Med udviklingen af den kemiske industri og den udbredte brug af kemikalier kommer et stort antal kemiske syntetiske organiske forbindelser ind i miljøet gennem forskellige kanaler. Nogle af disse forbindelser kan hurtigt nedbrydes af mikroorganismer i vand eller jord.
Men der er også mange forbindelser, der har forskellige kemiske strukturer og egenskaber fra naturligt organisk stof. På nuværende tidspunkt er der ikke fundet noget mikrobielt system, der effektivt kan nedbryde sådanne forbindelser. Som følge heraf udviser sådanne forbindelser de egenskaber, at de er svære at blive nedbrudt af mikroorganismer, hvilket får disse forbindelser til at eksistere og akkumulere i miljøet i lang tid. Nogle af dem er meget giftige og kan have "tre-farlige" virkninger, hvilket udgør en trussel mod menneskers sundhed.
-Aktivator-
Den grundlæggende komponent i syntetisk vaskemiddel er overfladeaktivt middel, og dets molekylære struktur er karakteriseret ved asymmetri. Hele molekylet af overfladeaktivt stof kan opdeles i to dele: den ene er en ikke-polær gruppe, der er lipofil (lipofil), også kaldet en hydrofob gruppe (C hydrofob gruppe) eller en lipofil gruppe: de to andre er hydrofile polære grupper, kaldet hydrofile grupper (hydrofob gruppe).
Derfor har overfladeaktive molekyler amfifile egenskaber. Husholdningsspildevand og industrispildevand, der bruger overfladeaktive stoffer, indeholder en stor mængde overfladeaktive stoffer. For eksempel er den aktive ingrediens i vaskepulver dodecylsulfonat, som er et typisk overfladeaktivt stof. Dens hydrofile gruppe er -OS03, og dens hydrofobe gruppe er en carbonhydridkæde indeholdende en benzenring.
Overfladeaktive stoffer opdeles normalt i flere typer efter den kemiske struktur af det overfladeaktive stofmolekyle. Da den hydrofile gruppe af det overfladeaktive middel sædvanligvis kun indeholder carbon og hydrogen, er forskellen i lipofilicitet ikke særlig tydelig. Imidlertid kan de hydrofile grupper i forskellige overfladeaktive molekyler være meget forskellige, så folk klassificerer altid typerne af overfladeaktive stoffer efter strukturen og egenskaberne af de hydrofile grupper i de overfladeaktive molekyler.
I henhold til deres iontype kan de opdeles i ioniske overfladeaktive stoffer og ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, og ioniske overfladeaktive stoffer kan opdeles i anioniske overfladeaktive stoffer, kationiske overfladeaktive stoffer, amfotere overfladeaktive stoffer osv. i henhold til typen af overfladeaktive ioner genereret i vand. Derudover er der nogle specielle overfladeaktive stoffer.
I de seneste år har mit lands vaskemiddelindustri udviklet sig hurtigt, og dens produktion er steget år for år. Der er to typer overfladeaktive stoffer: 1, 2-aminobenzensulfonat, almindeligvis kendt som hårdt rengøringsmiddel (ABS for kort), indeholder fosfor og er let at producere meget skum, fordi dets base har mange kæder og har 4 kulstof atomer, er det et svært biologisk nedbrydeligt organisk stof.
Almindelig brugt før 1960'erne: lineær 2-aminobenzensulfonat, almindeligvis kendt som blødt vaskemiddel (LAS for kort), tilhører biologisk nedbrydeligt organisk materiale, erstattet ABS, skum er stærkt reduceret, men indeholder stadig fosfor. Fosfor er et af hovedelementerne, der forårsager eutrofiering af vandområder.
Blandt de overfladeaktive stoffer, der i øjeblikket bruges mere i mit land, udgør anioniske overfladeaktive stoffer (hovedsageligt lineær 2-aminobenzensulfonat LAS) 70 % af det samlede antal, ikke-ioniske overfladeaktive stoffer udgør 20 % af det samlede antal, og andre står for 10 %.
LAS er et svært biologisk nedbrydeligt stof. Dens udbredte brug forårsager uundgåeligt forurening af vandmiljøet. Det er opført som en andenklasses forurenende stof i mit lands miljøstandarder.
Overfladeaktive stoffer (CLAS) i spildevand findes i to former: dispergeret tilstand og adsorption på overfladen af kolloide partikler. Anioniske overfladeaktive stoffer har den funktion at hæmme og dræbe mikroorganismer og hæmmer også nedbrydningen af andre giftige stoffer. Samtidig vil opskumningen af overfladeaktive stoffer i vand reducere reoxygeneringshastigheden og iltningsgraden af vand, hvilket får vandkvaliteten til at forringes. Udledes det direkte i vandmassen uden rensning, vil det give eutrofieringsproblemer i søer, floder og andre vandområder: LAS kan emulgere andre forurenende stoffer i vandmassen, øge koncentrationen af forurenende stoffer og øge toksiciteten af andre forurenende stoffer, forårsage indirekte forurening.
Syntetiske vaskemidler er ikke kun meget udbredt i det daglige familieliv, men også i tekstilfiberindustrien, papirindustrien, læderindustrien og fødevareindustrien.
-Blødgører-
Siden Hyatt brugte stokhjerne som blødgører for cellulosenitrat i 1868, har blødgørere udviklet sig hurtigt. Den har den største produktion og forbrug blandt alle gummi- og plastforarbejdningsadditiver og har flest varianter.
Produktionen af blødgørere i mit land startede i midten af-1950erne, men udviklingshastigheden var relativt langsom. Det har udviklet sig hurtigt siden 1990'erne. Fra 2023 er der mere end 300 store blødgøringsproducenter i alle provinser, autonome regioner og kommuner undtagen Tibet. Den årlige produktionskapacitet anslås at nå op på 2 millioner tons, og der er snesevis af store virksomheder med en årlig produktionskapacitet på over 10,000 tons.
På nuværende tidspunkt har varianterne af blødgøringsmidler en tendens til at være komplette. Blødgøringsmidler kan opdeles i phthalater, andre benzoater, alifatiske dibasiske syreestere, fosfatestere, epoxyer, benzenpolysyreestere, petroleumseddike, chlorerede paraffin og polyesterblødgørere i henhold til deres kemiske struktur.
Flammehæmmende blødgøringsmidler omfatter klorparaffin, flydende paraffin og fosfatblødgørere, vejrbestandige og lysbestandige blødgøringsmidler omfatter epoxysojaolie, epoxybomuldsfrøolie, epoxylinolie, epoxyenzym og andre epoxyblødgøringsmidler, ekstraktionsbestandige, blødgøringsmidler, forureningsbestandige, blødgøringsmidler. resistente blødgørere omfatter polyesterblødgørere, ikke-toksiske blødgøringsmidler omfatter tributylbutylacetat osv., kuldebestandige blødgøringsmidler omfatter DOS DOA DOG ED3 osv. Derudover er der isoleringskvalitet, fødevarekvalitet og DOP af farmaceutisk kvalitet.
I dag er der 30 til 40 almindeligt anvendte blødgørere. Flere almindelige blødgørere er vist i figuren nedenfor.
Blødgøringsmidler er hovedsageligt eddikesyreforbindelser, som er hovedkomponenterne i syntetisk plast. De er vanskelige at bionedbryde forbindelser og er også giftige forurenende stoffer. Industrielt spildevand bringer eddikesyreblødgørere ind i det naturlige miljø. Efter at de kommer ind i menneskekroppen gennem fødekæden, kan de forårsage giftig nefritis og have hæmmende og bedøvende virkninger på centralnervesystemet.
-Syntetisk pesticid-
På nuværende tidspunkt er der mere end 1,000 slags syntetiske pesticider, der produceres og bruges i verden. Den globale produktion af kemiske pesticider (i form af aktive ingredienser) er omkring 2 millioner tons, hovedsageligt organochlor, organophosphor og carbamat, blandt hvilke herbicider er 800,000 tons (40%), insekticider er 700,{{7 }} tons (35%), fungicider er 400,000 tons (20%), og andre er ca. 100,000 tons. Med den kontinuerlige stigning i miljøbeskyttelsesindsatsen i udviklede lande er produktionen af pesticider gradvist flyttet til udviklingslande, og mit lands pesticidproduktion er også fortsat med at stige, og den nuværende årlige produktion er nået op på mere end 200,000 tons.
Organochlorine pesticider (OCP'er) er en klasse af giftige, svært nedbrydelige organiske stoffer med stabile kemiske egenskaber. De er generelt opløselige i fedtstoffer, lipider eller organiske opløsningsmidler. Deres relative molekylmasse er generelt 300~400, inklusive de tidligste og mest udbredte insekticider DDT og hexachlorbenzen (CHCH), samt lindan, DDT, chlordan, heptachlor, aldrin, dieldrin, etc.
Selvom de kemiske strukturer og toksicitet af klororganiske pesticider varierer, er deres fysiske og kemiske egenskaber grundlæggende ens, såsom lav flygtighed, stabile kemiske egenskaber, vanskelige at nedbryde og lang restperiode.
DDT, aldrin, chlordan, dieldrin, endrin, mirex og toxaphen er medtaget på listen over persistente organiske miljøgifte i Stockholm-konventionen. HCH er en af de 129 prioriterede kontrollerede forurenende stoffer identificeret af US PA.
Klororganiske pesticider har lav opløselighed i vand og vil blive adsorberet af jordpartikler, når de er kommet ud i miljøet, og opbevaringsperioden kan være helt op til flere år. Desuden har akvatiske organismer i miljøet en stærk evne til at berige klororganiske pesticider. Efter at være kommet ind i den menneskelige krop gennem fødekæden, kan klororganiske pesticider ophobes i væv som lever, nyre og hjerte.
Fordi klororganiske pesticider er ekstremt giftige og svære at nedbryde, vil de fortsætte med at akkumulere i naturen og forårsage sekundær forurening. Derfor har mit land forbudt deres produktion og brug siden 1970'erne.
De organophosphorpesticider, der almindeligvis anvendes nu, blev udviklet til at erstatte organochlorpesticider. Organophosphorpesticider tegner sig for mere end 80 % af den samlede mængde pesticider, herunder trichlorfon, dimethoat, dichlorvos, methylparathion, malathion og parathion osv., med en relativ molekylvægt på 275~375, hvilket er en vanskelig bionedbrydelighed organisk stof.
Den logaritmiske værdi af opløseligheden af organophosphorpesticider i vand er 1~2mg/L. Denne type forbindelse er lettere at nedbryde end organiske chlorpesticider, så dens opholdstid i miljøet er kortere. På grund af dets gode vandopløselighed er dets sedimentadsorption og bioakkumuleringsproces mindre signifikant, men det er et meget giftigt stof, og dets toksicitetsmekanisme er at hæmme organismers cholinesterase-enzymet.
-Syntetisk farvestof-
Farvestoffer refererer til organiske stoffer, der kan farve fibre og andre materialer, og er opdelt i to kategorier: naturlige og syntetiske.
Naturlige farvestoffer opdeles i plantefarvestoffer, såsom alizarin osv.: animalske farvestoffer, såsom tricholoma. Syntetiske farvestoffer, også kendt som kunstige farvestoffer, er hovedsageligt destilleret fra stenkulstjære (eller forarbejdet af petroleum) og behandlet ved kemisk behandling, almindeligvis kendt som "kultjærefarvestoffer". Fordi syntetiske farvestoffer hovedsageligt blev fremstillet af phenyllemmer som råmaterialer i de tidlige udviklingsstadier, kaldes de nogle gange "anilinfarvestoffer".
Sammenlignet med naturlige farvestoffer har syntetiske farvestoffer fordelene ved lyse farver, vaskbarhed og holdbarhed. For det fjerde kan de masseproduceres. De er meget udbredt i industrier som tekstiler, trykning og farvning, papirfremstilling, medicin og fødevarer.
Farvestoffer er opdelt i azofarvestoffer, direkte farvestoffer, disperse farvestoffer og svovlfarvestoffer i henhold til deres kemiske strukturer. Blandt dem er azofarvestoffer de mest udbredte med hensyn til sort eller mængde. Strukturen af azofarvestofmolekyler indeholder benzenringe og "-N=N-"-bindinger, og den molekylære struktur er relativt stabil. Spildevandet, der udledes fra produktionsprocessen af azofarvestoffer, har høj koncentration af organisk stof og kromaticitet, og det er svært at nedbryde naturligt efter at være blevet udledt til miljøet. Ofte bevirker en farvefabrik, at grundvandet i en flod eller to landsbyer bliver forurenet, og det har en "fremkaldende" effekt. Det er ikke let at nedbryde, selvom det forbliver i miljøet i lang tid, hvilket er ekstremt sundhedsskadeligt.
På nuværende tidspunkt er de farvestoffer, der bruges i lande rundt om i verden, hovedsageligt syntetiske farvestoffer, med en anslået årlig produktion på omkring 800,000 tons, og sorten og mængden af farvestoffer vokser stadig. Farveindustrien er en vigtig finkemisk industri. Mange industrier anvender forskellige farvestoffer, såsom tekstiler, trykning og farvning, papirfremstilling, fødevareindustri osv., som udleder en stor mængde spildevand indeholdende forskellige syntetiske farvestoffer til miljøet.
Syntetiske farvestoffers hovedegenskaber er kompleks sammensætning, høj koncentration, høj kromaticitet, svær at nedbryde og dårlig biologisk nedbrydelighed. Hvis det udledes direkte, vil det forårsage alvorlig forurening af de omkringliggende vandområder. Et betydeligt antal syntetiske farvestoffer er svære at bionedbryde, og nogle har vist sig at være giftige for mennesker. Ved høje koncentrationer virker næsten alle farvestoffer hæmmende på organismer, og kationiske farvestoffer har også en hæmmende effekt på mikroorganismer i lave koncentrationer.