatik, ester fosfat, epoksi, ester poliasid benzena, cuka petroleum, parafin berklorin dan pemplastis poliester mengikut struktur kimianya.
Pemplastis kalis api termasuk parafin berklorin, parafin cecair dan pemplastis fosfat, pemplastis tahan cuaca dan tahan cahaya termasuk minyak kacang soya epoksi, minyak biji kapas epoksi, minyak biji rami epoksi, enzim epoksi dan pemplastis epoksi lain, pemplastis tahan pencemaran termasuk BBP, pengekstrakan- pemplastik tahan termasuk pemplastik poliester, pemplastik bukan toksik termasuk tributil butil asetat, dsb., pemplastik tahan sejuk termasuk DOS DOA DOG ED3, dsb. Di samping itu, terdapat gred penebat, gred makanan dan gred farmaseutikal DOP.
Pada masa kini, terdapat 30 hingga 40 pemplastik yang biasa digunakan. Beberapa plasticizer biasa ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Plasticizers terutamanya sebatian asid asetik, yang merupakan komponen utama plastik sintetik. Ia sukar untuk terbiodegradasi sebatian dan juga bahan pencemar toksik. Air sisa industri membawa pemplastis asid asetik ke dalam persekitaran semula jadi. Selepas mereka memasuki tubuh manusia melalui rantai makanan, mereka boleh menyebabkan nefritis toksik dan mempunyai kesan perencatan dan anestetik pada sistem saraf pusat.
-Racun Perosak Sintetik-
Pada masa ini, terdapat lebih daripada 1,000 jenis racun perosak sintetik yang dihasilkan dan digunakan di dunia. Pengeluaran global racun perosak kimia (dari segi bahan aktif) adalah kira-kira 2 juta tan, terutamanya organoklorin, organofosforus dan karbamat, antaranya racun herba ialah 800,000 tan (40%), racun serangga ialah 700,{{7 }} tan (35%), racun kulat ialah 400,000 tan (20%) dan lain-lain adalah kira-kira 100,000 tan. Dengan peningkatan berterusan dalam usaha perlindungan alam sekitar di negara maju, pengeluaran racun perosak telah beransur-ansur beralih ke negara membangun, dan pengeluaran racun perosak negara saya juga terus meningkat, dan pengeluaran tahunan semasa telah mencapai lebih daripada 200,000 tan.
Racun perosak organoklorin (OCPs) ialah kelas toksik, bahan organik yang sukar diurai dengan sifat kimia yang stabil. Ia biasanya larut dalam lemak, lipid atau pelarut organik. Jisim molekul relatif mereka secara amnya 300~400, termasuk racun serangga terawal dan paling banyak digunakan DDT dan hexachlorobenzene (CHCH), serta lindane, DDT, chlordane, heptachlor, aldrin, dieldrin, dll.
Walaupun struktur kimia dan ketoksikan racun perosak organoklorin berbeza-beza, sifat fizikal dan kimianya pada asasnya adalah serupa, seperti kemeruapan yang rendah, sifat kimia yang stabil, sukar untuk terurai, dan tempoh baki yang panjang.
DDT, aldrin, chlordane, dieldrin, endrin, mirex dan toxaphene termasuk dalam senarai bahan pencemar organik berterusan Konvensyen Stockholm. HCH ialah salah satu daripada 129 bahan pencemar terkawal keutamaan yang dikenal pasti oleh PA AS.
Racun perosak organoklorin mempunyai keterlarutan yang rendah dalam air dan akan diserap oleh zarah tanah selepas memasuki alam sekitar, dan tempoh pengekalan boleh selama beberapa tahun. Selain itu, organisma akuatik dalam persekitaran mempunyai keupayaan yang kuat untuk memperkaya racun perosak organoklorin. Selepas memasuki tubuh manusia melalui rantai makanan, racun perosak organoklorin boleh terkumpul dalam tisu seperti hati, buah pinggang, dan jantung.
Oleh kerana racun perosak organoklorin adalah sangat toksik dan sukar untuk terurai, ia akan terus terkumpul di alam semula jadi dan menyebabkan pencemaran sekunder. Oleh itu, negara saya telah mengharamkan pengeluaran dan penggunaannya sejak tahun 1970-an.
Racun perosak organophosphorus yang biasa digunakan sekarang telah dibangunkan untuk menggantikan racun perosak organoklorin. Racun perosak organophosphorus menyumbang lebih daripada 80% daripada jumlah keseluruhan racun perosak, termasuk trichlorfon, dimethoate, dichlorvos, metil parathion, malathion dan parathion, dsb., dengan jisim molekul relatif 275~375, yang sukar untuk biodegradasi. bahan organik.
Nilai logaritma keterlarutan racun perosak organophosphorus dalam air ialah 1~2mg/L. Sebatian jenis ini lebih mudah terurai daripada racun perosak organoklorin, jadi masa pengekalannya dalam persekitaran lebih singkat. Oleh kerana keterlarutan airnya yang baik, proses penjerapan sedimen dan bioakumulasinya kurang ketara, tetapi ia adalah bahan yang sangat toksik, dan mekanisme ketoksikannya adalah untuk menghalang enzim kolinesterase organisma.
-Pewarna Sintetik-
Pewarna merujuk kepada bahan organik yang boleh mewarnakan gentian dan bahan lain, dan dibahagikan kepada dua kategori: semula jadi dan sintetik.
Pewarna semulajadi dibahagikan kepada pewarna tumbuhan, seperti alizarin, dsb.: pewarna haiwan, seperti trikoloma. Pewarna sintetik, juga dikenali sebagai pewarna tiruan, terutamanya disuling daripada tar arang batu (atau diproses oleh petroleum) dan diproses melalui pemprosesan kimia, biasanya dikenali sebagai "pewarna tar arang batu". Oleh kerana pewarna sintetik kebanyakannya diperbuat daripada anggota badan fenil sebagai bahan mentah pada peringkat awal pembangunan, ia kadangkala dipanggil "pewarna aniline".
Berbanding dengan pewarna semula jadi, pewarna sintetik mempunyai kelebihan warna cerah, kebolehbasuh dan ketahanan. Keempat, ia boleh dihasilkan secara besar-besaran. Ia digunakan secara meluas dalam industri seperti tekstil, percetakan dan pencelupan, pembuatan kertas, perubatan dan makanan.
Pewarna dibahagikan kepada pewarna azo, pewarna langsung, pewarna tersebar dan pewarna sulfur mengikut struktur kimianya. Antaranya, pewarna azo paling banyak digunakan dari segi variasi atau kuantiti. Struktur molekul pewarna azo mengandungi cincin benzena dan ikatan "-N=N-", dan struktur molekulnya agak stabil. Air sisa yang dilepaskan daripada proses pengeluaran pewarna azo mempunyai kepekatan bahan organik yang tinggi dan kromatik, dan sukar untuk merosot secara semula jadi selepas dibuang ke alam sekitar. Selalunya, kilang pewarna menyebabkan air bawah tanah sungai atau dua kampung tercemar, dan ia mempunyai kesan "menyebabkan". Ia tidak mudah merosot walaupun ia kekal dalam alam sekitar untuk masa yang lama, yang sangat berbahaya kepada kesihatan manusia.
Pada masa ini, pewarna yang digunakan di negara-negara di seluruh dunia kebanyakannya adalah pewarna sintetik, dengan anggaran pengeluaran tahunan kira-kira 800,000 tan, dan kepelbagaian serta kuantiti pewarna masih berkembang. Industri pewarna ialah industri kimia halus yang penting. Banyak industri menggunakan pelbagai pewarna, seperti tekstil, percetakan dan pencelupan, pembuatan kertas, industri makanan, dll., yang membuang sejumlah besar air sisa yang mengandungi pelbagai pewarna sintetik ke alam sekitar.
Ciri-ciri utama pewarna sintetik ialah komposisi kompleks, kepekatan tinggi, kromatik yang tinggi, sukar terurai, dan biodegradasi yang lemah. Jika dibuang terus, ia akan menyebabkan pencemaran yang serius kepada badan air di sekeliling. Sebilangan besar pewarna sintetik sukar dibiodegradasi, dan beberapa telah terbukti toksik kepada manusia. Pada kepekatan tinggi, hampir semua pewarna mempunyai kesan perencatan pada organisma, dan pewarna kationik juga mempunyai kesan perencatan pada mikroorganisma pada kepekatan rendah.