Даже в небольших концентрациях соединение смертельно ядовито для человека, животных, птиц, подводных обитателей. Фенол отравляет землю, значительно снижая урожайность культурных растений. Поэтому эффективная очистка сточных вод от фенола – одна из важнейших задач, которую необходимо решить для каждого населённого пункта.
Что такое фенол в сточных водах? Откуда он берётся?
Фенолы – класс веществ, в молекулах которых гидроксильные группы (–OH) связаны с атомами углерода ароматического кольца. Чрезвычайно токсичен первый представитель ряда – одноатомный фенол (гидроксибензол, C6H5OH). Именно его обычно и называют фенолом.
Гидроксибензол – эффективный избирательный растворитель для некоторых органических веществ. один из самых эффективных растворителей, благодаря чему широко применяется в промышленности и быту. Вещество входит в химический состав лакокрасочных материалов, клеящих средств, герметиков. Фенол – обязательный компонент в составе фенолформальдегидных смол, которые применяют при производстве пластика, резины, ДСП. Любое пластиковое изделие: от поликарбонатной посуды до канализационной трубы, – содержит фенол. Пока изделия служат, фенол в них безвреден. Но при разрушении пластика, в том числе химическом или термическом, фенол начинает выделяться и отравлять окружающую среду. Смешиваясь с водой, фенол имеет шансы попасть в организм человека, вызвать серьёзную болезнь, отравить водоём, сделать почву непригодной для земледелия.
Источники фенола, попадающего в сточные воды:
- коксохимические предприятия;
- нефтехимические заводы;
- металлургические и предприятия;
- машиностроительные заводы;
- предприятия по производству лакокрасочных материалов, клея, резины, поликарбоната, ДСП;
- автосервисы;
- мебельные фабрики;
- кожевенные заводы;
- агропредприятия, использующие пестициды с хлорфенолами;
- стоки со свалок твёрдых бытовых отходов;
- бытовые стоки.
Влияние фенола на здоровье человека и экологию
Даже мизерное количество соединения способна вызвать аллергическую реакцию, жжение в горле, кашель, тошноту, рвоту, диарею, слабость, потерю сознания. При попадании на кожу – химические ожоги. Для летального исхода взрослому человеку, в зависимости от индивидуальных особенностей организма, достаточно 1–10 г, ребёнку – 0,05–0,5 г соединения. Фенол способен накапливаться в организмах человека и животных, поражая в первую очередь почки, печень, нервную систему, лёгкие, кровоток.
При попадании в воду вещество отравляет рыбу, других подводных обитателей, водоплавающих птиц. В результате массового гниения органики вода надолго становится необитаемой, непригодной для питья, купания, бытовых нужд.
Определение фенола в сточных водах
Согласно СанПиН 1.2.3685-21, предельно допустимое содержание фенола в питьевой воде составляет 0,001 мг/л. Чтобы правильно подобрать технологию очистки, необходимо контролировать концентрацию фенола в сточных водах. Широко распространены следующие методики обнаружения фенолов в сточных водах:
- фотометрический метод – широко используется на очистных сооружениях. В раствор добавляют реагенты. В результате реакции появляются окрашенные соединения. Их экстрагируют, оптическую плотность измеряют при помощи фотометра или спектрофотометра;
- хемилюминесцентный метод – даёт довольно грубый результат исследования. По свойству хемилюминесцентности при прохождении реакции Фентона проба сравнивается со стандартным раствором фенола;
- вольтамперометрический метод – очень быстрый и точный. О содержании фенолов в пробе судят по прохождению электрохимической реакции;
- хроматографические методы – класс физико-химических методов, обеспечивающих высокую точность результата. Используется особое оборудование, требуется подготовка пробы. Каждый из фенолов обнаруживается отдельным методом.
Методы очистки сточных вод от фенола
В наше время применяется множество эффективных методов удаления фенола из сточных вод:
- химические. При промышленной очистке чаще всего применяется окисление стоков хлорсодержащими реагентами. Может использоваться окисление стоков пероксидом водорода и перманганатом калия, при реакции молекулы фенола разрушаются. Ещё один химический метод – экстракция, при которой фенол перемещается из воды в растворитель. Один из самых щадящих для экосистемы методов – озонирование;
- сорбционные. Для устранения фенола используются сорбенты (активированный уголь, ионообменные смолы, бентонитовые глины, цеолиты, вещества, содержащие магний);
- каталитические – фенол окисляется до углекислого газа и воды. В стоки могут добавлять катализаторы. Фотокаталитическое окисление происходит за счёт использования ультрафиолетового излучения. При электрокаталитическом окислении используется гальванический элемент. Комбинированный метод – каталитическое озонирование, при котором происходит воздействие озоном на раствор с металлооксидным катализатором;
- биологические – разрушение молекул фенола при помощи особых бактерий и грибов. Активный ил, содержащий микроорганизмы помещают в одну из камер септика. Простейшие (бактерии, грибы) разрушают фенол и другие органические соединения. Особенно эффективны для нейтрализации фенола грибки, разрушающие древесину (Polyporus versicolor).
Удаление фенола из сточных вод
Выбор метода очистки зависит от концентрации фенола в сточной воде, её количества. На предприятиях чаще всего используются химические методы, прежде всего – окисление хлорсодержащими веществами. Но такие соединения небезопасны для окружающей среды.
Один из самых перспективных методов – озонирование. Оно эффективно, не требует ядовитых катализаторов и не наносит вреда окружающей среде.
Всё большее распространение получает метод биологической очистки. Теперь он используется не только в индивидуальных септиках, но и в очистных сооружениях, рассчитанных на целый коттеджный посёлок.
Прежде чем выбирать метод очистки, важно понять, откуда появляются фенолы в сточных водах. Если источник – промышленное предприятие, оно должно установить мощные очистительные сооружения у себя, а не сливать плохо очищенные стоки в водоём.
