ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деструкция поверхностно-активных веществ из "Микробиология очистки воды" Поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой разнородную по химической структуре группу соединений, которые обладают одинаковой способностью снижать поверхностное натяжение жидкостей. Несмотря на стремление рассматривать микробную деструкцию синтетических веществ в связи с их химическим строением, в данном случае нам представляется более удобным использовать чисто утилитарную классификацию для того, чтобы привлечь внимание лиц, интересующихся проблемой биоразложения ПАВ, опасных загрязнителей воды. Внутри этой группы мы анализируем имеющиеся в литературе и полученные нами данные с точки зрения выяснения корреляции между микробными таксонами и химической структурой разрушаемых веществ. [c.152] Поверхностно-активные вещества принято делить на ионогенные, диссоциирующие на ионы в водной среде, и недиссоии-ирующие — неионогенные. К ионогенным относятся анионактпв-ные (АПАВ), которые при диссоциации образуют макроанион, обладающий поверхностной активностью, катионные (КПАВ), образующие поверхностно-активный макрокатион, и амфотерные или амфолитные, диссоциирующие как АПАВ или как КПАВ в зависимости от реакции среды. [c.152] Целевое назначение ПАВ как моющих средств обусловливает попадание почти всего объема их продукции в сточную воду, которая, в свою очередь, может загрязнять поверхностные водоемы, грунтовые воды, почву. Химические и физико-химические методы очистки стоков не решают проблемы борьбы с загрязнением воды поверхностно-активными веществами, так как при использовании этих методов ПАВ, как правило, только концентрируются или разрушаются частично, но не разлагаются полностью до СО2, Н2О и других простейших продуктов. Полная деструкция детергентов осуществляется микроорганизмами, на использовании которых основаны все биологические методы очистки воды. Однако очистка стоков от ПАВ общепринятыми биологическими методами затруднена, поскольку многие из этих веществ сравнительно устойчивы к микробному разложению и проходят через очистные сооружения, не изменяясь. При этом ПАВ из-за высокой способности к ценообразованию нарушают их работу, снижая скорость оседания активного ила. Разнесение пены ветром создает эпидемиологическую опасность, так как вместе с пеной распространяются болезнетворные бактерии, в частности возбудители кишечных инфекций. Число бактерий в водоемах при ценообразовании очень возрастает из-за того, что в пене создаются чрезвычайно благоприятные трофические условия [200]. Незначительное количество (0,2—0,4 мг/л ПАВ) придает неприятный вкус и запах питьевой воде. Образование пены на поверхности водоемов нарушает кислородный режим и вызывает массовую гибель населяющей их флоры и фауны. Изучению санитарно-гигиенических аспектов загрязнения воды ПАВ посвящена монография Е. А. Можаева [185], в которой приведены данные о их влиянии на качество воды, самоочи-щающую способность водоемов, организм человека и животных. [c.153] Биодеградацию ПАВ определяют как в природной, так и в сточной воде. В последнем случае, как правило, источником микроорганизмов служит активный ил. Наблюдаемая при этом вариабельность результатов обусловлена следующими факторами 1) разным происхождением образцов воды и ила, а также временем адаптации ила к изучаемому веществу 2) температурой, при которой проводится опыт 3) концентрацией испытуемого соединения 4) временем инкубации 5) природой дополнительного органического материала в образце воды 6) различным составом технических препаратов исследуемых ПАВ. [c.154] Примечание. Исходная концентрация (в мг/л) ДДС — 500 алкилсульфатов — 200. [c.158] МИ не разрушались. Попытки изолировать споровые бактерии или дрожжи оказались безуспешными. [c.160] Проведенные нами опыты позволяют заключить, что способность использовать алкилсульфаты в качестве единственного источника углерода и энергии присуща главным образом гетеротрофным грамотрицательным палочковидным бактериям и, в первую очередь, представителям рода Pseudomonas. [c.160] В последние годы много внимания уделяется изучению путей микробного метаболизма анионных ПАВ, а такл е выделению и исследованию ферментов, ответственных за их разрушение [487, 517, 523]. Показано, что углеводородные радикалы алкилсульфатов, алкилсульфонатов и алкилбензолсульфонатов окисляются в тех же биохимических реакциях, что и углеводороды, жирные кислоты и спирты. Пути микробной деструкции алкилбензолсульфонатов включают также реакции расщепления бензольного кольца. [c.163] При а-окислении алкильная цепь прогрессивно укорачивается на один атом углерода, который выделяется в виде СОа-Р-Окисление ведет к последовательному уменьшению алкильной цепи на два атома углерода сразу. [c.164] Доказательством возможности такого пути деструкции является образование значительного количества ионов сульфата и сульфита в начале микробного разложения этих ПАВ. Для биодеградации алкилбензолсульфонатов существенное значение имеет взаимное расположение сульфонатной группы и алкильной цепи в бензольном кольце пара-соединения разрушаются быстрее, чем орто- или Л1ета-производные. [c.167] В литературе есть указания на возможность биодеградации серусодержащих детергентов путем гидролиза в анаэробных условиях [459], однако биохимическая сторона этого процесса не изучена. Установлено только, что синтетические ПАВ с разветвленной алкильной цепью практически не разлагаются, в то время как прямоцепочечные за 3—6 ч разрушаются на 20%. [c.169] И додециловый спирт. Подавляющее большинство испытанных бактерий не накапливает при этом додеканол, а сопряженно окисляет его, превращая в додекано-вую кислоту, которая, по-ви-димому, в свою очередь подвергается разложению с помощью механизмов а- и р-окисления. [c.170] Гидрофильную группу в молекуле НПАВ могут образовывать, помимо окиси этилена, и другие соединения. Так, довольно широко применяются НПАВ — сложные эфиры маннита и сорбита, которые называют соответственно маннитаны и сорбита-ны или спаны. Оксиэтилированные эфиры сорбита и маннита нашли распространение под названием тайны . Хорошо известны НПАВ, в состав которых, наряду с окисью этилена, входят остатки окиси пропилена — так называемые блок-сополимеры. Разнообразие химического строения НПАВ, как уже указывалось ранее, создает трудности при анализе этих веществ и приводит к получению весьма противоречивых результатов при изучении биоразлагаемости. [c.170] Вернуться к основной статье