Полное название: катионные синтетические поверхностно активные вещества
Описание: искусственно синтезируемые органические вещества. Аккумулируются в поверхностных слоях воды, взаимодействуя с пленкой поверхностного натяжения и уменьшая ее силу.
Катионные СПАВ – это разновидность, которая при попадании в воду приобретает форму катионов, то есть положительно заряженных ионов.
Распространение и применение
Синтезированные ПАВ – это вещества, произведенные человеком, следовательно, их распространение обусловлено антропогенной деятельностью. Молекулы веществ при попадании в воду разделяются на гидрофильную часть, которая воздействует на воду, и гидрофобную, которая вступает в реакцию с органикой. На этой особенности основаны моющие средства, мыло и другие вещества. Именно их смыванием в канализацию обусловлено главное место концентрации СПАВ – хозяйственно-бытовые сточные воды.
Кроме того, их применяют при изготовлении следующих изделий:
- Косметики
- Бумаги
- Красок
- Пищевых продуктов
- Стройматериалов
Поэтому вторым местом концентрации являются технологические сбросы.
Их наличие легко определить визуальным образом – по активному образованию устойчивой пены на поверхности воды или раствора. Что касается очистных сооружений, то сильнее всего от пенообразования страдают аэрационные установки и открытые отстойники. Там пена настолько массивна, что легко разносится ветром и искусственно созданными потоками воздуха. Поскольку в этих резервуарах находится грязная вода, результатом может стать гельминтное и бактериальное заражение как открытых поверхностей, так и человеческого организма.
Кроме того, катионные поверхностно активные вещества, снижают общую эффективность очистных мероприятий. Пена служит переносчиком различных взвесей, из-за чего их бывает трудно отфильтровать. Также сами вещества оказывают угнетающее воздействие на биологическую очистку стоков (так называемый активный ил). Микроорганизмы, очищающие воду, начинают медленно размножаться и хуже расщеплять загрязняющие вещества. В результате СПАВ не только загрязняет водоемы напрямую, но и способствует попаданию в открытые водные ресурсы прочих канцерогенов из-за снижения результативности очистки стоков.
СПАВ в открытых водоемах
Попадая в открытые природные водоемы, поверхностно активные вещества могут серьезно повлиять на естественные процессы и стабильность водной экосистемы. Как и в очистных сооружениях, на поверхности открытой воды начинает образовываться пена, которая долго оседает. Наибольшая интенсивность пенообразования наступает в местах, где вода естественным образом вспенивается или имеет быстрое течение. Кроме того, повышают пенообразование водосбросы, работа турбин и моторных транспортных средств. Для постоянного наличия пены в водоеме будет достаточно даже минимальной концентрации СПАВ в 0,3 мг/л.
Помимо визуального восприятия человеком, катионные ПАВ нарушают функционирование природных экосистем. Снижая поверхностное натяжение, они ухудшают процесс насыщения воды кислородом и другими полезными для водных жителей газами. Уменьшение растворенного в воде кислорода ведет к замедлению естественных процессов в водных организмах. При критических показателях может наступить даже так называемый «мор» рыбы.
Нормирование
Поскольку синтетические поверхностно активные вещества снижают эффективность работы очистных сооружений и опасны для функционирования естественных водоемов, их концентрацию необходимо контролировать. ПДК вещества прописаны для главного источника загрязнения – сточных вод.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) СПАВ катионной формы в технологических и бытовых стоках составляет 10 мг/дм3(Постановление Правительства РФ от 29.07.2013 N 644 (ред. от 30.11.2021)).
Способы очистки воды
Набор очистных мероприятий зависит от того, к какому типу из перечисленных ниже, относятся поверхностно активные вещества.
- Легко окисляемые. До 80% соединений можно устранить с помощью биохимической очистки. В таком случае для удаления СПАВ подойдет отстаивание в резервуарах с активным илом. После нескольких дней концентрация таких веществ придет в норму
- Трудно окисляемые. Активный ил может удалить не более 40% этих веществ, и биохимическая очистка не будет эффективной. В такой ситуации можно использовать фракционирование. Вода искусственным образом вспенивается. Поскольку большая часть СПАВ окажется именно в пене, ее можно удалить механическим образом для дальнейшей химической очистки. Метод показывает эффективность от 70 до 89%, что позволяет использовать его даже для биологически жестких катионных СПАВ.
