Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФЕНОЛОВ НА ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ ПРИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИИ ЕЕ ХЛОРОМ'

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФЕНОЛОВ НА ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ ПРИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИИ ЕЕ ХЛОРОМ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
142
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФЕНОЛОВ НА ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ ПРИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИИ ЕЕ ХЛОРОМ»

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФЕНОЛОВ НА ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ ПРИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИИ ЕЕ ХЛОРОМ

Кандидат медицинских наук М. Н. Светлакова

Иэ кафедры коммунальной гигиены I Московского ордена Ленина медицинского института '

Работами В. А. Углова, М. В. Болтиной, Л. Г. Житомирского, М. Л. Кошкина и др. было показано, что возникновение специфических «аптечных» запахов воды при ее хлорировании обусловлено образованием хлорфенолов. Особенностью этого явления, которое было охарактеризовано в литературе как провоцирование запахов воды в процессе ее дезинфекции, является то, что даже ничтожные концентрации фенола, совершенно незаметные по запаху, дают в присутствии активного хлора «аптечный» запах.

Собранные Институтом общей и коммунальной гигиены АМН СССР материалы по характеристике запахов воды открытых водоемов указывают также на возросшую частоту случаев появления хлорфенольных или «аптечных» запахов в обработанной воде водопроводов ряда городов. П. Д. Ксенофонтова описывает появление «аптечного» запаха в воде Томского водопровода. Отсюда естественно, что вопросы дальнейшего изучения факторов, обусловливающих провоцирование запахов воды при дезинфекции ее хлором, приобрели в настоящее время актуальное значение.

При гигиеническом изучении вредного влияния фенольных сточных вод ¡на условия водопользования (Л- Н. Габрилевская, М. Н. Светлакова, М. С. Несмеянова) было замечено, что часть из них совершенно не давала эффекта провоцирования в присутствии активного хлора.

В настоящей работе мы поставили задачу исследовать в экспериментальных условиях, с одной стороны, способность различных фенолов ухудшать органолептические свойства воды при хлорировании, с другой— определить наиболее важные факторы, способствующие образованию в питьевой воде пахучих хлорфенолов. С этой целью для всех исследованных нами фенолсодержащих веществ были одориметрически определены пороговые концентрации в воде до и после ее хлорирования. Дозы хлора и время контакта примерно соответствовали тем, которые приняты в водопроводной практике централизованного водоснабжения (0,5—1—1,5 мг/л в течение 30 минут).

3 указанном плане исследованию подвергли три группы веществ.

В первую вошли одноатомные фенолы: собственно фенол или карболовая кислота, орто-мета-паракрезол, тимол, паратретичный бутилфенол, смесь изомеров диизобутилфенола, смесь паратретичного бутилфенола с дитретичным бутилфенолом.

Вторую группу составили многоатомные фенолы: резорцин, гидрохинон, пирокатехин, пирогаллол.

Наконец, к третьей группе мы отнесли такие соединения, как а- и р-нафтолы и дифенилолпропан, которые по гвоим физико-химическим свойствам очень близко стоят к фенолам. При выборе столь многочисленной группы фенолов и их производных мы руководствовались соображением о том, что большинство из них может кстречаться в сточных водах весьма обширного круга производства. Многие из названных выше соединений являются основными, вспомогательными или побочными продуктами заводов, коксохимической, металлургической, нефтеперегонной, лакоюра-сочной промышленности, а также заводов органического синтеза (табл. 1).

Таблица 1

Фенольные соединения в производственных сточных водах

Название вещества

Формула

Предприятия, в сточных водах которых встречаются фенолы

Карболовая кислота

О-крезол

М-крезол П-крезол Тимол

Паратрегичный бутил фенол Смесь изомеров

лиизобутилфеиола Смесь гаратретич-ного бутилфенола с дитретичным

А. Одноатомные фенолы СвН,ОН

о-сн3с6н4он

М-СН3С6Н4ОН П-СН3С6Н4ОН (СН)(С3Н,)С6Н5ОН

С3Н9С6Н4ОН С7Н17СвН4ОН | С3НвСвН4ОН

I С3НэС3НэС6Н4ОН

Коксохимические, металлургические азотнохимические, нефтеперегонные, кожевенные, аннлинокрасоч-ные, Газогенераторные и сухой перегонки дерева

Коксохимические, перегонка слан-цгв, изготовление пластмасс

Те же

Те же

Сухая перегонка дерева и каменного угля

Приготовление лаков и эмалей Те же Те же Те же

Б. Многоатомные фенолы

Резорцин Гидрохинон Пирокатехин Пирогаллол

«-нафтол (3-нафтол

Дифенилолпропан

М-СеН4(ОН)2 П—С6Н4(ОН)2 О—С8Н4(ОН)2 СсН3(ОН)3

Изготовление синтетических красок Кинофабрики

Фармацевтические заводы Кииофабрнкн, изготовление красок

В. Вещества, близкие к фенолам

С1иН7ОН С,0Н7ОН (СН3)2С,,Н5ОНСвН5ОН

Изготовление органических красителей, перегонка каменного угля Те же

Изготовление лаков и эмалей

В литературе остается недостаточно выясненным вопрос о том, какие именно из веществ типа фенолов ^способны вызывать «аптечный» запах воды в условиях ее обеззараживания хлором. Из данных, представленных в табл. 2 видно, что лишь немногие из веществ, составляющих группу фенолов, способны провоцировать «аптечный» запах воды, под-

Таблица 2

Порог запаха фенольных соединений до и после хлорирования

Концентрация (в мг/л)

Название вещества пороговая по запаху дающая хлорфеноль-ньй запах в воле с хлором

А. Одноатомные фенолы

Карболовая кислота ......... 18,0 0,005

0-крезол .............. 0,002 0,001

М-крезол .............. 0,002 0,001

П-крезол.............. 0,005 0,002

Тимол . ............. 0,05 Запах отсутствует

Паратретичный бутилфенол....... 3,2 • •

Смесь изомеров диизобутилфенола..... 0,5 » я

Смесь паратретнчного бутилфенола в дитре-тичном .............. 0,25 я •

Б. Многоатомные фенолы

40,0

Пирокатехин............. Не дает запаха даже при концентрации 60 г/л 0.9 г/л ■

Пирогаллол....... ..... Не дает запаха даже при концентрации 5 г/л

а -нафтол . . . Э -нафтол . . . Дифенилолпропа н

В. Вещества, близкие к фенолам

9,0

9.0

500,0

вергнутой хлорированию. К таким соединениям следует отнести собственно фенол или карболовую кислоту и всю группу крезолов. В аналогичных исследования* М. С. Несмеянова приходит к выводу, что, помимо карболовой кислоты и крезолов, тимол в концентрации, не изменяющей органолептических свойств воды, также может резко нарушать их, если вода подвергается действию хлора. Однако в работе М. С. Несмеяновой отсутствуют указания на условия проведения опытов в отношении реакции воды, в то время как наши опыты проводились при определенном рН воды, равном 7,0. О влиянии реакции среды на провоцирование хлорфенольных запахов будет сказано ниже.

Полученные нами результаты целиком согласуются с известными данными В. А. Углова о том, что одноатомные фенолы быстро 'вступают в реакцию со сзободным хлором, образуя монохлорфенолы, отличающиеся интенсивным «аптечным» запахом, Очевидно, образование пахучих хлорфенолов связано с химической структурой различных фенолов, характеризующихся более или менее сложными боковыми связями. Следу-

ет, однако, подчеркнуть, что в просмотренной нами литературе, затрагивающей этот вопрос, встречаются весьма противоречивые суждения. Так, ряд авторов считает, что образование хлорфенолов идет за счет замещения хлором гидроксильной группы в структурной формуле фенолов (М. Лихосперостов, Р. Архангельский). Напротив, по мнению Е. Шилова, при образовании хлорфенолов хлор замещает любой атом водорода в фенольном кольце. Из данных табл. 2 видно также, что большинство одноатомных фенолов, хотя и обладающих одной гидроксильной группой, но имеющих более сложную боковую цепь (тимол, паратретичный бутилфенол, смесь изомеров диизобутилфенола и др.), не провоцирует «аптечного» запаха в воде, к которой добавлен хлор.

Таким образом, из всех одноатомных фенолов только карболовая кислота и крезолы, попадая в питьевую воду в концентрациях, ниже пороговых по запаху, отличаются выраженной способностью образовывать с хлором резко пахучие соединения.

Многоатомные фенолы отличаются высокой растворимостью в воде. Их пороговые концентрации в воде, установленные по запаху, очень высоки. Так, например, ни пирогаллол, ни гидрохинон не придают воде никакого специфического запаха при содержании их в водном растворе в концентрации 5 и 60 г/л. Многоатомные фенолы, по нашим данным, не способны сообщать хлорированной воде «аптечного» запаха. Этот факт следует, очевидно, связывать с известными в литературе данными о том, что для многоатомных фенолов реакция замещения ведет к образованию полихлорфенолов, не обладающих специфическим запахом. Возможно, что наличие в структурной формуле многоатомных фенолов не одной, а двух и более гидроксильных групп способствует полноте реакции замещения хлором, т. е. образованию полихлорфенолов. Наконец, данные табл. 2 показывают, что органические вещества, близкие по своей структуре к многоатомным фенолам, так же как и последние, не влияют на органолептические свойства воды в процессе ее хлорирования.

Переходя ко второй части исследований, характеризующих влияние некоторых факторов на эффект провоцирования хлорфенольных запахов, необходимо особо подчеркнуть, что этот вопрос имеет далеко не последнее значение в практике борьбы с «аптечным» запахом питьевой воды. Дело в том, что отдельные фенолы этого комплекса, как правило, не провоцирующие «аптечного» запаха, способны при определенных условиях водной среды приобретать указанное свойство. Это тем более важно, что стоки многих производств, связанных с обработкой феноль-ных соединений, содержат также разнообразные органические растворители, кислоты, щелочи. В конечном счете те или другие физико-химические условия могут способствовать, с одной стороны, гидролизу и окислению фенолов в водной среде, с другой — образованию в присутствии активного хлора пахучих соединений с фенолами. Поэтому мы считали необходимым не только установить перечень фенолов, безусловно провоцирующих «аптечные» запахи при обработке воды хлором, но и выделить те из фенолов, которые в этом отношении ведут себя непостоянно. В частности, учитывая указание В. А. Углова, что запах хлорфенола быстро исчезает при подщел'ачивании водных растворов и снова появляется в кислой среде, мы попытались выяснить влияние изменения рН на устойчивость хлорфенольных запахов, исследуя в этом отношении все три группы взятых нами фенолов.

Из группы растворителей были использованы толуол и ацетон, так как, во-первых, в них хорошо растворяются почти все исследованные нами вещества из группы фенолов, во-вторых, они характеризуются высокой растворимостью в воде, в-третьих, из литературных данных удалось установить, что в ряде производств (лакокрасочная, коксохимическая промышленность) толуол и ацетон встречаются в сточных водах в сочетании

с веществами группы фенолов. Данные по исследованию комбинированного действия отдельных фенолов с органическими растворителями в разных условиях реакции среды представлены в табл. 3.

Таблица 3

Влияние активной реакции и присутствия толуола и ацетона на образование «аптечного» запаха при хлорировании фенольных соединений

Наличие „аптечного" запаха при рН воды

Сочетание веществ и их концентрация (в мг/л)

5,0 7.0 9,0

Тимол 0,04..... + — —

а-нафтол 5...........; , + — —

¡5 -нафтол 5............. + — —

Ацетон 71,5 :............ — — —

Толуол 0,086 ..... — — —

Тимол 0,04+толуол 0.086 ........ + +

а-нафтол 5+ толуол 0,086 .... ... + + —

¡5-нафтол 5+ толуол 0,086 ........ + + —

Дифенилолпропан 400+толуол 0,086 .... + + —

Тимол 0,04 + ацетон 71,5 ..... + — —

в-нафтол 5+ацетон 71,5........ + + —

Р-нафтол 5+ацетон 71,5........ + + — •

Примечание. Знаком + отмечено наличие хлорфенольного запаха; зна-

ком — его отсутствие.

Если взять условия нейтральной реакции воды, то, как было показано в табл. 2, все исследованные фенолы, кроме карболовой кислоты и крезолов, не дают хлорфенольного запаха. Также не дают провоцирования запахов при хлорировании отдельно взятые растворители (ацетон, толуол). Однако даиные, приведенные в табл. 3, показывают, что в той же самой нейтральной среде сочетание некоторых фенолов с растворителями вызывало появление «аптечных» запахов. Из данных той же табл. 3 видно, что в кислой среде ряд фенолов, которые не провоцируют хлорфенольных запахов в нейтральной среде, дают этот запах (тимол, а- 1 ¡3"нафтол). Напротив, в щелочной среде сочетание тех же фенолов с растворителями не дает появления «аптечных» запахов.

Выводы

1. Изучалась способность различных фенолов образовывать хлор-фенольные соединения, ухудшающие качество воды. В опытах установлена зависимость появления «аптечного» запаха от характера фенолов, сочетания их с некоторыми растворителями и концентрации водородных ионов в воде.

2. Хлорфенольные запахи при хлорировании воды возникают при содержании в ней фенола (карболовом кислоты) и крезолов в концентрации, ниже пороговой по запаху. Одноатомные фенолы, имеющие в

своей молекуле сложные боковые связи, многоатомные фенолы, а также вещества, близкие к фенолам, в аналогичных опытах не ухудшают орга-нолептических качеств воды.

3. Многие из сложных фенолов, взятые в сочетании с такими растворителями, как ацетон и толуол (что типично для сточных вод некоторых производств), проявляют способность в присутствии активного хлора придавать воде характерный «аптечный» запах.

Понижение активной реакции среды способствует появлению хлор-фенольных запахов.

ЛИТЕРАТУРА

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Житомирский Л. Г., Методы профилактики и борьбы с привкусами и запахами npw хлорировании питьевой воды, Ростиздат, 1939.— Кошкин М. Л., Хлорирование питьевой воды с аммонизацией, Харьков, 1941. — Ксенофонтова Д. П., Хлорфенольный запах в воде Томского городского водопровода и его устранение, Гигиена и санитария, 1947, № 10. — Лихосперостов М., Архангельский Р., О механизме галогеиирования фенолов, Журнал общей химии, 1937, № 13.— Несмеянова М. С., О предельно допустимых концентрациях фенола в водоемах, Гигиена и санитария, 1953, № 7.— Углов В. А., Болтина М. В., О прохождении аптечного запаха воды, Гигиена и эпидемиология, 1930, № 6—7. — Шилов Е., О механизме галогеиирования фенолов, Журнал общей химии, 1938, № 6.

Поступила 22/VII 1954 г.

£ т* *

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ПОЧВЫ ОТ ЯИЦ АСКАРИД

Проф. 3. Г. Василькова, проф. В. А. Набоков

Из Института малярии, медицинской паразитологии и гельминтологии Министерства здравоохранения СССР

Известно, что в эпидемиологии гельминтозов большое значение имеет почва дворов, садов, огородов, загрязненная яйцами гельминтов.

На поверхности почвы яйца гельминтов быстро погибают в весенне-летние месяцы от солнечной радиации, высокой температуры почвы, достигающей 40° и выше, и от высыхания (Н. П. Шихобалова и Л. И. Го-родилова, 1945; Н. П. Шихобалова и Е. С. Лейкина, 1945; С. Л. Альф, 1949; 3. Г. Василькова, 1950, и др.). Но в затененных местах, а также на глубине более 2 см яйца аскарид развиваются до инвазионной стадии, выживают в течение многих месяцев и вызывают заражение при попадании в организм человека.

В литературе имеется значительное количество работ, свидетельствующих о зависимости аскаридоза от степени загрязнения почвы дворов яйцами гельминтов (К. И. Скрябин, 1925; Е. Н. Павловский, 1929; О. М. Белозерова и 3. В. Крылова, 1945; 3. Г. Василькова и О. М. Бело-зерова, 1948; и др.).

Вот почему в борьбе с акаридозом огромное значение имеют мероприятия по охране внешней среды от загрязнения нечистотами, а также мероприятия по дегельминтизации почвы в тех случаях, когда не удается предупредить ее загрязнения.

Между тем проблема дегельминтизации почвы, имеющая большое профилактическое значение в борьбе с гельминтозами, не разрешена до настоящего времени. В русской и зарубежной литературе имеется лишь несколько работ о дегельминтизации почвы. В 1940 г. Е. А. Мясникова впервые предложила дегельминтизировать пол и навоз в свинарниках горячим воздухом (170°) из специального дегельминтизатора, сконстру-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.